北師大九年級物理上冊 （探究-影響導(dǎo)體電阻大小的因素）簡單電路課件教學(xué)

第十三章·簡單電路探究—影響電阻大小的因素北京師范大學(xué)出版社九年級

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學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道影響電阻大小的因素有材料種類、長度、橫截面積和溫度。2.了解導(dǎo)體電阻受溫度的影響、超導(dǎo)體的一些特點以及超導(dǎo)對人類生活和社會發(fā)展可能帶來的影響。觀察下圖中我們常用的導(dǎo)線，你能發(fā)現(xiàn)它們有哪些不同，為什么？觀察與思考1、生活中常見的導(dǎo)線多是銅芯或鋁芯，為什么不用鐵芯？2、不同規(guī)格的白熾燈，為什么有的燈絲細(xì)長，有的燈絲粗短？3、我們經(jīng)?？吹竭B接那些大功率用電器的導(dǎo)線和電路干線的線徑都比較粗。為什么有的導(dǎo)線芯比較粗？觀察與思考復(fù)習(xí)：科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)有哪些？提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃與設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗與收集證據(jù)、分析與結(jié)論、評估、交流與合作材料粗細(xì)長度溫度問題與猜想提出問題導(dǎo)體的電阻與什么因素有關(guān)？猜想根據(jù)以上分析，電阻可能與導(dǎo)體的_____、______、____、_____有關(guān)。制定計劃分析：在判定一個因素對電阻的影響時，在實驗時應(yīng)該保持其他因素不變，這樣才可能觀察出這個因素是不是影響因素（控制變量法）。例如：

在驗證導(dǎo)體材料不同時電阻的情況，需要保證其他條件一樣，如溫度、粗細(xì)、長短、導(dǎo)體兩端電壓等都相同。同樣在判定導(dǎo)體的粗細(xì)和長短不同時的電阻，一樣需要保證其他條件一樣。制定計劃【實驗電路】導(dǎo)線，電流表，開關(guān)，電源；長度和粗細(xì)都相同的錳銅絲和鎳鉻絲各一根，粗細(xì)相同但長度為原來一半的鎳鉻絲一根，長度相同但橫截面為原來２倍的鎳鉻絲一根?！緦嶒炂鞑摹恐贫ㄓ媱潯緦嶒灢襟E】1.按電路圖所示裝置連好電路２.把導(dǎo)線分別接在長短和粗細(xì)都相同的錳銅絲和鎳鉻絲兩端，記錄電流表的示數(shù)。３.再把導(dǎo)線接在長度減半的鎳鉻絲上，記錄電流的示數(shù)。４.再把導(dǎo)線接在長度不變，粗細(xì)增大到２倍的鎳鉻絲上，記錄電流表示數(shù)。你會選擇哪兩根導(dǎo)體做實驗？探究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系進(jìn)行實驗[實驗方案一]控制的不變量有：

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。長度粗細(xì)溫度導(dǎo)體電流表示數(shù)電阻大小甲(錳銅)大小乙(鎳鉻)小大實驗結(jié)果：長度、粗細(xì)相同的導(dǎo)體，電阻大小與材料有關(guān)。探究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系。[實驗方案一]控制導(dǎo)體的長度、橫截面積和溫度不變。大小小大進(jìn)行實驗?zāi)銜x擇哪兩根導(dǎo)體做實驗？[實驗方案二]探究導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系?？刂频牟蛔兞坑校?/p>

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。材料粗細(xì)溫度進(jìn)行實驗導(dǎo)體電流表示數(shù)電阻大小甲(1米)小大乙(0.5米)大小[實驗方案二]探究導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系。

實驗結(jié)果：材料、粗細(xì)相同的導(dǎo)體，長度越大，電阻

。越大小大大小進(jìn)行實驗控制導(dǎo)體的材料、橫截面積和溫度不變。你會選擇哪兩根導(dǎo)體做實驗？進(jìn)行實驗探究導(dǎo)體的電阻與粗細(xì)的關(guān)系[實驗方案三]控制的不變量有：

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。材料長度溫度探究導(dǎo)體的電阻與粗細(xì)的關(guān)系[實驗方案三]導(dǎo)體電流表示數(shù)電阻大小甲(0.5mm2)

小大乙(1mm2)

大小實驗結(jié)果：材料、長度相同的導(dǎo)體，橫截面積越大，電阻

。小大大小越小進(jìn)行實驗控制導(dǎo)體的材料、長度和溫度不變。分析與結(jié)論電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性。導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長度和橫截面的大小有關(guān)。導(dǎo)體越長，電阻越大。導(dǎo)體的橫截面越大，電阻越小。評估與交流與同學(xué)們交流一下，看看你得出的結(jié)果與其他同學(xué)的結(jié)論是否相同，實驗中還有哪些地方需要改進(jìn)等。我們做一個小實驗，如右圖所示裝置，用酒精燈給細(xì)鐵絲加熱，在鐵絲溫度逐漸升高并發(fā)紅的過程中，觀察電流表的示數(shù)的變化。提出問題導(dǎo)體的電阻會受溫度影響嗎？

