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1、第五節(jié) 探究―― 影響電阻大小的因素
日 期
1、經(jīng)初步分析能猜測影響電阻的一些因素。
2、知道在與一個(gè)物理量的相關(guān)因素較多時(shí),能用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。
3、能根據(jù)實(shí)驗(yàn)思想設(shè)計(jì)需要的實(shí)驗(yàn)方案。
4、能從實(shí)驗(yàn)結(jié)果定性得出導(dǎo)體電阻與其長度、粗細(xì)和組成材料之間的關(guān)系。
5、知道金屬導(dǎo)體的電阻與溫度之間的關(guān)系和超導(dǎo)現(xiàn)象。
6、能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的影響。
重點(diǎn)難點(diǎn)分析
重點(diǎn):從實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出導(dǎo)體的電阻與長度、粗細(xì)、材料之間的關(guān)系
難點(diǎn):根據(jù)實(shí)驗(yàn)思想設(shè)計(jì)需要的實(shí)驗(yàn)方案
課程資源的準(zhǔn)備與開發(fā)
實(shí)驗(yàn)與課件
教 、學(xué)
2、預(yù) 設(shè)
調(diào) 控 對 策
【復(fù)習(xí)引入】導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別是什么?--導(dǎo)電能力的差異
這說明什么?--說明各種材料的導(dǎo)電能力是不同的。
--影響電阻大小的因素之一:材料
【猜測】影響電阻大小的因素還有哪些?--生答:導(dǎo)線的粗細(xì)、長度、溫度等。
一、研究導(dǎo)體的電阻與長度的關(guān)系
控制導(dǎo)體的材料和粗細(xì)相同,用鎳鉻合金導(dǎo)線CD和EF做實(shí)驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)測出的電流表示數(shù)填入表2內(nèi).
表2:研究導(dǎo)體的電阻跟長度的關(guān)系
提問:分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到什么結(jié)論?
?。瓕?dǎo)體的材料、粗細(xì)(橫截面積)都相同時(shí),導(dǎo)體越長,電阻越大。
二、研究導(dǎo)體的電阻與粗細(xì)的關(guān)系
控制導(dǎo)體的材料和長度不變
3、,用鎳鉻合金線CD和GH做實(shí)驗(yàn).將實(shí)驗(yàn)測出的電流表的示數(shù)填入表3內(nèi).
表3:研究導(dǎo)體的電阻跟橫截面積的關(guān)系
提問:分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得到什么結(jié)論?
--導(dǎo)體的材料、長度都相同時(shí),導(dǎo)體的越細(xì)(橫截面積越?。?,電阻越大。
導(dǎo)體的電阻跟長度、橫截面積的關(guān)系可以用人在街上行走作比喻,街道越長,街面越窄,行人受到阻礙的機(jī)會(huì)越多.同理,導(dǎo)體越長、越細(xì),自由電子定向移動(dòng)受到碰撞的機(jī)會(huì)就會(huì)越多.
三、研究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系
在本研究中應(yīng)該控制導(dǎo)體的長度、橫截面積不變,研究當(dāng)導(dǎo)體的長度發(fā)生變化時(shí),導(dǎo)體電阻的變化情況
在學(xué)生設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上加以歸納,用圖2所示的裝置做演示實(shí)驗(yàn).(1)研究導(dǎo)體的
4、電阻跟制作它的材料是否有關(guān).實(shí)驗(yàn)所用的導(dǎo)線是錳銅線AB和鎳鉻合金線CD,將電流表示數(shù)填入表1內(nèi).
【提問】從電流表示數(shù)的變化,得到什么結(jié)論?
--導(dǎo)體被加熱后,它的溫度升高,電流表示數(shù)變小,表明導(dǎo)體的電阻變大,這說明導(dǎo)體的電阻還跟溫度有關(guān),對大多數(shù)導(dǎo)體來說,溫度越高電阻越大。
【小結(jié)】導(dǎo)體的電阻由它自身的條件決定,因此,不同的導(dǎo)體,電阻一般不同,所以說,電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì).
為了表示導(dǎo)體的電阻跟材料的關(guān)系,應(yīng)取相同長度,相同的橫截面積的不同材料在相同溫度下加以比較,課本上的表列出了一些長1米、橫截面積1毫米2、在20℃時(shí)的不同材料的導(dǎo)線的電阻值.
【提問】從查表,你知道哪些
5、材料的導(dǎo)電性能好?
--銀的導(dǎo)電性能最好,因此,在相同長度和橫截面積的情況下,它的電阻最?。浯问倾~,再次是鋁.)
【練習(xí)題】
(1)電阻的國際單位是什么?0.2兆歐=______歐.
(2)為什么說電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)?
(3)有兩條粗細(xì)相同、材料相同的導(dǎo)線,一條長20厘米,另一條長1.3米,哪條導(dǎo)線電阻大,為什么?
(4)有兩條長短相同、材料相同的導(dǎo)線,一條橫截面積0.4厘米2,另一條2毫米2,哪條導(dǎo)線電阻大,為什么?
(5)“銅導(dǎo)線比鐵導(dǎo)線的電阻?。边@種說法對嗎?應(yīng)當(dāng)怎么說?
【補(bǔ)充閱讀】超導(dǎo)體的知識(shí):
一、金屬的電阻隨溫度的升高而增大,當(dāng)金屬的溫度降低時(shí)
6、,它的電阻減?。?911年,荷蘭物理學(xué)家昂內(nèi)斯在測定水銀在低溫下的電阻值時(shí)發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度降到-269℃左右時(shí),水銀的電阻變?yōu)榱?,這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象.
1、超導(dǎo)體:能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì),叫做超導(dǎo)體.(注意:不是所有物體都會(huì)發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象)
2、超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度(又叫超導(dǎo)臨界溫度):物質(zhì)的電阻降到一定溫度時(shí),才會(huì)出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象,物質(zhì)電阻變?yōu)榱愕臏囟冉凶龀瑢?dǎo)轉(zhuǎn)變溫度,用Tc表示.
3、幾種超導(dǎo)體的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度(Tc).
鋁:-271.76℃.鉛:-265.97℃.錫:-269.43℃.水銀:-268.99℃.鎢:-273.14℃.
二、超導(dǎo)體的應(yīng)用前景
因?yàn)槌瑢?dǎo)體在很低的溫度下才會(huì)發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象,
7、目前超導(dǎo)體還不能在常溫下應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)和生活中,只應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)和高新技術(shù)中.如果能應(yīng)用于實(shí)際,會(huì)給人類帶來很大的好處.舉幾例如下:
①輸電導(dǎo)線利用超導(dǎo)體,可以大大降低輸電的電能損耗.
②如果把發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的線圈用超導(dǎo)體制成超導(dǎo)線圈,可以使發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量減小,功率增大,效率提高.
三、超導(dǎo)研究的歷史和發(fā)展前景
1911年,昂內(nèi)斯首先發(fā)現(xiàn)水銀的超導(dǎo)現(xiàn)象.
1911年~1986年3月經(jīng)過75年的努力,找到具有高轉(zhuǎn)變溫度的超導(dǎo)材料——鈮三鍺,Tc為-250℃.
1987年2月24日,我國宣布獲得Tc為~173℃以上的超導(dǎo)體.
1989年,我國已找到Tc為-141℃的超導(dǎo)體材料.
目前,各國科學(xué)家還在繼續(xù)研究Tc值更高的超導(dǎo)體材料,以將超導(dǎo)應(yīng)用到生產(chǎn)和生活中去.