资源简介

/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科
【学习目标】
1. 知道电阻的定义
2. 掌握电阻的单位换算
3. 掌握影响电阻的因素
4. 知道半导体的定义以及其应用
5. 知道超导体的定义以及其应用
【自主学习】
一、电阻
在物理学中，用 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。导体的电阻通常用字母R表示，单位是 ，简称欧，符号是Ω。
比较大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。它们之间的换算关系是：1 kΩ = 1 000 Ω = 103Ω ；
1 MΩ = 1 000 000 Ω = 106Ω；
实验室小灯泡中灯丝的电阻通常为几欧姆到十几欧姆；日常用的电炉丝的电阻为几十欧姆；
人体电阻非固定值，干燥环境典型范围为 103Ω ~ 105Ω ，高压或皮肤破损时可能骤降至 500 ~ 1000 Ω（极端情况下可能更低） ，显著增加触电危险性。
长1 m、横截面积1 mm2 的家用铜导线，电阻为百分之几欧姆，通常可以略去不计。
我们经常要用到具有一定电阻的元件 —— 电阻器，它也叫作 ，在电路图中用符号：
二、影响电阻大小的因素
猜想一：材料长度 猜想二：材料横截面积 猜想三：材料种类 猜想四：温度
实验方法：控制变量法和转换法
实验过程：验证猜想一，要控制其余三个猜想的因素保持不变，依次进行实验
猜想一：
猜想二：
猜想三：
猜想四：
总结：影响导体电阻的因素有 。不同材料电阻不同，长度增加电阻增大，横截面积增大电阻减小，温度变化也会影响电阻。
三、半导体和超导现象
半导体：导体导电性能好，绝缘体导电性能比较差。有一些材料，例如锗、硅，导电性能介于导体和绝缘体之
间，常常称作 。温度、光照、杂质等外界因素对半导体的 有很大影响。
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、三极管和电阻器、电容器等元件直接做在基片上，就可以制成集成电路（俗称芯片）。
集成电路是20世纪最重要的发明之一，已经广泛应用于各行各业。电视机、计算机、手机以及其他数字电器中都
有集成电路。
超导现象：各种金属导体中，银的导电性能是最好的，但还是有电阻存在。20世纪初，荷兰物理学家昂内斯发现，当温度降低到某个临界值时一些金属的 会突然消失，这种现象叫作 。零电阻和完全抗磁性是超导体的基本特性。超导技术还应用于有色金属加工、污水处理、超导磁悬浮列车、超导量子计算等方面。理论上还能减少远距离输电的损耗。
【例1】科技改变生活，如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率、运动步数等信息，方便人们监测身体状态。下列有关说法正确的是（　　）
A．智能手表橡胶表带是导体
B．智能手表监测体温采用的是紫外线技术
C．给手表的蓄电池充电时，蓄电池的化学能转化为电能
D．手表屏幕使用的发光二极管主要是半导体材料制成的
【例2】现代生活中需要各种各样的材料，下列说法中错误的是（　　）
A．金刚石的硬度比较大，可以用来做钻头
B．铅笔芯、银、铜、陶瓷都是很好的导体
C．有的半导体对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻
D．超导材料在低于临界温度时电阻为零，将来可用于远距离输电
【例3】如图所示， AB 和 BC 是由不同材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体， 将它们串联后接入电路中， 下列说法正确的是（　　）
A．AB段电阻大，电流小
B．BC段电阻小，电流大
C．AB 段电阻一定大，电流与BC段相等
D．BC段电阻可能大，电流与 AB段相等
