人教版高中物理选修3-1 2.6导体的电阻课件(共21张PPT)

(共21张PPT)
2.6导体的电阻
新课导入
有人说：根据欧姆定律
导体的电阻
R
与加在导体两端的电压
U
成正比，跟导体中的电流
I
成反比，这种说法OK吗？
欧姆
它是电阻的定义式不成比例关系。
物体的属性
影响导体大小的因素有哪些？
与导体长度有关
与横截面积有关
与材料有关
一、影响导体电阻的因素
本节通过实验探究导体的电阻与它的长度、横截面积及它的材料等因素的定量关系。
探究方法：
控制变量法
导线那么小怎么测量横截面积呢？
测量导体长度：
用直尺
测量导体电阻：
欧姆定律
R
V
A
E
S
测量金属丝的直径
像这样用刻度尺测出它的宽度，除以圈数，便是金属丝的直径，于是可以求横截面积。
方法：测多算少
图中四段导体是串联的、每段导体两端的电压与它们的电阻成正比，因此
用电压表分別测量a、b、c、d两端的电压，就能知道它们的电阻之比。比较a、b的电阻之比与它们的长度之比;比较a、c的电阻之比与它们的横面积之比;比较a、d的电阻是否相等。这样就可以得出长度、横載面积、材料这三个因素与电阻的关系。
改变滑动变阻器滑片的位置，可以获得多组实睑数据以得到史可靠的结论。
探究方案一
实验
探究导体电阻与其影响因素的定量关系
V
V
V
V
ɑ
b
c
d
如图，a、b、c、d是四个不同的金属导体。在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同：b与a长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同。
ab组导体材料和横截面积S相同，探究导体R和长度L的关系
，结论：
ac组导体材料和长度L相同，探究导体R和横截面积S的关系，结论：
ad组长度L和横截面积S相同，探究导体R和材料的关系，结论：
实验结论
同种材料，S
一定，电阻R与L成正比
同种材料，L一定，电阻R与S成反比
导体电阻还与构成它的材料有关
探究方案二
1.
分析导体电阻与它的长度的关系
一条长为L、电阻为R的导体，可以看成是由n段长度同为L1、电阻同为R1的导体串联而成，这n段导体的材料、横截面积都相同。
即在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比。
2.
研究导体电阻与它的横截面积的关系
有n条导体，它们的长度相同、材料相同、横截面积相同。横截面积同为S1、电阻同为R1。
把它们紧紧地束在一起，组成一根横截面积为s、电阻为R的导体。
123
n
即在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成反比。
实验
探究导体电阻与其影响因素的定量关系
1.根据以上分析，以等式的形式写出用导体长度L、导体横截面积S表示导体电阻R的关系式，用一个与L、S无关的常量表示比例系数。
2.选择至少两种不同材料的导体（例如镍铬合金丝和康铜丝），测出它们的长度、横截面积和电阻，分别计算出上述等式中的比例系数。
3.分析上述比例系数的物理意义。
结论：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。
二、导体的电阻
同种材料的导体，其电阻R跟它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比；导体的电阻还与构成它的材料有关。
S
L
R
r
=
（决定式
）
理
解：L
导体长度
S
导体横截面积
a
b
c
I1
I2
通电流
I1，导体长度为
a，导体横截面积为
bc，
通电流
I2，导体长度为
c，导体横截面积为
ab。
思考讨论
图，R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方向的导体，但R2的尺寸比R1小很多。通过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？
你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义？
r
是电阻率与材料有关，d是厚度。
电阻相同。
减少了电路元件的体积。
r
为比例系数，与材料有关，叫电阻率。
S
L
R
r
=
5.0×10-7
镍铜合金
4.4×10-7
锰铜合金
1.0×10-7
5.3×10-8
钨
2.9×10-8
铝
1.7×10-8
铜
1.6×10-8
银
材料
铁
镍铬合金
1.0×10-6
r/(Ω.m)
材料
r/(Ω.m)
可以看出：纯金属的电阻率小，合金的电阻率大
所以我们制作导线用的材料一般是铝或铜。
金属：
T
升高
有些几乎不受温度变化影响
电阻率变大
合金：
标准电阻
在本章第3节的实验“测绘小灯泡的伏安特性曲线”中，得到的不是直线。学习本节之后您能不能对此做出解释？
O
U/V
I/A
因为小灯泡的电阻随着温度的增加而增大。
说一说
中央电视合2002年12月播放了北京市技术质量监督局对市场中电线电缆产品质量抽查的消息。消息引用了检验负责人的话:“十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格问题，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可能合格，但把面积缩小买2.5平方(毫米)的线，拿到手的线可能是1.5或15多一点的，载流量不够。还有一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料倒作电线外皮，电阻率达不到要求
谈一谈，这位负責人的讲话体现了哪些物理原理?
S
L
R
r
=
关于电阻的两个表达式：
定义式，不成比例关系
决定式式，成比例关系
D
例1：关于电阻和电阻率，下列说法中正确的是
(　　)
A、把一根均匀导线等分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半
B、由
可知，ρ与R、S成正比，ρ与
l
成反比
C、材料的电阻率随温度的升高而增大
D、对某一确定的导体当温度升高时，发现它电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大
ρ
=
—
RS
L
例2：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、所用金属材料的本身特性决定
D
例3：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
A
课堂小结
一、影响导体电阻的因素
导体的电阻与它的长度、横截面积及它的材料等因素的定量关系。
二、导体的电阻
同种材料的导体，其电阻R跟它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比；导体的电阻还与构成它的材料有关。
S
L
R
r
=
（决定式
）
L为导体长度，S为导体横截面积，r
为比例系数，与材料有关，叫电阻率。
1、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
2、金属的电阻率随着温度的增大而增大，合金的几乎不受影响。