高中物理 第2章 恒定电流 6 导体的电阻课件 新人教版选修31.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 1 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 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 控制变量法 正比 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 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 如下图所示为滑动变阻器示意图 下列说法中正确的是 a a和b串联接入电路中 p向右移动时电流增大b b和d串联接入电路中 p向右移动时电流增大c b和c串联接入电路中 p向右移动时电流增大d a和c串联接入电路中 p向右移动时电流增大答案 bc 解析 当a和c或d接入电路且p向右移动时 串联接入电路的有效电阻丝增长 电阻增大 电流减小 因此d错 当b和c或d接入电路且p向右移动时 接入电路的有效电阻丝变短 电阻变小 电流变大 b c都对 当a和b串联接入电路时 无论p向何方移动 接入电路的电阻丝长度不变 电阻不变 电流就不变 a错 因此 本题正确选项为b c 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 重庆市主城区2014 2015学年高二上学期六校期末联考 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4rb 和4rc 16 和16rd 和16r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 河南新郑市2014 2015学年高二上学期期中 如图所示 厚薄均匀的矩形金属片 边长ab 10cm bc 5cm当a与b间接入的电压为u时 电流为1a 若c与d间接入的电压为u时 其电流为 a 4ab 2ac 0 5ad 0 25a答案 a 青岛市2014 2015学年高二上学期六校联考 实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线 某同学想通过实验测其实际长度 该同学首先测得导线横截面积为1 0mm2 查得铜的电阻率为1 7 10 8 m 再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻rx 从而确定导线的实际长度 可供使用的器材有 滑动变阻器的使用 电流表 量程0 6a 内阻约0 2 电压表 量程3v 内阻约9k 滑动变阻器r1 最大阻值5 滑动变阻器r2 最大阻值20 定值电阻 r0 3 电源 电动势6v 内阻可不计 开关 导线若干 回答下列问题 1 实验中滑动变阻器应选 填 r1 或 r2 闭合开关s前应将滑片移至 端 填 a 或 b 2 在实物图中 已正确连接了部分导线 请根据图甲电路完成剩余部分的连接 3 调节滑动变阻器 当电流表的读数为0 50a时 电压表示数如图乙所示 读数为 v 4 导线实际长度为 m 保留2位有效数字 解析 1 滑线变阻器采用的是限流式接法 电流表的量程为0 50a 所以变阻器最小阻值为9 故选r2 闭合开关前应将滑片移至a端防止烧坏用电器 2 根据电路图正确画出实物图 答案 1 r2 a 2 如下图所示 3 2 30 2 29 2 31均正确 4 94 93 95均正确 枣庄市2014 2015学年高二上学期三校联考 如图所示为用伏安法