初三物理第一学期 电阻 人教版.doc

初三物理第一学期 电阻
一. 本周教学内容：
电阻
（1）知道电阻及其单位，理解决定电阻大小的因素。
（2）知道滑动变阻器的构造，会把滑动变阻器连入电路改变电流。
（3）常识性了解电阻箱的使用和读数。
（4）常识性了解半导体以及半导体在现代科学技术中的应用。
（5）常识性了解超导体以及超导体在现代科学技术中的应用。

二. 重点、难点：
1. 重点：
电阻的概念、变阻器
2. 难点：
滑动变阻器构造、工作原理及使用方法。

三. 知识点分析：
（一）电阻的概念
每个导体都具有阻碍电流的性质，这种性质叫做电阻。而这种阻碍电流的性质是由导体本身的特性决定的。通过实验可以得到证明，导体电阻的大小并不随着它两端电压的高低、通过电流强弱的不同而变化。课本中给出的公式R=U/I我们称它为电阻的量度式，用它可以计算导体电阻的大小。由于同一导体中的电流强度，跟这段导体两端的电压成正比（即欧姆定律）。电压的增大也将使电流强度增大相同的倍数，因此U/I的比值是一个定值。若使导体中电流强度增大，由实验可得该导体两端的电压也必须增大相同的倍数。既然导体电阻的大小不由电压和电流强度来决定，那么决定导体电阻大小的条件是什么？
通过大量的实验可知：在温度不变时，金属导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比，还与组成它的材料有关系。这种关系可以写成公式R=ρL/S。式中L表示导体的长度；S表示导体横截面积；ρ称做某种材料的电阻率。应记住这个公式，它既可以帮助我们更好地领会电阻的概念，又可以帮助我们解决一些实际问题。

（二）滑线变阻器与电阻箱的原理相同吗？有了滑线变阻器为什么还要有电阻箱？
滑线变阻器和电阻箱都是利用改变“接入电路中的电阻线的长度”来改变电阻的道理制成的，但是它们改变电阻线长度的方式不同。滑线变阻器是利用滑动片的移动来改变接入电路中电阻线的长度，而电阻箱是利用铜塞插入或拔出改变接入电路中电阻线的长度的。
　　滑动变阻器能够逐渐地改变连入电路的电阻，起到连续改变电流大小的作用。但不能准确知道接入电路的电阻值，而电阻箱两相邻插孔间的电阻丝的阻值是一定的。它可以准确地知道连入电路中电阻的大小。由于电路中的不同要求虽然有滑动变阻器，还是要有电阻箱。

（三）滑动变阻器与变阻箱的使用
1. 正确使用滑动变阻器
为了使变阻器能改变电路中的电流，可以有以下两种接法，如图1所示，一种是将线头M、N分别接到B、C两接线柱上；另一种是将线头M、N分别接到B、D两接线柱上，但是当滑动片P移动时其结果恰好与前两次接法相反。
但若将M、N两线头接A、B两接线柱时，滑动变阻器的全部电阻接入电路，滑动片P将失去调节作用。如果两线头M、N接C、D两接线柱时，接入电路中滑动变阻器的电阻
R′为零。

　　滑动变阻器在使用前，应先观察滑动变阻器铭牌上标明的电阻值和允许通过的最大电流值，使用时应注意通过变阻器的电流不要超过允许通过的最大值，以避免变阻器烧坏；滑动变阻器在接入电路时，应把滑片P移到变阻器电阻值最大的位置，使电路中电流最小，以保护电路，滑动变阻器还可以用做分压器（弹出辞条），这种接法见相关资料。
滑动变阻器还可以用做分压器，这种接法见相关资料。
2. 变阻箱有旋钮式和插入式两种。它们都是由一组阻值不同的电阻线装配而成的。调节变阻箱上的旋钮或拔出铜塞，可以不连续地改变电阻的大小，它可以直接读出电阻的数值。

【典型例题】
电阻　　
[例1] 将电阻为1Ω的金属丝对折并绞合在一起后的金属丝的电阻又是多少？

分析：金属丝对折并绞合后的长度为原来的1/2，横截面积却是原来的2倍。
解答：利用公式
则 ∴
说明：若将1Ω的金属丝均匀拉长为原长的3倍时，电阻又是多少？这里既要考虑到由于金属丝被拉长，电阻将要增大到原来的3倍外，还应注意在拉长的同时金属丝要变细到原来的1/3，因此电阻仍要增大到3倍。合计是9倍，所以被拉长后的金属丝电阻是9欧姆。
　　所以当金属丝对折并绞合一起使用或被均匀拉长时，我们看到不仅长度变化，同时横截面（即粗细）也要发生变化，都会影响电阻的大小。　

