3.2 电阻 课件（鲁科选修3-1）

(共57张PPT)
第2节　电　阻
1．知道电阻定律，并能进行有关计算．
2．理解电阻率的概念．
3．体会控制变量的科学探究方法和认识科学收集实验数据的重要性．
1．用电流表可测量通过导体的________，用电压表可测量导体两端的________．
【答案】　电流　电压
2．电流形成的条件：保持导体两端存在________．
【答案】　电压
3．电路中有一段导体，给它加上3 V的电压，通过它的电流为2 mA，由初中我们学习欧姆定律可知这段导体的电阻为________Ω.
【答案】　1.5×103 Ω
1．什么叫电阻？
2．怎样用伏安法探究影响导线电阻的因素？
3．电阻定律的内容是什么？
4．什么是电阻率？一般金属的电阻率与温度的关系怎样？
一、探究影响导线电阻的因素
1．电阻：导体具有二重性，内有大量的自由电荷，定向移动时形成 ，但自由电荷的定向移动并不是畅通无阻的，导线中对电流的 作用，叫做电阻．
2．伏安法测电阻：用电压表测出导线两端的电压，用电流表测出导线中的电流，代入公式 来求导线电阻的方法，叫做伏安法．
电流
阻碍
R＝U/I
3．探究影响电阻的因素：为了确定到底是哪些因素影响电阻以及它们是如何影响电阻的，必须用 法进行研究，具体做法：
(1)同种材料、同样的长度，测量不同粗细的导线的电阻，研究电阻与 的关系；
(2)同种材料、同样的粗细，测量不同长度的导线的电阻，研究电阻与 的关系；
(3)同样的长度、同样的粗细，测量不同材料导线的电阻，研究电阻与 的关系．
控制变量
横截面积
导线长度
导线材料
4．电阻定律：导体的电阻R跟导体的长度l成 比，跟导体的横截面积S成 比，还跟导体的材料有关．公式： ，ρ为材料的 ，反映导电性能的物理量，单位为 Ω·m.
5．电阻率
(1)意义：反映材料 强弱的物理量，电阻率越小，材料的导电性能越 ．
(2)单位： ，符号：Ω·m.
(3)决定因素：电阻率由导体的 和 决定．
正
反
电阻率
导电性能
强
欧姆·米
材料
温度
(4)变化规律：当温度升高时，金属材料的电阻率增加，若温度变化范围不大，ρ与t之间近似存在 ；绝缘体和半导体的电阻率 ，并且不是线性的．
【提示】　导体的电阻是由导体本身的因素(导体的材料、长度、横截面积等)决定的，跟导体两端的电压、导体中的电流无关．
线性关系
减小
二、身边的电阻
1．有些合金材料(如锰铜合金)的温度系数很小，表明电阻几乎不受 的影响，这种材料可用来做 电阻．
2．某些金属材料(如铜)的温度系数相对大一些，可用来做电阻温度计．
3．半导体材料用来做热敏电阻、光敏电阻，用于自动控制．
4．电阻的种类： 电阻、 电阻(滑动变阻器、电位器等)、敏感电阻等．
温度
标准
固定
可调
一、对电阻及电阻率的理解
1．对电阻概念的理解：金属导体中的电流是自由电子的定向移动形成的，自由电子在定向移动时不断和正离子发生碰撞，这种碰撞阻碍了自由电子的定向移动，自由电子不断把定向移动的动能转化为正离子热运动的动能，使正离子热运动加剧，温度升高，使导体内能增加，电阻就是表示这种阻碍作用的物理量．
2．电阻率与电阻的区别
电阻率ρ 电阻R
意义 反映材料导电性质的好坏 反映导体对电流的阻碍作用的大小
决定因素 由材料和温度决定 由材料、温度、导体的长度和横截面积共同决定
单位 欧·米(Ω·m) 欧(Ω)
(1)金属材料的电阻率一般随着温度的升高而增大，随温度的降低而减小．
(2)绝缘体和半导体的电阻率随温度的升高而减小，并且变化也不是线性的．
(3)电阻率是反映导体材料导电性能的物理量，电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，因此，应叙述为：导体材料的电阻率，导体的电阻．
1.关于导体和绝缘体的如下说法正确的是(　　)
A．导体对电流的阻碍作用等于零
B．绝缘体接在电路中仍有极微小的电流通过
C．自由电子定向移动时受到摩擦力是导体电阻的产生原因
D．绝缘体的导电性能差，因此电阻率很小
【答案】　B
2.用电器离电源L米，线路上的电流为I，为使在线路上的电压不超过U，已知输电线的电阻率为ρ.那么，输电线的横截面积的最小值是(　　)
A．ρL/R　　　　　　　　 B．2ρLI/U
C．U/ρLI D．2UL/Iρ
【答案】　B
三、导体的伏安特性曲线
1．导体的伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U、画出的I－U图象，如右图所示．
2．作用：直观地反映出导体中的电压与电流的关系．
3．特点：通过坐标原点的直线．
3.如右图所示，图线Ⅰ和图线Ⅱ所表示的电阻值分别是(　　)
A．4 Ω和2 Ω
B．0.25 Ω和0.5 Ω
C．4 kΩ和2 kΩ
D．2.5×10－4 Ω和5.0×10－4 Ω
【答案】　C
四、电阻定律的应用——滑动变阻器
1．原理：利用改变连入电路的电阻丝长度来改变电阻．
2．构造：下图甲所示，是滑动变阻器的实物图，AB是一根金属杆，其电阻可视为零，CD是电阻率较大、长度较长的电阻丝，P是滑片，线圈匝与匝之间是彼此绝缘的，变阻器上有两条发光的“线”，是绝缘漆被刮掉的部分，能将AB杆与电阻丝连通．若只将CD直接接入电路中，电阻是整个电阻丝的电阻，是一个定值，滑动变阻器就起不到改变电阻的作用．
