(共20张PPT)
第二章
恒定电流
第
六
节
导体的电阻
请仔细观察以下物体猜想:导体的电阻与哪些因素有关?
猜测:影响电阻大小的因素有哪些
问题探究
问题探究
问题探究
实验方法:控制变量法
实验方案:
同种材料,S一定,改变L,测R
同种材料,L一定,改变S,测R
不同材料,L相同,S相同,测R
实验探究
如何测量电阻?伏安法
长度测量:刻度尺
实验设计
R
E
S
A
V
实验探究
你能否补齐剩余的导线?
实验结论:
1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比
2.同种材料,L一定,电阻R与S成反比
电阻串联
电阻并联
3.不同种材料,R不同
探究结论
A
B
C
问题探究
原理分析1
问题探究
原理分析2
电阻定律
1.内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.
2.表达式:
是比例常数,它与导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率。
知识总结
(1)反映材料导电性能的物理量
材料
ρ/Ω·m
材料
ρ/Ω·m
银
1.6×10-8
铁
1.0×10-7
铜
1.7×10-8
锰铜合金
4.4×10-7
铝
2.7×10-8
康铜合金
5.0×10-7
钨
5.7×10-8
镍铬合金
1.0×10-6
几种常见导体材料在27℃时的电阻率
(2)单位:欧·米(Ω·m)
5600元/吨
480万元/吨
电炉丝
电阻器
3.电阻率
知识总结
(3)电阻率与温度的关系
有些合金几乎不受温度变化的影响。
(如镍铬合金、康铜合金)
做标准电阻
金属的电阻率随
温度升高而增大。
电阻温度计
用铂制成
知识总结
电阻率随温度变化动画模拟
a
b
h
R2
R1
电流方向
讨论:R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R2的尺寸比R1小很多.
两导体的电流方向如图所示.这两个导体的电阻有什么关系?
h
R1
=
R2
点拨:由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关.这样在制造电路元件时,可以将其表面积做得很小,而不增大电阻,只要保证厚度足够即可,有利于电路元件的微型化.
问题探究
例1
甲.乙两根异种材料的电阻丝,其长度之比是
1:5,
横截面积之比是
2:3,
电阻之比是
2:5,
外加电压之比是
1:2,
则甲、乙两根电阻丝的电阻率之比是:
A.2:3
B.3:4
C.4:3
D.8:3
根据R=可得,电阻率可通过电阻、横截面积、长度进行求解,与电压无关。
电阻率与电压无关。
解析:由电阻定律知:得,
=
答案:C
典例分析
例2
关于电阻率的说法中正确的是( )
A.电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关
B.电阻率反映材料导电能力的强弱,由导体的材料决定,且与温度有关
C.电阻率大的导体,电阻一定很大
D.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制作电阻温度计
典例分析
导体的电阻率决定于导体材料本身,与长度和横截面积无关
导体的电阻除与材料有关外还与导体长度和横截面积有关
有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制作标准电阻
课堂练习
1.一根阻值为R的均匀电阻丝,在下列哪些情况中其阻值仍为R(设温度不变)
( )
A.当长度不变,横截面积增大一倍时
B.当横截面积不变,长度增加一倍时
C.当长度和横截面积都缩小为原来的一半时
D.当长度和横截面积都扩大一倍时
答案:
CD
2.一根粗细均匀的导线,当其两端电压为U时,通过的电流为I,若将此导线均匀拉长到原来的2倍时,电流仍为I,导线两端所加的电压变为( )
A.
B.U
C.2U
D.4U
答案 D
课堂练习
导体变为原来的2倍,面积将变为原来的二分之一,电阻也随着变化。
由欧姆定律确定导体两端的电压
3.一只“220V 100W”的灯泡工作时电阻为484Ω,拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻,下列说法中正确的是( )
A.小于484Ω B.大于484Ω
C.等于484Ω
D.无法确定
不工作时,温度比工作时温度低,电阻率小
答案 A
课堂练习(共20张PPT)
第二章
恒定电流
第
六
节
导体的电阻
1.影响导体电阻的因素.
(1)在导体横截面积、材料相同的条件下,导体的电阻与长度成________.
(2)在导体长度、材料相同的条件下,导体的电阻与横截面积成________比.
(3)导体的电阻还与导体的材料有关,在长度、横截面积相同时,材料不同,其电阻值________.
正比
反
不同
课前预习
通过实验探究电阻与长度、横截面积、材料三个因素的关系,采用___________.
2.电阻定律.
(1)内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成________,与它的横截面积成________,导体的电阻与构成它的________有关.
(2)公式:___________,式中ρ为导体材料的电阻率.
控制变量法
正比
反比
材料
课前预习
3.电阻率.
导体的电阻率ρ与导体的长度l、横截面积S________关,和物体的______和______有关,国际单位是________,有些材料的电阻率随温度的升高而增大,有些材料的电阻率随温度的升高而减小.
无
材料
性质
欧·米
课前预习
猜测:影响电阻大小的因素有哪些
问题探究
问题探究
问题探究
一、电阻定律
栏目链接
1.内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.
