第十六章 电压 电阻
第3节 电 阻
学习目标
1.知道电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量.
2.知道电阻的单位,并且能进行单位之间的换算.
3.知道电阻是导体本身的性质,会用控制变量法探究出影响电阻大小的因素;理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关.
导线多是用铜做的,特别重要的电器设备的导线还要用昂贵的银来做.铁也是导体,既多又便宜,想想看,为什么很少用铁来做导线呢?
铜导线
铝导线
为了解释这个问题,我们先来做个实验。
把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察小灯泡的亮度.
如果在上述实验电路中接入电流表,可以看到:当把铜丝接入电路时,电流表的示数较大,小灯泡较明亮;当把镍铬合金丝接入电路时,电流表示数较小,小灯泡较暗。
自由电荷在导体中定向移动形成电流时,不同导体对电流的阻碍作用大小不同。
在物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小.
导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用就越大.
导体的电阻通常用字母 R 表示.
电阻
电阻的单位
(1)单位:欧姆(ohm),简称欧,符号Ω.
电阻的单位还有:兆欧(MΩ)、千欧(kΩ).
(2)换算关系是:
1 kΩ = 1 000 Ω= 103 Ω
1 MΩ = 1 000 000 Ω=106 Ω
手电筒的小灯泡,灯丝的电阻为几欧到十几欧,日常用的电炉丝的电阻约为几欧;长1米截面积1mm2的家用铜导线,电阻约为百分之几欧,通常可以略去不计。如果用铁来制作同样规格的导线,电阻比铜线的要高6倍左右,所以一般不用“铁导线”。
电流表的电阻几乎等于零。所以说电流表相当于一根导线。
电压表的电阻约为几千欧至几十千欧。所以说电压表所在电路相当于断路。
电阻器
在电子技术中,我们常用到有一定电阻值的元件——电阻器,也叫作定值电阻,简称电阻.电路图中
用符号 表示.
色环
电阻
绕线
电阻
铝壳
电阻
水泥电阻
贴片
电阻
影响电阻大小的因素
前面实验中我们发现长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝对电流的阻碍作用不同,电阻不同。也就是说导体电阻的大小和材料有关。
那么,在材料一定的情况下,电阻还与什么因素有关呢?
电子在移动时会撞到材料中的其他粒子而受到阻碍作用。可以将电流类比路上的车流。
车流越长,阻力越大,车辆移动的越慢
同一导体,导体越长,电阻可能越大
道路越宽,车流阻碍越小
同一导体,横截面积越大,电阻可能越小
猜想假设
电阻的大小可能还跟导体的长度有关,跟导体的粗细有关.
控制变量法
导体的材料、横截面积都相同时,导体越长,电阻越大;
导体的材料、长度都相同时,导体的横截面积越小,电阻越大;
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度和横截面积等因素有关。
同时,导体的电阻还受外界条件的影响。导体电阻的大小还受温度的影响。
温度对导体电阻的影响
对大多数导体来说,温度越高,电阻越大(如:灯丝) 。但也有少数导体,电阻随温度的升高而减小(如:石墨)。
玻璃在一定温度下也可以导电
绝缘体
导电性能弱
电阻大
导体
导电性能强
对电流阻碍作用小
电阻小
对电流阻碍作用大
导体和绝缘体
导体和绝缘体
其中银的导电性最强
陶瓷的绝缘性最好
导电性能介于导体和绝缘体之间,称为半导体
课本P66
超导现象 (课本P66)
某些物质在很低的温度时,电阻就变成了零,这就是超导现象.超导现象的带来的好处有:发电厂发电、输送电能时采用超导材料,可以大大降低由于电阻引起的电能损耗;用超导材料来制作电子元件,由于没有电阻,可以不必考虑散热问题,元件尺寸可以大大缩小,进一步实现电子设备的微型化.