說明溫度也能影響導(dǎo)體的電阻。對大多數(shù)導(dǎo)體來說，導(dǎo)體溫度越高，電阻越大，溫度越低，電阻越小。現(xiàn)象

隨著溫度的升高，電流表示數(shù)變小。結(jié)論現(xiàn)象與結(jié)論導(dǎo)體的電阻會受溫度影響嗎？某些材料的溫度降低到一定程度時，電阻會突然消失，這就是超導(dǎo)現(xiàn)象。發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)叫超導(dǎo)體。

利用超導(dǎo)原理，出現(xiàn)了磁懸浮列車。超導(dǎo)現(xiàn)象與應(yīng)用拓展與延伸1、關(guān)于導(dǎo)線電阻的大小，下列說法中正確的是（溫度對電阻的影響可以不計）（）A.橫截面積越大的導(dǎo)線，電阻越小B.橫截面積相同的導(dǎo)線，長導(dǎo)線的電阻大C.長度相同的導(dǎo)線，細(xì)導(dǎo)線的電阻大D.同種材料制成的長短相同的導(dǎo)線，粗導(dǎo)線的電阻小D鞏固練習(xí)2、教室用的電燈，常溫下的電阻比正常發(fā)光時的電阻要____，所以閉合開關(guān)的瞬間能過燈絲的電流要比正常發(fā)光時_____，燈絲往往在閉合開關(guān)的瞬間容易燒斷。小大鞏固練習(xí)3、在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素時，甲乙丙三位同學(xué)作出如下猜想：甲：導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)；乙：導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度有關(guān)；丙：導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)?，F(xiàn)提供多根電阻絲，材料參數(shù)如下表：編號材料長度/m橫截面積/mm2A鎳鎘合金11B鎳鎘合金21C鎳鎘合金12D錳銅合金11鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)(1)某同學(xué)要驗證上述猜想，連接了如右實物圖．請你根據(jù)實物圖畫出電路圖(2)如要驗證上述甲同學(xué)的猜想，則應(yīng)該選用

兩根電阻絲(填序號)．(3)如要驗證上述乙同學(xué)的猜想，則應(yīng)該選用

兩根電阻絲(填序號)．(4)如要驗證上述丙同學(xué)的猜想，則應(yīng)該選用

兩根電阻絲(填序號)．ACABAD課堂小結(jié)科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)影響導(dǎo)體電阻大小的因素超導(dǎo)現(xiàn)象與超導(dǎo)體作業(yè)布置1.課本第76頁第1、2、4題2.課后閱讀課本第76~77頁《超導(dǎo)體》探究—影響導(dǎo)體電阻大小的因素

第十一章簡單電路體驗常溫下比較導(dǎo)體電阻的大小活動:準(zhǔn)備不同長度和粗細(xì)的鐵絲、銅絲、兩節(jié)電池、電流表、導(dǎo)線,如圖接入電路,觀察電流表示數(shù)是否相同1.影響導(dǎo)體電阻大小的因素有哪些?2.什么叫超導(dǎo)現(xiàn)象和超導(dǎo)體?超導(dǎo)體有哪些應(yīng)用?探究1常溫下影響導(dǎo)體電阻大小的因素結(jié)合“體驗”,思考以下問題1.猜想與假設(shè):根據(jù)“體驗”可知,導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的

有關(guān)。參考答案:材料、長度、粗細(xì)(橫截面積)

2.實驗方法:(1)因為導(dǎo)體的電阻與多個因素有關(guān),在探究時,需利用

法。(2)電阻的大小無法直接觀察,故在實驗中,通過

反映電阻的大小,這種方法為

法。參考答案:(1)控制變量(2)電流大小轉(zhuǎn)換法3.實驗設(shè)計及數(shù)據(jù)分析:①實驗器材:電源、導(dǎo)線、開關(guān)、電流表、長度不同的銅絲(b、d)、粗細(xì)不同的銅絲(b、c)、長度和粗細(xì)完全相同的鐵絲和銅絲(a、b)。②把不同的導(dǎo)線接入電路,得到的數(shù)據(jù)如下:次數(shù)導(dǎo)線長度粗細(xì)電流大小1a鐵絲LS0.22b銅絲LS0.243c銅絲L2S0.484d銅絲S0.48(1)分析1、2可知,導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的

