课件59张PPT。 CCTV - 《每周质量报告》 消息引用检验负责人的话:“不合格产品中,大部分存在电阻不合格问题,主要是铜材质量不合格,使用了再生铜或含杂质很多的铜。再一个就是铜材质量合格,但把截面积缩小了,买2.5平方(毫米)的线,拿到手的线可能是1.5或1.5多一点的,载流量不够。另一个问题是绝缘层质量不合格,用再生塑料制作电线外皮,电阻率达不到要求……上述讲话中体现了那些物理原理?§2.6 导体的电阻Unit2 恒定电流请一个同学来观察两个灯泡,判断一下哪个发光强一些?导体的电阻与哪些因素有关?与长度有关一、决定导体电阻大小的因素有那些?与材料有关与横截面积控制变量法导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料三个因素都有关系,我们需要采取什么实验方法去研究?1.同种材料,S一定,探究电阻R与L的关系
2.同种材料,L一定,探究电阻R与S的关系
3.不同材料,S、L一定,探究R与材料的关系 一、实验方法的讨论二、设计实验方案1、(讨论)设计测量电阻R的实验方案:(1)你打算用什么方法测电阻?(3)请画出测量电阻的电路图。(2)测量电路采用安培表内接法还是外接法?伏安法 安培表的电阻只有几欧姆,而伏特表的电阻有几千欧姆,我们实验用的电阻丝的电阻只有几欧姆,因此应采用“外接法”。(4)实验仪器2、设计同种材料,S一定时探究电阻R与L的定量关系的实验方案:(1)你打算怎样选取不同长度的导线?(2)为了快速找出R与L的定量关系,你在测量不同长度导线的电阻时,准备保持哪个电学量不变?为什么?怎样操作? 保持电流不变,电压大小反映了电阻的大小,探究U与L的关系,并且用电阻丝(炭铜丝或镍铬丝),伏特表一端固定在A(a)点,另一端依次接在B(b)、C(c)D(d)、E(e)、F(f),通过调节滑动变阻器,使电流保持不变。 (3)怎样处理实验数据?同种材料,S一定,改变L(6次),测R(伏安法。也可以保持电流不变,测电压)列表记录实验数据。②做出R—L (或U/L)图像。如果图像是过原点的直线,说明R∝L (图像法)①通过计算R/L(或U/L)之比 ,如果是常量,说明R∝l(计算法)ABCDEF(1)你打算怎样选取不同S的导线?(2)为了快速找出R与S的定量关系,你在测量不同横截面积导线的电阻时,准备保持哪个电学量不变?为什么?怎样操作?3、设计同种材料,L一定时,探究电阻R与S的定量关系的实验方案:保持电流不变,电压大小反映了电阻的大小,探究U与S的关系,并且用电阻丝(炭铜丝或镍铬丝),使伏特表的两端分别接在几段长度相等横截面积分别为为S、2S、3S、4S、5S的镍铬丝的两端,通过调节滑动变阻器,使电流保持不变。 (3)怎样处理实验数据?同种材料,L一定,改变S(6次),测R(伏安法)列表记录实验数据。②做出R—S-1图像。如果图像是过原点的直线,说明 R∝1/S (图像法)①通过计算R·S乘积为一常量,说明R∝1/S(计算法)o实验结论:同种材料,S一定,电阻R与L成正比 R ∝L同种材料,L一定,电阻与S成反比这样的关系具有普遍意义么?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。理论探究L1、R1 1.导体的电阻R与长度L的关系(提示从串并联知识去考虑)讨论:R=R0/nnS0 2.导体的电阻R与横截面积S的关系同种材料的导体,其电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比。数学表达式:请利用已测数据求出你实验中的k值,并分析k有何意义?得出结论:比例系数k 有何意义?思考:实验探究k由导体材料
决定电阻定律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:理论推导电阻不同电阻与
材料有关几种导体材料的电阻率你能从表中看出哪些信息:
1、________________________________
2、________________________________
3、________________________________ 纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。不同材料的导体电阻率不同。5.0×10-75.0×10-75.0×10-7镍铜合金4.4×10-74.4×10-74.4×10-7锰铜合金1.44×10-71.0×10-70.89×10-7铁7.10×10-85.3×10-84.85×10-8钨3.80×10-82.9×10-82.67×10-8铝2.07×10-81.7×10-81.43×10-8铜2.07×10-81.6×10-81.48×10-8银100℃(Ω?m)20℃(Ω?m)0℃ (Ω?m)温度阻率金属材料的电阻率随温度的升高而增加材料电2、电阻率与温度的关系金属:T半导体:T热敏电阻光敏电阻电阻温度计半导体的导电性能具有可控性1、纯金属的电阻率小,合金的电阻率大电阻率(?)(阅读课本P58-59) ( 1). 超导现象 当温度降低到某一数值时,某些材料的电阻突然减小到零,这种现象叫做超导现象。 处于这种状态的物体叫做超导体。 (2). 