高中物理 第二章 恒定电流 6 导体的电阻课件 新人教版选修31 (2).ppt

6导体的电阻 第二章恒定电流 学习目标1 掌握探究影响导体电阻的因素的方法 知道导体电阻与哪些因素有关 2 掌握电阻定律 并能进行有关计算 3 理解电阻率的概念及决定因素 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 1 一 影响导体电阻的因素 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220v的灯泡 灯丝越粗用起来越亮 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 长度 横截面积 材料 2 探究导体电阻与其影响因素的定量关系 1 探究方案一实验探究法如图1所示 a b c d是四条不同的金属导体 在长度 横截面积 材料三个因素方面 分别只有一个因素不同 图1 四段导体中 每个导体两端的电压与它们的电阻有什么关系 a和b材料和横截面积相同 长度lb 2la 若ub 2ua 说明什么 a和c材料和长度相同 横截面积sc 2sa 若uc ua 说明什么 a和d长度和横截面积相同 材料不同 若电压表读数不同 说明什么 图1 正比 导体电阻和长度成正比 导体电阻和横截面积成反比 导体电阻和材料有关 答案 2 探究方案二逻辑推理法 分析导体的电阻与它的长度的关系一条长度为l 电阻为r的导体 可以看成是由n段长度同为l1 电阻同为r1的导体串联而成 因l r 所以 研究导体的电阻与它的横截面积的关系有n条导体 它们的长度相同 横截面积都为s1 电阻同为r1 把他们紧紧地束在一起 组成一横截面积为s 电阻为r的导体 则r s 所以 ns1 nr1 nl1 判断下列说法的正误 1 导体的电阻与通过导体的电流大小有关 2 材料相同的导体 长度越长 横截面积越小 电阻越大 3 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 4 探究电阻的影响因素时需要用控制变量法 即控制其他物理量不变 只研究电阻与某一物理量的关系 二 电阻定律与电阻率 1 通过实验探究 影响导体电阻的因素有哪些 答案 导体的材料 导体的横截面积 导体的长度 2 导体的电阻率的大小与什么因素有关 哪些材料的电阻率较小 答案 电阻率与导体的材料 温度有关 纯金属的电阻率较小 1 电阻定律 1 内容 同种材料的导体 其电阻r与它的成正比 与它的 成反比 导体电阻还与构成它的有关 2 公式 r 式中 是比例系数 叫做这种材料的电阻率 3 电阻定律反映了导体的电阻由导体自身决定 只与导体的材料 长度和横截面积及温度有关 与其他因素无关 长度l 材料 横截面积s 2 电阻率 1 概念 电阻率是反映导体性能的物理量 是导体材料本身的属性 与导体的形状 大小 2 单位是欧姆 米 符号为 3 电阻率与温度的关系 金属的电阻率随温度升高而 可用于制造电阻温度计 半导体和绝缘体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 可用于制作热敏电阻 增大 m 减小 无关 导电 有些合金 如锰铜 镍铜 的电阻率几乎不受温度变化的影响 可用来制作电阻 当温度降低到附近时 某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体 绝对零度 标准 判断下列说法的正误 1 电阻率 与导体的长度和横截面积有关 2 把一根长导线截成等长的三段 则每段的电阻率都是原来的 3 电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量 电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大 4 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 2 题型探究 一 电阻定律的应用 例1如图2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间加上电压后 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 图3 答案 解析 40 m 针对训练1如图3所示 厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab 2bc 当将a与b接入电路或将c与d接入电路中时电阻之比rab rcd为a 1 4b 1 2c 2 1d 4 1 答案 解析 图3 二 电阻和电阻率的比较 例2 多选 下列说法中正确的是a 据r 可知 当通过导体的电流不变时 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 通过导体的电流及加在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 答案 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 b对 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 决定于材料本身 与l s r无关 c错误 d正确 针对训练2关于电阻和电阻率 下列说法中正确的是a 把一根均匀导线等分成等长的两段 则每部分的电阻 电阻率均变为原来的一半b 由 可知 与r s成正比 与l成反比c 材料的电阻率都随温度的升高而增大d 对某一确定的导体 体积 形状不变 当温度升高时 发现它的电阻增大 说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大 答案 达标检测 3 1 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 1 2 3 4 答案 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 b对 由r 知大 r不一定大 故c错 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 2 一根细橡胶管中灌满盐水 两端用短粗铜丝塞住管口 管中盐水柱长为40cm时测得电阻为r 若溶液的电阻随长度 横截面积的变化规律与金属导体相同 现将管中盐水柱均匀拉长至50cm 盐水体积不变 仍充满橡胶管 则盐水柱电阻变为 1 2 3 4 答案 解析 1 2 3 4 3 两根材料相同的导线 质量之比为2 1 长度之比为1 2 加上相同的电压后 通过的电流之比为a 8 1b 4 1c 1 1d 1 4 答案 解析 1 2 3 4 4 如图4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 答案 解析 图4 1 2 3 4 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