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第2节 物质的导电性
（2）
电阻的影响因素与变阻器
浙教版 八年级上 第3章 电路探秘
乐清市柳市镇黄华实验学校
内容要求
《义务教育科学课程标准（2022年版）》
通过实验了解决定电阻大小的因素，会用滑动变阻器改变电阻。
学业要求：能用控制变量的方法探究电阻大小相关影响因素。
【学业要求】
· 1．通过实验了解导体电阻与其长度、粗细和材料的关系。
· 2．理解滑动变阻器改变电阻的原理，会用滑动变阻器改变电路的电阻。
· 3．了解超导体及其应用对我国科技发展的意义。
探究实践活动
探究实践：影响导体电阻大小的因素。
课时聚焦：电阻大小由什么决定？怎样方便地改变电路中的电阻？
导入新课
调音台
专业音响的调音台用一组可变电阻改变各音调的响度，改变声音品质。
调光与音量
收音机、电视机、电话机的音量与台灯亮度，都可通过改变电阻来调节。
长短粗细
同样材料的导线，越长越细，对电流的阻碍是否越大？
电阻大小到底由哪些因素决定？怎样才能方便地改变它？
二、电阻
R 表示 · 单位欧姆（Ω）
【关键】电阻是导体本身的属性：材料、长度、横截面积、温度共同决定它的大小。
【回顾】电阻表示导体对电流的阻碍作用，用 R 表示，单位是欧姆（Ω）。
【问题】导体的导电能力除了与材料有关，还与哪些因素有关？
【特性】与密度、比热一样，导电性也是物质的一种特性，每种物质各不相同。
【人体电阻】一般人体电阻为 1000~2000 Ω；出汗时较小，冬季皮肤干燥时较大。
探究实践：影响导体电阻大小的因素
控制变量法 · 图3.2-4 比较电阻大小的电路图
1. 目标：探究影响导体电阻大小的相关因素。
器材：电源、开关、电流表、小灯泡、各种金属导线等。
同伴互动 和同伴交流：为什么本实验选用镍铬合金丝而不是铜丝作被测导线？换用铜丝会有什么问题？
图3.2-4 比较电阻大小的电路图
2. 提出问题：导体的导电能力除了与材料有关外，还与哪些因素有关？
3. 建立猜想：①导体越粗，对电流的阻碍作用越小；②导体越长，对电流的阻碍作用越大。
4. 进行实验（控制变量法）：探究电阻与长度的关系时，要控制不变的因素是材料和横截面积。
5. 用镍铬合金丝作为被测导线，用图3.2-4所示电路比较不同长度导线的电阻大小。
6. 再探究电阻与粗细的关系：用长度和材料相同而粗细不同的导线接入电路比较。
7. 结论：导线越长，电阻越大；导线横截面积越大（越粗），电阻越小。
影响电阻大小的因素
长度 · 横截面积（粗细） · 材料
【关键】控制变量法是本探究的核心：先控材料与粗细比长度，再控材料与长度比粗细，最后换材料比导电性。
【长度】同种材料、横截面积相同时，导线越长，电阻越大。
【横截面积】同种材料、长度相同时，导线越细（横截面积越小），电阻越大。
【材料】长度、横截面积相同时，材料不同，电阻不同——导电性由物质本身决定。
【方法】研究多个因素时用控制变量法：每次只改变一个自变量，其余量保持不变。
几种材料的电阻
表3.2-1 · 长 1 m、横截面积 1 mm （20 ℃）
【关键】铜比银便宜得多而电阻相差无几，所以导线多用铜；镍铬合金电阻大，适合做电热丝与被测导线。
材料 电阻/Ω 材料 电阻/Ω
银 0.016 铁 0.10
铜 0.0175 镍铬合金 1.0
铝 0.029 电木 10 ~10
钨 0.053 橡胶 10 ~10
