2019_20学年高中物理第二章电路第一节探究决定导线电阻的因素课件粤教版.pptx

,第二章 电 路,第一节 探究决定导线电阻的因素,1.知道影响导体电阻的因素，掌握电阻定律. 2.知道电阻率概念，知道常见金属导体电阻率的大小排序. 3.知道导体的电阻率和温度有关.,学科素养与目标要求,物理观念：,能用控制变量法探究导体电阻与长度、横截面积和材料的关系.,科学思维：,1.掌握探究影响导体电阻因素的方法，会设计测量电阻的电路. 2.经过合作探究，综合信息得出导体电阻与长度、横截面积的关系.,科学探究：,NEIRONGSUOYIN,内容索引,自主预习,达标检测,课时对点练,预习新知 夯实基础,检测评价 达标过关,注重双基 强化落实,重点探究,启迪思维 探究重点,自主预习,1.电阻的测量伏安法： (1)原理：用电压表测出导线两端的电压U，用电流表测出通过导线的电流I，代入公式R 求出导线的电阻. (2)电路图(如图1所示),一、电阻定律的实验探究,图1,2.探究方法： 法，例如探究导体的电阻与长度之间的关系时，需要保持 和 不变，而只改变导体的 . 3.探究过程： (1)保持材料和横截面积不变，探究导体的电阻与长度的关系，结论：电阻大小跟导体的长度成 . (2)保持材料和长度不变，探究导体电阻与横截面积的关系，结论：电阻大小跟导体的横截面积成 . (3)保持长度和横截面积不变，探究电阻与材料的关系，结论：不同材料的电阻 .,横截面积,材料,控制变量,长度,反比,正比,不同,4.实验结论电阻定律： (1)内容：均匀导体的电阻R跟它的长度l成 ，跟它的横截面积S成 ，还跟导体的材料有关. (2)公式：R ，式中的是比例常量，反映 对导体电阻的影响，叫电阻率.,反比,材料,正比,1.物理意义：反映了材料 的好坏，电阻率 ，表示这种材料的导电性能越好. 2.决定因素：影响电阻率的因素有两个：一是导体的 ，二是 . 3.与温度的关系： (1)金属铂的电阻率随温度的升高而 .利用金属铂的这一特点可用于制造 . (2)有些合金如锰铜合金、镍铜合金的电阻率受温度的影响很小，常用来制作 .,导电性能,越小,材料,温度,增大,铂电阻温度计,标准电阻,二、电阻率,1.判断下列说法的正误. (1)由R 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比. ( ) (2)由R 知，材料相同的两段导体，长度大的导体的电阻一定比长度小的导体的电阻大.( ) (3)把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都变成原来的 .( ) (4)电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体导电性能越差. ( ),即学即用,2.一根阻值为R的均匀电阻丝，均匀拉长至原来的2倍，电阻变为_.,4R,重点探究,1.导体电阻与其影响因素的定性关系： 移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻，这说明导体电阻跟它的_有关；同是220 V的灯泡，灯丝越粗灯泡越亮，说明导体电阻跟它的_有关；电线常用铜丝制造而不用铁丝，说明导体电阻跟它的_有关.,一、电阻定律,导学探究,长度,材料,横截面积,2.导体电阻与其影响因素的定量关系： 如图所示，B、C间接待测导线，通过测量导线两端的电压和电流，由R 可以测定导线的电阻.,(1)在材料、横截面积相同的条件下，在B、C间分别接入不同长度的导线，可以得出电阻大小与长度有什么关系？,答案 在材料、横截面积相同的条件下，导线的电阻与长度成正比,(2)在长度、材料相同的条件下，在B、C间分别并联接入两根截面积为S、2S的导线，可以得出电阻大小与横截面积有什么关系？,答案 在长度、材料相同的条件下，导线的电阻与横截面积成反比,(3)在长度、横截面积相同的条件下，在B、C间分别接入不同材料的导线，材料不同，电阻相同吗？ 答案 材料不同，导线的电阻不同,l是导体的长度，S是导体的横截面积，是比例常量，与导体材料有关，叫做电阻率.,知识深化,例1 “探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的实验电路如图2所示，a、b、c、d是四种不同的金属丝.