北师大九年级物理上册 （探究-影响导体电阻大小的因素）简单电路课件教学

第十三章·简单电路探究—影响电阻大小的因素北京师范大学出版社九年级

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全一册

学习目标1.知道影响电阻大小的因素有材料种类、长度、横截面积和温度。2.了解导体电阻受温度的影响、超导体的一些特点以及超导对人类生活和社会发展可能带来的影响。观察下图中我们常用的导线，你能发现它们有哪些不同，为什么？观察与思考1、生活中常见的导线多是铜芯或铝芯，为什么不用铁芯？2、不同规格的白炽灯，为什么有的灯丝细长，有的灯丝粗短？3、我们经常看到连接那些大功率用电器的导线和电路干线的线径都比较粗。为什么有的导线芯比较粗？观察与思考复习：科学探究的基本环节有哪些？提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与结论、评估、交流与合作材料粗细长度温度问题与猜想提出问题导体的电阻与什么因素有关？猜想根据以上分析，电阻可能与导体的_____、______、____、_____有关。制定计划分析：在判定一个因素对电阻的影响时，在实验时应该保持其他因素不变，这样才可能观察出这个因素是不是影响因素（控制变量法）。例如：

在验证导体材料不同时电阻的情况，需要保证其他条件一样，如温度、粗细、长短、导体两端电压等都相同。同样在判定导体的粗细和长短不同时的电阻，一样需要保证其他条件一样。制定计划【实验电路】导线，电流表，开关，电源；长度和粗细都相同的锰铜丝和镍铬丝各一根，粗细相同但长度为原来一半的镍铬丝一根，长度相同但横截面为原来２倍的镍铬丝一根。【实验器材】制定计划【实验步骤】1.按电路图所示装置连好电路２.把导线分别接在长短和粗细都相同的锰铜丝和镍铬丝两端，记录电流表的示数。３.再把导线接在长度减半的镍铬丝上，记录电流的示数。４.再把导线接在长度不变，粗细增大到２倍的镍铬丝上，记录电流表示数。你会选择哪两根导体做实验？探究导体电阻与材料的关系进行实验[实验方案一]控制的不变量有：

、

、

。长度粗细温度导体电流表示数电阻大小甲(锰铜)大小乙(镍铬)小大实验结果：长度、粗细相同的导体，电阻大小与材料有关。探究导体电阻与材料的关系。[实验方案一]控制导体的长度、横截面积和温度不变。大小小大进行实验你会选择哪两根导体做实验？[实验方案二]探究导体电阻与长度的关系。控制的不变量有：

、

、

。材料粗细温度进行实验导体电流表示数电阻大小甲(1米)小大乙(0.5米)大小[实验方案二]探究导体电阻与长度的关系。

实验结果：材料、粗细相同的导体，长度越大，电阻

。越大小大大小进行实验控制导体的材料、横截面积和温度不变。你会选择哪两根导体做实验？进行实验探究导体的电阻与粗细的关系[实验方案三]控制的不变量有：

、

、

。材料长度温度探究导体的电阻与粗细的关系[实验方案三]导体电流表示数电阻大小甲(0.5mm2)

小大乙(1mm2)

大小实验结果：材料、长度相同的导体，横截面积越大，电阻

。小大大小越小进行实验控制导体的材料、长度和温度不变。分析与结论电阻是导体本身的一种属性。导体的电阻与导体的材料、长度和横截面的大小有关。导体越长，电阻越大。导体的横截面越大，电阻越小。评估与交流与同学们交流一下，看看你得出的结果与其他同学的结论是否相同，实验中还有哪些地方需要改进等。我们做一个小实验，如右图所示装置，用酒精灯给细铁丝加热，在铁丝温度逐渐升高并发红的过程中，观察电流表的示数的变化。提出问题导体的电阻会受温度影响吗？

说明温度也能影响导体的电阻。对大多数导体来说，导体温度越高，电阻越大，温度越低，电阻越小。现象

随着温度的升高，电流表示数变小。结论现象与结论导体的电阻会受温度影响吗？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。发生超导现象的物质叫超导体。

利用超导原理，出现了磁悬浮列车。超导现象与应用拓展与延伸1、关于导线电阻的大小，下列说法中正确的是（温度对电阻的影响可以不计）（）A.横截面积越大的导线，电阻越小B.横截面积相同的导线，长导线的电阻大C.长度相同的导线，细导线的电阻大D.同种材料制成的长短相同的导线，粗导线的电阻小D巩固练习2、教室用的电灯，常温下的电阻比正常发光时的电阻要____，所以闭合开关的瞬间能过灯丝的电流要比正常发光时_____，灯丝往往在闭合开关的瞬间容易烧断。小大巩固练习3、在探究影响导体电阻大小的因素时，甲乙丙三位同学作出如下猜想：甲：导体的电阻与导体的横截面积有关；乙：导体的电阻与导体的长度有关；丙：导体的电阻与导体的材料有关。现提供多根电阻丝，材料参数如下表：编号材料长度/m横截面积/mm2A镍镉合金11B镍镉合金21C镍镉合金12D锰铜合金11巩固练习巩固练习(1)某同学要验证上述猜想，连接了如右实物图．请你根据实物图画出电路图(2)如要验证上述甲同学的猜想，则应该选用

