高中物理選修導(dǎo)體的電阻講義備課講稿

1、高中物理選修導(dǎo)體的電阻講義跟橫截面積跟橫截面積S有關(guān)有關(guān)與材料有關(guān)與材料有關(guān)橫截面積橫截面積S長(zhǎng)度長(zhǎng)度L L材料材料溫度結(jié)論：導(dǎo)體的電阻結(jié)論：導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度跟它的長(zhǎng)度l、橫截面積橫截面積S、材料有關(guān)。、材料有關(guān)。(一一)大膽猜想大膽猜想一、影響導(dǎo)體電阻的因素一、影響導(dǎo)體電阻的因素1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模?探究導(dǎo)體的電阻探究導(dǎo)體的電阻R與導(dǎo)體的與導(dǎo)體的長(zhǎng)度長(zhǎng)度l、橫截面積、橫截面積S、材料之間的關(guān)系、材料之間的關(guān)系.2、實(shí)驗(yàn)方法：、實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法控制變量法.3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：長(zhǎng)度長(zhǎng)度l、橫截面積、橫截面積S、電阻、電阻R的測(cè)量及方法：的測(cè)量及方法：長(zhǎng)度長(zhǎng)度l：用：用mm刻

2、度尺測(cè)刻度尺測(cè).(二二)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究一、影響導(dǎo)體電阻的因素一、影響導(dǎo)體電阻的因素橫截面積橫截面積S：用累積法測(cè)直徑：用累積法測(cè)直徑.電阻電阻R：伏安法伏安法.實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)方案：同種材料，同種材料，S S一定，改變一定，改變L L，測(cè)，測(cè)R R 同種材料，同種材料，L L一定，改變一定，改變S S，測(cè)，測(cè)R R不同材料，不同材料，L L一定，一定，S S一定，測(cè)一定，測(cè)R R 實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法?？刂谱兞糠?。AVR伏安法測(cè)電阻的原理圖：伏安法測(cè)電阻的原理圖：電流表外接法電流表外接法分壓式接法分壓式接法a 和和 b ：長(zhǎng)度：長(zhǎng)度l不同不同探究方案一探究方案一aVVVVbcda 和

3、和 c ：橫截面積：橫截面積S不同不同a 和和 d ：材料不同：材料不同限流式接法限流式接法實(shí)驗(yàn)探究電阻的影響因素實(shí)驗(yàn)探究電阻的影響因素控制變量法控制變量法電壓表先測(cè)電壓表先測(cè)a的電壓的電壓Ua，再測(cè)，再測(cè)b的電壓的電壓UbabcdV實(shí)驗(yàn)探究電阻的影響因素實(shí)驗(yàn)探究電阻的影響因素控制變量法控制變量法電壓表先測(cè)電壓表先測(cè)a的電壓的電壓Ua，再測(cè)，再測(cè)c的電壓的電壓UcabcdVabcdV實(shí)驗(yàn)探究電阻的影響因素實(shí)驗(yàn)探究電阻的影響因素控制變量法控制變量法電壓表先測(cè)電壓表先測(cè)a的電壓的電壓Ua，再測(cè)，再測(cè)d的電壓的電壓UdSR1實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論: :1.1.同種材料同種材料, ,S S一定一定, ,電阻

4、電阻R R與與L L成正比成正比2.2.同種材料同種材料, ,L L一定一定, ,電阻與電阻與S S成反比成反比LR 3.3.不同種材料不同種材料, ,R R不同不同aVVVVbcd理論探究理論探究電阻串聯(lián)電阻串聯(lián)電阻并聯(lián)電阻并聯(lián)R RL L SR1探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路: :實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)電路圖: :電流表外接法電流表外接法 限流式電路限流式電路VAL/m123U/VI/AR/實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù): :橫截面積橫截面積, ,材料相同材料相同實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論: :1.1.同種材料同種材料, ,S S一定一定, ,電阻電阻R R與與L L

5、成正比成正比LR 探究方案二探究方案二探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路: :實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)電路圖: :電流表外接法電流表外接法限流式電路限流式電路VAS/mm2123U/VI/AR/實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù): :長(zhǎng)度長(zhǎng)度, ,材料相同材料相同實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論: :2.2.同種材料同種材料,L,L一定一定, ,電阻與電阻與S S成反比成反比SR1探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路: :實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)電路圖: :電流表外接法電流表外接法限流式電路限流式電路VA材料12U/VI/AR/實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù): :