现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如下表所示. (1)电路图中四条金属丝应分别选上表中的_(用编号表示)；,图2,BCDE,解析 用控制变量法研究，选电阻丝时要注意尽量选择有相同参数(材料、长度、横截面积)的； 从题述材料可以看出，B、C、E横截面积相同，B、C、D材料相同，C、D、E长度相同；,(2)在相互交流时，有位同学提出用如图3所示的电路，只要将图中P端分别和触点1、2、3、4相接，读出电流，利用电流跟电阻成反比的关系，也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系，你认为上述方法是否正确，并说出理由_ _.,解析 接不同的电阻时，电流不同，故电阻分得的电压不同，电流与电阻成反比的前提是导体两端的电压一定.,图3,不正 确，因为P端分别和触点1、2、3、4相接时，电阻两端的电压不一定相同，只有电压不变时，利用电流跟电阻成反比的关系，才能探究出导体的电阻与其影响因素的定量关系.,例2 “如图4甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a1 m，b0.2 m，c0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q间加上电压后，其UI图线如图乙所示，当U10 V时，求电解液的电阻率是多少？,图4,答案 40 m,解析 由题图乙可求得U10 V时，电解液的电阻为,由题图甲可知电解液长为la1 m，横截面积为Sbc0.02 m2，,学科素养 本题通过测量电解液电阻率，让电阻定律在学生头脑中得到提炼和升华，让学生对电阻、电阻率、横截面积、长度等物理量相互关系的理解更加深刻.在这个过程中，提高了学生获取和处理信息的能力，体现了“物理观念”、“科学思维”等学科素养要求.,针对训练 (2017东营三校联考)欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律.有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且abc.电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻的阻值最小的是,解析 长方体的体积VSl不变，根据电阻定律R 电阻的阻值最小的应该是横截面积最大、长度最短的，由于abc，故A符合题意.,答案 导体的电阻率大，导体的电阻不一定大，由R 知，导体的电阻还与导体沿电流方向的长度和垂直电流方向的横截面积有关；导体的电阻率与导体的材料、温度有关，与导体的电阻无关，所以电阻大，电阻率不一定大.,二、电阻率,导学探究,1.导体的电阻率的大小与什么因素有关？,答案 电阻率与导体的材料、温度有关.,2.电阻率大，导体的电阻一定大吗？导体的电阻大，电阻率一定大吗？,1.电阻率是一个反映导体材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关. 2.电阻率与温度的关系及应用 (1)金属的电阻率随温度的升高而增大，可用于制作电阻温度计. (2)大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻. (3)有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻. (4)许多导体在温度特别低时电阻率可以降到零，这个现象叫做超导现象.,知识深化,例3 (多选)下列说法中正确的是 A.据R 可知，若通过导体的电流不变，加在电阻两端的电压变为原来的2倍 时，导体的电阻也变为原来的2倍 B.导体的电阻是其本身的属性，同一温度下，通过导体的电流及加在导体两端 的电压改变时导体的电阻不变 C.据 可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与 导体的长度l成反比 D.导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关,解析 R 是电阻的定义式，导体电阻由导体自身性质决定，与U、I无关.当导体两端电压U加倍时，导体内的电流I也加倍，但比值R仍不变，故A错误，B正确； 由电阻定律R 可知，导体电阻决定于、l、S，与、l成正比，与S成反比，但由材料、温度决定，与l、S、R无关，故C错误，D正确.,达标检测,1,2,3,4,1.(对电阻率的理解)(多选)关于电阻率的说法中正确的是 A.电阻率与导体的长度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，可用来制作标准电阻,解析 电阻率反映材料导电能力的强弱，只与材料及温度有关，与导体的长度l和横截面积S无关，故A错误，B正确； 由R 知，大R不一定大，故C错误； 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，故D正确.,1,2,3,4,2.(电阻定律和电阻率的理解)(2018山师附中期末)某金属导线的电阻率为，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为 A.4和4R B.和4R C.16和16R D.和16R,解析 导体的电阻率反映材料的导电性能，温度一定时同种材料的电阻率是不变的.导线拉长后，直径变为原来的一半，则横截面积变为原来的 ，因总体积不变，长度变为原来的4倍，由电阻定律计算可知电阻变为原来的16倍.,3.