两根电阻丝(填序号)．(3)如要验证上述乙同学的猜想，则应该选用

两根电阻丝(填序号)．(4)如要验证上述丙同学的猜想，则应该选用

两根电阻丝(填序号)．ACABAD课堂小结科学探究的基本环节影响导体电阻大小的因素超导现象与超导体作业布置1.课本第76页第1、2、4题2.课后阅读课本第76~77页《超导体》探究—影响导体电阻大小的因素

第十一章简单电路体验常温下比较导体电阻的大小活动:准备不同长度和粗细的铁丝、铜丝、两节电池、电流表、导线,如图接入电路,观察电流表示数是否相同1.影响导体电阻大小的因素有哪些?2.什么叫超导现象和超导体?超导体有哪些应用?探究1常温下影响导体电阻大小的因素结合“体验”,思考以下问题1.猜想与假设:根据“体验”可知,导体电阻的大小与导体的

有关。参考答案:材料、长度、粗细(横截面积)

2.实验方法:(1)因为导体的电阻与多个因素有关,在探究时,需利用

法。(2)电阻的大小无法直接观察,故在实验中,通过

反映电阻的大小,这种方法为

法。参考答案:(1)控制变量(2)电流大小转换法3.实验设计及数据分析:①实验器材:电源、导线、开关、电流表、长度不同的铜丝(b、d)、粗细不同的铜丝(b、c)、长度和粗细完全相同的铁丝和铜丝(a、b)。②把不同的导线接入电路,得到的数据如下:次数导线长度粗细电流大小1a铁丝LS0.22b铜丝LS0.243c铜丝L2S0.484d铜丝S0.48(1)分析1、2可知,导体的电阻与导体的

有关。(2)分析2、3可知,导体的电阻与导体的

有关,且导体

,电阻越小。(3)分析2、4可知,导体的电阻与导体的

有关,且导体

,电阻越小。参考答案:(1)材料(2)粗细越粗(3)长度越短4.交流与评估:实验中,可以比较1、3组或者1、4组数据得出影响导体电阻大小的因素吗?为什么?参考答案:不可以在实验中,我们需利用控制变量法,探究导体的电阻与哪些因素有关,而1、3组或1、4组数据中都有两个变量,故无法得出电阻的大小与哪些因素有关。

探究2温度对导体电阻大小的影响设计电路图如下,思考以下问题1.闭合开关,对导体不断加热,随着铁丝的温度升高,电流表的示数变小,说明铁丝的电阻

(选填“变大”“不变”或“变小”),故可说明电阻的大小与导体的

有关。导体的温度越高,导体的电阻

。参考答案:变大温度越大2.既然导体的电阻与温度有关,那么当这种物质温度降低到一定温度时,电阻大小会出现什么结果?提示:导体的电阻与导体的温度有关,一般情况下,导体的温度越高,电阻越大。当电阻的温度降低到一定程度时,电阻的阻值就会变为零,这种现象称为超导现象,能够发生超导现象的物质叫做超导体。参考答案:电阻会非常小,甚至变为0,成为超导体。一、影响电阻大小的因素1.长度:横截面积和材料相同时,长度越长,电阻_____。2.横截面积(粗细):长度、材料相同时,横截面积越大,电阻_____。

越大越小3.材料:横截面积、长度相同时,不同材料的电阻_________。4.温度:导体电阻的大小还与导体的_____有关,对于大多数导体来说,电阻随温度的升高而_____。一般不同温度增大二、超导体1.超导现象:当温度降低到某一温度时,物质的电阻变为___。2.超导体:(1)定义:能够发生_________的物质。(2)应用:___________。零超导现象远距离输电【拓展延伸】控制电阻大小的因素及超导现象1.控制电阻大小的因素电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，还与导体长度、横截面积、材料有关。衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。多数(金属)的电阻随温度的升高而升高，一些半导体却相反。在温度一定的情况下，有公式R=。其中ρ就是电阻率，l为材料的长度，单位为m，S为面积，单位为m2。可以看出，材料的电阻大小正比于材料的长度，而反比于其面积。

