高中物理 3.3 探究电阻定律课件 沪科版选修31.ppt

第3课时探究电阻定律 图3 3 1 课前自主学习 一 探究导体电阻与其影响因素的定量关系1 实验方法 1 测金属丝直径 取一段紧密绕制的电炉丝 用刻度尺测出它的宽度 除以圈数 计算出电炉丝的 2 测金属丝的长度l 把电炉丝拉直 用刻度尺量出其长度l 知识梳理 直径 3 测金属丝的电阻 按图3 3 2所示连接电路 闭合开关 测出电炉丝两端的电压和通过的电流 根据欧姆定律算出电炉丝的电阻 移动滑动变阻器的触头 多测几组数据 求出电阻r的 值 图3 3 2 平均 2 实验探究按图3 3 2所示连接电路 1 在材料相同 粗细相同的情况下 导体的电阻与导体的长度成 2 在材料相同 长度相同的情况下 导体的电阻与导体的横截面积成 3 对于同种导体 材料电阻率相同 对不同种导体 材料电阻率不同 说明导体的电阻与 有关 正比 反比 材料 二 电阻定律1 内容 在温度不变时 导体的电阻r跟它的长度l成 跟它的横截面积s成 3 适用条件 温度一定 粗细均匀的 或浓度均匀的 三 电阻率1 物理意义 电阻率 是反映导体导电性能的物理量 是导体材料本身的 与导体的形状 大小 它的单位是 国际符号是 正比 反比 金属导体 电解质溶液 属性 无关 欧姆 米 m 3 电阻率与温度的关系各种材料的电阻率都随温度而变化 金属的电阻率随温度升高而 可用于制造电阻温度计 半导体和电介质的电阻率随温度的升高而 半导体的电阻率随温度变化较大 常用于制作热敏电阻 有些合金如锰铜 康铜的电阻率几乎不受 的影响 可用来制作标准电阻 4 超导现象 当温度降低到绝对零度附近时 某些材料的电阻率 的现象 增大 减小 温度变化 突然减小到零 四 电路的串并联1 串联电路和并联电路的电流串联电路各处的电流相等 即i总 并联电路的总电流等于各支路电流之和 即 2 串联电路和并联电路的电压串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和 即u总 并联电路的总电压等于各支路电压 即u总 i1 i2 i3 i1 i2 i3 u1 u2 u3 u1 u2 u3 i总 3 电阻的串联和并联串联电路总电阻等于各部分电路电阻之和 即r总 5 并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成 即有关系式 r1 r2 r3 反比 i1r1 i2r2 i总r总 u 正比 1 下列关于电阻率的说法中 正确的是 a 电阻率 与导体的长度和横截面积有关b 电阻率表征了导体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 可用来制成电阻温度计 基础自测 答案 b 2 如图3 3 3所示 a b c d是滑动变阻器的4个接线柱 现把此变阻器接入电路中 并要求滑片p向接线柱c移动时 电路中的电流减小 则接入电路的接线柱可能是 a a和bb a和cc b和cd b和d答案 cd 图3 3 3 d 某些金属 合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零 这种现象叫做超导现象 发生超导现象时 温度不为绝对零度答案 d4 有 两根不同材料的电阻丝 长度之比为l1 l2 1 5 横截面积之比为s1 s2 2 3 电阻之比为r1 r2 2 5 外加电压之比为u1 u2 1 2 则它们的电阻率之比为 a 2 3b 4 3c 3 4d 8 3答案 b 5 如图3 3 4所示 甲 乙分别是两个电阻的i u图线 甲电阻阻值为 乙电阻阻值为 电压为10v时 甲中电流为 a 乙中电流为 a 答案 2 5542 图3 3 4 课堂互动探究 1 内容 导体的电阻r跟导体的长度l成正比 跟导体的横截面积s成反比 还跟导体的材料有关 这就是电阻定律 2 表达式 r 该表达式为导体电阻大小的决定式 表明导体的电阻由导体本身因素决定 与其他因素无关 3 适用范围 粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液 4 区分r 电阻定律 例1 有两根材料相同的导线 质量之比为2 1 长度之比为1 2 加上相同电压后 通过的电流之比为 a 8 1b 4 1c 1 1d 1 4 答案 a 题后反思 导体的电阻由材料的电阻率 导体长度l和导体的横截面积s决定 与导体两端的电压u及电流i无关 即导体的电阻r不与导体两端的电压成正比 也不与流过导体的电流成反比 如图3 