11.6 探究影响电阻大小的因素

七、探究——影响导体电阻大小的因素一、核心素养：通过探究影响导体电阻大小的因素，使学生掌握控制变量法这一科学探究方法，培养学生的科学探究能力和科学思维，通过学习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，培养学生科学的态度和责任。

二、教学设计思路：本节课教学内容要求学生知道影响导体电阻大小的因素，即导体的材料、长度、横截面积和温度．本节课的重点是掌握探究解决问题的方法，学会研究问题．充分调动学生的积极性、发挥学生的自主性，从提出问题开始、制定解决问题的计划、细致的操作收集证据、经过分析总结出结论、然后交流和评估研究结果。

在引课时，通过演示前后两次灯泡亮度的不同使学生在进一步理解电阻概念的基础上认识到还可以通过比较灯泡的亮暗程度来判断电阻的大小，为后面学生的探究活动做了铺垫。

有意降低了实验设计的难度，使学生在设计实验时将重点放在控制变量法的设计上。

学生在对影响电阻大小的因素进行猜想时，长度与材料，横截面积根据提示容易想到，而温度对电阻的影响很难想到，因此由教师通过上节课的知识“温度变化是绝缘体可以变成导体”的实验图进行提示，这种引导也为后面学生验证“温度对电阻的影响”时，怎样选择器材做了一点暗示。

关于验证猜想的材料的选择，在以往的教学实践中发现“粗细不同的2B铅笔芯”与“粗细相同的铅笔芯与铜芯”以及“灯丝完好的日光灯芯”作实验研究对象，实验效果非常显著，而且材料很容易收集。

所以本节课提供这些材料让学生进行探究，通过显著的实验现象能使学生通过感性的认识更好的掌握影响电阻大小的因素。

为了使学生进一步明确实验的目的，让学生在实验时以完成填空的形式填写简单的实验报告相关内容。

学生在进行实验时，难免存在一些不规范的操作或不太理解的现象，实验结束时，通过教师设计的“交流讨论”的两个问题，让学生相互交流，培养他们在以后的实验中知道如何注意一些细节以及怎样分析问题的能力，然后通过练习题检验学生对本节课探究方法与探究结果的掌握情况。

探究影响电阻大小的因素（1）影响电阻大小的因素有：导体的材料、横截面积、长度、温度等。

（2）结论叙述：A.当导体的材料和横截面积一定时，长度越长，电阻越大；B．当导体的材料和长度一定时，横截面积越大，电阻越小；C．当导体横截面积和长度一定时，材料不同，电阻不同；D．一般的材料，在温度越高时，电阻越大，温度越低时，电阻越小。

有些物体当温度低到某一值时，电阻突然消失的现象，叫超导现象，这样的材料叫超导材料，制成的导体叫超导体。

（3）该实验探究采用了控制变量法和转换法（将导体电阻的大小转换为电流表电流示数的大小）。

例题精选（2019湖北黄石）（1）为探究影响电阻大小的因素，甲同学利用同一种合金材料的a、b、c三条电阻丝进行实验，a、b长度相同，b、c粗细相同，如图1所示。

连接电路，分别接通a、b、c，电流表的三次示数如图2所示，根据示数可以得出以下结论：①比较a、b两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体有关。

②比较b、c两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体有关。

③由实验可以得出：三个电阻丝阻值从大到小关系是。

（2）乙同学利用这套实验器材试图对电热与电阻的关系进行探究：①考虑到没有计时工具，他用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c电阻丝的中点处，然后使a、b、c电阻丝能同时通电发热。

乙同学是想利用来反映电阻丝发热量的大小。

②乙同学选择的电路图如图3所示，采取的是三个电阻丝（选填“串联”或“并联”）的连接方式，请你将未完成的电路连线补充完整。

③接通电路，观察到小木棍掉落的先后顺序是。

结合实验现象和甲同学实验得到的电阻大小关系，乙同学推测出：通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热（选填“多”或“少”），发现该结论与已学的焦耳定律不符。

请你帮助他进行解释：在相同的通电时间内，当时，电阻大的电热就多；当时，电阻大的电热就少。

【答案】（1）①横截面积②长度③R a＞R b＞R c（2）①小木棍掉落的时间②并联见右图：③c、b、a 少通过电阻的电流相同（串联）电阻的电压相同（并联）【解析】（1）①由题意和图示可知：a、b的材料和长度相同，只有横截面积不同，所以探究的是电阻大小跟导体横截面积的关系。

