【弯道超车】教科版2024物理 九年级上册 4.4 电阻 预习学案

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【弯道超车】教科版2024物理 九年级上册 4.4 电阻 预习学案

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1.掌握电阻的基本概念,认识电阻的符号和单位,理解电阻对电流的阻碍作用。
2.通过实验探究导体电阻与材料、长度、横截面积的关系,理解转化法和控制变量法的应用。
3.能区分导体和绝缘体,了解常见材料的导电性能及其在实际生活中的应用。
4.认识电阻器的种类和作用,能识别常见电阻器的外观与标识方法。
同学们请看电路板上整齐排布的电阻与铜质线路,电路板依靠导线传输电流,生产时大多选用铜箔、银箔做导线。大家不妨思考:铁也是常见金属,价格低廉,可电路板导线却从不选用铁箔。这背后藏着导体电阻大小的秘密,今天我们就一同学习电阻,解开这个电路选材的疑惑。
1.对电流阻碍作用较小,容易导电的物体叫作 ,对电流阻碍作用很大,不容易导电的物体叫作 。
2.物理学中,为了更具体地描述物体的导电性,用电阻表示导体对 的大小,电阻用字母 表示。
3.电阻的国际单位是 ,简称 ,符号是 ,常用单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)。
4.导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 、 和 有关。在温度一定时,同种材料制成的导体,长度越长,电阻越 ;横截面积越小,电阻越 。
5.电阻器是电子电路中的重要元件,用于控制 和 ,常见类型有碳膜电阻、金属膜电阻和线绕电阻等。
6.决定电阻大小的因素
【提出问题】电阻是物体本身的性质,不同的物质具有不同的电阻,那么物体的电阻到底与哪些因素有关?
【猜想与假设】电阻的大小可能和哪些因素有关?
①电阻的大小可能和导体的 有关;
②电阻的大小可能和导体的 有关;
③电阻的大小可能和导体的 有关;
【设计实验】
实验器材:电源(干电池组)、规格不同(长度与横截面积不同)的康铜丝与镍铬合金丝、灯泡、电流表、开关及导线若干电流表的读数:
探究方法
① :电阻的大小无法直接测量,在使用相同的电源(电源电压不变)的前提下,电阻越大,电流越小,灯泡的亮度越低,反之电阻越小,电流越大,灯泡亮度越高,通过电流表示数与灯泡亮度可间接反映电阻大小。
② :电阻大小可能有多个影响因素,在实验探究过程中,为了弄清每一个因素的具体影响,我们采取“只改变一个因素,而保持其他因素不变”的方法进行实验研究,实验中保证单一变量,即可探究电阻与它的关系。
【进行实验与收集数据】
在MN之间分别接入不同规格的金属丝ABCD,闭合开关,观察灯泡亮度,并记录电流大小。
金属丝标号 金属材料 长度/m 横截面积/mm2 电流/A
A 康铜丝 0.5 0.8 0.40
B 镍铬合金丝 0.5 0.8 0.32
C 镍铬合金丝 0.5 0.4 0.16
D 镍铬合金丝 0.8 0.4 0.08
【分析与论证】
探究电阻大小和导体材料的关系时,应该控制导体的 和 相同,选择导体 ,观察到它们的电流大小不同,说明电阻的大小与导体的材料 ;
探究电阻大小和导体长度的关系时,应该控制导体的 和 相同,选择导体 ,观察到它们电流不同,且长度更长的导体电流更小,说明电阻的大小和导体的长度 ,导体的长度越长,电阻越 ;
探究电阻大小和导体横截面积的关系时,应该控制导体的 和 相同,选择导体 ,观察到它们的电流不同,且横截面积更小的导体电流更小,说明电阻的大小和导体的横截面积 ,导体的横截面积越大,电阻越 。
【实验结论】
导体的电阻是导体本身的一种性质,电阻的大小与导体的 、 、 有关。
在导体的材料、长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越 ;
在导体的材料、横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越 。
【拓展】导体的电阻大小还与 有关,但不同材料的导体电阻与温度的关系并不完全一致,对于大多数金属导体,电阻随温度升高而 ;而对于半导体和绝缘体,电阻随温度升高而 。
【例1】关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A.当导体两端电压和通过导体的电流为零时,导体的电阻为零
B.当导体被均匀拉长至原来的二倍时,导体的电阻将减小
C.白炽灯泡常温下电阻小于正常工作时的电阻
D.导体的电阻与电流大小成反比
【变式1-1】在木棒、塑料、玻璃、铁丝这几种常见的物质中,玻璃的导电性能比铁丝的导电性能________(选填“强”或“弱”);在同一环境中,相同长度的细铁丝的电阻值比粗铁丝的电阻值_______(选填“大”或“小”)。
【变式1-2】关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A.导体在接入电路前没有电阻
