导体对电流的阻碍作用——电阻 学案 （教科版九年级上）

学科：物理教学内容：导体对电流的阻碍作用电阻【基础知识精讲】 电阻是用来表示导体对电流的阻碍作用，导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。它用字母R表示，它的单位是欧姆（ ）。还有较大的千欧（K），兆欧（M）。 电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度。跟加在导体两端的电压，以及通过导体的电流无关。 同一种材料的导体，越长、越细，电阻越大，反之电阻越小。大多数导体的电阻随温度升高而增大，少数导体（如碳）的电阻随温度的升高而减小。【重点难点解析】 1.什么是电阻 例1 有人说电阻是导体对电流的阻碍作用，导体中电流为0时，导体的电阻也为零，这种说法对吗？ 解析 以金属导体为例来说明，如下图所示。当该导体两端加上电压后，该导体中的自由电子定向移动，形成如图所示方向的电流。由于原子核只能在平衡位置附近作无规则振动，自由电子定向移动时必定会和原子核发生碰撞，也就是说原子核会对电流的形成产生阻碍作用，而电阻就是表示这种微观阻碍作用的大小。这种阻碍作用大小是导体本身具有的，不会随电流而变，它只受导体本身的一些因素的影响。因此，上述说法不对。 2.决定电阻大小的因素的研究方法控制变量法 控制变量法，就是一个物理量跟多个因素有关，研究它跟其中一个因素的关系时，必须保持其他因素不变（或相等），只改变这一因素，然后找出变化的规律。导体电阻与长度、材料、横截面积、温度这四个因素有关，在研究电阻跟其中任一因素的关系时，必须保持其他的因素相同。 例2 我们说铁的电阻比铜的电阻大，对吗？ 解析 依控制变量法的要求，只有在长度、横截面积、温度相同时，这句话才对，所以上述说法不对。 例3 在研究“导体的电阻跟横截面积关系”的实验中，用如下图的装置，把两条电阻的AB和CD分别接入电路，AB比CD的横截面积小。将AB连入电路时，电流表示数为I1，将CD连入电路时，电流表示数为I，且I2I1。 （1）AB和CD两根电阻丝还要满足的条件是： ； 。（2）分析实验结果，得出的结论是 解析 首先抓住实验目的，此处是研究电阻跟横截面积的关系，而它们的温度是一样的，因此，还应保持另外两因素相同，即长度相同，材料相同。在仔细分析实验过程、现象、数据之后，再来得出结论。此处是横截面积大的通过电流大，则电阻小；横截面积小的通过电流小，则电阻大。因此得出的结论是在长度、材料、温度相同时，导体横截面积越大，电阻越小（或横截面积越小，电阻越大）。千万不能将横截面积和电阻的顺序颠倒，因为该实验的目的是研究电阻跟横截面积的关系。即电阻随横截面积的变化而变化。 3.关于导体的电阻和温度的关系 金属导体的电阻随温度的升高而增加，对常见金属，温度变化不大时，导体的电阻变化很小，可忽略不计。但白炽灯丝发光后温度变化很大，电阻值变化也很大，例如“220V，100W”灯泡灯丝在室温下电阻约30，而发光时可达484。因此，有些问题就要考虑到这种变化。【难题巧解点拨】 例1 一根原来阻值为5的金属丝，将其截去后，把余下的金属丝均匀的拉到原长，则当温度不变时，处理后的金属丝的电阻将（ ） A.仍为5 B.小于5 C.大于5 D.无法判断 解：如果分两个过程来分析，截去后，余下的的电阻比5小，再将余下的拉长，则电阻又变大，但不知比5大还是小，即无法判断。但是如果只作一个过程来分析，就简单多了，即将的部分拉长到原长，即跟5电阻长度、材料一样，但它经过拉伸后，横截面积比原来要小，电阻比5大，故选C。 例2 两个电阻并联，已知R1=0.5,R2=5。其总电阻（ ） A.R总5.5 B.0.5R总 5 C.R总5 D.R总 0.5 解析 虽然此处并未学习如何求并联的总电阻，实际计算也较麻烦。但如果将电阻的并联看成是相加了任一电阻的横截面积，而横截面积越大，电阻越小，就不难得正确答案为D。这种方法也可用来理解为什么一段导体和一电阻并联我们认为电阻被短接：如图所示，可认为并联的电阻R增加了导线的横截面积，则AB间的电阻比导体的还要小，RAB=0，也就是电阻R被短接。【课本难题解答】 想想议议：假如让你架设一条输电线路，在铝线和铁丝之间，你选用哪种？说说你的理由。解析 输电线路的导线要求电阻较小，这样就可降低能量在线路上的损耗，而长度、横截面积、温度相同时，铝线的电阻比铁线小，所以应选铝线。实际的输电线路为增加抗拉伸能力采用钢芯铝线。【典型热点考题】 例1 导体电阻的大小与下列哪个因素有关（ ） A.加在导体两端的电压 B.通过导体的电流强度 C.通过导体横截面的电量D.导体的横截面积 解析 电阻是导体本身的一种性质，它的大小只决定于导体的材料、长度、横截面积和温度，跟电压和电流无关。故选D。 例2 下列关于导体电阻大小的比较，判断正确的是（ ） A.