【读数】银 0.016 Ω、铜 0.0175 Ω、铝 0.029 Ω、钨 0.053 Ω、铁 0.10 Ω、镍铬合金 1.0 Ω。
【绝缘材料】电木 10 ~10 Ω、橡胶 10 ~10 Ω，电阻极大，可用作绝缘材料。
【应用】银、铜、铝电阻很小，人们常用电阻小而价格实惠的铜或铝制作导线。
思考与讨论：计算 · 选材 · 改变电阻
表3.2-1 · 图3.2-9
思考 1 在甲、乙两地之间，用长 100 m、横截面积 1 mm 的铝导线连接一条电路，该电路的电阻为多少？如何减小导线的电阻？
要点：由表3.2-1 可知 1 m 长、1 mm 的铝导线电阻为 0.029 Ω，则 100 m 长的电阻为 0.029 Ω × 100 = 2.9 Ω。减小电阻的办法：换用电阻率更小的铜；增大导线横截面积（加粗导线）；缩短导线长度。
思考 2 实验室有铜丝和镍铬合金丝两种导线，为什么探究电阻影响因素时选用镍铬合金丝作被测导线？
要点：铜丝电阻极小，改变长度或粗细时电阻变化不明显，灯泡亮度和电流变化都难以观察；
镍铬合金丝电阻较大，改变长度或粗细时电阻变化显著，实验现象清晰。
思考 3 根据影响电阻大小的因素分析，改变电阻大小的方法有哪些？最简便的方法是什么？
要点：可更换材料、改变长度、改变横截面积、改变温度。
最简便的是改变电阻丝接入电路的有效长度——这正是滑动变阻器的原理。
科学·技术·社会·环境：超导现象与超导体
图3.2-5 抗磁性示意图
【温度影响】科学研究表明，导体的电阻与温度有关；
金属导体的电阻会随温度升高而增大。
【超导现象】当某些材料的温度降低到一定程度时，电阻会突然消失，这就是超导现象。如水银在 269 ℃ 时电阻突然消失。
【发现史】1911 年荷兰物理学家昂内斯测量低温下水银的电阻时发现超导现象；某一温度下电阻为零的导体称为超导体。
【特性与应用】超导体还具有「抗磁性」（磁场无法穿过）；可用于磁悬浮高速列车、长途输电几乎无电能损失、制造不发热的超大功率电动机和变压器。
【展望】临界温度极低使超导难以实际应用，寻找常温超导材料是各国科学家的努力目标。
三、变阻器
图3.2-9 · 图3.2-10 · 改变接入的有效长度
图3.2-9 改变镍铬合金丝一端的接
触点，使接入电路的有效长度发生变化
【电阻器】生产、生活和实验中常用具有一定阻值的元件——电阻器（也称电阻）来控制电流大小，符号是 。
【变阻器】需要改变电流大小时，要使用可以改变电阻值的电阻器，即变阻器。
【最简方法】改变电阻最简便的方法是改变电阻丝接入电路的有效长度（图3.2-9）。
图3.2-8 各种电阻
三、变阻器
图3.2-9 · 图3.2-10 · 改变接入的有效长度
【关键】滑动变阻器的原理：靠改变接入电路的电阻丝「有效长度」来改变电阻——越长电阻越大。
【滑动变阻器】实验室常用的滑动变阻器（图3.2-10）是把很长的漆包合金丝绕在陶瓷圆筒上，用改变滑片接入点的方法来改变接入电阻丝的长度，从而调节电阻。
探索活动：移动滑片，灯泡亮度怎么变
图3.2-11 · 滑动变阻器应用的实验电路
同伴互动 和同伴交流：滑片向哪个方向移动时灯泡变亮？这说明接入电路的电阻是变大还是变小？
图3.2-11 滑动变阻器应用的实验电路
1. 按图3.2-11所示连接电路，注意连接时开关应断开。
2. 闭合开关，观察小灯泡的亮度。
3. 左右移动滑动变阻器的滑动触头 P，观察小灯泡亮度如何变化。
4. 分析亮度变化的原因：滑片移动时接入电路的电阻丝长度怎样变化？
