资源描述
体验体验 常温下比常温下比较导体体电阻的大小阻的大小活活动:准准备不同不同长度和粗度和粗细的的铁丝、铜丝、两、两节电池、池、电流表、流表、导线,如如图接入接入电路路,观察察电流表示数是否相同流表示数是否相同(1)(1)把不同把不同长度的度的铁丝分分别接入接入电路路时,闭合开关合开关,电流表的示流表的示数数(选填填“相同相同”或或“不同不同”)(2)(2)把不同粗把不同粗细的的铁丝分分别接入接入电路路时,闭合开关合开关,电流表的示流表的示数数(选填填“相同相同”或或“不同不同”)(3)(3)把相同粗把相同粗细和和长度的度的铜丝、铁丝分分别接入接入电路路,闭合开关合开关,电流表的示数流表的示数(选填填“相同相同”或或“不同不同”)提示提示:(1)(1)不同不同(2)(2)不同不同(3)(3)不同不同1.1.影响影响导体体电阻大小的因素有哪些阻大小的因素有哪些?2.2.什么叫超什么叫超导现象和超象和超导体体?超超导体有哪些体有哪些应用用?探究探究1 1 常温下影响常温下影响导体体电阻大小的因素阻大小的因素结合合“体体验”,思考以下思考以下问题1.1.猜想与假猜想与假设:根据根据“体体验”可知可知,导体体电阻的大小与阻的大小与导体的体的有关。有关。参考答案参考答案:材料、长度、粗细材料、长度、粗细(横截面积横截面积)2.2.实验方法方法:(1)(1)因因为导体的体的电阻与多个因素有关阻与多个因素有关,在探究在探究时,需利用需利用法。法。(2)(2)电阻的大小无法直接阻的大小无法直接观察察,故在故在实验中中,通通过反映反映电阻的大小阻的大小,这种方法种方法为法。法。参考答案参考答案:(1)(1)控制变量控制变量(2)(2)电流大小转换法电流大小转换法3.3.实验设计及数据分析及数据分析:实验器材器材:电源、源、导线、开关、开关、电流表、流表、长度不同的度不同的铜丝(b(b、d)d)、粗、粗细不同的不同的铜丝(b(b、c)c)、长度和粗度和粗细完全相同的完全相同的铁丝和和铜丝(a(a、b)b)。把不同的把不同的导线接入接入电路路,得到的数据如下得到的数据如下:次数次数导线长度度粗粗细电流大小流大小1 1a a铁丝L LS S0.20.22 2b b铜丝L LS S0.240.243 3c c铜丝L L2S2S0.480.484 4d d铜丝S S0.480.48(1)(1)分析分析1 1、2 2可知可知,导体的体的电阻与阻与导体的体的有关。有关。(2)(2)分析分析2 2、3 3可知可知,导体的体的电阻与阻与导体的体的有关有关,且且导体体,电阻越小。阻越小。(3)(3)分析分析2 2、4 4可知可知,导体的体的电阻与阻与导体的体的有关有关,且且导体体,电阻越小。阻越小。参考答案参考答案:(1)(1)材料材料(2)(2)粗细越粗粗细越粗(3)(3)长度越短长度越短4.4.交流与交流与评估估:实验中中,可以比可以比较1 1、3 3组或者或者1 1、4 4组数据得出影响数据得出影响导体体电阻大阻大小的因素小的因素吗?为什么什么?参考答案参考答案:不可以在实验中不可以在实验中,我们需利用控制变量法我们需利用控制变量法,探究导探究导体的电阻与哪些因素有关体的电阻与哪些因素有关,而而1 1、3 3组或组或1 1、4 4组数据中都有两个组数据中都有两个变量变量,故无法得出电阻的大小与哪些因素有关。故无法得出电阻的大小与哪些因素有关。探究探究2 2 温度温度对导体体电阻大小的影响阻大小的影响设计电路路图如下如下,思考以下思考以下问题1.1.闭合开关合开关,对导体不断加体不断加热,随着随着铁丝的温度升高的温度升高,电流表的流表的示数示数变小小,说明明铁丝的的电阻阻(选填填“变大大”“”“不不变”或或“变小小”),),故可故可说明明电阻的大小与阻的大小与导体的体的有关。有关。导体体的温度越高的温度越高,导体的体的电阻阻。参考答案参考答案:变大温度越大变大温度越大2.2.既然既然导体的体的电阻与温度有关阻与温度有关,那么当那么当这种物种物质温度降低到一温度降低到一定温度定温度时,电阻大小会出阻大小会出现什么什么结果果?提示提示:导体的电阻与导体的温度有关导体的电阻与导体的温度有关,一般情况下一般情况下,导体的温度导体的温度越高越高,电阻越大。当电阻的温度降低到一定程度时电阻越大。