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16.3电 阻
第十六章 电压 电阻
初中 物理人教版（2024）九年级全一册
学习目标
1.形成对电阻的基本认知。
2.理解电阻是导体对电流的阻碍作用。
3.能解释生活中不同材料的电阻现象。
4.建立电阻影响因素的关联认知，关联电阻与电路的动态关系。
　　导线多是用铜或铝做的，特别重要的电气设备的导线还要用昂贵的银来做。
想一想
铁也是导体，既多又便宜，为什么很少用它来做导线呢
铜线
铝线
新课导入
　　1．探究导体对电流的阻碍作用
　　（1）如右图所示，将电池、电流表、小灯泡、开关和一小段细铁丝如图所示串联起来；
一、电阻
　　（2）观察电流表的示数和小灯泡的亮度；
　　（3）把细铁丝换成其他导体，例如铅笔芯，观察电流表的示数和小灯泡的亮度变化情况。　
实验过程
课堂活动
把细铁丝换成其他导体，例如铅笔芯，电流表的示数和小灯泡的亮度都会发生变化，电流表的示数变小，小灯泡变暗。
在上面的实验中，电池提供的电压是相同的。当电路中接入不同的导体时，电流表的示数通常不同。为什么会有这种差别呢
　　1．探究导体对电流的阻碍作用
一、电阻
实验现象
课堂活动
在相同的电压下，通过铁丝的电流比较大，表明铁丝对电流的阻碍作用比较小；通过铅笔芯的电流比较小，表明铅笔芯对电流的阻碍作用比较大。
导体在导电的同时，对电流产生阻碍作用。不同导体对电流的阻碍作用不同，在物理学中，用电阻来表示导体的这种性质。
　　1．探究导体对电流的阻碍作用
一、电阻
实验分析
实验结论
课堂活动
　　2．电阻
　　（1）概念：
一、电阻
在物理学中，把导体对电流阻碍作用的大小叫电阻。用字母 R 表示。
　　（2）单位：
　　①国际单位：
　　②常用单位：
　　③换算关系：
欧姆，简称欧，符号Ω；
1 kΩ = 103 Ω 1 MΩ =103 kΩ。
千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）；
课堂活动
　　3．对电阻的理解
一、电阻
可从“阻碍作用”和“性质”两个角度来分析。
　　（1）导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。
在相同的电压下，导体对电流的阻碍作用（电阻）越大，电路中的电流越小。而绝缘体之所以起绝缘作用，就是由于其电阻很大。
课堂活动
　　（2）导体的电阻是导体本身的一种性质，由自身情况决定。
不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，也不管它两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用总是存在的。
无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已。
　　3．对电阻的理解
一、电阻
课堂活动
　　4．电阻器
一、电阻
　　（1）定义：
在电子技术中，我们常用到有一定电阻的元件 ——电阻器，也叫作定值电阻。
　　（2）符号：
　　（3）常见的一些电阻器：
课堂活动
　　（4）一些物体的电阻值：
小灯泡
约10欧
白炽灯约800欧
热水壶
约50欧
电流表内阻约0.1欧
电压表内阻
约几十兆欧
人体约
几千欧
　　4．电阻器
一、电阻
课堂活动
　　1．探究影响电阻大小的因素　
二、影响电阻大小的因素
电阻的大小可能与导体的材料、导体的长度、导体的粗细、导体的温度有关。
　　绝缘体对电流的阻碍作用大，导体对电流的阻碍作用小。
　　那么，在材料一定的情况下，电阻还与什么因素有关呢？
提出问题
猜想与假设
课堂活动
电源、规格不同（长度、横截面积不同）的镍铬合金丝、锰铜合金丝、电流表、导线、开关等。
实验器材
课堂活动
　　①转换法：
用电流表测量通过导体的电流，通过比较电流的大小来间接转换为电阻的大小。电流越大，则导体的电阻越小，电流越小，则导体的电阻越大。注意要保持导体两端的电压不变（用同一个电源）。
实验方法
课堂活动
　　利用控制变量法探究每一个因素对电阻大小的影响。 　
　　探究导体的电阻与横截面积的关系：控制导体的材料、长度相等，横截面积不等。选择B、C。
　　②控制变量法
