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第3节 电阻
第十六章 电压 电阻
人
教
版
2012版
学
习
目
标
1.知道电阻的概念,知道电阻是导体本身的一种性质。
2.能画出电阻在电路图中的符号,知道电阻的单位及换算关系。
3,通过实验探究,理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,体会控制变量法的应用。
4.了解半导体及超导体的应用。
导线多是用铜做的，特别重要的电器设备的导线还要用昂贵的银来做。铁也是导体，既多又便宜，想想看，为什么很少用它来做导线呢？
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电阻
如果在上述实验电路中接入电流表，可以看到：当把铜丝接入电路时，电流表的示数较大，小灯泡较明亮；当把镍铬合金丝接入电路时，电流表的示数较小，小灯泡较暗。由此可知，在相同的电压下，通过铜丝的电流比通过镍铬合金丝的电流大。那么，为什么会有这种差别呢
原来，导体虽然容易导电，但是对电流也有一定的阻碍作用。在相同的电压下，通过铜丝的电流较大，表明铜丝对电流的阻碍作用较小；通过镍铬合金丝的电流较小，表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用较大。
电阻
电阻
一.电阻
1.概念：
在物理学中，用电阻(resistance) 来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。
电阻
2.符号：
3.单位：
通常用字母 表示。
是 ，简称 ，符号是 。
比较大的单位有 ( )、 ( )，
它们的换算关系是:
欧姆
欧
Ω
千欧
kΩ
兆欧
MΩ
R
1 kΩ = Ω = Ω
1 MΩ = Ω = Ω
1 000
103
1 000 000
106
通常情况下，任何导体都有电阻，不同的导体，电阻大小一般不同，导线的电阻很小，一般认为是零。电流表自身电阻很小,相当于一根导线;电压表自身电阻很大，近似于断路。
电阻
乔治·西蒙·欧姆(Georg Simon Ohm，1787年3月16日--1854年7月7日)，德国物理学家。
欧姆发现了电阻中电流与电压的正比关系，即著名的欧姆定律;他还证明了导体
的电阻与其长度成正比，与其横截面积和传导系数成反比;以及在稳定电流的情况下，电荷不仅在导体的表面上，而且在导体的整个截面上运动。电阻的国际单位制"欧姆"以他的名字命名。欧姆的名字也被用于其他物理及相关技术内容中，比如"欧姆接触"，"欧姆杀菌"，"欧姆表"等。欧姆的物理符号为“Ω ”
电阻
4.几个常见的电阻值：
手电筒的小灯泡，灯丝的电阻为几欧到十几欧；
日常用的电炉丝的电阻约为几欧。
实验室用的1m长的铜导线，电阻约百分之几欧，通常可以略去不计。
如果用铁来制作同样规格的导线，电阻比铜线的要高6 倍左右，所以一般不用“铁导线”。
电阻
5.电阻器：
在电子技术中，我们经常要用到具有一定电阻值的元件—— ，也叫做 ，简称 ( 图16.3-2)，在电路图中用符号“ ”表示。
电阻器
定值电阻
电阻
例题1
1．关于导体的电阻，下列说法正确的是（　　）
A．铜导线的电阻比铁导线电阻小
B．导体通电时有电阻，不通电时没有电阻
C．导体的电阻越大，表明导体的导电能力越强
D．导体电阻越小，对电流的阻碍作用越小
D
例题1
解析：A．导体电阻大小的影响因素有导体的材料、长度、横截面积和温度，在不知铜导线和铁导线的长度、横截面积和温度的情况下，无法判断两导线电阻大小，故A错误；
B．电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，导体通电时有电阻，不通电时有电阻，故B错误；
C．导体的电阻越大，表明导体的导电能力越差，故C错误；
D．电阻是指导体对电流的阻碍作用，导体电阻越小，对电流的阻碍作用越小，故D正确。
故选D。
影响电阻大小的因素
绝缘体对电流的阻碍作用大，导体对电流的阻碍作用小。天然橡胶棒的电阻，大约是相同粗细、长短铁棒的 2×103倍！看来材料不同，阻碍作用不同。那么，在材料一定的情况下，电阻还与什么因素有关呢？
实验 探究影响导体电阻大小的因素
[提出问题]
导体的电阻与哪些因素有关？
[猜想假设]
1.路越窄,车辆越难行——导体越细,可能阻碍作用越强,电阻越大。
2.道路越长,人越走越累——导体越长,可能阻碍作用越大,电阻越大。
影响电阻大小的因素
影响电阻大小的因素
3.不同的道路通行效率不同,如高速公路、水泥路、乡间小路——导体的电阻可能与制作导体的材料(铁、铜、银、铝等)有关。
4.物质的很多物理性质都受到温度的影响,如密度——导体的电阻是否也受温度影响。
[猜想假设]
1.电阻的大小可能与导体的材科、长度、横截面积以及温度等多个因素有关,应采用控制变量法来进行研究;
2.由于电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,所以我们可以用电流的大小或灯泡的亮度来判断电阻的大小,采用转换法。
[实验方法]
影响电阻大小的因素
影响电阻大小的因素
[实验设计]
设计如图所示的电路来探究电阻跟导体长度、材料、横截面积的关系。
电阻定律演示器
用来保护电路。
用电流表的示数反应电阻的大小。
影响电阻大小的因素
[实验探究]
实验一：
①实验步骤1：
③分析总结1:
接铜丝和镍铬合金丝时电流表的示数及灯泡的亮度不同。
将相同长度、粗细（横截面积）的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路中，观察小灯泡的亮度。
②实验现象1：
在长度、横截面积、温度相同时,导体的材料不同,电阻一般不同。
实验过程中要控制电源电压不变。