[例2] 甲、乙两条用同种材料制成的金属线，甲的长度是乙的3倍，甲、乙横截面积之比是2∶1。若乙电阻是30Ω，那么甲电阻是多少？
分析：根据题意L甲=3L乙；S甲=2S乙
由公式进行计算
解答：∵ ，
则
∴
说明：同一物理公式应用两遍时，往往用此来运算，相同的物理量可以约去，使问题简化　

[例3] 有甲、乙两导体用同种合金制成，且长度也相等，而甲导体的横截面积是乙导体的2倍，哪个的电阻大？若将甲导体的长度均匀地拉长为原来的2倍，甲、乙两导体的电阻哪个大？
分析：根据导体的电阻与横截面积的关系，可知乙导体的电阻大。
若将甲导体的长度拉长为原来的2倍，当导体的体积不变时，甲导体的横截面积将减小为原来的1/2，即与乙导体的横截面积相等。根据导体的长度与电阻的关系，可判断甲导体的电阻大于乙导体的电阻。
解答：乙导体的电阻大；甲导体的电阻大。
说明：因为导体的电阻是由材料、长度、横截面积和温度等因素决定的，所以要比较两导体电阻的大小，这些因素必须共同考虑。　

[例4] 输电导线的线芯一般都是用铜制成的而不用铁，这是为什么？
分析：在输电导线的长度和横截面积一定的情况下，应选用导电性能较好的材料，即电阻率较小的材料。
解答：因为在长度和横截面积相同的情况下，铜导线的电阻比铁导线的电阻小，所以选用铜而不用铁。
说明：输电导线的电阻越小，越可以减小导线对电流的阻碍作用，从而减少输电导线上的电能损耗（有关问题将在第九章解决）。　

[例5] 关于电阻的大小，以下说法正确的是（温度变化的影响忽略不计）（ ）
A. 导线越长，电阻越大
　　B. 导线越粗，电阻越小
　　C. 铁导线的电阻比铜导线的电阻大
　　D. 同种材料、粗细相同的导线越短，电阻越小
分析：导线电阻的大小是由导体的长度、横截面积和材料等因素决定的。A只比较了导线的长度；B只比较了导线的横截面积；C只比较了导线的材料；它们都不完整，都是错误的。
解答：D
说明：影响电阻大小的是导体的长度、横截面积、材料、温度诸因素，因此思考问题应全面。

[例6] 若不考虑温度对电阻的影响，下列关于电阻的几种说法，正确的是（ ）
　　A. 铜导线的电阻比铝导线的电阻小
　　B. 短导线的电阻比长导线的电阻小
　　C. 粗导线的电阻比细导线的电阻小
D. 长度相同而粗细不同的两条铜线，电阻不同，其中较粗铜线的电阻小
分析：题中的A、B、C中仅考虑了影响导体电阻大小的一个因素，而忽略了其它因素的作用，因此是不对的。选项D注意到影响电阻的多种因素，仅对长短相同的铜导线而言，粗铜线的电阻比细导线的电阻小。
解答：D正确。
说明：首先必须明确影响导体电阻大小的因素是哪些，在不考虑温度对电阻的影响时，导体电阻的大小由长度、横截面积、材料三个方面的因素共同决定，必须考虑多种因素的相互制约，不可只考虑一种因素，只有当其中的两个因素确定时，才可由另一个因素决定。　

[例7] 粗细相同的铜、铁两根导线，当温度相同时，它们的电阻相同，则（ ）
　　A. 铜线比铁线长
　　B. 铁线比铜线长
　　C. 铜铁两根导线长度相同
D. 无法判断
分析：如果温度相同时，粗细相同的同种导体，导体越长导体电阻越大。由于铜线电阻率小于铁线电阻率，铜线电阻小于铁线电阻。而若要铜线电阻与铁线电阻相等，在温度、材料、粗细不变条件下，只有加长铜线才能做到。
解答：选A　

[例8] 一导线两端电压为3伏，通过它的电流是0.5安培，则这根导线的电阻是______欧姆。如果导体两端电压增大到6伏，则它的电阻是______欧姆。通过它的电流是______安培；如果在此导体两端不加电压，则它的电阻是______欧姆，通过它的电流是______安培。
分析：导体的电阻是导体本身的一种性质。导体电阻大小只与导体的长度、横截面积、材料、温度四方面因素有关。由欧姆定律可知，题中这段导体的电阻是6欧姆，当它两端电压增大到6伏时，它的电阻不变仍是6欧姆，而通过它的电流增大到1安培。即使导体两端不加电压，导体的电阻仍然客观存在，仍然是6欧姆。此时通过它的电流却是是0安培。
解答：6，6，1，6，0
说明：在物理学中，可以用导体两端的电压与通过这段导体的电流的比值来计算该导体的电阻。即。但是要注意，仅仅是计算电阻大小的计算式。对同一段导体，它的长度、材料、横截面积是一定的，通过它的电流与加在段导体两端的电压成正比，比值是定值。所以对同一段导体而言，导体的电阻大小不由通过导体的电流和加在导体两端电压的大小决定。导体的电阻也与通过导体的电流和加在导体两端电压的变化无关。只与导体本身的条件有关。

