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1.通过实验认识电阻的概念，理解电阻是导体本身的一种性质。
2.能画出电阻在电路图中的符号，知道电阻的单位及其单位换算。
3.理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。
4.体会用控制变量法探究电阻与哪些因素有关，积极动手进行实验。
5.了解半导体及超导体的应用，及其对人类生活和社会发展的影响。
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1.容易导电的物休叫做导体；不容易导电的物体叫做绝缘体。
2.我们生活中用的导线通常是用铜、铝做的，电炉丝通常是用镍铬合金丝做的。
3.电流看不见、摸不着，通常通过观察灯泡的亮度来研究、比较电流的大小。
4.测量电流的仪器是电流表，使用时应将它串联在电路中。
5.电荷的定向移动形成电流，金属导电，靠的是自由电子。
知识点一 电阻
1.实验探究：认识电阻的作用
【实验过程】把长短、粗细相同的铜丝和锰铜丝分别接入电路，进行实验观察。
(1)把锰铜丝接入电路，闭合开关，观察小灯泡的亮度和电流表示数。
(2)把铜丝接入电路，闭合开关，观察小灯泡的亮度和电流表示数。
【实验现象】把铜丝接入电路时，电流表的示数较大，小灯泡较亮；把锰铜丝接入电路时，电流表的示数较小，小灯泡较暗。
【实验现象分析】在相同的电压下，通过铜丝的电流较大，表明铜丝对电流的阻碍作用较小；通过锰铜丝的电流较小，表明锰铜丝对电流的阻碍作用较大。
【归纳总结】导体在导电的同时，对电流也有一定的阻碍作用，且不同的导体对电流的阻碍作用有大小之分。
2.理论分析：从电流的形成分析电阻的作用
导体中的自由电荷在定向移动的过程中，会与其他电荷发生碰撞，从而对自由电荷的定向移动产生阻碍作用。
3.定义：物理学中用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。通常用符号“R”来表示。
4.单位：(1)在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。
(2)常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
(3)它们的换算关系：1MΩ=106Ω，1kΩ=103Ω。
方法技巧
转换法
电阻的大小是看不见的，我们通过小灯泡的亮暗或电流表的示数来间接显示电阻的大小，这里运用了转换法。
深化透析
对电阻的理解，要从“性质”和“阻碍作用”两个角度分析。
(1)导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。对于同一电路，在电压不变的情况下，导体对电流的阻碍作用(电阻)越大，电路中的电流越小。而绝缘体之所以起绝缘作用，就是由于其电阻很大。
(2)不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，也不管它两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用(电阻)总是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而巳。
在电子技术中，经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器，也叫定值电阻，简称电阻，在电路图中的符号是
拓展
常见电阻值
人的双手间(干燥)：1000～5000Ω。
人的双手间(潮湿)：200～800Ω。
照明灯泡(工作时)：100～2000Ω。
实验用小灯泡：5～50Ω。
实验用导线(每根)：0.01～0.1Ω。
电流表：0.1Ω左右。
拓展
由电阻理解导体和绝缘体
导体具有双重性，既能导电，又对电流有阻碍作用。导体容易导电，是因为导体的电阻较小；绝缘体能起绝缘的作用，是由于绝缘体的电阻很大，不容易导电。
知识点二 影响电阻大小的因素
电荷的定向移动形成电流，类似水在水管中流动受到阻碍一样，电荷在导体中定向移动时也会受到阻碍作用，为什么不同导体中的电荷的“感受”不一样呢？
【提出问题】不同导体的电阻大小可能不同，导体的电阻大小与哪些因素有关呢？
【猜想与假设】导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关。
【设计和进行实验】
电阻的大小与导体的材料、横截面积、长度以及温度等多个因素有关，应采用控制变量法来进行研究，通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小。
提示
“观察电流表的示数”目的是通过比较电流的大小得出电阻的大小，运用了转换法。
(1)电阻的大小是否跟导体的长度有关
选用横截面积相同、长度不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入同一电路中，观察电流表的示数，比较流过长短不同的镍铬合金丝的电流的大小。
提示