六、探究影响电阻大小的因素（一）、1、实验原理：在电压不变的情况下，通过电流的变化来研究导体电阻的变化。

（也可以用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化）2、实验方法：控制变量法。

探究电阻的大小与哪一个因素的关系时必须指明“相同条件”3、实验分析：①实验结论：相同条件下导体的电阻大小跟导体的材料有关。

②实验结论：相同条件下导体越长，电阻越大。

③实验结论：相同条件下导体的横截面积越小，电阻越大。

④实验结论：相同条件下导体的电阻跟温度有关。

对大多数导体来说，温度越高，电阻越大，少数导体，电阻随温度的升高而减小。

4、结论：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，还与温度有关。

例.有甲、乙、丙三根铜导线，甲、乙粗细相同，但甲较长；乙、丙长度相同，但丙较粗，则常温下电阻最大的是____，最小的是______。

例.实验证明：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的_______、______ 和___ _。

导体的电阻还跟____有关。

例1当我们在A、B之间接入不同的导体，闭合开关接通电路后，可通过______或________来判断所接入导体的电阻大小情况。

电流表示数越____或灯泡越____，表示所接入导体的电阻越小；反之，则电阻越大.例2如右图所示，A和B分别是长短、粗细都相同的锰铜线和镍铬合金线，MN间接入A并接通电路时，电流表的示数为 A；接人B并接通电路时，电流表的示数为0．26 A，这表明A的电阻较_____，同时说明导体的电阻与_______有关。

例3某工人在架设动力线路时，觉得不够安全，就把两条导线并在一起当作一条使用，这样连接后导线的电阻比原来____；在连接某一处线路时，由于导线不够长，他又把两段导线连接起来使用，这样连接后的导线比连接前每段导线的电阻都____。

(填“变大”、“变小”不变”)例4在A、B两条不同导线的两端加上相同的电压时，通过它们的电流大小关系是IA<IB，则A导体的电阻____B导体的电阻。

影响电阻大小的因素
1、长度：当材料和横截面积相同时，导体的长度越长，电阻越大。

2、横截面积：当材料和长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大。

3、材料：当长度和横截面积相同时，不同材料的导体电阻不同。

4、温度：对大多数导体来说，温度越高，电阻越大，如金属等；对少数导体来说，温度越高，电阻越小，如碳。

电阻简介
金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的。

自由电子在运动中要与金属正离子频繁碰撞，每秒钟的碰撞次数高达1015左右。

这种碰撞阻碍了自由电子的定向移动，表示这种阻碍作用的物理量叫作电阻。

不但金属导体有电阻，其他物体也有电阻。

电阻单位
电阻的单位是欧姆，简称欧，用希腊字母“Ω”表示。

常用的电阻单位还有千欧姆(KΩ)，兆欧姆(MΩ)，它们的关系是：
1KΩ=1000Ω，1MΩ=1000KΩ。

探究电阻大小的影响因素一、提出问题：在学习电阻一节的内容时，小丽提出了：“导体的电阻跟哪些因素有关”这一问题。

二、猜想与假设：小丽与所在实验小组的同学交流与讨论后提出了以下的猜想：猜想1：导体的电阻可能跟导体的横截面积有关；猜想2：导体的电阻可能跟导体的长度有关；猜想3：导体的电阻可能跟导体的材料有关。

三、制定计划与设计实验：图1是小丽他们进行实验探究的器材，演示板上固定了四条金属电阻丝，a、b、c三条长度均是1m，d的长度0．5m；a、b的横截面积相同，材料不同；a、c的材料相同，但c的横截面积大于a；a、d 的材料和横截面积都相同。

以下是小丽他们在进行实验与分论证过程中出现的一些问题，请思考后帮他们解决。

（1）在探究电阻跟横截面积的关系时，可依次把M、N跟______的两端连接，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根金属丝电阻的大小。

（2）依次把M、N跟a、d的两端连接，闭合开关，记下电流表示数，分析比较a、d两根金属丝电阻的大小，可探究电阻跟____________的关系，其结论是：__________。

（3）以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法。

试根据学过的物理知识再列出两例用这种方法研究的问题：__________________。

（4）一般说来，所有物体都有电阻。

探究过程中，又有同学提出猜想4：电阻还可能跟温度有关。

请用一个废灯泡的灯芯（如图2所示），设计一个实验来研究这个问题，要求：①说出方法。

②画出电路图。

解析：要研究的导体电阻的大小与多个因素有关，要研究与其中一个因素的关系，应该采用控制变量法。

（1）要探究电阻与横截面积之间的关系，应该控制让材料﹑长度相同而横截面积不同．根据这一条件再结合题意可知应选a、c两条导线；（2）ad两根导线材料与横截面积相同，而长度不同，根据实验的设计思路可知这一步骤是要研究电阻的大小与导体长度之间的关系；可以得出的结论是：在导体材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大（或导体越长，电阻越大，或导体电阻跟长度成正比等）；（3）常用到的使用控制变量法的实验有：研究电流与电压和电阻的关系；研究压强与压力和受力面积的关系；研究物体的动能与质量和速度的关系等；（4）①方法：用导线把废灯泡灯芯和电源、开关、电流表连成图3所示电路，再用酒精灯给灯芯加热，同时观察电流表示数的变化，并进行分析，探究结论。

