高中物理 2.6 导体的电阻课件 新人教版选修31.ppt

恒定电流 第二章 6导体的电阻 第二章 电阻器是利用材料对电流产生阻碍作用的特性制造的电路元件 是电器设备中应用最多的元件之一 如下图所示的滑动变阻器 它有四个接线柱a b c d 为什么当滑动触头p滑动时可以改变接入电路的电阻呢 导体的电阻与哪些因素有关呢 影响导体电阻的因素 1 探究与导体电阻有关的因素 1 电阻丝横截面积的测量把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上 例如铅笔 用刻度尺测出多匝的 然后除以 得到电阻丝的直径 进而计算出电阻丝的横截面积 宽度 匝数 刻度尺 2 用实验探究电阻与导体的材料 横截面积 长度之间的关系 1 实验方法 2 实验原理 串联电路中电压跟电阻成 3 实验方法 控制变量法 正比 下图中a b c d是四条不同的金属导体 b与a长度不同 c与a截面积不同 d与a材料不同 利用欧姆定律分别测算出它们的电阻值 探究电阻跟长度 截面积和导体材料的关系 4 实验结论导体的电阻与 成正比 与 成反比 还与导体材料有关 导体的长度 导体的横截面积 r l 不同 一 导体的电阻1 电阻定律同种材料的导体 其r与它的长度l成 与它的横截面积s成 还跟导体的 有关 2 公式r 公式中比例系数 是反映材料导电性能的物理量 称为材料的电阻率 正比 反比 材料 3 电阻率 1 计算公式 2 单位 3 意义 跟导体的材料有关 是反映材料 的物理量 m 导电性能好差 4 特性 电阻率与 有关 而与导体的长度和横截面积 金属材料的电阻率随温度升高而 利用电阻率随温度变化明显的金属制成 利用电阻率几乎不受温度变化影响的合金制成 但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小 当温度降低到绝对零度附近时 某些材料的电阻率突然减小到零成为 导体材料的温度 无关 增大 电阻温度计 标准电阻 超导体 如图所示 一长方体导体若通过电流i1 则长度为a 截面积为bc 若通过电流i2 则长度为c 横截面积为ab 3 电阻率与电阻的区别与联系 特别提醒 各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化 1 金属的电阻率随温度的升高而增大 2 半导体 热敏电阻 的电阻率随温度的升高而减小 生活中经常出现这样的情况 在电压不稳定的时候灯丝容易烧断 而手边又没有新的灯泡 我们可以通过慢慢晃动灯泡将断了的灯丝接上 以解燃眉之急 当灯泡再次进入电路时 会发现比原来亮了 这是为什么 二 应用实例 滑动变阻器1 原理利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻 2 构造如图所示 a b是绕在绝缘筒上的电阻丝的两个端点 电阻丝间相互绝缘 c d是金属杆的两个端点 电阻丝上能够与滑片p接触的地方 绝缘漆已被刮去 使滑片p能够把金属杆与电阻丝连接起来 3 在电路中的使用方法结构简图如图所示 要使滑动变阻器起限流作用时 正确的连接是接a与d 或c 及b与c 或d 即 一上一下 要使滑动变阻器起分压作用 要将ab全部接入电路 另外再选择a与c 或d 及b与c 或d 与负载相连 当滑片p移动时 负载将与ap间或bp间的不同长度的电阻丝并联 从而得到不同的电压 4 滑动变阻器的两种接法的比较 特别提醒 选用两种接法的原则 1 当电压表或电流表的量程太小时 若采用限流接法 电路中实际电压 或电流 的最小值仍超过电压表或电流表的量程 必须采用分压式接法 2 负载电阻的阻值r0远大于变阻器的总电阻r 须用分压式电路 3 要求负载上电压或电流变化范围较大 且从零开始连续可调 须用分压式电路 4 负载电阻的阻值r0小于变阻器总电阻r或相差不多 且电压电流变化不要求从零调起时 可采用限流接法 5 两种电路均可使用的情况下 应优先采用限流式接法 因为限流式接法总功耗较小 如图为滑动变阻器的示意图 a b c d为4个接线柱 当滑动片p由c向d移动时 若要使变阻器接入电路的电阻由大变小 应将电阻器的哪两个接线柱连入电路 a a和bb a和dc b和cd c和d答案 b 解析 滑动变阻器的连接应是一上一下 同一端或对角线 要注意接入的是哪一部分电阻 从而确定电阻的变化 要让滑动变阻器的阻值变小 就要使连入电路的电阻丝长度变短 滑动片p由c向d移动 要使滑动变阻器连入电路的电阻丝变短 可以连接ad或ac 雅安中学2013 2014学年高二上学期期中 关于导体的电阻及电阻率的说法中 正确的是 对电阻和电阻率的理解 c 将一根导线一分为二 则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一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 温度不是热力学温度零度解析 导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻 它只与导体的几何形状和材料性质有关 与导体是否通电以及通电电流的大小均无关 电阻率的大小和导体几何形状无关 只与材料性质和温度有关 一般金属合金和化合物的电阻率随温度升高而增大 随温度降低而变小 当温度降低到某一转变温度 大于0k 时 某些金属 合金 化合物的电阻率会突然减小为零 呈超导电现象 答案 d点评 要正确理解电阻与电阻率的物理意义 答案 d 如图是一均匀实心半球形导体 球心为a 顶点为b cd为底面直径 若按甲图的方式将其接在两个电极之间 测得它的电阻为r 若按乙图的方式接在两个电极之间 其电阻r 为多大 电极的电阻不计 电阻定律的应用 解析 解法1 本题中的半球导体可等分成两块四分之一球形材料 将甲图作如下等效变换 如图所示 不难看出 r 4r 解法2 设想将半球形导体补齐成一个球 则可以作如图所示的等效变换 得 r 4r 答案 4r 点评 上述两种方法 一种是化整为零的 分割法 另一种是化零为整的 补齐法 通过等效变换 灵活变通地应用电路串联 并联的性质 就能圆满地求得结果 通过本例题得出这样一个结论 对于一个给定的电阻物块 其电阻并不单一 具体由连接方式而定 不同的连接方式 一般将呈现不同的电阻值 河南省实验中学2013 2014学年高二上学期期中 如图所示 r1和r2是材料相同 厚度相同 表面均为正方形的导体 r1边长为2l r2边长为l 若r1的阻值为8 则r2的阻值为 a 4 b 8 c 16 d 64 答案 b 如图所示为用伏安法测定一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图 器材规格如下 滑动变阻器的使用 1 待测电阻rx 约100 2 直流毫安表 量程0ma 20ma 内阻50 3 直流电压表 量程0v 3v 内阻5k 4 直流电源 输出电压6v 内阻不计 5 滑动变阻器 阻值范围0 15 允许最大电流1a 6 开关1个 导线若干根据器材规格及实验要求 在本题的实物图上连线 山东临沂市重点中学2013 2014学年高二上学期期中联考 要测绘一个标有 3v0 6w 小灯泡的伏安特性曲线 灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3v 并便于操作 已选用的器材有 电池组 电动势为4 5v 内阻约1 电流表 量程为0 250ma 内阻约5 电压表 量程为0 3v