2.6-导体的电阻课件

2.6导体的电阻,知识回顾：电阻,电阻（R）:表示导体对电流的阻碍作用的大小。,定义式：,取决于导体本身结构特点:与U、I无关。,1k=103,1M=106,与长度有关,与横截面积有关,与材料有关,一、影响导体电阻的因素,导体的电阻是导体本身的一种性质，由导体自身的因素决定，那么导体的电阻R到底由哪些因素决定呢?,温度,结论：导体的电阻R跟它的长度l、横截面积S、材料有关。,一、影响导体电阻的因素,1、实验目的：,探究导体的电阻R与导体的长度l、横截面积S、材料之间的关系.,2、实验方法：,实验探究:探究导体电阻与其影响因素的定量关系,3、实验方案：,同种材料，S一定，研究R与L的关系,同种材料，L一定，研究R与S的关系,L一定，S一定，研究R与材料的关系,控制变量法.,一、影响导体电阻的因素,4、测量设计：,长度l、横截面积S、电阻R的测量及方法：,长度l：用mm刻度尺测.,横截面积S：用累积法测直径.,电阻R：伏安法.,1)导体的长度测量,2)导体的横截面积测量,3)导体的电阻测量,如何测量电阻R？,（3）伏安法测电阻分压式电路图,（1）测量电路采用安培表内接法还是外接法？,伏安法,若时，采用电流表内接法,若时，采用电流表外接法。,安培表的电阻只有几欧姆，而伏特表的电阻有几千欧姆，我们实验用的电阻丝的电阻只有几欧姆，因此应采用“外接法”。,（2）控制电路:,分压式电路,限流式电路,实验1：研究导体电阻R与长度L的关系,实验表明:材料、粗细相同，长度越长，电流越小，电阻越大。,控制变量法,RL,探究方案一,此方案是初中实验，简单易懂,实验2：研究导体电阻R与粗细的关系,实验表明:材料、长度相同，横截面积越大，电流越大，电阻越小,控制变量法,探究方案一,实验3：研究导体电阻R与材料的关系,实验表明:不同的材料，导电能力不同,导电能力也是材料的一种性质,控制变量法,R,探究方案一,实验4：金属的电阻R与温度的关系,实验表明：金属导体温度升高，电阻增大半导体温度升高，电阻减少,探究方案一,2、长度L,3、横截面积S(粗细),1、材料,温度,内因：,外因：,一、影响导体电阻的因素,实验电路:,实验电路图:,电流表外接法,限流式电路,V,A,实验数据:,横截面积,材料相同,实验结论:,1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比,探究方案二,此方案与方案一类似,实验电路:,实验电路图:,电流表外接法,限流式电路,V,A,实验数据:,长度,材料相同,实验结论:,2.同种材料,L一定,电阻与S成反比,探究方案二,实验电路:,实验电路图:,电流表外接法,限流式电路,V,A,实验数据:,长度,横截面积相同,实验结论:,3.不同种材料,R不同,探究方案二,根据串联电路中电流强度处处相同，电压与电阻成正比的特点，可设计如下的实验电路：,从实验数据，比较分析电阻之比，与长度之比、横截面积之比及材料之间的关系。,探究方案三,a和b：长度l不同,a和c：横截面积S不同,a和d：材料不同,限流式接法,电压表先测a的电压Ua，再测b的电压Ub,a,b,c,d,探究方案三,控制变量法,电压表先测a的电压Ua，再测c的电压Uc,探究方案三,控制变量法,电压表先测a的电压Ua，再测d的电压Ud,探究方案三,实验结论:,1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比,2.同种材料,L一定,电阻与S成反比,3.不同种材料,R不同,理论探究(逻辑推理),探究方案四,理论探究和实验探究相结合,1.理论探究导体的电阻R与长度l的关系,2.理论探究导体的电阻R与横截面积S的关系,3.实验探究导体的电阻R与材料的关系,l1、R1,1.导体的电阻R与长度l的关系,（提示从串并联知识去考虑）,讨论：,探究方案四,123,n,R=R0/n,nS0,2.导体的电阻R与横截面积S的关系,实验方案：,同种材料，S一定，改变L，测R,同种材料，L一定，改变S，测R,不同材料，L一定，S一定，测R,实验方法：控制变量法。,abcd,k由导体材料决定与l、S无关!,结论：,一、影响导体电阻的因素,1.内容：,2.决定式:,同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.,二、电阻定律,3.适用条件：温度一定,粗细均匀的金属、导体、或浓度均匀的电解液.,是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。,三、电阻率,1.意义:反映材料导电性能好坏的物理量.,2.定义式：,3.单位:欧米(),4、理解：电阻率在数值上等于用该材料制成的1m长、横截面积为1m2的导体的电阻值。,注意：由导材料和温度决定，与R、S及L无关！,电阻率越小，材料导电性越好！,5、几种导体材料的电阻率,你能从表中看出哪些信息：1、_2、_3、_,纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。,不同材料的导体电阻率不同。