2018-2019高中物理 第二章 恒定电流 2.6 导体的电阻课件 新人教版选修3-1.pptVIP

6导体的电阻,一、影响导体电阻的因素1.可能与导体电阻有关的因素：(1)电阻丝的_。(2)电阻丝的_。(3)电阻丝的_。,横截面积,长度,材料,2.探究思路：为探究导体电阻是否与导体横截面积、长度和材料有关，我们保证三个因素中的两个不变，看电阻和另一个的关系，即用_法进行实验探究。,控制变量,二、导体的电阻1.导体的电阻：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成_，与它的横截面积成_；导体电阻与构成导体的材料_。2.公式：_，l表示导体沿电流方向的_，S表示垂直于电流方向的横截面积，是_，表示材料的导电性能。,正比,反比,有关,长度,电阻率,3.电阻率：(1)物理意义：反映了材料导电性能的好坏，电阻率越_，表示这种材料的导电性能越好。(2)计算式：由公式R=得，电阻率=_。(3)决定因素：影响电阻率的因素有两个：一是_，二是温度。,小,导体的,材料,【思考辨析】(1)导体的长度越大，电阻越大。()(2)金属的电阻率由材料和温度决定。()(3)导体的电阻由电压和电流决定。()(4)导体的电阻率由导体的长度和横截面积决定。(),提示：(1)。由公式R=知，在电阻率、导体横截面积S一定的情况下，才能说“导体的长度越大，电阻越大”。(2)。影响电阻率的因素有两个，一是导体的材料，二是温度。,(3)。导体的电阻由导体本身的性质决定，与电压、电流无关。(4)。电阻率是导体本身的性质，与长度、横截面积无关。,【生活链接】如图所示，这是一种测温度的仪器，叫做电阻温度计。那么，你知道它是通过什么物理原理来测温度的吗？,提示：根据导体电阻随温度而变化的规律来测量温度的温度计。,知识点一对电阻定律R=L/S的理解和应用探究导入：如图所示，一长方体导体的长、宽、高分别为a、b、c，导体的电阻率为。当通过导体的电流沿I1和I2方向时，导体的电阻各是多少？,提示：若通过导体的电流沿I1方向，则长度l1=a，横截面积S1=bc，故导体的电阻R1=；若通过导体的电流沿I2方向，则长度l2=c，横截面积S2=ab，故导体的电阻R2=。,【归纳总结】1.电阻定律表达式R=中各符号的含义：(1)表示导体材料的电阻率，与材料和温度有关。反映了导体的导电性能，越大，说明导电性能越差；越小，说明导电性能越好。(2)l表示沿电流方向导体的长度。(3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。,2.电阻定律公式R=的应用：(1)应用电阻定律公式R=解题时，一般电阻率不变，理解l、S的意义是关键：l是沿电流方向的导体长度，S是垂直于电流方向的横截面积。(2)对于某段导体，由于导体的体积不变，若将导体的长度拉伸为原来的n倍，横截面积必减为原来的。根据电阻定律R=知电阻变为原来的n2倍。,【易错提醒】(1)公式R=中l表示沿电流方向的长度，S表示垂直于电流方向的横截面积。(2)将导体的长度拉伸为原来的n倍，电阻不是变为原来的n倍，而是n2倍。,【典题通关】【典例】如图所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，b与a的长度相等但横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等但长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是(),A.V1的示数是V2的2倍B.V1的示数是V3的2倍C.V2的示数是V1的2倍D.V2的示数是V3的2倍,【正确解答】选A。由题意可知：Lc=2La=2Lb，Sb=2Sa=2Sc；设b的电阻Rb=R，由电阻定律R=得：Ra=2Rb=2R，Rc=2Ra=4R，RcRaRb=421。由电路图可知，a、b、c三个电阻串联，通过它们的电流相等，由U=IR得：UcUaUb=421，故UV3UV1UV2=421，V1的示数是V2的2倍，故A正确，C错误；V3的示数是V1的2倍，故B错误；V3的示数是V2的4倍，故D错误。,【规律方法】公式R=的应用策略(1)公式R=中的l是沿电流方向的导体长度，S是垂直于电流方向的横截面积。(2)一定几何形状的导体，电阻的大小与接入电路的具体方式有关，在应用公式R=求电阻时要注意导体长度和横截面积的确定。