【例4】某电路连接如图所示，当细铁丝绕制的线圈不加热时，闭合开关，电流表示数为0.6A。用酒精灯缓慢加热铁丝圈一段时间后，电流表的示数将（　　）
A．大于
B．等于
C．小于
D．电流表烧坏
【例5】在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，小明发现实验器材中的金属丝只有一根，实验电路图如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．该实验的探究方法只用到控制变量法
B．灯泡在电路中可以起到保护电路的作用
C．将金属丝对折后接入电路，金属丝的电阻变大
D．将金属丝对折后接入电路，是探究导体电阻大小与长度的关系
【例6】小美去科技馆参观，当用手触摸“静电球”时，形成“怒发冲冠”的景象，如图甲所示，这是由于头发丝带 （选填“同种”或“异种”）电荷而相互 的结果；图乙是小美看到的超导磁悬浮列车模型，据了解，超导体是利用液氮将温度降到一定值时，导体的 变为零；若超导体在常温也具有这种性质，最适合运用于 （选填“远距离输电”或“制作家用保险丝”）。
【例7】某实验小组利用下图（左）所示的电路探究“影响导体电阻大小的因素”的实验，将a、b、c、d四段导体分别接入电路。经过测量，得到下表所示数据。
导体代号 长度/m 截取面积/mm2 材料 电流大小/A
a 0.5 0.4 锰铜合金 0.20
b 0.5 0.4 镍铬合金 0.16
c 0.5 0.2 镍铬合金 0.08
d 1.0 0.2 镍铬合金 0.04
（1）实验中，通过比较电路中 的大小，判断导体电阻的大小；
（2）若要探究长度对电阻是否有影响，则应该选用 （填编号）两根电阻丝进行对比实验；
（3）选取导体 （填编号）进行实验可以探究导体电阻大小与导体横截面积的关系；
（4）在材料一定时，导体的电阻与长度成 比，与横截面积成 比；
（5）小明在科技活动中，了解到有一种半导体材料制成的热敏电阻，其电阻R随t变化的图像如上图甲所示：
①热敏电阻的阻值随温度的升高而 （选填“增大”或“减小”）；
②小明想利用热敏电阻制成温度报警器，实验室中现成有两只外形完全相同的电阻R1和R2，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻（阻值不随温度的变化而变化）。为了辨别它们，小明设计了如上图乙所示的电路，接下来小明闭合开关，对其中一只电阻加热，若电流表的示数 （选填“增大”或“减小”），则该电阻为热敏电阻。
【例8】物理兴趣小组的同学开展“探究盐水电阻大小与哪些因素有关”的实验，他们提出了以下猜想：
A．可能与盐水的浓度有关 B．可能与盐水的液柱长度有关。
他们利用玻璃管（管中带有接线柱的金属活塞可以左右移动）、电源、开关、小灯泡、导线等器材，组装成如图所示的电路进行实验。
（1）向玻璃管内注满盐水，闭合开关后灯泡发光，说明盐水是 （选填“导体”或“绝缘体”）；根据小灯泡的亮度可以判断盐水的电阻大小，这种研究方法是 ；
（2）探究猜想A时，为了增加盐水的浓度，可向玻璃管中添加 （选填“盐”或“清水”）并搅拌均匀。探究猜想B时，用注射器缓慢地从玻璃管中抽取部分盐水，同时调节活塞使玻璃管中仍充满盐水，灯泡的亮度逐渐变亮，这一实验过程 （选填“能”或“不能”）验证猜想B；
（3）实验中发现，盐水的电阻改变较小时，灯泡的亮度无明显变化。甲、乙同学分别对实验装置做以下改进：甲同学把灯泡更换为电流表，乙同学在原电路中串联接入电流表，改进方法更好的是 同学，理由是 。
（4）利用该实验装置还能探究液体的电阻大小与 关系（填出一个即可）。
【课后巩固】
1．根据生活经验判断，下列数据最接近实际情况的是（　　）
A．人步行的速度一般约为4 km/h B．一本九年级物理课本的质量约为2kg
C．正常人体的电阻约为100 Ω D．人体安全电压为36V
2．我国自主研发的IGBT芯片是高铁强劲有力的心脏。制造芯片的硅材料是（　　）
A．导体 B．绝缘体 C．半导体 D．超导体