,5.010-7,5.010-7,5.010-7,镍铜合金,4.410-7,4.410-7,4.410-7,锰铜合金,1.4410-7,1.010-7,0.8910-7,铁,7.1010-8,5.310-8,4.8510-8,钨,3.8010-8,2.910-8,2.6710-8,铝,2.0710-8,1.710-8,1.4310-8,铜,2.0710-8,1.610-8,1.4810-8,银,100(m),20(m),0(m),温度,阻,率,金属材料的电阻率随温度的升高而增加,材料,电,电阻率与温度的关系,金属：,t,半导体：,t,热敏电阻光敏电阻,电阻温度计,半导体的导电性能具有可控性,导电性能介于导体和绝缘体之间,6、电阻率()的特性,电阻温度计,7、超导现象与半导体,超导现象:某些金属、合金和化合物当温度降低到绝对零度（-273.15oC）附近时它们的电阻率会突然变为零，这种现象称为超导现象。发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫转变温度。半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻率随温度的升高而减小，导电性能由外界条件所控制，如改变温度、光照、掺入微量杂质等,电阻定律在实际中的应用,1、电视机、录音机等音量控制开关就是通过改变导体的长度来达到所需的目的；,2、电学实验中常用到的滑动变阻器也是通过改变导体的长度来达到改变电阻的目的。,滑动变阻器,滑动变阻器的变阻原理：改变导体的长度。,R1=R2,由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关.这样在制造电路元件时,可以将其表面积做得很小,而不增大电阻,只要保证厚度不变即可,有利于电路元件的微型化.,区别：导体的电阻和材料的电阻率,电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质，电阻大的导体对电流的阻碍作用大电阻率反映材料导电性能好坏的性质，电阻率小的材料导电性能好,区别：,电阻定义式,电阻决定式,意义,作用,提供了一种测电阻率的方法,提供了一种测电阻方法伏安法,适用范围,精细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液,纯电阻元件,实验探究,理论探究,电阻定律,决定式,电阻率,重视：1、探究思想、方法.2、实验过程.,小结:电阻定律,一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”字样，由计算得出灯泡灯丝电阻R=484，该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的电阻值，两者一样吗?为什么?,不一样,100W是额定功率,是灯泡正常工作时的功率,所以484是工作时的电阻;当灯泡不工作时,由于温度低,电阻比正常工作时的电阻小，所以小于484。,思考：,1、一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为0.5，导线原来的电阻多大？,5倍,若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍?,8,课堂练习,2、如图所示,均匀的长方形薄片合金电阻板abcd,ab边长为L1;ad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,D,A组能力训练题1,1.根据电阻定律，电阻率对于温度一定,的某种金属来说，它的电阻率(),A.跟导线的电阻成正比B.跟导线的横截面积成正比C.跟导线的长度成反比D.由所用金属材料的本身特性决定,D,A组能力训练题2,2.滑动变阻器的原理如图所示，则下列说法中正确的是（）A.若将a、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值增大B.若将a、d两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值减小C.若将b、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值增大D.若将a、b两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值不变,AD,A组能力训练题3,3.电路中有一段金属丝长为L，电阻为R，要使电阻变为4R，下列可行的方法是()A.将金属丝拉长至2LB.将金属丝拉长至4LC.将金属丝对折后拧成一股D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍,A,A组能力训练题5,4.有一只灯泡的灯丝断了，通过转动灯泡灯丝接通，再接入电源后，所发生的现象及其原因是（）A.灯丝电阻变小，通过它的电流变大，根据P=I2R，电灯变亮B.灯丝电阻变大，通过它的电流变小，根据P=I2R，电灯变暗C.灯丝电阻变小，它两端的电压不变，根据P=U2/R，电灯变亮D.灯丝电阻变大，它两端的电压不变，根据P=U2/R，电灯变暗,C,A组能力训练