1、111.7 探究影响导体电阻大小的因素1.知道影响电阻大小的因素有材料、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体对人类生活和社会发展可能带来的影响.3.通过探究影响电阻大小的因素,进一步体会用“控制变量法”研究多个因素问题的方法.【重点难点】重点:从实验结果得出导体的电阻与长度、粗细、材料之间的关系.难点:根据实验思想设计需要的实验方案.【新课导入】 导入 1:实验导入上节课我们在学习导体和绝缘体的时候认识了一个新的物理量电阻,请同学们回忆一下电阻是一个怎样的物理量?演示:将一个 5 和 10 的电阻分别接入同一电路让学生观察.提问:前后两次有什么不同的现
2、象?为什么?根据学生的回答引导认识可以通过灯的亮暗来判断电阻的大小.提问:电阻的大小跟哪些因素有关?引入新课.导入 2:情景导入 出示常见导线的图片:思考下面几个问题:1.生活中常见的导线多是铜芯和铝芯,为什么不用铁芯?2.为什么有的导线比较粗?有的导线比较细?它们都与哪些用电器连接?3.为什么有的电炉丝长?有的电炉丝短?从上面的现象可以猜想,电阻可能与导体的材料、粗细和长短有关.从而引入新课.2导入 3:复习引入 复习提问:导体和绝缘体的区别是什么?导电能力的差异这说明什么?说明各种材料的导电能力是不同的.影响电阻大小的因素之一:材料【猜测】影响电阻大小的因素还有哪些?学生答:导线的粗细、长
3、度、温度等.我们学习了这节课的内容后,同学们便知道了,从而引入新课.【课堂探究】一、研究导体的电阻与长度的关系控制导体的材料和粗细相同,将实验测出的电流表示数填入表 1 内.表 1:研究导体的电阻跟长度的关系导线 材料 长度 横截面积 电压 电流 电阻CD 1 米 0.16 A 电阻大EF相同0.5 米相同 相同0.32 A 电阻小提问:分析实验数据,可以得到什么结论?导体的材料、粗细(横截面积)都相同时,导体越长,电阻越大.二、研究导体的电阻与横截面积的关系控制导体的材料和长度不变,将实验测出的电流表的示数填入表 2 内.表 2:研究导体的电阻跟横截面积的关系导线 材料 长度 横截面积 电压
4、 电流 电阻CD S 0.16 A 电阻大EF相同 相同2S相同0.32 A 电阻小提问:分析实验数据,可以得到什么结论?导体的材料、长度都相同时,导体越细(横截面积越小),电阻越大.导体的电阻跟长度、横截面积的关系可以用人在街上行走作比喻,街道越长,街面越窄,行人受到阻碍的机会越多.同理,导体越长、越细,自由电子定向移动受到碰撞的机会就会越多.三、研究导体电阻与材料的关系3在本研究中应该控制导体的长度、横截面积不变,研究当导体的材料发生变化时,导体电阻的变化情况.将电流表示数填入表 3 内.表 3:研究导体电阻与材料的关系导线 材料 长度 横截面积 电压 电流 电阻AB 锰铜 0.42 A
5、电阻小CD 镍铬合金相同 相同 相同0.16 A 电阻大【提问】从电流表示数的变化,得到什么结论?导体被加热后,它的温度升高,电流表示数变小,表明导体的电阻变大,这说明导体的电阻还跟温度有关,对大多数导体来说,温度越高电阻越大.【小结】导体的电阻由它自身的条件决定,因此,不同的导体,电阻一般不同,所以说,电阻是导体本身的一种性质.【练习题】(1)电阻的国际单位是什么?0.2 兆欧 欧. (2)为什么说电阻是导体本身的一种性质?(3)有两条粗细相同、材料相同的导线,一条长 20 厘米,另一条长 1.3 米,哪条导线电阻大,为什么?(4)有两条长短相同、材料相同的导线,一条横截面积 0.4 平方厘
6、米,另一条 2 平方毫米,哪条导线电阻大,为什么?(5)“铜导线比铁导线的电阻小.”这种说法对吗?应当怎么说?四、金属的电阻随温度的升高而增大,当金属的温度降低时,它的电阻减小1911 年,荷兰物理学家昂尼斯在测定水银在低温下的电阻值时发现,当温度降到某一温度时,水银的电阻变为零,这种现象叫超导现象.1.超导体:能够发生超导现象的物质,叫做超导体.(注意:不是所有物体都会发生超导现象)2.超导转变温度(又叫超导临界温度):物质的电阻降到一定温度时,才会出现超导现象,物质电阻变为零的温度叫做超导转变温度,用 Tc 表示.3.几种超导体的超导转变温度(Tc).铝:-271.76 .铅:-265.9
7、7 .锡:-269.43 .水银:-268.99 .钨:-273.14 .41.关于影响导体电阻大小的因素,下列说法中正确的是( D )A.导体的长度越长,电阻越大B.导体的横截面积越小,电阻越大C.铁导线的电阻一定比铜导线的电阻大D.电阻的大小由导体的长度、横截面积、材料等决定2.A,B,C,D 四根导线,已知 A,B,C 三根是铜线,D 是镍铬合金线,A,B 两根粗细相同,A 比 B 短,B,C 两根长度相同,B 比 C 粗,C,D 的长度和粗细都相同,这四根导线的电阻大小关系为( B )A.RARBRCRDB.RARARBRCD.RDld,Sa=Sb=SdSc,在实验中要求研究导体的电阻
8、与长度的关系,应选择 b,d ;若选 a,b 可研究导体的电阻与 材料 的关系.在其他物5理问题的学习中我们也常用上述类似的研究方法,请你也举一例: 探究影响压力作用效果大小的实验 . 5.在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中.(1)小明的猜想是:电阻可能与导体的材料有关;小亮的猜想是:电阻可能与导体的温度有关;小敏的猜想是:电阻可能与导体的长度有关;根据你掌握的电学知识,你认为:电阻还与 横截面积 有关. (2)如图所示是三位同学为上述探究活动准备的实验器材,他们已经完成了部分实物的连接.若电阻受温度的影响可以忽略,要探究猜想,应该控制 长度和横截面积 不变;要探究猜想,应该选用导线 a 和导线 c (填导线的代号字母)进行对比实验.(说明:a,b,c 是镍铬合金丝,d 是锰铜合金丝;a,b 的长度相同而粗细不同;a,c 粗细相同而长度不同;c,d 长度和粗细都相同) 超导研究的历史和发展前景1911 年,昂尼斯首先发现水银的超导现象.19111986 年 3 月经过 75 年的努力,找到具有高转变温度的超导材料铌三锗,Tc 为-250 .1987 年 2 月 24 日,我国宣布获得 Tc 为-173 以上的超导体.1989 年,我国已找到 Tc 为-141 的超导体材料.目前,各国科学家还在继续研究 Tc 值更高的超导体材料,以将超导应用到生产和生活中去.6
