探究——影响电阻大小的因素

教学目标

一、知识与技能

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、超导的一些特点以及对人类生活和社会发展可能带来的影响。

二、教程与方法

1. 通过探究影响电阻大小的因素，进一步体会研究多个因素问题的方法。

2. 学会用学过的知识和技能解决新问题的方法。

三、情感、态度与价值观

1. 在实验探究中，学习科学家研究问题的方法，培养严谨的习惯和实事求是的态度。

2. 通过了解物理学知识对人类生活和社会发展的影响，培养正确的科学价值观。

教学重点：影响电阻大小的因素。

教学难点：确认电阻是导体自身的性质，与电压、电流无关。

教学准备

一只电流表，一个开关，导线若干。一只演示电流表，一个开关，废日光灯管的灯丝，或固定在胶木板上的用直径 0.3 毫米 以下的铁丝绕成的螺旋状线圈（铁丝线圈），酒精灯一个，小灯泡一只，电源。

教学过程：

一、引入

将一只灯泡、一个演示电流表、一节干电池和一个开关连接成电路，并读出电流表的示数。（一位学生到前面来演示连接电路，其他同学审查连接过程是否正确）

提问：如图所示，生活中常见的导线多 是铜心或者 铝心，为什么不用铁心？

二、新课学习

导体能够通过电流，但同时对电流有阻碍作用，在物理学中用“电阻”这个物理量来表示导体对电流阻碍作用的大小。不同导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。

提问：导体的电阻既然是导体本身的一种性质，你猜一猜它跟哪些因素有关？你能不能设计一组实验来证明你的猜想是否正确？

提示：电阻是否跟材料、长度、导线的粗细有关？在学生提出猜想的基础上加以归纳，前面所示装置做下面三组演示实验。

1. 研究导体的电阻跟它的材料是否有关。

说明新课开始的实验所用的导线是锰铜线 AB 和镍铬合金线 CD ，将电流表示数填入表 1 内。

表 1 ：研究导体的电阻 跟材料 的关系

提问：分析实验数据，可以得到什么结论？

结论：导体的电阻跟导体的材料有关。

2. 研究导体的电阻跟它的长度是否有关。

用镍铬合金导线 CD 和 EF 做实验，将实验测出的电流表示数填入表 2 内。

表 2 ：研究导体的电阻跟长度的关系

提问：分析实验数据，可以得到什么结论？

结论：导体的材料、横截面积，都相同时，导体越长，电阻越大。

3. 研究导体的电阻跟它的横截面积是否有关。

用镍铬合金线 CD 和 GH 做实验。将实验测出的电流表的示数填入表 3 内。

表 3 ：研究导体的电阻跟横截面积的关系

提问：分析实验数据，可以得到什么结论？

结论：导体的材料、长度都相同时，导体的横截面积越小，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。

4. 导体的电阻受温度影响

导体的电阻还跟什么因素有关？请大家看下面的演示实验：

演示实验：把铁丝线圈（或日光灯管的灯丝）按图接入电路，用酒精灯缓慢地对灯丝加热观察加热前后，演示电流表的示数有什么变化。

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：导体的电阻决定于它的材料、长度、横截面积和温度。

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。

为了表示导体的电阻 跟材料 的关系，应取相同长度，相同的横截面积的不同材料在相同温度下加以比较，课本上的表列出了一些长 1 米 、横截面积 1 毫米 ² 、在 20 ℃ 时的不同材料的导线的电阻值。

提问：通过这些电阻值，你能知道哪些材料的导电性能好？

银的导电性能最好，因此，在相同长度和横截面积的情况下，它的电阻最小，其次是铜，再次是铝。

5. 介绍超导的知识

知道超导体会给人类带来很大的好处。

三、巩固练习

(1) 电阻的国际单位是什么？欧姆

(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 厘米 ² ，另一条 2 毫米 ² ，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、小结

电阻是导体本身的一种性质，电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。