,(3)一定形状的几何导体当长度和横截面积发生变化时，导体的电阻率不变，体积不变，由V=Sl可知l和S成反比，这是解决此类电阻问题的关键。,【过关训练】1.两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为()A.14B.18C.116D.161,【解析】选C。本题应根据电阻定律R=、欧姆定律I=和电流定义式I=求解。对于第一根导线，均匀拉长到原来的2倍，则其横截面积必然变为原来的，由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍，第二根导线对折后，长度变为原来的，横截面积变为原来的2倍，,故其电阻变为原来的。给上述变化后的裸导线加上相同的电压，由欧姆定律得：I1=，由I=可知，在相同时间内，电荷量之比q1q2=I1I2=116。故C项正确。,2.(多选)如图所示，两个横截面积不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中，其两端电压为U，则(),A.通过两棒的电流相等B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相同C.两棒内的电场强度不同，细棒内场强E1大于粗棒内场强E2D.细棒两端电压U1大于粗棒两端电压U2,【解析】选A、C、D。设两段铜棒，细棒电阻为R1，粗棒电阻为R2，由电阻定律R=知R1R2，由于两棒串联，故电流相等，即I1=I2，由欧姆定律I=得U1U2，故A、D正确。由E=，知细棒内的场强E1大于粗棒内场强E2，所以C正确。又由I=neSv可知，两段铜棒I、n、e相同，而S1v2，所以B错。,【补偿训练】1.将一根电阻丝接在某恒定电压的电源两端，电流做功的功率为P。若将该电阻丝均匀地拉长为原来的两倍后再接入该电源。则它的功率为()A.4PB.0.25PC.16PD.0.125P,【解析】选B。电阻丝拉长，材料不变，均匀地拉长为原来的两倍，可知其横截面积变为原来的二分之一，根据导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，所以其阻值变为原来的4倍，根据P=可知，电源电压不变时，电功率变为原来的0.25倍，B正确。,2.甲、乙两条铜导线质量之比M甲M乙=41，长度之比为l甲l乙=14，则其电阻之比R甲R乙为()A.11B.116C.641D.164,【解析】选D。由题意知甲、乙两条铜导线的体积之比为41，由于它们的长度之比为l甲l乙=14，故两铜导线的横截面积之比S甲S乙=161。根据电阻定律R=得两铜导线的电阻之比R甲R乙=164，D正确。,知识点二电阻和电阻率的区别和联系探究导入：(1)导体的电阻率由什么来决定？提示：电阻率与导体的长度、横截面积无关，只与导体的材料、温度有关。,(2)电阻率大，电阻一定大吗？电阻大，电阻率一定大吗？提示：由R=可知电阻率大，电阻不一定大；电阻大，电阻率也不一定大。,【归纳总结】电阻和电阻率的比较,【典题通关】【典例】关于电阻和电阻率的说法中，正确的是()A.导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻,B.由R=可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C.纯金属材料的电阻率一般随温度的升高而增大D.将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一,【解析】选C。根据R=知，导体的电阻由本身的性质决定，与通过导体的电流无关，故A错误；电阻R由本身性质决定，与通过导体的电流以及两端的电压无关，故B错误；纯金属材料的物体，其电阻率随温度的升高而增大，故C正确；电阻率的大小由材料本身性质决定，与导线的长度和横截面积无关，故D错误。,【误区警示】(1)电阻率越大，材料的导电性能越差，但用这种材料制成的电阻不一定大，决定电阻大小的因素还与其长度和横截面积有关。(2)导体的电阻越大，说明导体对电流的阻碍作用越大，导体的电阻率不一定越大。,【过关训练】(多选)对电阻率及其公式=的理解，正确的是()A.金属铂电阻的电阻率随温度升高而增大B.电阻率的大小与温度有关，温度越高电阻率越大,C.同一温度下，电阻率跟导体电阻与横截面积的乘积成正比，跟导体的长度成反比D.同一温度下，电阻率由所用导体材料的本身特性决定,【解析】选A、D。