师:同学们好,欢迎走进物理课堂。本节课我们学习的内容是探究影响导体电阻大小的因素。请同学们准备好任务单,跟着老师一起开启学习之旅。本节课的学习目标如下:一是知道影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度;二是了解导体电阻受温度的影响,以及半导体的特点,还有半导体对生活和社会发展带来的影响。

  首先,请同学们观察演示实验。将铅笔芯接入电路中。(老师操作实验)通过演示实验,我们发现随着接入铅笔芯的长度变长,灯泡逐渐变暗。这表明流经灯泡的电流逐渐变小。我们推测这是因为接入电路中的电阻变大导致的。所以在这个过程中,接入铅笔芯的长度变长,电路中的电阻变大,由此可知电阻大小可能与导体的长度有关。

  同学们思考一下,除长度外,导体电阻的大小还可能与哪些因素有关呢?我们发现生活中大多用铜导线或者铝导线,很少用铁导线。这说明不同材料的导体导电性能不同,电阻也可能不同,因此导体电阻的大小可能与导体的材料有关。同时,我们也注意到生活中不同用电器所用铜导线的规格不一样。大型用电器的导线比较粗,横截面积比较大;而小型家用电器导线比较细,横截面积比较小。所以导体的电阻大小还可能与横截面积有关。

  为了验证这些猜想,我们设计实验探究电阻大小的影响因素。我们发现有多种因素都可能影响电阻大小,为了探究其中一种因素对导体电阻大小的影响,我们选用控制变量法。如果探究长度对导体电阻大小的影响,我们就选用材料和横截面积相同但是长度不同的镍铬合金丝;为了探究横截面积对于导体电阻大小的影响,我们选用材料和长度相同但是横截面积不同的镍铬合金丝;如果想要探究材料对导体电阻大小的影响,我们选取长度和横截面积相同但是材料不同的康铜丝和镍铬合金丝。接下来我们将导体分别接入带有电源和开关的电路中。

  但是问题来了,我们该如何判断导体电阻的大小呢?

  生:可以用小灯泡的亮度来反映导体电阻大小,灯泡越亮,说明电流较大,所以可以推出导体对电流的阻碍作用较小,即电阻小。反之,小灯泡越暗,则说明导体电阻越大。

  师:这位同学回答得非常好。但是我们有时会发现小灯泡的明暗变化程度不明显,难以观察小灯泡的亮度变化。所以为了使实验更准确,我们使用电流表,通过电流的大小来判断电阻的大小。电流表示数越大,说明接入导体的电阻越小;反之,电流表的示数越小,说明接入导体的电阻越大。因此,实验中我们可以通过小灯泡的亮暗和电流表的示数间接地来反映电阻的大小,我们把这种实验方法称为转换法。以下是我们的实验器材,让我们一起来进行实验探究。

  第一,探究导体电阻大小与长度的关系。我们将粗细相同的一整根镍铬丝和 1/4 长度的镍铬丝分别接入电路中,请同学们观察实验现象。首先我们选取 0.5 毫米的镍铬丝,将整根镍铬丝接入电路中,闭合开关,观察小灯泡的亮度以及电流表的示数。断开开关,接下来我们接入 1/4 长度的镍铬丝,闭合开关,观察小灯泡的亮度以及电流表的示数。通过实验我们发现,接入整根镍铬丝时,电流表的示数为 0.25 安培,我们将实验数据记录到表格。接下来我们换成 1/4 长度的 0.5 毫米镍铬丝接入电路中,闭合开关,观察小灯泡的明暗变化以及电流表的示数,此时电流表的示数为 0.3 安培,将实验数据记录到表格。我们发现接入一整根镍铬丝时灯泡较暗,这说明电路中的电流较小,电路接入的电阻较大;而接入 1/4 长度镍铬丝时,灯泡较亮,这说明电路中的电流较大,电路接入的电阻较小。对比发现,当材料、横截面积相同时,导体越长电阻越大。

  第二,探究导体电阻大小与横截面积的关系。我们将材料、长度相同,直径为 0.5 毫米和 0.7 毫米的镍铬合金丝分别接入电路中,请同学们观察实验现象。我们将整根 0.5 毫米的镍铬丝接入电路中,闭合开关,观察小灯泡的明亮程度以及电流表的示数,观察此时电流表的示数为 0.25 安培,将数据记录到表格。我们将相同长度 0.7 毫米的镍铬丝接入电路中,闭合开关,观察小灯泡的明暗变化以及电流表的示数,此时电流表的示数为 0.26 安培,将数据记录到表格。我们发现将直径为 0.5 毫米的镍铬丝接入电路中时,灯泡较暗,说明电路中的电阻较大;将直径为 0.7 毫米的镍铬丝接入电路中时,小灯泡较亮,说明此时电路中的电阻较小。我们发现,当材料和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。

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《9年级上册北师大版物理 第十一章 第七节 探究——影响电阻大小的因素 逐字稿-3,302字 第3版》.docx
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