铁的电阻一定比铝的电阻大 B.两根粗细一样的导体，长的一定比短的电阻大 C.粗的铜导线的电阻一定小于细的铁导线的电阻 D.在其他条件不变的前提下，镍铬合金的电阻一定大于铜导线的电阻 解析 根据影响电阻大小的四个因素来比较电阻的大小时，一定要用到控制变量法，即必须保持另外三个因素相同，再根据另一个因素的大小来确定电阻大小。故A、B、C都不对，而D答案刚好满足这一要求，且镍铬合金的电阻率（即材料这一因素）大于铜的电阻率，故D对。例3 某导线长度4m，电阻5，若把它对折后并起来使用，则它的电阻（ ） A.一定大于5B.一定等于5 C.一定小于5D.上述三种情况都有可能 解析 当判断导体电阻的变化时，必须先弄清楚导体的电阻随这四个因素分别怎样变化。再根据题目中哪一个因素如何变化来确定电阻的变化。该题中将导线对折就是长度减小，则每段电阻小于原电阻5，再并起来用，相当于增大横截面积，则电阻比对折后的还要小，故选C，实际上对折后每段电阻为2.5，并起来用电阻比2.5还要小。【同步达纲练习】一、填空题 1.电阻是表示导体对电流的 的大小，导体的电阻越大，表示导体对电流的越大。2.电阻在国际上通常用字母表示，它在电路图中的符号是，它的单位是 ，符号是 。 3.75 k M 0.5M k 4.电阻是导体本身的一种，它的大小决定于导体的 ， ，和 5.将一根导线均匀拉长为原来的2倍，则电阻 。二、选择题 1.下面关于导体电阻的说法，正确的是（ ） A.铁导线的电阻比铜导线的电阻大 B.粗的铜导线比细的铜导线的电阻大 C.两根粗细一样的导线，长的电阻比短的电阻大 D.由同种材料制成的、长短相等的两根导线，粗的导线比细的导线电阻小 2.做实验时，连接电路的导线，若只能在粗细和长度相同的铜丝、铝丝、铁丝、锰铜丝中挑选，你认为应该选（ ） A铜丝B.铝丝C.铁丝D.锰铜丝 3.横截面积相同电阻相等的铜丝和铁丝，其中导线长的是（ ） A铜丝B.铁丝C.一样长D.都有可能 4.如下图所示，当细铁丝绕制的线圈不加热时，电流表示数为0.3A。当缓慢加热一段时间，可看到电流表示数将（ ） A.大于0.3A B.仍等于0.3AC.小于0.3A D.不能确定三、实验题如下图所示，甲图中AB和CD是长度不同、粗细相同的镍铬合金线。乙图中AB和CD是长度相同、粗细不同的镍铬合金钱。用图示的装置可以研究同种材料导线电阻的大小与什么因素有关，有什么关系。由甲图的实验可以得出的结论是 ；由乙图实验可得出的结论是 。【素质优化训练】 1.有A、B、C、D四根导线，其中A、B、C三根是铜导线，D是镍铬合金线，A、B两导线的粗细相同，A比B短，B、C两导线的长度一样，B比C粗，C、D长短和粗细都相同，则这四根导线按其电阻大小的顺序排列应是（ ） A RA RB RC RD B. RD RC RB RA C.RD RA RB RC D. RC RBRARD2.在做“研究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验时，提供了下表所示4根导线，则下列说法正确的是（ ）导线代号甲乙丙丁长度(m)1.01.00.51.0横截面积(mm2)0.81.01.20.8材 料镍铬镍铬镍铬锰铜A研究导体的电阻与长度的关系应选导线甲和丙B.研究导体的电阻与横截面积关系时应选导线甲和乙C.研究导体的电阻与横截面积关系时应选导线丙和丁D.研究导体的电阻与材料的关系时应选导线乙和丁 3.为了测量灯泡里的电流大小，将电流表和灯泡、电源、开关串联起来，当开关闭合，电流表指针指到0.45A，然后慢慢回到0.18A，电流表示数减小的原因是（ ） A.指针的惯性B.灯泡里钨丝的电阻随温度变化引起的 C.电流表有故障D.在开关闭合的瞬间，电流总是很大的【生活实际运用】 1.小明在检查一玩具电路时，发现其中一个10电阻坏了，但手边只有几只20的电阻。你能想出他解决的办法吗？2.在家庭照明电路中，为了让电流过大时能自动切断电路，用到了保险丝。保险丝的规格是横截面积越大熔断电流越大。一天晚上，小华家的保险丝熔了，但他家里只备有比原来细的保险丝，他该怎么办？【知识验证实验】在家庭电路中，为什么一般接大功率用电器的插座往往用铜芯线，特别是接空调的插座，还必须用较粗的铜芯线？【知识探究学习】 图下所示电路中，可以探究出电阻跟 的关系，若a、b、c是三根镍铬合金线，则它们的电阻关系是 。参考答案：【同步达纲练习】一、1阻碍作用，阻碍作用2R， 一。，欧姆， 3，75 ×10-5500，500000 4性质，材料，长度，横截面积，温度 5变大二、 1.D 2. A 3A 4. C三、甲图结论：在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大；乙图结论：在材料、长度相同时，导体越粗，电阻越小【素质优化训练】1B 2B 3B【生活实际运用】1用几个20电阻并联 2