变阻器　　
[例1] 在图1四种接法中，当滑片P向右移动时，接入电路的电阻值增大的是（ ）
分析：图（A）接入电路的电阻线是PB段，当滑片P向右移动时，PB部分电阻线在变短，因此接入电路的电阻值将变小。图（b）接入电路的电阻线也是PB段，与图（A）的效果完全相同。图（C）中接A，B两接线柱上，但多用了一根导线把B、D相连，当有电流通过时，PB部分的电阻线被金属杆PD与导线短接了，实际接入电路的电阻线为AP段，当滑片P向右移时，AP段将变长，故电阻值变大。图D接在A，B两接线柱，也就把整个变阻器的电阻全接入了电路，移动滑片P，电阻值将不变（此时可视为定值电阻）。

答：图C。
说明：判断滑动变阻器的滑片P移动时接入电路电阻值的变化情况，关键是看这段电阻线的长度变化，如变长则电阻变大，反之则变小。　

[例2] 图2是滑动变阻器改变电流强度的实验电路图，当滑片P向左移动要使灯变暗，电路图中的M，N两线头应与滑动变阻器的哪两个接线柱相连？此时电流表示数将怎样变化？

分析：要使图中的灯变暗，即通过灯中的电流变小，要求滑动变阻器接入电路的电阻线的长度变长。由于此时滑片P是向左移动的，PB段变长，为使电流通过PB段，所以必须一端用B接线柱，另外再在金属杆两端任选一接线柱接入电路。
解答：M，N两线头应分别与滑动变阻器的B，C（或D）相连，电流表示数将变小。
说明：当已知滑动片P的移动方向后，应先判断接入电路的电阻值是变大还是变小，然后确定电阻线接入电路部分是变长还是变短，最后选定下面的接线柱。　

[例3] 在如图3所示的电路中，R为滑动变阻器，电源电压恒定，当滑片由b向a滑动的过程中，电流表的示数如何变化？灯泡的亮度如何变化？

分析：在滑动变阻器的滑片由b向a滑动的过程中，它接到电路中的阻值由最大逐渐减小到零，但此时整个电路中的电阻并不为零。
解答：当滑动变阻器的滑片在b点时，电路中的电阻最大，此时电流表的示数为最小。当滑片由b向a滑动的过程中，电路中的电阻逐渐减小，电路中的电流逐渐增大，电流表的示数就逐渐增大。当滑片滑到a点时，电流表的示数为最大。在此过程中灯泡的亮度逐渐变亮。
说明：从滑键处把变阻器的总电阻分成了两部分，要分清哪一部分接在电路中，当滑键移动时，这部分电阻怎样变化。这样的分十分重要。　

[例4] 如图4所示是滑动变阻器的结构示意图，若将A、D两接线柱连入电路。当滑片P向右移动时，变阻器连入电路部分电阻值将______，若将B、D两接线柱连入电路，当P向右移动时连入电路部分电阻值将______。（填变大、变小或不变）

分析：若将A、D两接线柱连入电路，当滑片P向右移动时，由于接入电路的电阻丝变长（导线电阻和导线长度成正比），所以电阻增大，若将B、D两接线柱连入电路，P向右移动时，由于接入电路的电阻丝变短，所以电阻减小。
解答：变大，变小
说明：C、D是与滑键P相连的金属杆，C、D接线柱是等同的，都与滑键相连。　

[例5] 如图5所示是滑动变阻器的结构示意图，图中表示滑动变阻器接入电路中的一种情况，由图可知，此时，滑动变阻器连入电路的电阻线是______段（填PA或BP），如果要减小电阻，滑片P将向______端移动。

分析：滑动变阻器是利用改变电阻线长度来改变电阻大小，从而改变电流大小的，如图所示是滑动变阻器的结构示意图，从图中可以清楚地看到，要实现改变电阻线长度来改变电阻大小目的，使用时，只能按AD，AC，BD，或BC组合将滑动变阻器一上一下各一个接线柱接入电路。否则达不到改变电阻，进而改变电流大小的目的。如图所示，接入电路的电阻线是PA段，当P左移时，PA段电阻线变短，则接入电阻变小；当P右移时，PA段电阻线变长，则接入电阻变大。
解答：PA，A
说明：对滑动变阻器要首先弄清接入电路的是哪段电阻线，才能分析当P左移或右移时，电阻线变长，变短，电阻变大还是变小。

