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第3節 電阻
一、教學目標
1.了解電阻的概念，知道電阻是導體本身的一種性質；能畫出電阻在電路圖中的符號，知道電阻大小的單位及其單位換算。
2.理解電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積及溫度有關；
3.通過實驗探究，學會用控制變量法探究影響電阻大小的因素。
二、教學重難點
重點：實驗探究影響電阻大小的因素
難點：理解電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積及溫度的關系
三、教學過程
【新課導入】
【思考討論】導線多是用銅做的，有些特別重要的電器設備的導線還要用昂貴的銀來做。鐵也是導體，既多又便宜，為什么不用鐵來做導線呢？
銅導線 銀導線 金導線
【新知探究】
（一）電阻
1.【演示實驗】觀察電阻對電流的阻礙作用
【實驗過程】如圖所示，把長短、粗細相同的銅絲和鎳鉻合金絲分別接入電路，閉合開關，觀察電路中小燈泡的亮度
【實驗現象1】把銅絲接入電路時，小燈泡較明亮；把鎳鉻合金絲接入電路時，小燈泡較暗。
【實驗改進】在上述實驗中，接入電流表，觀察電流表的示數變化，并繼續觀察小燈泡的亮度。
【課堂小結】
【實驗現象2】把銅絲接入電路時，電流表的示數較大，小燈泡較明亮；
把鎳鉻合金絲接入電路時，電流表的示數較小，小燈泡較暗。
【實驗分析】在相同的電壓下，通過銅絲的電流較大，表明銅絲對電流的阻礙作用較小；通過鎳鉻合金絲的電流較小，表明鎳鉻合金絲對電流的阻礙作用較大。
【實驗結論】導體在導電的同時，對電流也有一定的阻礙作用，且不同導體對電流的阻礙作用不同。
2.電阻
（1）概念：在物理學中，用電阻來表示導體對電流阻礙作用的大小。
（2）符號：R
（3）單位及換算關系：
①國際單位：歐姆，簡稱歐，符號Ω。常用的單位還有兆歐（MΩ）， 千歐（kΩ）。
②換算關系： 1 kΩ = 1000Ω= 103Ω 1 MΩ = 1000000Ω=106Ω
（4）電阻器：具有一定電阻值的元件叫做電阻器，也叫定值電阻，簡稱電阻，在電路圖中用符號“ ”表示。
（5）對電阻的理解：
① 導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大。
②電阻是導體本身的一種性質。即導體的電阻由導體自身情況決定，不管這個導體是否連入電路、是否有電流通過，也不管導體兩端的電壓是否改變或怎樣改變，電阻都是存在（不變）的。
3.物理學史：歐姆 (1789-1854)
喬治·西蒙·歐姆，德國物理學家，出生于德國埃爾蘭根。歐姆是家里七個孩子中的長子，他的父親是一位熟練的鎖匠，愛好哲學和數學。歐姆從小就在父親的教育下學習數學，這對歐姆以后的發展起了一定的作用。
歐姆在物理學中的主要貢獻是發現了歐姆定律。另外，歐姆還發現了電阻與導線的長度及橫截面的關系。
為紀念他，電阻的單位“歐姆”，以他的姓氏命名。
（二）影響電阻大小的因素
【實驗探究】探究影響導體電阻大小的因素
【提出問題】導體的電阻大小與哪些因素有關？
【猜想與假設】1.導體的電阻可能與導體的材料有關
2.導體的電阻可能與導體的長度有關
3.導體的電阻可能與導體的粗細有關
4.導體的電阻可能與溫度有關
【設計實驗】
1.探究電阻是否與導體長度的關系
選取材料，粗細相同而長度不同的鎳鉻合金絲，分別接入電路中，觀察電流表的示數變化情況，研究電阻大小與導體長度的關系。（注意：控制變量法和轉換法的應用）
【記錄數據】
材料 長度（m） 橫截面積（mm2） 電流/A 對電流的阻礙作用 電阻
鎳鉻 0.5 S
鎳鉻 1 S
【結論1】導體的電阻與長度有關。材料、橫截面積相同，導體越長，電阻越大。
2.探究電阻是否與導體的導體橫截面積的關系
選取材料，長度相同而粗細不同的鎳鉻合金絲，分別接入電路中，觀察電流表示數變化，探究電阻大小與導體橫截面積的關系。
【記錄數據】
材料 長度（m） 橫截面積（mm2） 電流/A 對電流的阻礙作用 電阻
鎳鉻 1 2S
鎳鉻 1 S
【結論2】導體的電阻與橫截面積有關；材料、長度相同，導體的橫截面積越大，電阻越小。
3.探究電阻與導體材料的關系
把長短、粗細相同的銅絲和鎳鉻合金絲分別接入電路，閉合開關，觀察電路中小燈泡的亮度。
【記錄數據】
材料 長度（m） 橫截面積（mm2） 電流/A 對電流的阻礙作用 電阻
銅錳 1 S
鎳鉻 1 S
【結論3】導體的電阻與材料有關
4.探究電阻與溫度的關系：在電流表和開關之間接入白熾燈燈絲，慢慢的給燈絲加熱，觀察電流表示數變化情況。
【現象】給燈絲加熱時，電流表示數變小。
