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第3节 电阻
一、教学目标
1.了解电阻的概念，知道电阻是导体本身的一种性质；能画出电阻在电路图中的符号，知道电阻大小的单位及其单位换算。
2.理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关；
3.通过实验探究，学会用控制变量法探究影响电阻大小的因素。
二、教学重难点
重点：实验探究影响电阻大小的因素
难点：理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度的关系
三、教学过程
【新课导入】
【思考讨论】导线多是用铜做的，有些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，为什么不用铁来做导线呢？
铜导线 银导线 金导线
【新知探究】
（一）电阻
1.【演示实验】观察电阻对电流的阻碍作用
【实验过程】如图所示，把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路，闭合开关，观察电路中小灯泡的亮度
【实验现象1】把铜丝接入电路时，小灯泡较明亮；把镍铬合金丝接入电路时，小灯泡较暗。
【实验改进】在上述实验中，接入电流表，观察电流表的示数变化，并继续观察小灯泡的亮度。
【课堂小结】
【实验现象2】把铜丝接入电路时，电流表的示数较大，小灯泡较明亮；
把镍铬合金丝接入电路时，电流表的示数较小，小灯泡较暗。
【实验分析】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。
【实验结论】导体在导电的同时，对电流也有一定的阻碍作用，且不同导体对电流的阻碍作用不同。
2.电阻
（1）概念：在物理学中，用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。
（2）符号：R
（3）单位及换算关系：
①国际单位：欧姆，简称欧，符号Ω。常用的单位还有兆欧（MΩ）， 千欧（kΩ）。
②换算关系： 1 kΩ = 1000Ω= 103Ω 1 MΩ = 1000000Ω=106Ω
（4）电阻器：具有一定电阻值的元件叫做电阻器，也叫定值电阻，简称电阻，在电路图中用符号“ ”表示。
（5）对电阻的理解：
① 导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。
②电阻是导体本身的一种性质。即导体的电阻由导体自身情况决定，不管这个导体是否连入电路、是否有电流通过，也不管导体两端的电压是否改变或怎样改变，电阻都是存在（不变）的。
3.物理学史：欧姆 (1789-1854)
乔治·西蒙·欧姆，德国物理学家，出生于德国埃尔兰根。欧姆是家里七个孩子中的长子，他的父亲是一位熟练的锁匠，爱好哲学和数学。欧姆从小就在父亲的教育下学习数学，这对欧姆以后的发展起了一定的作用。
欧姆在物理学中的主要贡献是发现了欧姆定律。另外，欧姆还发现了电阻与导线的长度及横截面的关系。
为纪念他，电阻的单位“欧姆”，以他的姓氏命名。
（二）影响电阻大小的因素
【实验探究】探究影响导体电阻大小的因素
【提出问题】导体的电阻大小与哪些因素有关？
【猜想与假设】1.导体的电阻可能与导体的材料有关
2.导体的电阻可能与导体的长度有关
3.导体的电阻可能与导体的粗细有关
4.导体的电阻可能与温度有关
【设计实验】
1.探究电阻是否与导体长度的关系
选取材料，粗细相同而长度不同的镍铬合金丝，分别接入电路中，观察电流表的示数变化情况，研究电阻大小与导体长度的关系。（注意：控制变量法和转换法的应用）
【记录数据】
材料 长度（m） 横截面积（mm2） 电流/A 对电流的阻碍作用 电阻
镍铬 0.5 S
镍铬 1 S
【结论1】导体的电阻与长度有关。材料、横截面积相同，导体越长，电阻越大。
2.探究电阻是否与导体的导体横截面积的关系
选取材料，长度相同而粗细不同的镍铬合金丝，分别接入电路中，观察电流表示数变化，探究电阻大小与导体横截面积的关系。
【记录数据】
材料 长度（m） 横截面积（mm2） 电流/A 对电流的阻碍作用 电阻
镍铬 1 2S
镍铬 1 S
【结论2】导体的电阻与横截面积有关；材料、长度相同，导体的横截面积越大，电阻越小。
3.探究电阻与导体材料的关系
把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路，闭合开关，观察电路中小灯泡的亮度。
【记录数据】
材料 长度（m） 横截面积（mm2） 电流/A 对电流的阻碍作用 电阻
铜锰 1 S
镍铬 1 S
【结论3】导体的电阻与材料有关
4.探究电阻与温度的关系：在电流表和开关之间接入白炽灯灯丝，慢慢的给灯丝加热，观察电流表示数变化情况。
【现象】给灯丝加热时，电流表示数变小。
【结论4】对大多数导体来说，温度越高，电阻越大。但也有少数导体，电阻随温度的升高而减小。
【归纳总结】