2.公式:R=ρ.
对电阻定律的理解:
(1)此式为电阻的决定式,表明导体的电阻由ρ、l、S决定,而与加在导体两端的电压U和流过导体的电流I无关.
(2)公式适用于温度一定,粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。
课堂学习
R=ρ
R=
意义
决定式
定义式
理解
说明导体的电阻由ρ、l、S决定,即与l成正比,与S成反比
提供了一种测电阻的方法——伏安法.不能认为R与U成正比,与I成反比
适用范围
任何导体
金属导体、电解质溶液
例1
如下图所示,分别把一个长方体铜柱的ab端、cd端、ef端接入电路时,计算接入电路中的电阻各是多大.(设电阻率为ρ)
栏目链接
此时长为l,横截面积为mn
此时长为m,横截面积为ln
此时长为n,横截面积为ml
典例精析
解析:当接入a、b端时,电阻Rab=ρ;
当接入c、d端时,电阻Rcd=ρ;
当接入e、f端时,电阻Ref=ρ.
例1
如下图所示,分别把一个长方体铜柱的ab端、cd端、ef端接入电路时,计算接入电路中的电阻各是多大.(设电阻率为ρ)
典例精析
1.白炽灯的灯丝由钨丝制成,当灯丝烧断后脱落一段,又将剩余灯丝刚好能搭上使用,若灯泡功率原来为60
W,观察搭接起来的灯丝长度大约为原来的,则现在灯泡的功率约为( )
A.30
W
B.45
W
C.60
W
D.80
W
灯丝长度减为原来的,电阻变为原来的
由
P=计算
功率
答案:D
针对训练
二、电阻率
1.反映材料导电性能的物理量
2.电阻率与导体材料、温度等有关
3.单位:欧·米(Ω·m)
4.电阻率的意义:
——用某种材料制成长1m,横截面积为1m2的导体的电阻值。
几种导体材料在20℃时的电阻率.
材料
电阻率(ρ/Ω·m)
银
1.6×10-8
铜
1.7×10-8
铁
1.0×10-7
锰铜合金
4.4×10-7
镍铬合金
1.0×10-6
课堂学习
思考:
1.金属与合金哪种材料的电阻率大
2.应用:
⑴滑动变阻器的构造、原理
⑵制造输电电缆和制造线绕电阻
5.电阻率与温度的关系:
(1)金属材料的电阻率随温度的升高而增大(制成电阻温度计).
(2)半导体材料的电阻率随温度的升高而减小(热敏电阻).
(3)有些材料电阻率几乎不受温度的影响,(制作标准电阻).
课堂学习
例2.关于材料的电阻率,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻率与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,还与导体材料有关
B.金属导体的电阻率随温度的升高而增大
C.纯金属的电阻率比合金的电阻率小
D.产生超导现象时,材料的电阻为零,但材料的性质没有变,材料的电阻率不为零
电阻率是材料本身的一种电学特性,与导体的长度、横截面积无关
金属导体的电阻率随温度的升高而增大
纯金属的电阻率小,合金的电阻率大
超导现象情况下,可以认为电阻率突然变为零
典例精析
栏接
2.关于电阻率,下列说法正确的是(
)
A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,材料的导电性能越好。
B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属导体的电阻率随温度的升高而增大。
C.材料的电阻率越大,导体的电阻就越大。
D.有些的合金的电阻率几乎不受温度的影响,通常用它们制成标准的电阻。
答案:
BD
针对训练
1.关于电阻和电阻率的说法,正确的是(
)
A.将一根导线截去一半,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的一半
B.电阻率表征了导体导电能力的强弱,并且与温度有关
C.只有导体中有电流通过时才有电阻
D.电阻率与导体的长度及横截面积有关
答案
B
电阻率与导体材料有关,也与温度有关,与导体长度、横截面积无关
课堂练习
2.白炽灯的灯丝是由钨制成的,下列说法中正确的是( )
A.由于白炽灯正常工作时的灯丝和未接入电路时的灯丝是同一个导体,故两种情况下电阻相同
B.白炽灯正常工作时灯丝电阻大于未接入电路时灯丝电阻
C.白炽灯正常工作时灯丝电阻小于未接入电路时灯丝电阻
D.条件不足,不能确定
答案
B
金属的电阻率随温度的升高而增大
课堂练习
3.
两根不同材料制成的均匀电阻丝,长度之比L1∶L2=5∶2,直径之比d1∶d2=2∶1,给它们加相同的电压,通过它们的电流之比I1∶I2=3∶2.求它们的电阻率之比ρ1∶ρ2是多少.
答案
相同电压下,由电流之比可确定电阻比
由电阻比、长度比和直径比可确定电阻率之比
课堂练习
4.一根粗细均匀的导线,当其两端电压为U时,通过的电流为I,若将此导线均匀拉长到原来的2倍时,电流仍为I,导线两端所加的电压变为( )
A.
B.U
C.2U
D.4U
答案 D
导体变为原来的2倍,面积将变为原来的二分之一,电阻也随着变化。
由欧姆定律确定导体两端的电压
课堂练习