　　探究导体的电阻与长度的关系：控制导体的材料、横截面积相等，长度不等，选择B、D。
　　探究导体的电阻与材料的关系：控制导体的长度、横截面积相等，材料不同，选择A、B。
实验方法
课堂活动
把四段合金丝分别接入电路中，闭合开关，观察电流表的示数并记录。
进行实验
课堂活动
次数 导线 长度 横截面积 电流/A
1 锰铜合金丝A 2l S
2 镍铬合金丝B 2l S
3 镍铬合金丝C 2l 2S
4 镍铬合金丝D l S
0.50
0.28
0.60
0.62
实验数据
课堂活动
　　（1）分析实验1与2可得出：
次数 导线 长度 横截面积 电流/A
1 锰铜合金丝A 2l S 0.50
2 镍铬合金丝B 2l S 0.28
长度与横截面积相同的锰铜合金丝和镍铬合金丝，通过它们的电流不同，说明导体的电阻与导体的材料有关。
分析论证
课堂活动
次数 导线 长度 横截面积 电流/A
2 镍铬合金丝B 2l S 0.28
4 镍铬合金丝D l S 0.62
材料和横截面积相同，长度不同的两根镍铬合金丝，长度越大，电流越小，说明导体的电阻与导体的长度有关。
　　（2）分析实验2与4可得出：
分析论证
课堂活动
次数 导线 长度 横截面积 电流/A
2 镍铬合金丝B 2l S 0.28
3 镍铬合金丝C 2l 2S 0.60
材料和长度相同，粗细不同的两根镍铬合金丝，横截面积越大，电流越大，说明导体的电阻与导体的横截面积有关。
　　（3）分析实验2与3可得出：
分析论证
课堂活动
在长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同。
在材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。
在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大。
　　导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关。
　　电阻是导体本身的一种性质。
实验结论
课堂活动
导体的电阻是否与导体的温度有关？
如图所示，闭合开关S，小灯泡L正常发光。用酒精灯对日光灯丝加热，会观察到小灯泡L明显变暗，此时通过小灯泡L的电流变小。
　　结论：对导体（大多数）来说， 温度越高，电阻越大。
该实验说明导体的电阻与温度有关。
交流讨论
课堂活动
材料 电阻值 /Ω 材料 电阻值 /Ω
银 0.016 钨 0.053
铜 0.017 铁 0.099
铝 0.027 镀铬合金 1.100
　　（1）导体的长为1 m、横截面积为1 mm2的不同材料的金属丝在温度20 ℃时的电阻值。
　　通常情况下为什么用铜、铝来做导线？
　　2. 不同材料的导电性能
二、影响电阻大小的因素
课堂活动
材料 电阻值 /Ω
铜 0.017
铁 0.099
铜的导电性能优于铁。对于长度、横截面积相同的铁丝和铜丝，铁丝的电阻是铜丝的近6倍，所以一般不用铁制作导线。
如果用铁做导线，将有大量的电能损耗在导线上。
　　2. 不同材料的导电性能
二、影响电阻大小的因素
课堂活动
铜、铝、橡胶、陶瓷都是良好的电工材料。介于中间的锗、硅是常用的半导体材料。
　　（2）不同材料在导电性能上的排序
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，电阻较大的导电性能较弱。右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。
　　2. 不同材料的导电性能
二、影响电阻大小的因素
课堂活动
　　（1）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，常常称作半导体。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。
1．半导体
三、科学世界
课堂活动
　　（2）半导体的应用
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。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。
没有半导体技术的进展，就没有我们今天的现代化生活。