3．连接方法：要使滑动变阻器起限流作用时，正确的连接方法是接A与D或B与C或A与C或B与D，即“一上一下”．如接A与D，如下图乙，连入电路的电阻就是DP部分，当将P滑向C端时，电阻变大．
要使滑动变阻器起分压作用时，要将CD全部接入电路，另外再选择A或B与负载相连后与PC或PD部分并联，如上图丙，滑动P到不同位置，负载Rx与不同长度、不同阻值的电阻器并联，得到不同的电压．
4. 如右图所示为滑动变阻器的原理示意图，下列说法中正确的是(　　)
A．a和b串联接入电路中，P向右移动时电流增大
B．b和d串联接入电路中，P向右移动时电流增大
C．b和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大
D．a和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大
【解析】　滑动变阻器共有四个接线柱和一个滑片，金属杆上的两个接线柱(题图中的c和d)与滑片P可视为同一个等电势点，因此滑动变阻器问题的关键在于先认清串联接入电路的电阻丝是哪一段(看与电阻丝相连的两个接线柱a和b是谁接入电路)，然后从滑片P的移动方向判定接入电路的电阻丝是变长了还是变短了，再根据电阻定律判定电阻是变大了还是变小了．
当a和c或d接入电路且P向右移动时，串联接入电路的有效电阻丝增大，电阻增大，电流减小，因此D错，当b和c或d接入电路且P向右移动时，接入电路的有效电阻丝变短，电阻变小，电流变大，B、C都对．当a和b串联接入电路时，无论P向何方移动，接入电路的电阻丝长度不变，电阻不变，电流就不变，A错．
【答案】　BC
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
【答案】　B
【解析】　导体的电阻率由材料本身性质决定，并随温度而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端电压及导体中电流大小无关，A、B、C错，电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，D对．
【答案】　D
一根粗细均匀的金属裸导线，若把它均匀拉长为原来的3倍，电阻变为原来的________倍，若将它截成等长的三段再绞合成一根，它的电阻变为原来的________倍(设拉长与绞合时温度不变)．
【答案】　9　1/9
2－1：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0.1 A．今将这些水银倒进另一根玻璃管中，管的内径是原管的2倍．重新与该电源组成电路后，问：流过水银柱的电流为多少？
【答案】　1.6 A
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，给它们加相同电压，通过它们的电流之比I1∶I2＝3∶2，则它们的电阻率之比ρ1∶ρ2为多少？
【答案】　16∶15
3－1：A、B两根完全相同的金属裸导线，如果把导线A均匀拉长到原来的2倍，导线B对折后结合起来，则它们的电阻之比RA∶RB为________，然后分别加上相同的电压，相同时间内通过导线横截面的电荷量之比qA∶qB为____________________________________________________．
【答案】　16∶1　1∶16
1．关于电阻的计算式R＝U/I和决定式R＝ρl/S，下列说法中正确的是(　　)
A．导体的电阻与其两端电压成正比，与电流成反比
B．导体的电阻仅与导体长度、横截面积和材料有关
C．导体的电阻随工作温度变化而变化
D．对一段确定的导体来说，在恒温下比值U/I是恒定的，导体电阻不随U或I的变化而变化
【答案】　CD
2．质量相同的两根铜导线，其长度之比为 3∶5，则它们的电阻之比为(　　)
A．3∶5 B．5∶3
C．25∶9 D．9∶25
【答案】　D
3.一同学将变阻器与一个6 V的电源，6～8 W的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的电源E上，当S闭合时，发现灯泡发亮，按右图所示的接法，当滑片P向右滑动时，灯泡将(　　)
A．变暗 B．变亮
C．亮度不变 D．可能烧坏灯泡
【答案】　B
【答案】　A
5．甲、乙两根保险丝均为同种材料制成，直径分别是d1＝0.5 mm和d2＝1 mm，熔断电流分别为2.0 A和6.0 A．把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中，允许通过的最大电流是(　　)
A．6.0 A B．7.5 A
C．10.0 A D．8.0 A
【答案】　B
6.如右图所示，一只鸟站在一条通电的铝质裸导线上．已知导线的横截面积为185 mm2，导线上通过的电流为400 A，鸟的两爪间的距离为5 cm，求鸟两爪间的电压．(已知ρ铝＝2.9×10－8 Ω·m)
【答案】　3.12×10－3 V
练考题、验能力、轻巧夺冠