[例6] 如图6所示，已知：R1=15欧姆，滑动变阻器变化范围是0～50欧姆，则：

（1）P在a端时，=______欧姆，R总a=______欧姆；
　　（2）P在b端时，=______欧姆，R总b=______欧姆；
　　（3）P在中点c处，=______欧姆，R总c=______欧姆；
　　（4）P从a向b移动，R′将______，R总将______；
　　（5）P从b向a移动，R′将______，R总将______。
分析：滑片P在a端时，滑动变阻器接入电路的电阻=0欧，电路总电阻R总a=R1=15欧。滑片P在b端时，滑动变阻器接入电路的电阻应是最大时，=50欧姆，此时总电阻R总b=R1+=65欧。当滑片P在中点c处时，滑动变阻器接入电路的电阻是滑动变阻器最大阻值的一半，=25欧，此时电路中总电阻R总c=+R1=40欧姆。当滑片P从a向b移动时，若以c为动点，则很清楚地从图中可以看到接入电路的电阻变大，所以电路中总电阻也变大。当滑片P从b向a移动时，若以c为动点，则很清楚可以看到接入电路电阻变小，所以电路中总电阻也将变小。
解答：（1）0，15
　　（2）50，65
　　（3）25，40
　　（4）变大，变大
　　（5）变小，变小
说明：对滑动变阻器不仅要会根据结构示意图进行分析，同时还要会根据滑动变阻器在电路图中的符号进行分析。

【模拟试题】
一. 填空题
1. 一切导体都有阻碍电流的性质，导体的这种性质叫______，用符号______来表示。
2. 单位换算：
（1）20Ω=______kΩ=______MΩ。
　　（2）47kΩ=______Ω=______MΩ。
3. 导体电阻的大小决定于______、______、______和______。在其它因素相同的条件下，导体越长，电阻______。在其它因素相同的条件下，导体越粗，电阻______。
4. 滑动变阻器是靠改变电阻线的______来改变电阻的，从而改变______。
　5. 把阻值为9Ω且粗细均匀的电阻线等分成三段，每段电阻线的电阻为______Ω。若再把这三段电阻线的两端并合在一起，电阻为______Ω。
　6. 如图1所示的电路，为了改变电路中的电流强度，可将M，N接到滑动变阻器的______、______两接线柱上。闭合开关后，当P向左滑动时，电路中的电流将______。当M，N接在滑动变阻器的A、D两接线柱上，P向右滑动时，电路中的电流将______；当P滑到______端时，电路中的电流最小。

二. 选择题
7. 同种材料制成的甲、乙、丙三根电阻线，已知甲比乙长，但横截面积相等，丙比乙粗，但长度相等，则甲、乙、丙三根电阻线的电阻大小是（ ）
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 乙最小
8. 关于电阻的大小，下列说法中正确的是（ ）
A. 铜制成的导线，粗的一定比细的电阻小
B. 绝缘体不容易导电，是因为没有电阻
C. 导体中没有电流时，导体就没有电阻
D. 电阻是导体本身的一种性质，跟电压、电流均无关
9. 如图2所示的变阻器四种不同接法的电路中，闭合开关后当滑片向右移动时，电路中灯泡亮度变亮的是（ ）
A.（a）图 　　B.（b）图 C.（c）图　　 D.（d）图

　10. 如图3所示，两滑动变阻器的滑片P1，P2都向右滑动时，下列说法正确的是（ ）
A. L1和L2都变暗
B. L1和L2都变亮
C. L1变亮，L2变暗
D. L1变暗，L2变亮

11. 现有甲、乙、丙、丁四根导线。甲：长为1m，横截面积为1mm2的镍铬合金线；乙：长为1m，横截面积为0.5mm2的镍铬合金线；丙：长为0.5m，横截面积为1mm2的镍铬合金线；丁：长为1m，横截面积为0.5mm2的锰铜线。为了研究导体的电阻与导体长度的关系，应选用其中的两根导线是（ ）
A. 甲和丙 B. 乙和丙　　C. 丙和丁　　D. 以上三种选择都可以

三. 作图及实验题
　12. 将图4中的元件连接起来，要求滑动片向右滑动时，灯泡变暗，并画出相应的电路图。

　13. 按下列要求连接图5中的实物。
（1）用电压表测灯泡两端的电压；
　　（2）用电流表测量灯泡中的电流强度；
　　（3）用变阻器改变通过灯泡的电流，且当滑片向左移时变阻器电阻值增大；
（4）画出相应的电路图。

[参考答案]

1. 电阻，R 　　2. 0.02，2×10－5，4.7×104，0.047
3. 材料，长度，横截面积，温度，越大，越小
4. 长度，电路中的电流
5. 3，1 　6. A、D，变大，变小，B
7. A 　 8. D 　9. B 　10. C 　11. A
12. 图略
提示：滑动变阻器的“左下”接线柱必须接线
13. 图略。