B.导体的电阻随通过导体电流的增大而减小
C.同种材料制成的长短相同的两根电阻丝,细的比粗的电阻大
D.镍铬合金丝的电阻比铜丝的电阻大
【例2】质量相等的铜丝和铝丝,它们的横截面积相等,则二者电阻大小比较( )
A.铜丝电阻较大 B.铝丝电阻较大
C.铜丝和铝丝电阻可能一样大 D.无法判断谁的电阻较大
【变式2-1】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( )
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
【变式2-2】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La=Lb=Lc=Ld,横截面积关系为Sa=Sb=Sc=Sd,其中a、c、d均为镍铬合金丝,b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b进行实验,可以探究导体电阻跟导体材料的关系
B.选用c和d进行实验,可以探究导体电阻跟导体长度的关系
C.选用a和c进行实验,可以探究导体电阻跟横截面积的关系
D.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
一、单选题
1.在一些使用精密仪器的场所,工作人员须穿着防静电服,防静电服面料中掺入的材料能导走身上静电的是(  )
A.金属 B.玻璃 C.橡胶 D.陶瓷
2.下列说法中正确的是 ( )
A.毛皮和橡胶棒摩擦的过程中橡胶棒失去了电子
B.金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反
C.当导体被均匀拉长至原来的2倍时,它的电阻减小为原来的2倍
D.在通常情况下,塑料、汽油和陶瓷都属于绝缘体
3.如图所示的铝芯电缆是一种输电导线。在某村输电线路改造工程中,更换铝芯更粗的电缆,其目的是(  )
A.增大电阻 B.减小电阻
C.减小质量 D.减小密度
4.某同学在学习电学知识后,细心观察了身边的电学仪器,并从物理学的角度进行了解释和说明。下列说法正确的是(  )
A.图(a):插头外部为塑料壳,因为塑料是导体
B.图(b):验电器利用异种电荷相互排斥的原理工作
C.图(c):电风扇的扇叶易粘灰尘,因为扇叶与空气摩擦创造了电荷
D.图(d):自制水果电池使小灯泡发光,小灯泡将电能转化为光能
5.如下图所示,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。比较它们的电阻和通过它们的电流大小,则(  )
A.AB段电阻大 B.BC段电阻大 C.BC段通过的电流大 D.BC段通过的电流小
6.关于下列电学知识,说法正确的是(  )
A.两个轻质小球相互吸引,它们一定带异种电荷
B.验电器的原理是同种电荷相互排斥
C.在金属导体中,电流的方向就是自由电子定向移动的方向
D.电路中通过导体的电流减小到0时,该导体的电阻变为0
7.气凝胶是当今世界上密度最小的固体,具有隔热性好、绝缘能力强、坚固耐用等特点。下列物体不适合用气凝胶制作的是( )
A.飞船返回舱隔热板 B.用电器的外壳 C.输电导线 D.保温杯隔热层
8.线路板上的电阻线如图所示,某同学用该装置探究影响导体电阻大小因素。下列说法错误的是(  )
A.实验中通过观察电流表的示数比较电阻的大小
B.探究电阻的大小是否跟导线的横截面积有关应选择电阻线①和②
C.选择②和③电阻线探究的结论可解释“导线多是用铜做的,很少用铁来做导线”
D.线路板上的电阻线不能深究电阻的大小是否与导线的材料有关
9.在如图所示的电路中,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热。发现小灯泡缓慢变暗。分析可知,镍铬合金丝的阻值变大,而导致其阻值变化的主要因素是(  )
A.质量 B.长短 C.粗细 D.温度
10.通常情况下,下列物质中属于导体的是(  )
A.橡胶 B.陶瓷 C.塑料 D.金属
11.(多选)小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。a、b分别为长度一样的镍铬合金丝和锰铜合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,下列说法正确的是(  )
A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B.利用此装置可以探究导体电阻大小与横截面积的关系
C.利用此装置无法探究导体电阻大小与材料的关系
D.为了准确地比较两根合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表
12.(多选)将长、阻值为的粗细均匀的电阻丝均匀拉长至某一长度后,再截取的长度(称为),则的阻值可能为(  )