当电阻的温度降低到一定程度时,电阻的阻值电阻的阻值就会变为零就会变为零,这种现象称为超导现象这种现象称为超导现象,能够发生超导现象的物质能够发生超导现象的物质叫做超导体。叫做超导体。参考答案参考答案:电阻会非常小电阻会非常小,甚至变为甚至变为0,0,成为超导体。成为超导体。一、影响一、影响电阻大小的因素阻大小的因素1.1.长度度:横截面横截面积和材料相同和材料相同时,长度越度越长,电阻阻_。2.2.横截面横截面积(粗粗细):):长度、材料相同度、材料相同时,横截面横截面积越大越大,电阻阻_。越大越大越小越小3.3.材料材料:横截面横截面积、长度相同度相同时,不同材料的不同材料的电阻阻_。4.4.温度温度:导体体电阻的大小阻的大小还与与导体的体的_有关有关,对于大多数于大多数导体来体来说,电阻随温度的升高而阻随温度的升高而_。一般不同一般不同温度温度增大增大二、超二、超导体体1.1.超超导现象象:当温度降低到某一温度当温度降低到某一温度时,物物质的的电阻阻变为_。2.2.超超导体体:(1)(1)定定义:能能够发生生_的物的物质。(2)(2)应用用:_:_。零零超超导现象象远距离距离输电【拓展延伸拓展延伸】控制电阻大小的因素及超导现象控制电阻大小的因素及超导现象1.1.控制电阻大小的因素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数，其定义为温度每升高1 1 时电阻值发生变化的百分数。多时电阻值发生变化的百分数。多数数(金属金属)的电阻随温度的升高而升高，一些半导体却相反。在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，有公式温度一定的情况下，有公式R=R=。其中。其中就是电阻率，就是电阻率，l为材为材料的长度，单位为料的长度，单位为m m，S S为面积，单位为为面积，单位为m m2 2。可以看出，材料的。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。电阻大小正比于材料的长度，而反比于其面积。2.2.超导现象超导现象各种金属导体中各种金属导体中,银的导电性能是最好的银的导电性能是最好的,但还是有电阻存在。但还是有电阻存在。2020世纪初世纪初,科学家发现科学家发现,某些物质在很低的温度时某些物质在很低的温度时,如铝在如铝在1.39K(-271.76)1.39K(-271.76)以下以下,铅在铅在7.20K(-265.95)7.20K(-265.95)以下以下,电阻就电阻就变成了零。这就是超导现象变成了零。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超导材料。目前已经开发出一些“高温高温”超导材料超导材料,它们在它们在100K(-173)100K(-173)左右电阻就能降为零。左右电阻就能降为零。如果把超导现象应用于实际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厂发电、运输电力、储存电力等方面若能采用超导材料,就可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子元件,由于没有电阻由于没有电阻,不必考虑散热的问题不必考虑散热的问题,元件尺寸可以大元件尺寸可以大大缩小大缩小,进一步实现电子设备的微型化。进一步实现电子设备的微型化。考点考点 探究影响探究影响电阻大小的因素阻大小的因素【典例典例】小明用如小明用如图所示的器材探究所示的器材探究“影响影响电阻大小的因素阻大小的因素”。a a、b b为长度一度一样的的镍铬合金合金丝,b,b比比a a的横的横截面截面积大。关于此大。关于此实验,下列下列说法正确的是法正确的是()A.A.小灯泡越亮小灯泡越亮,表示接入的合金表示接入的合金丝电阻越大阻越大B.B.利用此装置只能探究利用此装置只能探究导体体电阻大小和横截面阻大小和横截面积的关系的关系C.C.利用此装置能探究利用此装置能探究导体体电阻大小和横截面阻大小和横截面积、长度的关系度的关系D.D.为了准确比了准确比较两条合金两条合金丝的的电阻阻,可在可在电路中串路中串联一个一个电压表表【思路导引思路导引】(1)(1)通过小灯泡的亮度判断电阻的大小。通过小灯泡的亮度判断电阻的大小。