1．半导体
三、科学世界
课堂活动
　　（1）超导现象
　　2．超导现象
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电阻会突然消失，这种现象叫作超导现象。
零电阻和完全抗磁性是超导体的基本特性。
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。
三、科学世界
荷兰物理学家昂内斯
课堂活动
　　（2）超导现象的发展历程
金属和合金出现超导现象的临界温度低于－250.15 ℃。
1987年，中国科学家赵忠贤和华裔美国籍科学家朱经武的团队各自独立发现临界温度超过90 K（－183.15 ℃）的钇－钡－铜－氧系材料。
　　2．超导现象
1986年，瑞士科学家在铜氧化物材料中发现35 K（－238.15 ℃）左右的超导现象。
课堂活动
三、科学世界
2008年，继日本科学家发现26K铁基超导体之后，中国科学家将铁基超导体的临界温度提高到40K以上，直至55K的最高纪录，实现了高温超导研究领域的第二次突破。在高温超导研究领域，我国科学家作出了突破性的贡献，持续推动了国际高温超导研究的进展。
科学家还在不断探索，寻找具有更高临界温度的超导材料。
　　2．超导现象
　　（2）超导现象的发展历程
课堂活动
三、科学世界
　　（3）超导技术的应用
高能加速器
核磁共振成像
超导技术已经得到实际应用，如用于核磁共振成像、高能加速器、磁约束核聚变装置等的超导磁体，检测微弱电磁信号的超导量子干涉仪和移动通信基站的超导滤波器等。
　　2．超导现象
课堂活动
三、科学世界
　　1.用如图所示的电路探究“影响电阻大小的因素”，下列说法错误的是（　）
　　A．若电路电流变化较大时，可以用小灯泡代替电流表判断电流强弱
　　B．两根电阻丝分别接入电路，按图接入乙电阻丝时电流表示数较小
　　C．该电路探究导体的电阻大小与导体长度有关
　　D．根据图中的实验可以得出：导体电阻的大小与导体的材料有关
D
四、课堂练习
2．如图所示，在探究影响导体电阻大小的因素时，实验室提供了4根电阻丝，A、B、C是镍铬合金丝，D是锰铜合金丝。小明、小红两位同学有如下猜想：
①导体的电阻与导体的长度有关；
②导体的电阻与导体的横截面积有关；
③导体的电阻与导体的材料有关。
(1)该实验是通过观察　　　　　　 　来间接比较导线电阻大小的，这种科学研究方法是物理学中常用的　　　　。
(2)连接电路时开关应　　　　，连接好电路后，在M、N之间分别接上不同的电阻丝。
电流表示数大小
转换法
断开
(3)为了验证上述猜想①，应该选用编号为　　　的两根电阻丝进行实验；选用编号为 A、C的两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想　 (填序号)。
(4)许多地区进行了输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就　　　(填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
A、B
②
减小
3．下列说法正确的是(　　)
A．银的导电性能很好，没有电阻
B．绝缘体不容易导电
C．半导体的导电性能比导体好
D．金属导体不能转成超导体
B
电阻
1．定义：表示导体对_________作用的大小，用字母R表示；
2．单位：
3．物理意义：电阻是导体本身的一种_____；
4．电路图中的符号：
影响电阻
大小的因素
1．在材料、横截面积相同时，导体_____，电阻_____；
2．在材料、长度相同时，导体的横截面积_____，电阻_____；
半导体
4．在一定条件下，金属导体的电阻随温度的升高而_____；
3．在长度、横截面积相同时，导体的材料_____，电阻一般____；
超导现象
导电性能介于_____和_______之间的材料。
温度降到某_____值时一些金属的电阻会突然消失。
电流阻碍
Ω、kΩ、MΩ
1 kΩ = 103 Ω
1MΩ =103 kΩ
性质
不同
增大
越长
越大
越小
越大
导体
绝缘体
不同
临界
课堂小结

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