5. 思考：闭合开关前，滑片应置于什么位置？为什么？
思考与讨论：旋钮型变阻器与保护电路
图3.2-12 · 旋钮型变阻器
思考 1 如图3.2-12所示，旋钮型变阻器的 A、C 接线柱接入电路，要使接入电路的电阻增大，旋钮触片应向哪个方向转动？
要点：应使接入电路的电阻体长度变长的方向转动（即让触片远离已接入的 A 端）。旋钮型变阻器原理与滑动变阻器相同，只是把直线形改成圆弧形。
思考 2 闭合开关前，为什么要把滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置？
要点：这样可使电路总电阻最大、电流最小，防止电流过大烧坏电流表、灯泡等元件，起到保护电路的作用。
实践活动：用铅笔芯制作调光灯
图3.2-13 · 设计方案与操作步骤
1. 利用电池、灯座、铅笔芯和导线等制作调光灯。
2. 用铅笔芯作为电阻，设计一个可变电阻使灯泡亮度发生变化的电路。
3. 写出实验设计方案与操作步骤。
4. 动手连接并调试，观察改变铅笔芯接入长度时灯泡亮度的变化。
同伴互动 和同伴交流：铅笔芯接入越长，灯泡越亮还是越暗？这与滑动变阻器的原理是否一致？
图3.2-13 制作调光灯所需的材料
课堂小结
课时2 核心知识
1. 影响因素
· 长度、横截面积、材料、温度
· 越长越大、越粗越小
2. 方法
· 控制变量法逐个研究
· 先控其余量再变自变量
3. 超导
· 温度降到临界值电阻消失
· 磁悬浮、无损耗输电
4. 滑动变阻器
· 改变接入电阻丝有效长度
· 闭合前滑片置阻值最大处
练习与应用
第 1 题 关于导体的电阻，下列说法正确的是（ ）。
A. 导体越长，电阻一定越小
B. 同种材料、同样粗细时，导线越长电阻越大
C. 导线越粗，电阻一定越大
D. 电阻与导体的材料无关
答案：B
解析：导体电阻与长度、横截面积、材料和温度有关；同种材料、横截面积相同时，越长电阻越大；越粗（横截面积越大）电阻越小。
练习与应用
第 2 题 在「探究影响导体电阻大小的因素」实验中，研究电阻与长度的关系时，应控制不变的因素是（ ）。
A. 材料和横截面积
B. 长度和横截面积
C. 材料和长度
D. 只需控制材料
答案：A
解析：本实验用控制变量法：研究电阻与长度的关系时，自变量是长度，因此要控制材料和横截面积保持不变。
练习与应用
第 3 题 完成下列单位换算：2 MΩ = ____ kΩ = ____ Ω；500 Ω = ____ kΩ。
换算依据：1 MΩ = 10 kΩ，1 kΩ = 10 Ω。
答案：2000；2×10 ；0.5
解析：2 MΩ = 2×10 kΩ = 2000 kΩ = 2×10 Ω；500 Ω = 500 ÷ 1000 = 0.5 kΩ。
练习与应用
第 4 题 影响导体电阻大小的因素主要有：①导体长度 ②导体粗细 ③导体材料。兴趣小组同学选择右图装置进行了探究实验。其中黑点表示接线柱的位置。利用该装置可探究的因素有（ ）
A、只有①②
B、只有②③
C、只有①③
D、①②③
D
练习与应用
第 5 题 小明用如图所示的电路研究电阻与材料的关系，在A、B间分别接入锰铜合金线与镍格合金线，这两根合金线应该（ ）
A、长度相同、横截面积不同 B、长度相同、横截面积相同
C、长度不同、横截面积相同 D、长度不同、模截面积不同
B

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