高中物理 2.6 導(dǎo)體的電阻課件 新人教版選修31.ppt

恒定電流 第二章 6導(dǎo)體的電阻 第二章 電阻器是利用材料對電流產(chǎn)生阻礙作用的特性制造的電路元件 是電器設(shè)備中應(yīng)用最多的元件之一 如下圖所示的滑動變阻器 它有四個接線柱a b c d 為什么當(dāng)滑動觸頭p滑動時可以改變接入電路的電阻呢 導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)呢 影響導(dǎo)體電阻的因素 1 探究與導(dǎo)體電阻有關(guān)的因素 1 電阻絲橫截面積的測量把電阻絲緊密繞在一個圓柱形物體上 例如鉛筆 用刻度尺測出多匝的 然后除以 得到電阻絲的直徑 進而計算出電阻絲的橫截面積 寬度 匝數(shù) 刻度尺 2 用實驗探究電阻與導(dǎo)體的材料 橫截面積 長度之間的關(guān)系 1 實驗方法 2 實驗原理 串聯(lián)電路中電壓跟電阻成 3 實驗方法 控制變量法 正比 下圖中a b c d是四條不同的金屬導(dǎo)體 b與a長度不同 c與a截面積不同 d與a材料不同 利用歐姆定律分別測算出它們的電阻值 探究電阻跟長度 截面積和導(dǎo)體材料的關(guān)系 4 實驗結(jié)論導(dǎo)體的電阻與 成正比 與 成反比 還與導(dǎo)體材料有關(guān) 導(dǎo)體的長度 導(dǎo)體的橫截面積 r l 不同 一 導(dǎo)體的電阻1 電阻定律同種材料的導(dǎo)體 其r與它的長度l成 與它的橫截面積s成 還跟導(dǎo)體的 有關(guān) 2 公式r 公式中比例系數(shù) 是反映材料導(dǎo)電性能的物理量 稱為材料的電阻率 正比 反比 材料 3 電阻率 1 計算公式 2 單位 3 意義 跟導(dǎo)體的材料有關(guān) 是反映材料 的物理量 m 導(dǎo)電性能好差 4 特性 電阻率與 有關(guān) 而與導(dǎo)體的長度和橫截面積 金屬材料的電阻率隨溫度升高而 利用電阻率隨溫度變化明顯的金屬制成 利用電阻率幾乎不受溫度變化影響的合金制成 但絕緣體和半導(dǎo)體的電阻率卻隨溫度的升高而減小 當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時 某些材料的電阻率突然減小到零成為 導(dǎo)體材料的溫度 無關(guān) 增大 電阻溫度計 標(biāo)準(zhǔn)電阻 超導(dǎo)體 如圖所示 一長方體導(dǎo)體若通過電流i1 則長度為a 截面積為bc 若通過電流i2 則長度為c 橫截面積為ab 3 電阻率與電阻的區(qū)別與聯(lián)系 特別提醒 各種材料的電阻率一般都隨溫度的變化而變化 1 金屬的電阻率隨溫度的升高而增大 2 半導(dǎo)體 熱敏電阻 的電阻率隨溫度的升高而減小 生活中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況 在電壓不穩(wěn)定的時候燈絲容易燒斷 而手邊又沒有新的燈泡 我們可以通過慢慢晃動燈泡將斷了的燈絲接上 以解燃眉之急 當(dāng)燈泡再次進入電路時 會發(fā)現(xiàn)比原來亮了 這是為什么 二 應(yīng)用實例 滑動變阻器1 原理利用改變連入電路的電阻絲的長度改變電阻 2 構(gòu)造如圖所示 a b是繞在絕緣筒上的電阻絲的兩個端點 電阻絲間相互絕緣 c d是金屬桿的兩個端點 電阻絲上能夠與滑片p接觸的地方 絕緣漆已被刮去 使滑片p能夠把金屬桿與電阻絲連接起來 3 在電路中的使用方法結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示 要使滑動變阻器起限流作用時 正確的連接是接a與d 或c 及b與c 或d 即 一上一下 要使滑動變阻器起分壓作用 要將ab全部接入電路 另外再選擇a與c 或d 及b與c 或d 與負(fù)載相連 當(dāng)滑片p移動時 負(fù)載將與ap間或bp間的不同長度的電阻絲并聯(lián) 從而得到不同的電壓 4 滑動變阻器的兩種接法的比較 特別提醒 選用兩種接法的原則 1 當(dāng)電壓表或電流表的量程太小時 若采用限流接法 電路中實際電壓 或電流 的最小值仍超過電壓表或電流表的量程 必須采用分壓式接法 2 負(fù)載電阻的阻值r0遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻r 須用分壓式電路 3 要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大 且從零開始連續(xù)可調(diào) 須用分壓式電路 