应用 (1)超导发电机 (2)磁流体发电机 (3)超导输电线路 (4)超导磁悬浮列车 (5)超导计算机 表 4 . 1 几种常用材料在20o C时的电阻率 3. 导体、绝缘体、半导体(1) r < 10 –6 W ? m 的物体叫做导体。(2) r > 10 5 W ? m 的物体叫做绝缘体。(3)导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做半导体。2、理论和实验依据:3、三种表述:1、研究内容:导体中的电阻跟哪些因素有关系。4、适用条件:温度一定,粗细均匀的金属导体,或浓度均匀的电解液。(1)实验依据。利用控制变量法研究R与L、S的关系。(1)文字表述。同种材料的导体,其电阻R 跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比.导体电阻与构成它的材料有关。 (2)公式表述。(3)图像表述。(2)理论推导。利用串、并联电路的特点推导R与L、S的关系。?是比例常数,它与导体的材料和温度有关,反映了材料的导电性能,称为材料的电阻率。2、度量方式:4、矢量标量:标量3、决定因素:导体本身的性质决定。1、引入目的:反映了导体对电流的阻碍作用。国际单位制中 欧姆(Ω)5、单位换算:6、测量方法:伏安法等。电阻R和电阻率ρ两个物理量的对比反映了导体导电能力好坏的性质。由导体材料和温度两个因素决定。欧姆·米(加上长度和直径的测量)R2R1电流方向材料相同厚度相同上表面是正方形两个导体R1 = R2 思考与讨论:P58本堂总结知识内容:
科学探研方法:电阻定律电阻率?反映材料导电性能,与材料和温度有关。理论探研实验验证①科学研究的一般程序:②实验方法:控制变量法、多次测量减小误差
③数学方法:用数学公式来表示物理规律A组能力训练题11.根据电阻定律,电阻率 对于温度一定的某种金属来说,它的电阻率 ( ) A.跟导线的电阻成正比
B.跟导线的横截面积成正比
C.跟导线的长度成反比
D.由所用金属材料的本身特性决定DA组能力训练题22.滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是 ( )
A.若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值增大
B.若将a、d两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值减小
C.若将b、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值增大
D.若将a、b两端连在电路中,
则当滑片OP向右滑动时,
变阻器的阻值不变 A DA组能力训练题33.电路中有一段金属丝长为L,电阻为R,要使电阻变为4R,下列可行的方法是 ( )
A.将金属丝拉长至2L
B.将金属丝拉长至4L
C.将金属丝对折后拧成一股
D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍AA组能力训练题44.一段粗细均匀的镍铬合金丝,横截面的直径为d,电阻为R,如果把它拉成直径为d/4的均匀细丝,电阻值将变为( )
A.R/16
B.16R
C.256R
D.R/64 CA组能力训练题55.有一只灯泡的灯丝断了,通过转动灯泡灯丝接通,再接入电源后,所发生的现象及其原因是( )
A.灯丝电阻变小,通过它的电流变大,根据P=I2R,电灯变亮
B.灯丝电阻变大,通过它的电流变小,根据P=I2R,电灯变暗
C.灯丝电阻变小,它两端的电压不变,根据P=U2/R,电灯变亮
D.灯丝电阻变大,它两端的电压不变,根据P=U2/R,电灯变暗CA组能力训练题66. 两根完全相同的金属裸导线A和B,如果把导线A均匀拉长到原来的2倍,导线B对折后拧成一股,然后分别加上相同的电压,则它们的电阻之比RA:RB为________,相同时间内通过导体横截面的电荷量之比qA:qB为________16:11:16A组能力训练题77、用公式R=U2/P求出“220V、40W”电灯泡灯丝电阻为1210Ω。用多用电表的欧姆档测得其电阻只有90 Ω ,下列说法正确的是 ( )
A.两个电阻值相差悬殊是不正常的,—定是测量时读数错误
B.两个电阻值不同是正常的,因为欧姆表测量电阻时误差大
C.两个阻值相差悬殊是不正常的,可能出厂时把灯泡的功率写错了
D.两个阻值相差悬殊是正常的,1210 Ω是正常工作状态下电阻值(温度较高),90 Ω是常温下的阻值DB组能力训练题11.关于材料的电阻率,下列说法中正确的是
( )
A.把一根长导线截成等长的三段,每段的电阻率是原来的1/3
B.金属的电阻率随温度的升高而增大
C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小
D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量BCDB组能力训练题22.一段长为L,电阻为R的均匀电阻丝,把它拉制成3L长的均匀细丝后,切成等长的三段,然后把它们并联在一起,其电阻值为 ( )
A.R/3 B.3R C.R/9 D.RDB组能力训练题33.有四个阻值为R的电阻全部使用,经过不同组合可以获得不同阻值的等效电阻,下列阻值中可以获得的阻值为 ( )