有關(guān)。(2)分析2、3可知,導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的

有關(guān),且導(dǎo)體

,電阻越小。(3)分析2、4可知,導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的

有關(guān),且導(dǎo)體

,電阻越小。參考答案:(1)材料(2)粗細(xì)越粗(3)長度越短4.交流與評估:實驗中,可以比較1、3組或者1、4組數(shù)據(jù)得出影響導(dǎo)體電阻大小的因素嗎?為什么?參考答案:不可以在實驗中,我們需利用控制變量法,探究導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān),而1、3組或1、4組數(shù)據(jù)中都有兩個變量,故無法得出電阻的大小與哪些因素有關(guān)。

探究2溫度對導(dǎo)體電阻大小的影響設(shè)計電路圖如下,思考以下問題1.閉合開關(guān),對導(dǎo)體不斷加熱,隨著鐵絲的溫度升高,電流表的示數(shù)變小,說明鐵絲的電阻

(選填“變大”“不變”或“變小”),故可說明電阻的大小與導(dǎo)體的

有關(guān)。導(dǎo)體的溫度越高,導(dǎo)體的電阻

。參考答案:變大溫度越大2.既然導(dǎo)體的電阻與溫度有關(guān),那么當(dāng)這種物質(zhì)溫度降低到一定溫度時,電阻大小會出現(xiàn)什么結(jié)果?提示:導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的溫度有關(guān),一般情況下,導(dǎo)體的溫度越高,電阻越大。當(dāng)電阻的溫度降低到一定程度時,電阻的阻值就會變?yōu)榱?這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象,能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)叫做超導(dǎo)體。參考答案:電阻會非常小,甚至變?yōu)?,成為超導(dǎo)體。一、影響電阻大小的因素1.長度:橫截面積和材料相同時,長度越長,電阻_____。2.橫截面積(粗細(xì)):長度、材料相同時,橫截面積越大,電阻_____。

越大越小3.材料:橫截面積、長度相同時,不同材料的電阻_________。4.溫度:導(dǎo)體電阻的大小還與導(dǎo)體的_____有關(guān),對于大多數(shù)導(dǎo)體來說,電阻隨溫度的升高而_____。一般不同溫度增大二、超導(dǎo)體1.超導(dǎo)現(xiàn)象:當(dāng)溫度降低到某一溫度時,物質(zhì)的電阻變?yōu)開__。2.超導(dǎo)體:(1)定義:能夠發(fā)生_________的物質(zhì)。(2)應(yīng)用:___________。零超導(dǎo)現(xiàn)象遠(yuǎn)距離輸電【拓展延伸】控制電阻大小的因素及超導(dǎo)現(xiàn)象1.控制電阻大小的因素電阻元件的電阻值大小一般與溫度有關(guān)，還與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料有關(guān)。衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù)，其定義為溫度每升高1℃時電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。多數(shù)(金屬)的電阻隨溫度的升高而升高，一些半導(dǎo)體卻相反。在溫度一定的情況下，有公式R=。其中ρ就是電阻率，l為材料的長度，單位為m，S為面積，單位為m2?？梢钥闯?，材料的電阻大小正比于材料的長度，而反比于其面積。

2.超導(dǎo)現(xiàn)象各種金屬導(dǎo)體中,銀的導(dǎo)電性能是最好的,但還是有電阻存在。20世紀(jì)初,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),某些物質(zhì)在很低的溫度時,如鋁在1.39K(-271.76℃)以下,鉛在7.20K(-265.95℃)以下,電阻就變成了零。這就是超導(dǎo)現(xiàn)象,用具有這種性能的材料可以做成超導(dǎo)材料。目前已經(jīng)開發(fā)出一些“高溫”超導(dǎo)材料,它們在100K(-173℃)左右電阻就能降為零。如果把超導(dǎo)現(xiàn)象應(yīng)用于實際,會給人類帶來很大的好處。在電廠發(fā)電、運輸電力、儲存電力等方面若能采用超導(dǎo)材料,就可以大大降低由于電阻引起的電能消耗。如果用超導(dǎo)材料制造電子元件,由于沒有電阻,不必考慮散熱的問題,元件尺寸可以大大縮小,進(jìn)一步實現(xiàn)電子設(shè)備的微型化?？键c探究影響電阻大小的因素【典例】小明用如圖所示的器材探究“影響電阻大小的因素”。a、b為長度一樣的鎳鉻合金絲,b比a的橫截面積大。關(guān)于此實驗,下列說法正確的是(

)A.小燈泡越亮,表示接入的合金絲電阻越大B.利用此裝置只能探究導(dǎo)體電阻大小和橫截面積的關(guān)系C.利用此裝置能探究導(dǎo)體電阻大小和橫截面積、長度的關(guān)系D.為了準(zhǔn)確比較兩條合金絲的電阻,可在電路中串聯(lián)一個電壓表【思路導(dǎo)引】(1)通過小燈泡的亮度判斷電阻的大小。(2)利用控制變量法,保證只有一個變量?！揪v精析】選C。小燈泡越亮,電路中的電流越大,表示接入的合金絲電阻越小,故A錯誤;此裝置中可以用夾子改變電阻絲的長度,來探究導(dǎo)體電阻大小和長度的關(guān)系,故B錯誤;此裝置中還可以探究導(dǎo)體電阻大小和橫截面積之間的關(guān)系,C正確;為了準(zhǔn)確比較兩條合金絲的電阻,可在電路中串聯(lián)一個電流表,根據(jù)電流的大小來判斷電阻的大小,故D錯誤?！痉椒w納】探究電阻大小的影響因素