3 5所示 均匀的长方形薄片合金阻板abcd ab边边长为l1 ad边边长为l2 当端点1 2或3 4接入电路时 r12 r34是 a l1 l2b l2 l1c 1 1d l12 l22答案 d 图3 3 5 电阻和电阻率的理解 3 单位 国际单位制是欧姆 米 简称欧 米 符号是 m 电阻率是材料本身的属性 反映了材料对电流阻碍能力的强弱 同种材料的电阻率 随温度的变化而变化 金属材料的电阻率 随温度的升高而增大 这就是金属的电阻随温度升高而增大的原因 利用它可制作电阻温度计 有些合金 如锰铜和康铜 的电阻率几乎不受温度变化的影响 利用它可制作标准电阻 半导体 a 概念 导电性能介于导体和绝缘体之间的物质 如锗 硅 砷化镓等 其电阻率约为10 5 m 106 m b 半导体的特性 半导体的导电性能可由外界条件控制 如改变温度 受到光照 掺入杂质等 都可以使其导电性发生显著的变化 这种性能是半导体所特有的 c 半导体的应用 根据半导体的特性 人们制成了热敏电阻 光敏电阻 晶体管等各种电子元件 并且发展成为集成电路 半导体的特性在现代科学技术中将发挥更重要的作用 超导体 a 超导现象 金属的电阻率随温度的降低而减小 有些物质当温度降低到绝对零度附近时 它们的电阻率突然变为零 b 超导体 能够发生超导现象的物质 c 转变温度tc 材料由正常状态转变为超导状态的温度 超导材料的转变温度太低是目前应用超导体的主要障碍 但超导现象的研究将不断地深入 以便使它有广泛的实际应用 例2 关于电阻率 下列说法正确的是 a 电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量 电阻率越大 其导电性能越好b 各种材料的电阻率都与温度有关 金属的电阻率一般随温度升高而增大c 所谓超导体 当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时 它的电阻率突然变为零d 某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响 通常用它们制作标准电阻 解析 电阻率越大的材料导电性能越差 a错 金属的电阻率一般随温度升高而增大 b对 温度降到临界温度时 导体的电阻消失 导体成为超导体 c对 标准电阻要求阻值稳定 d对 答案 bcd 题后反思 电阻率的大小由它材料来决定 有些材料的电阻率随温度的升高而增大 但也有些材料的电阻率随温度升高而减小 例如热敏电阻温度越高 电阻反而越小 个别材料的电阻率随温度的变化而基本不变 利用它可以制作标准电阻 一只 220v 100w 的灯泡正常发光时电阻为484 拿一只这种灯泡来测量它不工作时的电阻应是 a 等于484 b 大于484 c 小于484 d 无法确定答案 c 1 串联电路 如图3 3 6所示 电路的串并联 图3 3 6 1 串联电路各处的电流相等 即i0 i1 i2 i3 2 串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和 即u01 u12 u23 u03 串联电阻具有分压作用 3 串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和 即r r1 r2 r3 2 并联电路 如图3 3 7 图3 3 7 1 并联电路的总电流等于各支路电流之和 即i i1 i2 i3 并联电阻具有分流作用 2 并联电路的总电压与各支路电压相等 即u u1 u2 u3 3 并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和 3 关于电阻的5个常用的推论 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻 并联电路的总电阻小于其中最小的电阻 多个电阻并联时 其中任一个电阻增大或减小 总电阻也随之增大或减小 例3 电阻r1阻值6 与电阻r2并联后接入电路中 通过它们的电流之比i1 i2 2 3 则r2的阻值和总电阻的阻值分别是 a 4 2 4 b 4 3 6 c 9 3 6 d 9 4 5 答案 a 题后反思 串联电路的每个电阻都分担了一部分电压 在电路中的电压超过用电器额定电压的情况下 可以在电路中串联上一个电阻 以分去一部分电压 使用电器得到所需的电压 串联电阻的这种作用叫做分压作用 起分压作用的电阻叫做分压电阻 图3 3 8 在电路中并联一个电阻r 电流就多了一条通路 可以分去电路中的一部分电流 图3