6、長(zhǎng)度長(zhǎng)度, ,橫截面積相同橫截面積相同實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論: :3.3.不同種材料不同種材料,R,R不同不同二、電阻定律1.內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體同種材料的導(dǎo)體, ,其電阻其電阻R R與它的長(zhǎng)度與它的長(zhǎng)度L L成正比成正比, ,與它的橫截面積與它的橫截面積S S成反比成反比; ;導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)的材料有關(guān). .2.表達(dá)式:SlR 是比例常數(shù)，它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，是比例常數(shù)，它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，是一個(gè)反映材料導(dǎo)電性能的物理量，稱為材是一個(gè)反映材料導(dǎo)電性能的物理量，稱為材料的電阻率。料的電阻率。3.適用條件：適用條件：溫度一定溫度一定,粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體體,或濃

7、度均勻的電解液或濃度均勻的電解液.區(qū)別：區(qū)別：是定義式是定義式是決定式是決定式IUR lRs公公式式三、電阻率三、電阻率1.意義意義:反映反映材料材料導(dǎo)電性能導(dǎo)電性能好壞的物理量好壞的物理量.2.定義式：定義式：lRS 由材料和由材料和溫度溫度決定決定,與與l、S無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)!3.單位單位:歐歐米米( )m電阻率電阻率與溫度與溫度的關(guān)系的關(guān)系金屬：金屬： t半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：t熱敏電阻熱敏電阻光敏電阻光敏電阻合金：合金：有些幾乎不隨有些幾乎不隨t變化變化 標(biāo)準(zhǔn)電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻電阻溫度計(jì)電阻溫度計(jì)超導(dǎo)體超導(dǎo)體:某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí)某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí)=0R=0半導(dǎo)體的半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能導(dǎo)

8、電性能具有具有可控性，可控性，導(dǎo)電性導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，電阻率隨溫能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，電阻率隨溫度的升高而減小度的升高而減小電阻率與溫度關(guān)系電阻率與溫度關(guān)系:(m)020100銀銀14810816108207108銅銅14310817108207108鋁鋁26710829108380108鎢鎢48510853108710108鐵鐵08910710107144107錳銅合金錳銅合金441074410744107鎳銅合金鎳銅合金501075010750107幾種材料在不同溫度下的電阻率幾種材料在不同溫度下的電阻率區(qū)別：區(qū)別：導(dǎo)體導(dǎo)體的電阻和的電阻和材料材料的的電阻率電阻率 電阻電阻反

9、映反映導(dǎo)體導(dǎo)體對(duì)對(duì)電流阻礙電流阻礙作用大小作用大小的性質(zhì)的性質(zhì)，電阻大電阻大的導(dǎo)體對(duì)的導(dǎo)體對(duì)電流的阻電流的阻礙作用大礙作用大 電阻率電阻率反映反映材料材料導(dǎo)電性能導(dǎo)電性能好壞好壞的性的性質(zhì)質(zhì)，電阻率小電阻率小的材料的材料導(dǎo)電性能好導(dǎo)電性能好R1 = R2SlRhaah由此可知導(dǎo)體的電阻與表面積無(wú)關(guān)由此可知導(dǎo)體的電阻與表面積無(wú)關(guān), ,只與導(dǎo)體的厚度有關(guān)只與導(dǎo)體的厚度有關(guān). .這樣在制造電路元件時(shí)這樣在制造電路元件時(shí), ,可以將其表面積做得很小可以將其表面積做得很小, ,而不增大電而不增大電阻阻, ,只要保證厚度不變即可只要保證厚度不變即可, ,有利于電路元件的微型化有利于電路元件的微型化. .