(2)(2)利用控制变量法利用控制变量法,保证只有一个变量。保证只有一个变量。【精讲精析精讲精析】选选C C。小灯泡越亮。小灯泡越亮,电路中的电流越大电路中的电流越大,表示接入表示接入的合金丝电阻越小的合金丝电阻越小,故故A A错误错误;此装置中可以用夹子改变电阻丝此装置中可以用夹子改变电阻丝的长度的长度,来探究导体电阻大小和长度的关系来探究导体电阻大小和长度的关系,故故B B错误错误;此装置中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还可以探究导体电阻大小和横截面积之间的关系,C,C正确正确;为了为了准确比较两条合金丝的电阻准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表可在电路中串联一个电流表,根据根据电流的大小来判断电阻的大小电流的大小来判断电阻的大小,故故D D错误。错误。【方法归纳方法归纳】探究电阻大小的影响因素探究电阻大小的影响因素 1.1.关于关于导体的体的电阻阻,下列下列说法正确的是法正确的是()A.A.导体的体的电阻大小只决定于阻大小只决定于导体的体的长度度B.B.导体的体的电阻与阻与导体两端的体两端的电压有关有关C.C.导体的体的电阻大小阻大小,决定于决定于导体的体的长度、横截面度、横截面积和材料和材料D.D.导体的横截面体的横截面积越大越大,导体的体的电阻越大阻越大【解析解析】选选C C。本题考查了影响导体电阻的因素。因为影响导。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。与导体两端的电压无关。2.2.关于关于铜导线,下列下列说法正确的是法正确的是()A.A.铜导线是是导电能力最好的能力最好的导线B.B.铜导线均匀拉均匀拉长后后,电阻阻变小小C.C.铜导线截成两段后并成一根使用截成两段后并成一根使用,电阻阻变小小D.D.铜导线的温度升到足的温度升到足够高高时,电阻阻为零零【解析解析】选选C C。本题考查了常温下影响电阻大小的因素。金、。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银等物质的导电能力比铜导线的导电能力更好,故故A A错误错误;铜导铜导线均匀拉长后线均匀拉长后,导线材料不变导线材料不变,长度变长、横截面积变小长度变长、横截面积变小,电阻电阻变大变大,故故B B错误错误;铜导线截成两段后并成一根使用铜导线截成两段后并成一根使用,导线材料不变导线材料不变,相当于长度变短、横截面积变大相当于长度变短、横截面积变大,导线电阻变小导线电阻变小,故故C C正确正确;随温随温度的升高度的升高,铜导线的电阻变大铜导线的电阻变大,当温度降低到足够低时当温度降低到足够低时,电阻为电阻为零零,故故D D错误。错误。3.3.白白炽灯泡是生活中常灯泡是生活中常见的一种照明灯具的一种照明灯具,有有时它的灯它的灯丝断了断了,再搭接上再搭接上还能使用能使用,搭接上灯搭接上灯丝的的电阻阻()A.A.变大大 B.B.不不变C.C.变小小 D.D.以上以上说法都不法都不对【解析解析】选选C C。本题考查了常温下影响电阻大小的因素。虽然。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灯丝断后再搭接上还能使用,但搭接上后但搭接上后,灯丝的长度变短灯丝的长度变短,同同时搭接部分灯丝变粗时搭接部分灯丝变粗,故灯丝电阻会变小。故灯丝电阻会变小。4.4.如如图所示的所示的电子体温子体温计通通过流流过半半导体制成的感温体制成的感温头的的电流流来反映人的体温来反映人的体温,这利用了半利用了半导体体()A.A.良好的良好的导电特性特性B.B.良好的良好的绝缘特性特性C.C.电阻随温度阻随温度变化而化而变化的特性化的特性D.D.电阻随光照阻随光照变化而化而变化的特性化的特性【解析解析】选选C C。半导体材料有许多特性。半导体材料有许多特性,如电阻随温度变化而变如电阻随温度变化而变化的特性化的特性,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电子体温计的半导体是用来测量体温的量体温的,因此是利用了其电阻随温度变化的特性。因此是利用了其电阻随温度变化的特性。