【結論4】對大多數導體來說，溫度越高，電阻越大。但也有少數導體，電阻隨溫度的升高而減小。
【歸納總結】
1.導體的電阻是導體本身的一種性質，它的大小與導體的材料、長度、橫截面積和溫度有關。
2.同種材料的導體，長度越長，橫截面積越小，導體的電阻越大。
3.在其他條件相同的情況下，電阻較小的材料導電性能較強；反之，電阻較大，導電性能較弱。
下圖展示的是不同材料在導電性能上的排序，從上至下，材料的導電性能依次減弱。
（三）半導體和超導現象
1.半導體
（1）概念：導電能力介于導體和絕緣體之間的導體叫做半導體。
（2）特點：①半導體的電阻比導體大，但比絕緣體小得多；②溫度、光照、雜質等外界因素對半導體的導電性能有很大影響。
（3）應用：利用半導體材料可以制成光敏電阻，熱敏電阻，壓敏電阻、二極管、三極管等。
2.超導現象
（1）超導現象：某些物質在很低的溫度時，電阻就變成了零，這就是超導現象。能夠發生超導現象的材料叫做超導材料或超導體。
（2）超導現象應用于實際的好處：①延長電路元件的使用壽命； ② 降低電能損耗；③實現電子設備微型化
（3）超導材料的應用：利用超導材料可以制造超導電視，超導電纜，磁懸浮列車等，目前，超導材料沒有廣泛應用于生活實際的主要原因是還沒有發現常溫下的超導體。
【課堂小結】
【課堂練習】
1.下列有關電阻的說法，不正確的是（　D　）
A．電阻是導體對電流的阻礙作用
B．一般情況下導體都有電阻
C．電阻是導體本身的一種性質，電阻由導體本身決定
D．通過導體的電流越大，導體的電阻越大
2.小敏在“探究電阻的大小與什么因素有關”的實驗中，先將一根電阻絲的一半接入電路，再將整根電阻絲對折后接入原電路，她探究的影響電阻大小的因素是（　D　）
A．長度 B．材料 C．溫度 D．橫截面積
3.把甲、乙兩段電阻線分別接在相同的電路中，甲線中電流小于乙線中的電流，忽略溫度的影響，下列判斷中正確的是（　C　）
A．當它們的材料、粗細都相同時，甲線短、乙線長
B．當它們的材料、長度都相同時，甲線粗、乙線細
C．甲、乙兩電阻線的材料、長短、粗細不可能完全相同
D．當它們的長度、粗細都相同時，兩線的材料一定相同
4.如圖所示，AB和BC是由同種材料制成的長度相同、橫截面積不同的兩段導體，將它們串聯后連入電路中。比較通過它們的電流的大小，有（　C　）
A．AB段電阻大，電流小
B．BC段電阻大，電流大
C．AB段電阻大，電流與BC段相等
D．BC段電阻大，電流與AB段相等
5.電路中有一根錳銅合金線，若要使它的電阻減小至原來的二分之一，可采用（　D　）
A．將它兩端的電壓減小至原來的二分之一
B．將通過它的電流增大一倍
C．將它對折后再接回電路
D．將它剪掉二分之一的長度
6.計算機芯片中有大量用硅、鍺等材料制成的電路元件，硅和鍺屬于下列哪些材料（　D　）
A．導體 B．超導體 C．絕緣體 D．半導體
7.如圖所示，將導體接到電路A、B之間時，開關應該是斷開的。如果將不同的導體分別接到A、B之間，閉合開關，可通過觀察、比較燈泡的亮度來判斷不同導體電阻的大小。若兩個導體的電阻差異不大，則可以用電流表替換燈泡，作進一步的判斷。
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8.如圖所示的鎢絲是將一個白熾燈去除玻璃罩制成的，閉合開關S，小燈泡L發光，鎢絲不發光，向鎢絲吹氣時，小燈泡L的亮度將變亮，酒精燈給鎢絲加熱，小燈泡L將變暗，該實驗說明鎢絲電阻隨溫度的升高而增大。
9.利用半導體材料可以制作發光二極管，簡稱LED。電流由正極經過LED流向負極時，LED發光；反之，電流不能從負極流向正極，LED不發光，這說明發光二極管具有單向導電性。
某些物質在溫度很低時，電阻變為零，這是超導現象，如果能在常溫下實現這種現象，它可以在下列哪些情景中得到應用③（選填序號）。①用作電吹風的電熱絲；②用作白熾燈的燈絲；③用作遠距離輸電導線。
10.小明用如圖所示的裝置來探究“電阻的大小與哪些因素有關”的實驗，演示板上固定了四條合金電阻線，a、b、c的長度均是1m，d的長度是0.5m；a、b、d的橫截面積相同，c的橫截面積比a、b、d小；a、c是鎳鉻合金線，b、d是錳銅合金線。
（1）實驗用電流表的示數大小反映電阻大小的科學研究方法叫轉換法。
（2）當依次把M、N跟a、c的兩端連接時，此時探究的是導體電阻大小與導體橫截面積的關系，實驗中采用的方法是控制變量法。
（3）若實驗中將電路中的電流表更換為小燈泡，通過觀察小燈泡的亮度也可以判斷導體電阻的大小，但不足之處是當電路中電阻變化不大時，只憑燈泡的亮暗不易區分。

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