3．科技改变生活，创新引领未来！如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息，方便监测身体状态。下列关于该智能手表说法正确的是（　　）
A．橡胶表带是绝缘体，绝缘体在任何条件下都不导电
B．铁的导电性能比铜弱，铁更适合做手表内部的导线
C．手表屏幕使用的发光二极管主要是半导体材料制成的
D．手表里的芯片采用超导粉末冶金技术，超导材料制成的元件电阻很大
4．2025年4月24日，“神舟二十号”飞船成功发射并完成与空间站的交互对接，它们进入预定轨道后，太阳能帆板顺利展开。下列属于制作太阳能帆板的主要材料是（　　）
A．超导材料
B．半导体材料
C．纳米材料
D．绝缘体材料
5．下列说法中正确的是（　　）
A．绝缘体有电阻，导体没有电阻 B．通过导体的电流越大，导体的电阻就一定越大
C．导体和绝缘体没有绝对的界限 D．导体两端电压越大，导体的电阻一定越小
6．以下做法能使导体电阻变大的是（　　）
A．减小通过导体的电流 B．增大导体两端的电压
C．将导体均匀拉长 D．将导体对折
7．关于导体的电阻，下列说法中正确的是（　　）
A．导体两端的电压越大，导体的电阻越大 B．通过导体的电流越大，导体的电阻越小
C．导体的电阻跟导体两端的电压和通过的电流大小无关 D．导体的电阻只决定于导体的长度、横截面积和温度
8．利用如图所示的电路探究影响导体电阻大小的因素，演示板上固定有a、b、c、d四根合金丝，长度关系为，横截面积关系为，其中b、c、d均为镍铬合金丝，a为锰铜合金丝。将导线P、Q分别接在同一根合金丝两端的接线柱上，下列说法正确的是（　　）
A．选用a和c进行实验，可以探究导体电阻跟导体长度的关系
B．选用b和d进行实验，可以探究导体电阻跟导体材料的关系
C．选用c和d进行实验，可以探究导体电阻跟导体横截面积的关系
D．选用a和b进行实验，可以探究导体电阻跟导体横截面积的关系
9．如图甲所示，感应发光“冰块”入水即亮，它外部由无毒无害的食品级PS材料制作，内部由液体感应器、纽扣电池和LED灯泡组成。其中液体感应器为先进的触水式 （选填“电源”、“用电器”、“开关”或“导线”），放入水中的“冰块”，内部的电路处于 状态（选填“通路”、“断路”或“短路”）。LED灯主要由 （选填“绝缘体”或“半导体”）材料制成，在如图乙所示的电路中，同时闭合开关 ，LED灯能发光。
10．面临当代的能源危机，我国提出了“碳达峰、碳中和”的战略目标，其中光伏发电水平已居世界前列。光伏发电简易原理如图所示，电池板上具有大量的不稳定电子，当太阳光照射到电池板上，这些电子获得能量会定向移动形成电流，电池板中有两层纯硅电子掺杂形成的 （填“绝缘体”或“半导体”）材料，该材料在光照下导电性增强，其中电极1相当于电源的 极。
11．充电宝给手机充电过程中，手机电池是 （选填“电源”或“用电器”）；“护套线”是一种家用电线，由铜芯和塑料层组成（如图所示），其中的 （选填“铜”或“塑料”）是绝缘体；家用空调所用导线的电阻较小，该导线的铜芯要 （选填“粗”或“细”）一些。
10题图 11题图
12．如图甲所示是研究“影响导体电阻大小的因素”的实验装置。实验中用四根电阻丝作被测导体，将电阻丝两端接入电路后，通过调节滑动变阻器，保持电阻丝两端电压相同，进行测量并记录，数据如下表。
实验组 电阻丝 材料 长度L/cm 直径D/mm 电流I/A
1 a 康铜丝 57.20 0.50 ______
2 b 镍铬丝 57.20 0.50 0.14
3 c 镍铬丝 57.20 0.70 0.26
4 d 镍铬丝 28.60 0.70 0.54
（1）将电阻丝a的两端接入电路，闭合开关后，电流表指针位置如图乙所示，其示数为 A；
（2）为研究导体电阻大小与横截面积的关系，可选择实验组 进行对比；
（3）实验得出，导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关。此外，导体电阻还与温度有关；