1.關(guān)于導(dǎo)體的電阻,下列說法正確的是(

)A.導(dǎo)體的電阻大小只決定于導(dǎo)體的長度B.導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)C.導(dǎo)體的電阻大小,決定于導(dǎo)體的長度、橫截面積和材料D.導(dǎo)體的橫截面積越大,導(dǎo)體的電阻越大【解析】選C。本題考查了影響導(dǎo)體電阻的因素。因為影響導(dǎo)體電阻的因素有:導(dǎo)體的長度、導(dǎo)體的橫截面積和導(dǎo)體的材料,與導(dǎo)體兩端的電壓無關(guān)。2.關(guān)于銅導(dǎo)線,下列說法正確的是(

)A.銅導(dǎo)線是導(dǎo)電能力最好的導(dǎo)線B.銅導(dǎo)線均勻拉長后,電阻變小C.銅導(dǎo)線截成兩段后并成一根使用,電阻變小D.銅導(dǎo)線的溫度升到足夠高時,電阻為零【解析】選C。本題考查了常溫下影響電阻大小的因素。金、銀等物質(zhì)的導(dǎo)電能力比銅導(dǎo)線的導(dǎo)電能力更好,故A錯誤;銅導(dǎo)線均勻拉長后,導(dǎo)線材料不變,長度變長、橫截面積變小,電阻變大,故B錯誤;銅導(dǎo)線截成兩段后并成一根使用,導(dǎo)線材料不變,相當(dāng)于長度變短、橫截面積變大,導(dǎo)線電阻變小,故C正確;隨溫度的升高,銅導(dǎo)線的電阻變大,當(dāng)溫度降低到足夠低時,電阻為零,故D錯誤。3.白熾燈泡是生活中常見的一種照明燈具,有時它的燈絲斷了,再搭接上還能使用,搭接上燈絲的電阻(

)A.變大B.不變C.變小D.以上說法都不對【解析】選C。本題考查了常溫下影響電阻大小的因素。雖然燈絲斷后再搭接上還能使用,但搭接上后,燈絲的長度變短,同時搭接部分燈絲變粗,故燈絲電阻會變小。4.如圖所示的電子體溫計通過流過半導(dǎo)體制成的感溫頭的電流來反映人的體溫,這利用了半導(dǎo)體(

)A.良好的導(dǎo)電特性B.良好的絕緣特性C.電阻隨溫度變化而變化的特性D.電阻隨光照變化而變化的特性【解析】選C。半導(dǎo)體材料有許多特性,如電阻隨溫度變化而變化的特性,電阻隨壓力變化而變化的特性及電阻隨光照強度變化而變化的特性等。由題意知,電子體溫計的半導(dǎo)體是用來測量體溫的,因此是利用了其電阻隨溫度變化的特性。5.表中甲、乙、丙三根導(dǎo)線是用同種材料制成的,根據(jù)表中數(shù)據(jù),它們的電阻從大到小的順序是_____________。導(dǎo)體長度/m橫截面積/mm2甲12乙0.54丙0.52【解析】本題考查常溫下影響電阻大小的因素。由表中數(shù)據(jù)可知,甲和丙的材料相同,橫截面積相同,甲比丙長,R甲>R丙;乙和丙材料相同,長度相同,乙比丙粗,R乙<R丙,故R甲>R丙>R乙。答案:甲、丙、乙6.如圖所示為“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”的實驗電路。A、B之間接導(dǎo)體。(1)本實驗通過

比較導(dǎo)體電阻大小。(2)小明發(fā)現(xiàn)手邊只有一根較長的金屬絲,他可以探究導(dǎo)體的電阻是否與

和

有關(guān)。

【解析】本題考查了“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”的實驗。本實驗將電流表與燈泡串聯(lián)在電路中,目的是通過燈泡的亮度或電流表示數(shù)的大小反映出所接入電阻的大小;雖然只有一根電阻絲,材料固定,但是可將電阻絲不同長度接入電路,探究電阻大小與導(dǎo)體長度的關(guān)系,還可以將電阻絲對折接入電路,橫截面積增大,從而探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系。答案:(1)電流表示數(shù)(燈泡的亮度)(2)長度橫截面積7.在“探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素”實驗中,小明設(shè)計了如圖電路。(1)在連接電