10、R1和和R2是材料相同、厚度相同、表面是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體為正方形的導(dǎo)體,但但R2的尺寸比的尺寸比R1小很多小很多.通過(guò)兩導(dǎo)體通過(guò)兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示的電流方向如圖所示.這兩個(gè)導(dǎo)體的電阻有什么關(guān)系這兩個(gè)導(dǎo)體的電阻有什么關(guān)系?你認(rèn)為這種關(guān)系對(duì)電路元件的微型化有什么意義你認(rèn)為這種關(guān)系對(duì)電路元件的微型化有什么意義?思考與討論思考與討論:a ah hR1電流方向電流方向b bR2h h答：不對(duì)答：不對(duì);電阻率反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的優(yōu)劣電阻率反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的優(yōu)劣,電阻率大電阻率大,不一定電阻大不一定電阻大,由電阻定律由電阻定律,電電阻還與阻還與 l 和和S有關(guān)有關(guān). 1、有

11、人說(shuō)電阻是導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，、有人說(shuō)電阻是導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，電阻率是由導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定的，所以電阻率是由導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定的，所以電阻率越大，則電阻越大，對(duì)嗎電阻率越大，則電阻越大，對(duì)嗎?為什么為什么?思考與討論思考與討論 2、一白熾燈泡銘牌顯示、一白熾燈泡銘牌顯示“220V,100W”字字樣，由計(jì)算得出燈泡燈絲電阻樣，由計(jì)算得出燈泡燈絲電阻R=484 ，該阻值是工作時(shí)的電阻值還是不工作時(shí)的該阻值是工作時(shí)的電阻值還是不工作時(shí)的電阻值，兩者一樣嗎電阻值，兩者一樣嗎?為什么為什么?不一樣不一樣100W是額定功率是額定功率,是燈泡正常工作時(shí)是燈泡正常工作時(shí)的功率的功率,所以所以484 是工作時(shí)

12、的電阻是工作時(shí)的電阻;當(dāng)燈泡當(dāng)燈泡不工作時(shí)不工作時(shí),由于溫度低由于溫度低,電阻比正常工作時(shí)電阻比正常工作時(shí)的電阻小，所以小于的電阻小，所以小于484 。3、如圖所示，、如圖所示，P是一個(gè)表面均勻鍍有很薄電熱膜的長(zhǎng)是一個(gè)表面均勻鍍有很薄電熱膜的長(zhǎng)陶瓷管，其長(zhǎng)度為陶瓷管，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為，直徑為D，鍍膜的厚度為，鍍膜的厚度為d 。管。管兩端有導(dǎo)電金屬箍?jī)啥擞袑?dǎo)電金屬箍M、N?，F(xiàn)把它接入電路中，測(cè)得。現(xiàn)把它接入電路中，測(cè)得它兩端電壓為它兩端電壓為U，通過(guò)它的電流為，通過(guò)它的電流為I。則金屬膜的電阻。則金屬膜的電阻為為_(kāi) ，鍍膜材料的電阻率，鍍膜材料的電阻率=_ 。 IUILdDU1、一段均勻?qū)Ь€對(duì)

13、折兩次后并聯(lián)、一段均勻?qū)Ь€對(duì)折兩次后并聯(lián)在一起，測(cè)得其電阻為在一起，測(cè)得其電阻為0.5 ，導(dǎo)線，導(dǎo)線原來(lái)的電阻多大？原來(lái)的電阻多大？5倍倍 若把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長(zhǎng)若把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長(zhǎng)為三倍，另一半不變，其電阻是為三倍，另一半不變，其電阻是原來(lái)的多少倍原來(lái)的多少倍?8課堂練習(xí)課堂練習(xí)2、如圖示、如圖示,兩個(gè)截面積不同長(zhǎng)度相等的兩個(gè)截面積不同長(zhǎng)度相等的均勻銅棒接在電路中均勻銅棒接在電路中,兩端電壓為兩端電壓為U,則則( )A.通過(guò)兩棒的電流強(qiáng)度相等通過(guò)兩棒的電流強(qiáng)度相等B. 兩棒的自由電子定向移動(dòng)的平均速率不同兩棒的自由電子定向移動(dòng)的平均速率不同C.兩棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同兩棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同,細(xì)棒內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)細(xì)棒內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)E1大大于粗棒內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)于粗棒內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)E2D.細(xì)棒兩端的電壓細(xì)棒兩端的電壓U1大于粗棒兩端的電壓大于粗棒兩端的電壓U2ABCDI1I2U1U23、甲乙兩根保險(xiǎn)絲均由同種、甲乙兩根保險(xiǎn)絲均由同種材料制成材料制成,直徑分別是直徑分別是d