4 負(fù)載電阻的阻值r0小于變阻器總電阻r或相差不多 且電壓電流變化不要求從零調(diào)起時 可采用限流接法 5 兩種電路均可使用的情況下 應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法 因為限流式接法總功耗較小 如圖為滑動變阻器的示意圖 a b c d為4個接線柱 當(dāng)滑動片p由c向d移動時 若要使變阻器接入電路的電阻由大變小 應(yīng)將電阻器的哪兩個接線柱連入電路 a a和bb a和dc b和cd c和d答案 b 解析 滑動變阻器的連接應(yīng)是一上一下 同一端或?qū)蔷€ 要注意接入的是哪一部分電阻 從而確定電阻的變化 要讓滑動變阻器的阻值變小 就要使連入電路的電阻絲長度變短 滑動片p由c向d移動 要使滑動變阻器連入電路的電阻絲變短 可以連接ad或ac 雅安中學(xué)2013 2014學(xué)年高二上學(xué)期期中 關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說法中 正確的是 對電阻和電阻率的理解 c 將一根導(dǎo)線一分為二 則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來的二分之一d 某些金屬 合金和化合物的電阻率隨溫度降低會突然減小為零 這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象 發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象時 溫度不是熱力學(xué)溫度零度解析 導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫做導(dǎo)體的電阻 它只與導(dǎo)體的幾何形狀和材料性質(zhì)有關(guān) 與導(dǎo)體是否通電以及通電電流的大小均無關(guān) 電阻率的大小和導(dǎo)體幾何形狀無關(guān) 只與材料性質(zhì)和溫度有關(guān) 一般金屬合金和化合物的電阻率隨溫度升高而增大 隨溫度降低而變小 當(dāng)溫度降低到某一轉(zhuǎn)變溫度 大于0k 時 某些金屬 合金 化合物的電阻率會突然減小為零 呈超導(dǎo)電現(xiàn)象 答案 d點評 要正確理解電阻與電阻率的物理意義 答案 d 如圖是一均勻?qū)嵭陌肭蛐螌?dǎo)體 球心為a 頂點為b cd為底面直徑 若按甲圖的方式將其接在兩個電極之間 測得它的電阻為r 若按乙圖的方式接在兩個電極之間 其電阻r 為多大 電極的電阻不計 電阻定律的應(yīng)用 解析 解法1 本題中的半球?qū)w可等分成兩塊四分之一球形材料 將甲圖作如下等效變換 如圖所示 不難看出 r 4r 解法2 設(shè)想將半球形導(dǎo)體補齊成一個球 則可以作如圖所示的等效變換 得 r 4r 答案 4r 點評 上述兩種方法 一種是化整為零的 分割法 另一種是化零為整的 補齊法 通過等效變換 靈活變通地應(yīng)用電路串聯(lián) 并聯(lián)的性質(zhì) 就能圓滿地求得結(jié)果 通過本例題得出這樣一個結(jié)論 對于一個給定的電阻物塊 其電阻并不單一 具體由連接方式而定 不同的連接方式 一般將呈現(xiàn)不同的電阻值 河南省實驗中學(xué)2013 2014學(xué)年高二上學(xué)期期中 如圖所示 r1和r2是材料相同 厚度相同 表面均為正方形的導(dǎo)體 r1邊長為2l r2邊長為l 若r1的阻值為8 則r2的阻值為 a 4 b 8 c 16 d 64 答案 b 如圖所示為用伏安法測定一個定值電阻阻值的實驗所需的器材實物圖 器材規(guī)格如下 滑動變阻器的使用 1 待測電阻rx 約100 2 直流毫安表 量程0ma 20ma 內(nèi)阻50 3 直流電壓表 量程0v 3v 內(nèi)阻5k 4 直流電源 輸出電壓6v 內(nèi)阻不計 5 滑動變阻器 阻值范圍0 15 允許最大電流1a 6 開關(guān)1個 導(dǎo)線若干根據(jù)器材規(guī)格及實驗要求 在本題的實物圖上連線 山東臨沂市重點中學(xué)2013 2014學(xué)年高二上學(xué)期期中聯(lián)考 要測繪一個標(biāo)有 3v0 6w 小燈泡的伏安特性曲線 燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3v 并便于操作 已選用的器材有 電池組 電動勢為4 5v 內(nèi)阻約1 電流表 量程為0 250ma 內(nèi)阻約5 電壓表 量程為0 3v