1.导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
2.同种材料的导体，长度越长，横截面积越小，导体的电阻越大。
3.在其他条件相同的情况下，电阻较小的材料导电性能较强；反之，电阻较大，导电性能较弱。
下图展示的是不同材料在导电性能上的排序，从上至下，材料的导电性能依次减弱。
（三）半导体和超导现象
1.半导体
（1）概念：导电能力介于导体和绝缘体之间的导体叫做半导体。
（2）特点：①半导体的电阻比导体大，但比绝缘体小得多；②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。
（3）应用：利用半导体材料可以制成光敏电阻，热敏电阻，压敏电阻、二极管、三极管等。
2.超导现象
（1）超导现象：某些物质在很低的温度时，电阻就变成了零，这就是超导现象。能够发生超导现象的材料叫做超导材料或超导体。
（2）超导现象应用于实际的好处：①延长电路元件的使用寿命； ② 降低电能损耗；③实现电子设备微型化
（3）超导材料的应用：利用超导材料可以制造超导电视，超导电缆，磁悬浮列车等，目前，超导材料没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。
【课堂小结】
【课堂练习】
1.下列有关电阻的说法，不正确的是（　D　）
A．电阻是导体对电流的阻碍作用
B．一般情况下导体都有电阻
C．电阻是导体本身的一种性质，电阻由导体本身决定
D．通过导体的电流越大，导体的电阻越大
2.小敏在“探究电阻的大小与什么因素有关”的实验中，先将一根电阻丝的一半接入电路，再将整根电阻丝对折后接入原电路，她探究的影响电阻大小的因素是（　D　）
A．长度 B．材料 C．温度 D．横截面积
3.把甲、乙两段电阻线分别接在相同的电路中，甲线中电流小于乙线中的电流，忽略温度的影响，下列判断中正确的是（　C　）
A．当它们的材料、粗细都相同时，甲线短、乙线长
B．当它们的材料、长度都相同时，甲线粗、乙线细
C．甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同
D．当它们的长度、粗细都相同时，两线的材料一定相同
4.如图所示，AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中。比较通过它们的电流的大小，有（　C　）
A．AB段电阻大，电流小
B．BC段电阻大，电流大
C．AB段电阻大，电流与BC段相等
D．BC段电阻大，电流与AB段相等
5.电路中有一根锰铜合金线，若要使它的电阻减小至原来的二分之一，可采用（　D　）
A．将它两端的电压减小至原来的二分之一
B．将通过它的电流增大一倍
C．将它对折后再接回电路
D．将它剪掉二分之一的长度
6.计算机芯片中有大量用硅、锗等材料制成的电路元件，硅和锗属于下列哪些材料（　D　）
A．导体 B．超导体 C．绝缘体 D．半导体
7.如图所示，将导体接到电路A、B之间时，开关应该是断开的。如果将不同的导体分别接到A、B之间，闭合开关，可通过观察、比较灯泡的亮度来判断不同导体电阻的大小。若两个导体的电阻差异不大，则可以用电流表替换灯泡，作进一步的判断。
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8.如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的，闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，向钨丝吹气时，小灯泡L的亮度将变亮，酒精灯给钨丝加热，小灯泡L将变暗，该实验说明钨丝电阻随温度的升高而增大。
9.利用半导体材料可以制作发光二极管，简称LED。电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流不能从负极流向正极，LED不发光，这说明发光二极管具有单向导电性。
某些物质在温度很低时，电阻变为零，这是超导现象，如果能在常温下实现这种现象，它可以在下列哪些情景中得到应用③（选填序号）。①用作电吹风的电热丝；②用作白炽灯的灯丝；③用作远距离输电导线。
10.小明用如图所示的装置来探究“电阻的大小与哪些因素有关”的实验，演示板上固定了四条合金电阻线，a、b、c的长度均是1m，d的长度是0.5m；a、b、d的横截面积相同，c的横截面积比a、b、d小；a、c是镍铬合金线，b、d是锰铜合金线。
（1）实验用电流表的示数大小反映电阻大小的科学研究方法叫转换法。
（2）当依次把M、N跟a、c的两端连接时，此时探究的是导体电阻大小与导体横截面积的关系，实验中采用的方法是控制变量法。
（3）若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡，通过观察小灯泡的亮度也可以判断导体电阻的大小，但不足之处是当电路中电阻变化不大时，只凭灯泡的亮暗不易区分。

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