①如图丙所示，描述该金属电阻在降温过程中的现象： ；
②若常温下某种新材料的电阻为零，该新材料可用于制造 （写出一种），以减少能量损耗。
13．有一种用半导体材料制成的热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图，
（1）热敏电阻的电阻值随温度升高而 。（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（2）实验室现有两只外形完全相同的电阻，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻，（电阻值不随温度的变化而变化）。为了辨别它们，小明设计了如图的电路。
操作：1．按图连接电路2．闭合开关，点燃酒精灯加热
分析：1．若电流表示数无变化，则电阻 热敏电阻（选填“是”或“不是”）；
分析：2．电流表示数有变化，则电阻 热敏电阻（选填“是”或“不是”）；
14．阅读材料，回答问题。
PTC材料
PTC是一种以钛酸钡为主，掺入多种物质后加工而成的半导体材料。这种材料最基本的特性是在达到居里温度之前，其阻值变化不大且较低；当温度达到居里温度后，在一定的温度范围内，其阻值会随着温度的升高而急剧增大，如图所示。
PTC元件能在电流过大、温度过高时对电路起保护作用。在正常情况下，其阻值很小，损耗也很小，不影响电路正常工作。若有过流（如短路）发生，其温度升高，阻值随之急剧升高，达到限流作用，避免损坏电路中的元件。当故障排除后，PTC元件的温度自动下降，又恢复到了低电阻状态。因此PTC元件又称为“可复性保险丝”。
由于PTC元件具有自动控温、不燃烧、安全可靠等特点，被广泛应用于轻工、住宅、交通、航天、农业、医疗等领域。它与镍、铬丝或远红外等发热元件相比，具有卓越的优点。
（1）PTC材料是一种 材料，居里温度是指 （选填“”或“”）。
（2）PTC元件需要与电路元件 （选填“串联”或“并联”）才能像保险丝一样在电流过大或温度过高时起到限流作用，进而保护整个电路。
（3）PTC元件与普通保险丝相比具有的优点有 （写出一条即可）。
15．请根据上述材料，回答下列问题：
光电效应
光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强增大，电阻减小。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换。
（1）外光电效应会从物质中激发出________。
A．原子 B．质子 C．中子 D．电子
（2）在可见光中，从红光到紫光，光的频率是逐渐增大的。如果绿光照射到某金属表面能产生外光电效应，则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应的是_______。
A．红光、紫光 B．红光、黄光 C．蓝光、紫光 D．黄光、蓝光
（3）如图乙为光敏电阻的工作原理图，当光照强度发生变化时，小量程电流表的示数变化如图________。
A． B．
C． D．
1．物理小组为探讨温度对物体导电性能的影响，设计如图所示的电路，当S接1或2时，分别对废灯泡玻璃灯芯、废日光灯管中的钨丝加热，电路可能发生的现象（ ）
A．S接1时，毫安表的示数为零，灯泡不亮
B．S接1时，毫安表的示数变大，灯泡不亮
C．S接2时，电流表的示数变大，灯泡变亮
D．S接2时，电流表的示数不变，亮度不变
2．小华在探究“液体电阻大小与哪些因素有关”，她提出了如下猜想：A．可能与液体的浓度有关：B．可能与液体的体积有关。实验器材如下：两端接有金属接线柱的塑料管、电池、开关、小灯泡、导线，将上述器材组装成如图甲所示的电路进行实验。
（1）利用此装置还能提出一个可进行实验探究的合理猜想是：液体电阻大小可能与液体的 有关；
（2）小华将适量盐水从注水口倒入塑料管中并闭合开关，观察到小灯泡发光，由此说明盐水是 （选填“导体”或“绝缘体”）；
（3）实验中电阻大小是根据 进行判断；