(电阻定律的理解与应用)(2018清华附中高二上期中)两根同种材料制成的导线，质量之比为21，长度之比为31，则它们的电阻之比为 A.14 B.41 C.92 D.29,解析 两根同种材料制成的导线，质量之比为21， 则它们的体积之比是21，长度之比为31，,1,2,3,4,1,2,3,4,4.(电阻定律的理解与应用)如图5所示，P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜的厚度为d.管两端有导电金属箍M、N.现把它接入电路中，测得它两端电压为U，通过它的电流为I.则金属膜的电阻为多少？镀膜材料的电阻率为多少？,图5,1,2,3,4,沿着L的方向将膜层展开，如图所示， 则膜层等效为一电阻，其长为L， 横截面积为管的底面周长与厚度d的乘积.,课时对点练,一、选择题 考点一 对电阻率的理解 1.(2018滨州市期末)下列说法正确的是 A.电阻值大的为绝缘体，电阻值小的为导体 B.一般金属材料的电阻率随温度升高而减小 C.材料的电阻率与导体的电阻、横截面积和长度有关 D.当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零,1,2,3,4,5,6,7,8,9,2.(多选)温度能影响金属导体和半导体材料的导电性能，在如图1所示的图象中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则 A.图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化 B.图线2反映金属导体的电阻随温度的变化 C.图线1反映金属导体的电阻随温度的变化 D.图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化,1,2,3,4,5,6,7,8,9,图1,解析 金属导体随着温度升高，电阻率变大，从而导致电阻增大，对于大部分半导体材料，电阻随着温度升高而减小，因此由题图可知，图线1表示金属导体的电阻随温度的变化，图线2表示半导体材料的电阻随温度的变化，故C、D正确，A、B错误.,考点二 对电阻定律的理解与应用 3.如图2所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比R2的尺寸大，在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则R1与R2的大小关系为 A.R1R2 B.R1R2 C.R1R2 D.无法确定,1,2,3,4,5,6,7,8,9,图2,4.(多选)(2017哈尔滨三中期中)如图3所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的UI图象，下列说法正确的是 A.a代表的电阻丝较粗 B.b代表的电阻丝较粗 C.a代表的电阻丝阻值小于b代表的电阻丝阻值 D.图线表示两个电阻丝的电阻随电压的增大而增大,解析 由UI图象的斜率可得电阻RbRa，因长度l和电阻率相同，由R 可知SaSb，选项A、C正确.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,图3,5.(2017盐城市高二上期末)有些材料沿不同方向物理性质不同，我们称之为各向异性.如图4所示，长方体材料长、宽、高分别为a、b、c，由于其电阻率各向异性，将其左右两侧接入电源时回路中的电流，与将其上下两侧接入该电源时回路中的电流相同，则该材料左右方向的电阻率与上下方向的电阻率之比为,图4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,解析 电流相等，则说明两种接法中电阻相等，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,6.(2018济南市期末)两个用同种材料制成的电阻丝A、B，已知两电阻丝的直径之比为 ，现将电阻丝A、B并联接入电路，通过它们的电流分别为IA2 A、IB6 A.则电阻丝A、B的长度之比为 A.34 B.43 C.121 D.112,1,2,3,4,5,6,7,8,9,7.在如图5所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压U为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则下列图象中正确的为,图5,1,2,3,4,5,6,7,8,9,二、非选择题 8.给装在均匀玻璃管内的水银柱加一电压，使通过水银柱的电流为0.1 A，若将这些水银倒入一个内径为前者2倍的玻璃管内，接在同一电压上，通过水银柱的电流为多少？(水银均充满玻璃管),1,2,3,4,5,6,7,8,9,答案 1.6 A,解析 设水银柱在两种情况下的电阻分别为R1、R2， 对应的长度、横截面积分别为l1、l2，S1、S2，,1,2,3,4,5