“横截面积相同、长度不同的两根镍铬合金丝”目的是控制横截面积、材料相同，只使长度不同，研究电阻大小与长度的关系，这采用了控制变量法。
“同一电路”目的是使电源电压保持不变。
(2)电阻的大小是否跟导体的横截面积有关
选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入同电路中，观察电流表的示数，比较流过横截面积不同的镍铬合金丝电流的大小。
提示
“长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝”目的是控制长度、材料相同，只使横截面积不同，研究电阻大小与横截面积的关系。
(3)电阻大小跟材料的关系
选用长度、横截面积都相同的锰铜丝和镍铬合金丝，分别把它们接入同一电路中，观察电流表示数，比较材料不同时电流的大小。
提示
“长度、横截面积都相同的锰铜丝和镍铬合金丝”目的是控制长度、横截面积相同，只使材料不同，研究电阻大小与材料的关系。
(4)导体电阻与温度的关系
将废旧白炽灯泡中的钨丝小心取出，接入电路中，如图16-3-5所示。闭合开关后用酒精灯给钨丝加热，观察电流表示数，如果电流表示数发生变化，则说明电阻与导体的温度有关。
提示
“给钨丝加热”目的是控制导体的材料、长度、横截面积不变，只改变导体的温度，研究电阻大小与温度的关系。
【分析与论证】比较电流表示数可以发现：
(1)第一次实验中，发现导线越长，电流越小，从而推断出导体越长，电阻越大；
(2)第二次实验中，发现横截面积越小，电流越小，可推断出导体的电阻与横截面积有关，横截面积越大，导体的电阻越小；
(3)第三次实验可以得出不同材料的电阻不同；
(4)将钨丝接入电路，加热后发现电流表示数变小，说明导体的电阻与温度有关。
【实验结论】导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的材料、长度、横截面积等因素有关。同种材料的导体越长、横截面积越小，电阻越大。导体电阻还受温度影响。
点拨
正确理解影响导体电阻大小的因素
(1)导体的电阻是导体本身的一种性质，影响它的大小的内因是导体的材料、长度和横截面积；影响它的大小的外因是导体的温度。
(2)一个导体的电阻不会因为是否加电压或是否通电流而改变。即导体的电阻与导体两端的电压、通过导体的电流及导体是否连入电路无关。
(3)导体与绝缘体之间没有严格的界限，在特定的环境中绝缘体可以变成导体。例如玻璃在常温下是绝缘体，加热至红炽状态时会变成导体。
拓展
金属导体的电阻随温度的升高而变大，但有些导体的电阻随温度的升高而减小，例如碳(石墨)。在初中阶段，如果不加说明，温度变化对电阻值的影响忽略不计。
注意
在设计实验和叙述结论时，都要注意控制变量法的运用。如在探究导体电阻的大小是否与导体的横截面积有关时，得出的结论是：在导体的材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小；如果仅说“导体的横截面积越大，电阻越小”是不正确的。
知识点三 半导体和超导现象
1.半导体
(1)有一些材料(如硅、锗)的导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称作半导体，常见的半导体有硅和锗。
(2)特点及应用：半导体的特性是易受温度、光照、杂质等因素的影响，可以制成热敏电阻、光敏电阻和压敏电阻等。半导体是制造电子元件的重要材料，二极管、三极管都是由半导体材料制成的。
2.超导现象
(1)超导现象：某些物质在很低的温度时，电阻就变为零，这种现象称为超导现象。而在很低温度下，电阻为0的材料称为超导材料，超导材料也称为超导体。
(2)超导现象应用于实际的好处是：①在电厂发电、输送电能等方面若应用超导材料，可以大大降低由于电阻引起的电能损耗；②用超导材料制造电子元件时不必考虑散热问题，可以大大缩小元件尺寸，实现电子设备的微型化。
(3)应用：制造超导电机、超导电缆，利用超导体可制造磁悬浮列车、发电机、电动机等。目前，超导现象还没有广泛应用于实际的原因是还没有发现常温下的超导材料。
注意
利用电流的热效应工作的用电器，如电饭锅、电熨斗、电暖器等，其电阻丝不能使用超导材料。
考点一 影响电阻大小因素的综合。
【例1】关于导体的电阻，如果不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是( )
A.铜导线比铁导线的电阻小
B.两根铜导线，长的比短的电阻大
C.长度相同的两根铝丝，粗的比细的电阻小
D.长度相同的两根铜丝，细的比粗的电阻小
【解析】铁导线和铜导线的长度和横截面积未知，所以无法比较电阻大小，A不符合题意；两根铜导线，长导线和短导线的横截面积未知，所以无法比较电阻大小，B不符合题意；材料和长度一定时，横截面积大的电阻小，粗的比细的电阻小，C符合题意；长度相同的铜导线，粗的电阻比细的电阻小，在导体的长度和材料相同的情况下，导体的横截面积越小电阻越大，D不符合题意。
【答案】C
【例2】一根锰铜线的电阻为R，要使这根连入电路的导线电阻变小，可采用的方法是( )
A.减小导线两端的电压
B.增大导线中的电流
C.将导线对折后连入电路
D.将导线拉长后连入电路
提示
“一根锰铜线”说明材料不变，要从影响电阻大小的其他因素——长度和横截面积方面考虑使其电阻变小。