5.5.表中甲、乙、丙三根表中甲、乙、丙三根导线是用同种材料制成的是用同种材料制成的,根据表中数根据表中数据据,它它们的的电阻从大到小的阻从大到小的顺序是序是_。导体体长度度/m/m横截面横截面积/mm/mm2 2甲甲1 12 2乙乙0.50.54 4丙丙0.50.52 2【解析解析】本题考查常温下影响电阻大小的因素。由表中数据可本题考查常温下影响电阻大小的因素。由表中数据可知知,甲和丙的材料相同甲和丙的材料相同,横截面积相同横截面积相同,甲比丙长甲比丙长,R,R甲甲RR丙丙;乙和乙和丙材料相同丙材料相同,长度相同长度相同,乙比丙粗乙比丙粗,R,R乙乙RRR丙丙RR乙乙。答案答案:甲、丙、乙甲、丙、乙6.6.如如图所示所示为“探究影探究影响响导体体电阻大小的因素阻大小的因素”的的实验电路。路。A A、B B之之间接接导体。体。(1)(1)本本实验通通过比比较导体体电阻大阻大小。小。(2)(2)小明小明发现手手边只有一根只有一根较长的金属的金属丝,他可以探究他可以探究导体的体的电阻是否与阻是否与和和有关。有关。【解析解析】本题考查了本题考查了“探究影响导体电阻大小的因素探究影响导体电阻大小的因素”的实验。的实验。本实验将电流表与灯泡串联在电路中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;虽然只有一根虽然只有一根电阻丝电阻丝,材料固定材料固定,但是可将电阻丝不同长度接入电路但是可将电阻丝不同长度接入电路,探究电探究电阻大小与导体长度的关系阻大小与导体长度的关系,还可以将电阻丝对折接入电路还可以将电阻丝对折接入电路,横截横截面积增大面积增大,从而探究导体电阻与导体横截面积的关系。从而探究导体电阻与导体横截面积的关系。答案答案:(1)(1)电流表示数电流表示数(灯泡的亮度灯泡的亮度)(2)(2)长度横截面积长度横截面积7.7.在在“探究影响探究影响导体体电阻大小的因素阻大小的因素”实验中中,小明小明设计了如了如图电路。路。(1)(1)在在连接接电路路时发现,还缺少一个元件缺少一个元件,他他应该在在电路中再接路中再接入的元件是入的元件是。(2)(2)为粗略判断粗略判断a a、b b两点两点间导体体电阻的大小阻的大小,可可观察察_。(3)(3)另有甲、乙两位同学分另有甲、乙两位同学分别对小明的小明的电路作了如下的改路作了如下的改进:甲甲把灯泡更把灯泡更换为电流表流表;乙在原乙在原电路中串路中串联接入接入电流表。你流表。你认为同学的改同学的改进更好一些更好一些,理由是理由是_。【解析解析】本题考查本题考查“探究影响导体电阻大小的因素探究影响导体电阻大小的因素”的实验。的实验。从电路图看从电路图看,电路还缺少控制电流通断的开关。导体与灯泡串电路还缺少控制电流通断的开关。导体与灯泡串联联,电阻的大小可以通过灯泡的亮暗程度来判断电阻的大小可以通过灯泡的亮暗程度来判断,灯泡亮灯泡亮,说明说明电路电流大电路电流大,导体电阻小导体电阻小;将灯泡换为电流表后将灯泡换为电流表后,能清楚地读出能清楚地读出电路中的电流电路中的电流,从而准确地得出结论。甲直接将灯泡换为电流从而准确地得出结论。甲直接将灯泡换为电流表表,这样在导体电阻很小的情况下这样在导体电阻很小的情况下,容易造成电路电流过大容易造成电路电流过大,烧烧坏电流表或电源坏电流表或电源,而乙的改进中仍有灯泡而乙的改进中仍有灯泡,起到对电路的保护作起到对电路的保护作用。用。答案答案:(1)(1)开关开关(2)(2)灯泡的亮度灯泡的亮度(3)(3)乙灯泡能保护电路乙灯泡能保护电路 找找你容易找找你容易错在哪里在哪里?一根粗一根粗细均匀的均匀的长为L L的金属的金属导线,其其电阻阻为R R。当把它均匀拉。当把它均匀拉长到到2L2L时,其其电阻阻为。当把它。当把它对折后使其折后使其长度度为 时,电阻阻为。【学生自答学生自答】2R2R 【教师点评教师点评】忽略了导体是均匀拉长忽略了导体是均匀拉长,在长度变长的同时在长度变长的同时,横截面积也减半横截面积也减半;忽略了导体对折使用忽略了导体对折使用,在长度变短的同时在长度变短的同时,横截面积也增大一横截面积也增大一倍。倍。【正确答案正确答案】4R4R
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