实验十八、探究电阻大小的影响因素的实验实验目的】 ：探究影响电阻大小的因素有哪些猜想假设】 影响导体电阻大小的因素可能是，导体的材料、长度、横截面积等。

实验方法】 ：控制变量法和转换法实验设计】 ： （1）在几个因素中，如何研究其中的一个因素是否影响电阻的大小，常用的方法是控制变量法。

① 保持材料和横截面积一定，研究电阻与导体长度的关系。

② 保持材料和长度一定，研究电阻与导体横截面积的关系。

③ 保持长度和横截面积一定，研究电阻与导体材料的关系。

（2）已经提供了如图所示的几种导体，还需要的器材有：电源、电流表、开关、导线3）电路图：【实验过程】 ：①探究电阻大小跟导体长度的关系应选择接入的导体长度横截面积电流 /AA （镍铬合金丝）L sB （镍铬合金丝） 2Ls结论：导体的材料和横截面积一定时，导体的长度越长，导体的电阻越大。

②探究电阻的大小跟导体横截面积的关系应选择 A 、 C 两根电阻丝。

A 、B 两根电阻丝。

结论：导体的长度、材料一定时，导体的横截面积越小，导体的电阻越大③探究电阻的大小跟导体材料的关系应选择A、D 两根电阻丝。

结论：导体的电阻与材料有关。

【实验补充】：导体的电阻受温度的影响：（1）导体的电阻与它的温度的高低有关，金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。

而有些导体的电阻，如铅笔芯（石墨），其电阻是随着温度的升高而减小。

在温度变化不大时，一般不考虑温度对电阻的影响。

（2）在超低温的情况下电阻突然减小为零。

【考点方向】：1、结论可总结成公式，其中ρ 叫电阻率，与导体的材料有关。

假如架设一条输电线路，一般选铝导线，因为在相同条件下，铝的电阻小，减小了输电线的电能损失；而且铝导线相对来说价格便宜。

2、研究电阻与导体材料关系时”控制长度和横截面积不变，只改变材料，看电流表示数的变化，从而得出电阻与材料有关的结论。

3、该实验用到了两个实验探究方法：控制变量法和转换法。

4、该实验中“转换法”的使用体现把电流表示数的变化情况来表示电阻的大小。

探究影响电阻大小的因素在平时的教学中，常常会有学生给老师提出各种各样的问题．这些提问既是挑战，也是推进教学进程的机遇。

如果把握得好，可以培养学生质疑的勇气、严谨的学习态度以及主动探究的能力。

“决定电阻大小的因素”是《物理》八年级下册的一节重要内容,该节内容知识性很强。

考虑到学生是首次接触“控制变量法”,为了提高学生的学习兴趣、培养学生的探究能力,并且让学生在自主探究过程中体会、总结“控制变量法”。

在物理实验中，导体电阻主要受到四大因素的影响，分别是实验的材料、温度、具体的长度以及横截面积。

实验过程要运用好控制变量法，在指定的条件中有效进行实验，从而归纳出不同因素对导体电阻的不同影响。

相关练习1．（2014浙江温州）科学兴趣小组为了探究导电液体在体积相同时，其电阻与长度的关系。

于是选取一段可拉伸的乳胶管（乳胶管是绝缘体），灌满某种导电液体，两端用金属塞堵住管口，形成一段长为10厘米的封闭液柱。

选择合适的电压表、电流表、滑动变阻器、电源等器材连接电路如图，电源电压保持(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应处在_______________端。

(2)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为9伏时，记录第1次电流表示数并计算出液柱的电阻。

将乳胶管均匀拉长，重复上述实验，数据记录如右表。

实验中第1次电流表的示数应是_______________安。

(3)查阅资料得知：当材料和横截面积一定时，导体的电阻与其长度成正比。

但是通过多次实验发现，当液柱长度变为原来2倍时，其电阻大大超过原来的2倍。

请对此作出合理的解释：____________________________。

2．(2014 湖南益阳)探究导体的电阻跟导体长度的关系的电路如图12所示，通过移动导线夹可改变接入电路中电阻丝的长度。

（1）请用笔画线代替导线将电路实物图补充完整；（2）实验采取了如下操作步骤,其合理的顺序是（填序号）;A、将导线夹移到某一适当位置；B、调节滑动变阻器，使电流表和电压表的示数为某一适当值；C、记录电流表和电压表的示数，并用刻度尺测量接入电路中电阻丝的长度；D、连接电路；E、将滑动变阻器的滑片移到最左端；F、闭合开关；G、改变接入电路中电阻丝的长度，再测量几次；（3）某次测量时,电压表的示数如图13所示，则电压为 V;（4）将所测得的数据进行处理后,作出电阻丝的电阻与长度的关系图象如图14所示。