【解析】
【答案】C
点拨
判断电阻是否改变，应分析导体本身的因素(材料、长度、横截面积)是否变化，导体的材料一定时，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，所以当某导体被均匀拉长至原来的2倍时，由于长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的
1
2
，所以它的电阻变为原来的4倍；而将导线对折后，由于导线的长度变为原来的
1
2
，而横截面积变为原来的2倍，所以导线的电阻变为原来的
1
4
。
考点二 对半导体特性的综合考察。
【例1】小明对新型LED灯带很好奇，取一段剖开后发现，灯带中的LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的。他取下其中一只LED灯接在一节电池两端没有亮，对调电池正、负极后亮了，用手试摸，点亮的灯几乎不发热。以下推断符合上述实验事实的是( )
A.LED灯应用了半导体材料
B.单只LED灯工作电压是220V
C.LED灯主要是将电能转化为内能
D.灯带中一只LED灯断路后其他灯还亮
【解析】开始灯不亮，对调电池正、负极后灯亮了，说明LED灯是具有单向导电性的二极管，LED灯应用了半导体材料，故A选项符合题意； LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的，所以一只LED灯的工作电压小于220V，故B选项不符合题意；用手试摸，点亮的灯几乎不发热，说明LED灯主要是将电能转化为内能的说法是错误的，故C选项不符合题意；因为灯带中的LED灯是串联的，所以灯带中一只LED灯断路后其他灯也不能工作，故D选项不符合题意。
【答案】A
【例2】为维护消费者权益，某市有关部门对市场上的电线进行抽查，发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格：电线直径明显比说明书上标的直径要小。这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.电线的温度引起电阻偏大
B.电线的材料引起电阻偏大
C.电线的长度引起电阻偏大
D.电线的横截面积引起电阻偏大
提示
“直径要小”说明电线的横截面积小，引起电阻偏大。
【解析】导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积、温度等因素有关，由题意可知，电线的直径比说明书上标的直径小，即电线的横截面积小会导致电线的电阻变大，所以这种电线不符合规格的主要原因是电线的横截面积小引起电阻偏大，故D选项正确。
【答案】D
【例3】某物理兴趣小组学习了导体电阻的知识后，对食盐水溶液的导电性能与什么因素有关提出了以下猜想：
①食盐水溶液的导电性能与溶液的浓度有关。
②食盐水溶液的导电性能与溶液的质量有关。
③食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
为了验证猜想，他们设计了如图16-3-10所示的装置，将电路中的a、b两金属片分别插入图16-3-11甲、乙、丙、丁溶液中所示的位置(金属片a、b每次插入溶液中的深度都相同)进行探究：
(1)在连接电路时，开关必须( )，本实验电路中接入电阻R0的目的是( )。
(2)食盐水溶液的导电性能可以由( )来判断。
(3)将金属片a、b分别插入图甲、乙所示位置可探究猜想( )(选填序号)；为了探究猜想②，应将金属片a、b分别插入( )两图所示位置。
(4)将金属片a、b分别插入图乙、丁所示位置，若I乙≠I丁，由此可得到的结论是：( )。
【解析】(1)为了保护电路元件，在连接电路时，开关必须处于断开状态电阻R0串联在电路中，可以减小电路中的电流，避免因电路中的电流过大而烧坏电流表，故实验电路中接入电阻R0的目的是保护电路。(2)食盐水溶液的导电性能越好，其电阻值越小，电源的电压保持不变，电路中的电流就越大，即电流表的示数越大，反之越小，故可以由电流表示数的大小来判断食盐水溶液的导电性能。(3)比较甲、乙两图可知，食盐水溶液的质量和溶液中两点间的距离都相同，而食盐水溶液的浓度不同，故利用甲、乙两图可探究食盐水溶液的导电性能与溶液浓度的关系，即可探究猜想①。为了探究猜想②，我们应控制食盐水溶液的浓度和溶液中两点间的距离都相同，比较不同质量食盐水溶液的导电性能，故应将金属片a、 b分别插入甲、丙两图所示位置。(4)乙、丁两图中，食盐水溶液的浓度和质量都相同，溶液中两点间的距离不同，故将金属片a、b分别插入乙、丁所示位置可探究猜想③。若I乙≠I丁，则说明乙、丁两种情况溶液的导电性能不同，即可得到的结论是：浓度相同的食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关。
【答案】(1)断开 保护电路 (2)电流表示数的大小 (3)① 甲、丙 (4)浓度相同的食盐水溶液的导电性能与溶液中两点间的距离有关
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