高中物理選修導體的電阻講義備課講稿

1、高中物理選修導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長度長度L L材料材料溫度結(jié)論：導體的電阻結(jié)論：導體的電阻R跟它的長度跟它的長度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、影響導體電阻的因素一、影響導體電阻的因素1、實驗目的：、實驗目的： 探究導體的電阻探究導體的電阻R與導體的與導體的長度長度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、實驗方法：、實驗方法：控制變量法控制變量法.3、實驗過程：、實驗過程：長度長度l、橫截面積、橫截面積S、電阻、電阻R的測量及方法：的測量及方法：長度長度l：用：用mm刻

2、度尺測刻度尺測.(二二)實驗探究實驗探究一、影響導體電阻的因素一、影響導體電阻的因素橫截面積橫截面積S：用累積法測直徑：用累積法測直徑.電阻電阻R：伏安法伏安法.實驗方案：實驗方案：同種材料，同種材料，S S一定，改變一定，改變L L，測，測R R 同種材料，同種材料，L L一定，改變一定，改變S S，測，測R R不同材料，不同材料，L L一定，一定，S S一定，測一定，測R R 實驗方法：實驗方法：控制變量法?？刂谱兞糠?。AVR伏安法測電阻的原理圖：伏安法測電阻的原理圖：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 ：長度：長度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驗探究電阻的影響因素實驗探究電阻的影響因素控制變量法控制變量法電壓表先測電壓表先測a的電壓的電壓Ua，再測，再測b的電壓的電壓UbabcdV實驗探究電阻的影響因素實驗探究電阻的影響因素控制變量法控制變量法電壓表先測電壓表先測a的電壓的電壓Ua，再測，再測c的電壓的電壓UcabcdVabcdV實驗探究電阻的影響因素實驗探究電阻的影響因素控制變量法控制變量法電壓表先測電壓表先測a的電壓的電壓Ua，再測，再測d的電壓的電壓UdSR1實驗結(jié)論實驗結(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探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系實驗電路實驗電路: :實驗電路圖實驗電路圖: :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/實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù): :橫截面積橫截面積, ,材料相同材料相同實驗結(jié)論實驗結(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體電阻與其影響因素的定量關(guān)系探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系實驗電路實驗電路: :實驗電路圖實驗電路圖: :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/實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù): :長度長度, ,材料相同材料相同實驗結(jié)論實驗結(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探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系探究導體電阻與其影響因素的定量關(guān)系實驗電路實驗電路: :實驗電路圖實驗電路圖: :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/實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù): :

6、長度長度, ,橫截面積相同橫截面積相同實驗結(jié)論實驗結(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：同種材料的導體同種材料的導體, ,其電阻其電阻R R與它的長度與它的長度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; ;導體電阻與構(gòu)成它導體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)的材料有關(guān). .2.表達式:SlR 是比例常數(shù)，它與導體的材料有關(guān)，是比例常數(shù)，它與導體的材料有關(guān)，是一個反映材料導電性能的物理量，稱為材是一個反映材料導電性能的物理量，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,粗細均勻的金屬導粗細均勻的金屬導體體,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電性能導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無關(guān)無關(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半導體：半導體：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 標準電阻標準電阻電阻溫度計電阻溫度計超導體超導體:某些材料當溫度降低到一定溫度時某些材料當溫度降低到一定溫度時=0R=0半導體的半導體的導電性能導

8、電性能具有具有可控性，可控性，導電性導電性能介于導體和絕緣體之間，電阻率隨溫能介于導體和絕緣體之間，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：導體導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、映反映導體導體對對電流阻礙電流阻礙作用大小作用大小的性質(zhì)的性質(zhì)，電阻大電阻大的導體對的導體對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電性能導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電性能好導電性能好R1 = R2SlRhaah由此可知導體的電阻與表面積無關(guān)由此可知導體的電阻與表面積無關(guān), ,只與導體的厚度有關(guān)只與導體的厚度有關(guān). .這樣在制造電路元件時這樣在制造電路元件時, ,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、表面為正方形的導體為正方形的導體,但但R2的尺寸比的尺寸比R1小很多小很多.通過兩導體通過兩導體的電流方向如圖所示的電流方向如圖所示.這兩個導體的電阻有什么關(guān)系這兩個導體的電阻有什么關(guān)系?你認為這種關(guān)系對電路元件的微型化有什么意義你認為這種關(guān)系對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：不對答：不對;電阻率反映導體材料導電性能的優(yōu)劣電阻率反映導體材料導電性能的優(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、人說電阻是導體阻礙電流的性質(zhì)，、有人說電阻是導體阻礙電流的性質(zhì)，電阻率是由導體材料的性質(zhì)決定的，所以電阻率是由導體材料的性質(zhì)決定的，所以電阻率越大，則電阻越大，對嗎電阻率越大，則電阻越大，對嗎?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，由計算得出燈泡燈絲電阻樣，由計算得出燈泡燈絲電阻R=484 ，該阻值是工作時的電阻值還是不工作時的該阻值是工作時的電阻值還是不工作時的電阻值，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,是燈泡正常工作時是燈泡正常工作時的功率的功率,所以所以484 是工作時

12、的電阻是工作時的電阻;當燈泡當燈泡不工作時不工作時,由于溫度低由于溫度低,電阻比正常工作時電阻比正常工作時的電阻小，所以小于的電阻小，所以小于484 。3、如圖所示，、如圖所示，P是一個表面均勻鍍有很薄電熱膜的長是一個表面均勻鍍有很薄電熱膜的長陶瓷管，其長度為陶瓷管，其長度為L，直徑為，直徑為D，鍍膜的厚度為，鍍膜的厚度為d 。管。管兩端有導電金屬箍兩端有導電金屬箍M、N?，F(xiàn)把它接入電路中，測得。現(xiàn)把它接入電路中，測得它兩端電壓為它兩端電壓為U，通過它的電流為，通過它的電流為I。則金屬膜的電阻。則金屬膜的電阻為為_ ，鍍膜材料的電阻率，鍍膜材料的電阻率=_ 。 IUILdDU1、一段均勻?qū)Ь€對

13、折兩次后并聯(lián)、一段均勻?qū)Ь€對折兩次后并聯(lián)在一起，測得其電阻為在一起，測得其電阻為0.5 ，導線，導線原來的電阻多大？原來的電阻多大？5倍倍 若把這根導線的一半均勻拉長若把這根導線的一半均勻拉長為三倍，另一半不變，其電阻是為三倍，另一半不變，其電阻是原來的多少倍原來的多少倍?8課堂練習課堂練習2、如圖示、如圖示,兩個截面積不同長度相等的兩個截面積不同長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.通過兩棒的電流強度相等通過兩棒的電流強度相等B. 兩棒的自由電子定向移動的平均速率不同兩棒的自由電子定向移動的平均速率不同C.兩棒內(nèi)的電場強度不同兩棒內(nèi)的電場強度不同,細棒內(nèi)的場強細棒內(nèi)的場強E1大大于粗棒內(nèi)的場強于粗棒內(nèi)的場強E2D.細棒兩端的電壓細棒兩端的電壓U1大于粗棒兩端的電壓大于粗棒兩端的電壓U2ABCDI1I2U1U23、甲乙兩根保險絲均由同種、甲乙兩根保險絲均由同種材料制成材料制成,直徑分別是直徑分別是d