（4）探究猜想B时，用注射器缓慢地从塑料管中抽取部分盐水，灯泡的亮度逐渐变暗。于是得出结论：液体浓度一定时，体积越小，电阻越大。分析操作过程，联系所学的“影响导体电阻大小的因素”，这一实验过程是否能完整验证猜想B （选填“能”或“不能”），原因是 ；
3．利用图甲所示电路探究电阻的相关问题。
（1）如图甲，他们在MN之间分别接入a.细铜丝、b.细铁丝、c.塑料尺和d.干燥木片。闭合开关，能使电流表指针偏转的有 （填字母）。
（2）如图乙，他们选择电阻丝①和③，是为了探究电阻大小与 的关系；他们认为图乙中器材不能探究电阻大小与 的关系。
（3）他们通过网络了解到：在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记（如图丙），阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值。如图丁所示，已知色环含义及电阻A（5Ω）、电阻B（10Ω）的色环，则电阻C为 Ω。
4．湿手触摸开关有触电的危险，这是因为液体具有一定的导电性，那么影响液体导电性能强弱的因素有哪些呢？小明提出如下猜想：
A．可能与液体的密度有关 B．可能与液体的质量有关。
根据猜想，小明用到的器材有：电源、开关、电流表、滑动变阻器、导线、两根相同的钢棒、水槽、盐、水。他将两铜棒紧靠水槽侧壁并竖直置于水槽底部，把混合均匀的适量盐水倒入水槽内，两铜棒均有一部分露出水面，将这一装置与上述电学元件连接成如图所示电路。
（1）评估实验器材：盛装盐水的容器应该选择 （选填“金属”或“塑料”）水槽，盐水容易导电是因为有大量的 （选填“自由电子”或者“自由电荷”）。本实验可通过 来判断液体导电能力的强弱；
（2）探究猜想A：闭合开关，调节滑片至适当位置，记录电流表的示数为；再向水中撒适量盐并搅拌（不计液体质量变化），记录电流表的示数为，比较发现，由此可得实验结论 ；
（3）探究猜想B：小明设计的实验方案如下，在上述实验基础上，将适量清水缓慢倒入盛有盐水的水槽并搅拌，并多次记录电流表的示数进行比较。请你结合小明的猜想评估这一实验方案是否可行？ （选填“可行”或“不可行”），理由是： ；
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。试卷第1页，共3页
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
【参考答案】
一、电阻：电阻 欧姆 定值电阻
二、影响电阻大小的因素：材料、长度、横截面积和温度
三、半导体和超导现象：半导体 导电性能 电阻 超导现象
【例1】D 【例2】B 【例3】D 【例4】C 【例5】B
【例6】同种 排斥 电阻 远距离运输电
【例7】（1）电流；（2）c、d ；（3）b、c ；（4）正 反；（5）①减小 ②增大
【例8】（1）导体 转换法；（2）盐 能；（3）乙 可以起到保护电路的作用；（4）横截面积、液体种类
课后巩固
基础练习
1. A 2. C 3. C 4. B 5. C 6. C 7. C 8. C
9. 开关 通路 半导体 和 10. 半导体 负 11. 用电器 塑料 粗
12.（1）0.32；（2）b、c；（3）随温度的降低而减小，最后变为超导体 远距离输电线
13.（1）变小；（2）不是 是
14.（1）半导体 ；（2）串联；（3）自动控温
15.（1）D；（2）C；（3）C
能力提升
1. B
2.（1）横截面积（液体的种类）；（2）导体；（3）小灯泡亮度；（4）不能 没有控制液体的横截面积不变；
3.（1）a、b； （2）横截面积 材料（或者填 温度 也可以）； （3）51
4.（1）塑料 自由电荷 电流表示数；（2）液体的质量不变时，液体的密度越大，液体的导电性能越强；
（3）不可行 没有控制液体的密度不变
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