A.4R B.2R C.R D.0.6RACB组能力训练题44.白炽灯接在220V电源上能正常发光,将其接在一可调电压的电源上,使电压逐渐增大到220V,则下列说法正确的是( )
A.电流将逐渐变大
B.电流将逐渐变小
C.每增加1V电压而引起的电流变化量是相同的
D每增加1V电压而引起的电流变化量是减小的A DB组能力训练题55.甲乙两条铜导线质量之比M甲:M乙=4:1,长度之比为L甲:L乙=1:4,则其电阻之比R甲:R乙为( )
A.1:1 B.1:16 C.64:1 D.1:64长度之比为L甲:L乙=1:4, 解:则横截面积之比为由电阻定律,其电阻之比为 R甲:R乙= 1: 64DS甲:S乙=16:1,B组能力训练题66. 两导线长度之比为1∶2,横截面积之比为3∶4,电阻率之比为5∶6,则它们的电阻之比为______。5∶9解: B组能力训练题77.已知铜的电阻率小,合金的电阻率大,铂的电阻率随温度有明显变化,锰铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,则在下列空格处填上合适材料:连接电路的导线用______,电炉的电阻丝用______,电阻温度计用______,标准电阻用__________。标准电阻需选ρ随温度变化基本稳定不变的,故选锰铜合金电阻温度计需选ρ随温度变化明显的,故选铂;电炉的电阻丝需选ρ大的,故选合金;电路导线需选ρ小的,故选铜;铜合金铂锰铜合金解:B组能力训练题88. 一根长为0.5m的金属丝, 横截面积为3.0mm2, 在它两端加上0.15V的电压时,通过金属丝的电流为2.0A,该金属丝的电阻率为 。4.5×10 -7Ω?m解: B组能力训练题99.输出电压恒定的电源与一根玻璃管中的水银柱组成电路,水银柱中通过的电流为0.1A,今将这些水银倒进另一根玻璃管中,管的内径是原来的2倍。重新与该电源组成电路,则流过水银柱的电流为______. 水银柱的横截面积变为原来的4倍,则高度变为原来的1/4, 由电阻定律,电阻变为原来的1/16, 电压恒定,所以流过水银柱的电流增大为原来的16倍,即1.6 A. 1.6A解:B组能力训练题1010.有一只家用电熨斗,其电路结构如图(a)所示,图中1、2、3、4是内部4个接线柱,改变内部接线方式可使电熨斗获得低、中、高三个不同的温度档。图(b)是它的四种不同的接线方式,其中能获得低档温度的连接方式是图(b)中的 ,能获得高档温度的连接方式是图(b)中的 。D B课堂互动讲练【思路点拨】 导体的电阻由ρ、l、S共同决定,而ρ是由导体的材料和温度决定的.
【精讲精析】 导体的电阻率由材料本身决定,并随温度的变化而变化,但并不都是随温度的升高而增大,则A、B、C错.若导体温度升高时,电阻增大,又不考虑体积和形状的变化,其原因就是电阻率随温度的升高而增大产生的,则D选项正确.
【答案】 D变式训练1 关于电阻率的正确说法是( )
A.电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关
B.电阻率表征了材料的导电能力的强弱,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,可用来制成电阻温度计 在相距40 km的A、B两地架两条输电线,电阻共为800 Ω,如果在A、B间的某处发生短路,这时接在A处的电压表示数为10 V,电流表的示数为40 mA,求:发生短路处距A处有多远?【答案】 12.5 km
【规律总结】 本题为应用部分电路欧姆定律和电阻定律解决实际问题的题目.解题中要注意画出等效电路图,要明确欧姆定律算出的电阻为A端到短路处的两根输电线的电阻,也就是25 km输电线的电阻,不要搞错. 测定金属的电阻率的实验中,金属导线长约0.8 m,直径小于1 mm,电阻在5 Ω左右,实验步骤如下:
(1)用米尺测量金属导线的长度,测三次,求出平均值L,在金属导线的不同位置用________测量直径,求出平均值d.(2)用伏安法测量金属导线的电阻R.试把图2-6-3中所给的器材连接成测量R的合适的电路.图中电流表的量程为0~0.6 A,内阻接近1 Ω,电压表的量程为0~3 V,内阻为几千欧,电源的电动势为6 V,变阻器的阻值为0~20 Ω,在闭合开关前,变阻器的滑动触点应处于正确位置.(3)用上面测得的金属导线长度L、直径d和电阻R,可根据电阻率的表达式ρ=________算出所测金属的电阻率.
【自主解答】 (1)金属导线的直径用螺旋测微器测量.
(2)连电路图时,由于被测金属导线的电阻值较小,因此应采用电流表外接法,并且滑动变阻器采取限流式,闭合开关前,滑动变阻器的滑片处在最大阻值处.【规律总结】 本题考查测定金属丝电阻率实验的基本内容,要明确该实验的基本操作步骤,特别注意线路的连接方式为“限流外接”,并要切实明白这样连接的原因.课堂训练2、同一半圆形金属片,如图所示,从不同方向测量其电阻
(1)Ra、Rb是否相等?
(2)如果不等,Ra、Rb谁大?
Ra、Rb比值是多少?
(1)不等(a)又短又“胖”,(b)又长又“瘦”; Ra < Rb
(2)若1/4圆形金属片电阻为R0,则(a)为两R0并联, Ra = R0 /2;(b)为两电阻串联, Rb =2 R0,所以Ra :Rb=1:4