2.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,科学家发现,某些物质在很低的温度时,如铝在1.39K(-271.76℃)以下,铅在7.20K(-265.95℃)以下,电阻就变成了零。这就是超导现象,用具有这种性能的材料可以做成超导材料。目前已经开发出一些“高温”超导材料,它们在100K(-173℃)左右电阻就能降为零。如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处。在电厂发电、运输电力、储存电力等方面若能采用超导材料,就可以大大降低由于电阻引起的电能消耗。如果用超导材料制造电子元件,由于没有电阻,不必考虑散热的问题,元件尺寸可以大大缩小,进一步实现电子设备的微型化。考点探究影响电阻大小的因素【典例】小明用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”。a、b为长度一样的镍铬合金丝,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.利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系C.利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系D.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电压表【思路导引】(1)通过小灯泡的亮度判断电阻的大小。(2)利用控制变量法,保证只有一个变量。【精讲精析】选C。小灯泡越亮,电路中的电流越大,表示接入的合金丝电阻越小,故A错误;此装置中可以用夹子改变电阻丝的长度,来探究导体电阻大小和长度的关系,故B错误;此装置中还可以探究导体电阻大小和横截面积之间的关系,C正确;为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表,根据电流的大小来判断电阻的大小,故D错误。【方法归纳】探究电阻大小的影响因素

1.关于导体的电阻,下列说法正确的是(

)A.导体的电阻大小只决定于导体的长度B.导体的电阻与导体两端的电压有关C.导体的电阻大小,决定于导体的长度、横截面积和材料D.导体的横截面积越大,导体的电阻越大【解析】选C。本题考查了影响导体电阻的因素。因为影响导体电阻的因素有:导体的长度、导体的横截面积和导体的材料,与导体两端的电压无关。2.关于铜导线,下列说法正确的是(

)A.铜导线是导电能力最好的导线B.铜导线均匀拉长后,电阻变小C.铜导线截成两段后并成一根使用,电阻变小D.铜导线的温度升到足够高时,电阻为零【解析】选C。本题考查了常温下影响电阻大小的因素。金、银等物质的导电能力比铜导线的导电能力更好,故A错误;铜导线均匀拉长后,导线材料不变,长度变长、横截面积变小,电阻变大,故B错误;铜导线截成两段后并成一根使用,导线材料不变,相当于长度变短、横截面积变大,导线电阻变小,故C正确;随温度的升高,铜导线的电阻变大,当温度降低到足够低时,电阻为零,故D错误。3.白炽灯泡是生活中常见的一种照明灯具,有时它的灯丝断了,再搭接上还能使用,搭接上灯丝的电阻(

)A.变大B.不变C.变小D.以上说法都不对【解析】选C。本题考查了常温下影响电阻大小的因素。虽然灯丝断后再搭接上还能使用,但搭接上后,灯丝的长度变短,同时搭接部分灯丝变粗,故灯丝电阻会变小。4.如图所示的电子体温计通过流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温,这利用了半导体(

)A.良好的导电特性B.良好的绝缘特性C.电阻随温度变化而变化的特性D.电阻随光照变化而变化的特性【解析】选C。半导体材料有许多特性,如电阻随温度变化而变化的特性,电阻随压力变化而变化的特性及电阻随光照强度变化而变化的特性等。由题意知,电子体温计的半导体是用来测量体温的,因此是利用了其电阻随温度变化的特性。5.表中甲、乙、丙三根导线是用同种材料制成的,根据表中数据,它们的电阻从大到小的顺序是_____________。导体长度/m横截面积/mm2甲12乙0.54丙0.52【解析】本题考查常温下影响电阻大小的因素。由表中数据可知,甲和丙的材料相同,横截面积相同,甲比丙长,R甲>R丙;乙和丙材料相同,长度相同,乙比丙粗,R乙<R丙,故R甲>R丙>R乙。答案:甲、丙、乙6.如图所示为“探究影响导体电阻大小的因素”的实验电路。A、B之间接导体。(1)本实验通过

比较导体电阻大小。(2)小明发现手边只有一根较长的金属丝,他可以探究导体的电阻是否与

和

有关。

【解析】本题考查了“探究影响导体电阻大小的因素”的实验。本实验将电流表与灯泡串联在电路中,目的是通过灯泡的亮度或电流表示数的大小反映出所接入电阻的大小;虽然只有一根电阻丝,材料固定,但是可将电阻丝不同长度接入电路,探究电阻大小与导体长度的关系,还可以将电阻丝对折接入电路,横截面积增大,从而探究导体电阻与导体横截面积的关系。答案:(1)电流表示数(灯泡的亮度)(2)长度横截面积7.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,小明设计了如图电路。(1)在连接电