A. B. C. D.
二、填空题
13.将两个轻质小球、用绝缘细线悬挂,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近它们时,两球先被吸引,接触玻璃棒后又迅速弹开。由此可知,小球、的材料是 (选填“导体”或“绝缘体”),弹开的原因是两球带上了 种电荷。
14.一金属丝被拉长后,金属丝的电阻将 ,此时影响金属丝电阻变化的主要因素是 和 ;若将金属丝对折起来使用,其电阻将 (填“增大”“减小”或“不变”)。一根粗细均匀的铜导线,电阻为R,如果把它截为长度相同的两段,每段的电阻为R1,则R1 R;如果将原来的导线对折拧成一条使用,其电阻为R2,则R2 R。(后两空填“<”“>”或“=”)
15.如图为一款静电拖把,通过拖把上的静电除尘纸,可以轻松将地上细小的灰尘和毛发吸走,它利用 的原理是带电体具有的性质;为了保持这种性质,拖把头应用 (填“导体”或“绝缘体”)制造。
16.同一种物质的导电性能并不是一成不变的。在外界压力、温度、光照等条件发生改变或掺入杂质时,绝缘体 (选填“有可能”或“不可能”)变成导体。
17.导体对电流的阻碍作用叫电阻,电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流 (选填“有关”或“无关”)。物理学中用科学家 的名字作为电阻的单位,以纪念他对物理学的贡献。人的双手间在干燥时的电阻约为 。
三、实验题
18.探究影响导体电阻大小的因素:
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
① 镍铬合金 0.25 1.0
② 镍铬合金 0.50 1.0
③ 镍铬合金 0.25 2.0
④ 锰铜合金 0.25 1.0
(1)实验中通过观察 来比较电阻大小,这种方法叫 法;电路中接入小灯泡的作用是 ;
(2)验证“导体电阻与横截面积的关系”,应选用编号 和 的电阻丝;验证“导体电阻与材料的关系”,应选用编号 和 的电阻丝;
(3)将①、②号电阻丝分别接入电路,发现接入②号时电流表示数更小,说明当材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越 ;
(4)用酒精灯加热镍铬合金丝,发现电流表示数变小,说明导体电阻还与 有关
看不见的电路阻碍 —— 电阻
拆开电脑、遥控器,电路板上布满绿色线路与圆柱形元件,它们就是电阻与导电线路。细心的同学会发现,电路板导线只用铜、银,从不使用便宜的铁,这一切都和电阻息息相关。
电流在金属中流动时,自由电子会碰撞原子,受到阻碍,这种阻碍作用就是电阻。不同金属导电能力天差地别,相同规格下铁的电阻远大于铜,电流传输损耗大,还易生锈,因此无法做精密电路板导线。科学家用欧姆作为电阻单位,用来定量描述导体对电流的阻碍。
导体电阻是自身固有属性,受四大因素影响:材料、长度、横截面积、温度。材料内部自由电子越多,电阻越小;导线越长、越细,电阻越大;金属升温后原子运动加剧,电阻会随之变大,实验中加热钨丝,灯泡变暗就是最好证明。人们利用这一规律,制作出碳膜、金属膜等各类电阻器,精准控制电路电流电压,保障电子设备稳定工作。
世间物质还能分为导体与绝缘体。铜、石墨、人体容易导电,属于导体;橡胶、塑料几乎没有自由电子,阻碍电流能力极强,是绝缘体,常用来做电线保护层。二者没有绝对界限,特殊条件下可以相互转化。
科学家还发现了神奇的超导体:水银冷却至 - 269℃时电阻完全消失。超导技术能实现无损耗输电、磁悬浮列车,我国也在超导领域不断突破。小小的电阻藏着丰富电学奥秘,支撑起我们身边所有电子设备。
参考答案
1.导体;绝缘体
2.电流阻碍作用;R
3.欧姆;欧;Ω
4.材料;长度;横截面积;大;大
5.电流;电压
7.猜想与假设:①材料 ②长度 ③横截面积 探究方法:①转换法 ②控制变量法 分析与论证: (1)长度;横截面积;A、B;有关 (2)材料;横截面积;C、D;有关;大 (3)材料;长度;B、C;有关;小 实验结论:材料;长度;横截面积;小;大 拓展:温度;增大;减小
【例1】C。
【变式1-1】弱;大。
【变式1-2】C。
【例2】B。
【变式2-1】C。
【变式2-2】A。
1.A 2.BD 3.B 4.D 5.A 6.B
7.C 8.C 9.D 10.D 11.CD 12.CD
13.导体 同
14.变大 长度 横截面积 减小 < <
15.吸引轻小物体 绝缘体
16.有可能
17.无关 欧姆
18.(1)电流表示数/灯泡亮度 转换 保护电路
(2)① ③ ① ④
(3)大
(4)温度

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