电阻率主要由导体的材料决定，另外还与温度有关，与其他因素无关，C错、D对；纯金属材料的电阻率随温度的升高而增大，A对；有些材料的电阻率随温度的变化不大，如锰铜合金、镍铜合金，有些材料的电阻率随温度的升高会减小，如半导体材料，B错。,【补偿训练】(多选)金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属的电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响。根据以上的信息，判断下列说法中正确的是(),A.连接电路用的导线一般不用合金来制作B.电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作C.电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作D.标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作,【解析】选A、B。电路中导线输送电能，但由于导线本身有电阻，所以导线也要消耗电能，并转化为热量，导线电阻越小，在其他条件一定的情况下，损耗的电能也越小，故应选择电阻率小的材料，由提供的信息知纯金属较合适；电炉等电热器是利用电流的热效应工作，流过电热器的电流与导线上的电流相等，,但电热器却能明显发热，说明其电阻大，选择电阻率大的合金丝较合适；电阻温度计是利用材料的电阻率随温度有明显变化的原理工作的，电阻率几乎不受温度的影响，显然不能成为电阻温度计的材料；标准电阻要保证其阻值不变，所以应选用电阻率随温度变化小的材料。综上所述，正确的说法应为A、B。,知识点三R=与R=的区别和联系探究导入：公式R=与R=都可以用来计算导体的电阻，这两种方法本质上又有什么不同呢？,提示：公式R=是导体电阻的定义式，虽然R本身与U、I无关，但它提供了一种测量电阻的方法，即只要测出U、I，就可以求出R；公式R=是导体电阻的决定式，即R由、l、S共同决定。,【归纳总结】电阻定义式与决定式的区别和联系：,【典题通关】【典例】如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10cm，ac=5cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1A；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为()A.4AB.2AC.AD.A,【正确解答】选A。设将A与B连入电路时，电阻为R1，C与D连入电路时电阻为R2，金属片厚度为h，由电阻定律R=得R1=，R2=所以R1R2=41，故后者电流I2=4I1。,【过关训练】如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=1m，b=0.2m，c=0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U-I图线如图乙所示。当U=10V时，求电解液的电阻率是多少？,【解析】由图乙可以求得电解液的电阻为R=2000由图甲可知电解液长为l=a=1m截面积为S=bc=0.02m2结合电阻定律R=得=m=40m。答案：40m,【补偿训练】1.两根材料相同的均匀导线x和y，x长为L，y为2L，串联在电路中，沿长度方向电势变化如图所示，则x、y导线的横截面积之比为()A.23B.13C.12D.31,【解析】选B。由电势的变化图象可知，导线x两端的电势差为10V-4V=6V，导线y两端的电势差为4V-0=4V，又因为它们串联在电路中，故它们的电阻之比为64=32。由电阻定律R=可得，32=，解得SxSy=13，故B是正确的。,2.给装在玻璃管内的水银柱加一电压，则通过水银柱的电流为0.1A，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？,【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，则有：R1=，R2=，两种情况下水银的体积相同，l1S1=l2S2，S1=()2，S2=()2，S2=4S1，l1=4l2。,解得：R2=由欧姆定律得：U=I1R1=I2R2，解得：I2=0.116A=1.6A。答案：1.6A,【拓展例题】考查内容：电阻定律的实际应用【典例】A、B两地相距40km，从A到B两条输电线的总电阻为800，若A