影响电阻大小的因素
实验二：
①实验步骤2：
③分析总结2:
接入长度长的导体时，电流表的示数小，灯泡暗。
选用粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入电路中，电流表会发生什么变化呢？
②实验现象2：
在材料、横截面积、温度相同的情况下,导体的长度越长，电阻越大。
影响电阻大小的因素
实验三：
①实验步骤3：
③分析总结3:
接入横截面积大的导体时，电流表示数大，灯泡亮。
选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入电路中，电流表会发生什么变化呢？
②实验现象3：
在材料、长度、温度相同的情况下,导体的横截面积越大，电阻越小。
影响电阻大小的因素
实验四：
①实验步骤4：
③分析总结4:
随着加热的进行，灯丝温度升高，电流表示数减小。
如图所示.在由流表和开关之间接入白炽灯的灯丝,闭合开关后,慢慢地给灯丝加执,观察由流表示数的变化情况。
②实验现象4：
大多数金属导体的电阻随温度的升高而增大。
影响电阻大小的因素
[实验结论]
导体电阻是导体本身的一种性质，大小与导体材料、长度、横截面积等因素有关，同种材料的导体长度越长，横截面积越小，电阻越大。导体的电阻还受温度的影响。
影响电阻大小的因素
例题2
2．在“探究影响电阻大小的因素”的实验中，某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验探究。实验中使用4根电阻丝，规格、材料如下表所示。
例题2
（1）实验中通过观察 来比较电阻的大小；
（2）分别将 、 （填编号）两根电阻丝接入电路，可以用来探究导体的电阻与导体横截面积之间的关系；
（3）若依次把A、B两根电阻丝接入电路，闭合开关记录电流表的示数。 分析比较这两根电阻丝的电阻大小，探究的是电阻跟导体 的关系；
电流表示数的大小
B
C
（4）将电阻丝D对折后接入电路中，发现电流表的示数与将电阻丝D全部接入电路时对比变大了，由此得出结论： 导体的横截面积越大，电阻越小。 这种做法 （选填“正确”或“不正确”），理由是： ；
（5）若实验中将图中电流表换成小灯泡，通过观察 也可以判断导体电阻的大小，不足之处是 。
例题2
不正确
没有控制电阻丝的长度相等
灯泡亮度
若将图中电流表换成小灯泡，通过小灯泡的亮度可以判定电阻的大小，但当接入电路中电阻丝的阻值变化不大时，灯泡亮度的变化不明显，通过灯泡的亮度无法判定电阻的大小。
例题2
解析：（1）[1]在该实验中，电阻的大小是通过观察电流表的示数大小来体现的，电流越小说明电阻越大，这种方法是转换法。
（2）[2][3]探究电阻大小与导体的横截面积之间的关系，应控制导体的材料、长度均相同，而横截面积不同，由表中数据可知，应将B、C两根合金丝接入电路。
（3）[4]若依次把A、B两根电阻丝接入电路，由表格数据可知，这两根电阻丝的材料不同，长度和横截面积相同，探究的是电阻跟导体材料的关系。
（4）[5][6]将电阻丝D对折后接入电路中，电阻丝的长度和横截面积均发生了改变。在探究导体的电阻与横截面积的关系时没有控制电阻丝的长度相同，因此该结论是错误的。
（5）[7][8]若将图中电流表换成小灯泡，通过小灯泡的亮度可以判定电阻的大小，但当接入电路中电阻丝的阻值变化不大时，灯泡亮度的变化不明显，通过灯泡的亮度无法判定电阻的大小。
例题2
2.特点：
半导体和超导现象
温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响。
有一些材料，例如锗、硅，导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称做半导体。
一.半导体
1.定义：
半导体和超导现象
利用半导体材料可以制作二极管、三极管。如果把很多二极管、三极管和电阻、电容等元件直接做在硅单晶片上（俗称芯片），就成了集成电路。集成电路是20世纪最重要的发明之一，现代的收音机、电视机、电话机、计算机，以及打电话用的IC 卡、算账用的计算器，里面都有集成电路。
3.应用：
没有半导体就没有我们今天的现代化生活。
半导体和超导现象
某些物质在很低的温度时，如铝在 271.76 °C以下，铅在 265.95 °C以下，电阻就变成了0，这就是超导现象。
一.超导现象
1.定义：
如果把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。如果用超导材料来制造电子元件，由于没有电阻，不必考虑散热的问题，元件尺寸可以大大缩小，进一步实现电子设备的微型化。
2.超导现象用于实际的好处：
例题3
3．25岁的中国青年科学家曹原由于在石墨烯超导领域中的重大突破，于2021年再次登上热搜，科学家的探索使常温超导离我们的生活越来越近，如果常温下的超导材料得到广泛应用，超导材料不可以用来制作（　　）
A．输电导线 B．滑动变阻器
C．电动机的线圈 D．电磁铁的线圈
B
例题3
解析：A．假设用超导材料制成远距离输电线，将降低输电过程中的电能损耗，可以节约能源，故A不符合题意；
B．滑动变阻器的电阻丝是用电阻较大的材料做成，不能用近乎没有电阻的超导材料制作，故B符合题意；
C．用超导材料做电动机线圈，能降低工作过程中的电能损耗，可以节约能源，故C不符合题意；
D．电磁铁的线圈利用电流磁效应工作，如果用超导体制作会降低工作过程中电能损耗，故D不符合题意。
故选B。
课堂小结
16.3电阻
符号
R
概念
导体对电流阻碍作用的大小。
单位
Ω、kΩ、M Ω
影响因素
材料、横截面积、长度、温度
实验方法
控制变量法、转换法
应用
电阻器
符号
半导体，超导现象

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