2.2 电阻定律

1、问题：问题： “根据欧姆定律根据欧姆定律 导体的导体的电阻电阻R R与加在导体两端的与加在导体两端的电压电压U U成成正比正比，跟，跟导体中的导体中的电流电流I I成成反比反比，这种说法对吗？，这种说法对吗？”URIRVAAB 导体的导体的电阻电阻与加在导体两端的与加在导体两端的电压电压及导及导体中的体中的电流电流没有关系。没有关系。实验结论：实验结论： 请仔细观察两只灯泡的照片请仔细观察两只灯泡的照片, ,说出它们有说出它们有哪些哪些不同之处不同之处 ? ?回顾初中知识回顾初中知识: : 影响电阻大小的因素有哪些影响电阻大小的因素有哪些? ?猜测猜测: : 这些因素怎么影响电阻大小的？这些因

2、素怎么影响电阻大小的？如何验证？如何验证？与长度有关与长度有关与材料有关与材料有关与材料有关与材料有关与横截面积与横截面积1、实验目的：、实验目的： 探究导体的电阻探究导体的电阻R与导体的与导体的长度长度l、横截面积、横截面积S、材料之间的关系、材料之间的关系.2、实验方法：、实验方法：控制变量法控制变量法.3、实验过程：、实验过程：长度长度l、横截面积、横截面积S、电阻、电阻R的测量及方法：的测量及方法：长度长度l：用：用mm刻度尺测刻度尺测.横截面积横截面积S：用累积法测直径：用累积法测直径.电阻电阻R：伏安法：伏安法.一、决定导体一、决定导体电阻电阻大小的因素有那些？大小的因素有那些？实

3、验方法实验方法: :控制变量法控制变量法实验方案：实验方案：同种材料，同种材料，S S一定，改变一定，改变L L，测，测R R 同种材料，同种材料，L L一定，改变一定，改变S S，测，测R R不同材料，不同材料，L L一定，一定，S S一定，测一定，测R R探究方案探究方案（1 1） ：导体的材料、横截面积相同，：导体的材料、横截面积相同， 改变长度，研究电阻的变化。改变长度，研究电阻的变化。（2 2）：导体的材料、长度相同，）：导体的材料、长度相同， 改变横截面积，研究电阻的变化。改变横截面积，研究电阻的变化。（3 3）：导体的长度、横截面积相同，）：导体的长度、横截面积相同， 改变材料种

4、类，研究电阻的变化。改变材料种类，研究电阻的变化。测电阻测电阻R R方法方法: : 伏安法伏安法实验电路图实验电路图: :实验仪器实验仪器RAV导体导体abcd材料材料镍铬合金镍铬合金镍铬合金镍铬合金镍铬合金镍铬合金碳钢合金碳钢合金长度长度L2L2L2L横截面积横截面积SS2SS 电压电压U/V电流电流I/A电阻电阻R/5 5、实验数据、实验数据RSKLRL1RSLRSLRKS1.内容：内容： 同种材料的导体同种材料的导体, ,其其电阻电阻R与它的与它的长长度度L L成正比成正比, ,与它的与它的横截面积横截面积S S成反比成反比; ;导体电阻与构成它的材料有关导体电阻与构成它的材料有关. .

5、2.2.表达式表达式: :SlR 是比例常数，它与导体的材料是比例常数，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。物理量，称为材料的电阻率。二、电阻率二、电阻率2 2、物理意义：、物理意义：电阻率是反映材料电阻率是反映材料导电性能导电性能的物理量。的物理量。1 1、电阻率越大、电阻率越大 表明在相同长度、相同表明在相同长度、相同 横截面积的情况下横截面积的情况下 ，导体的电阻越大导体的电阻越大 。4 4、单位、单位：3 3、公式：、公式：R=LSRSL欧欧米（米（m)5 5、几种导体材料的电阻率、几种导体材料的电阻率你能从表中看出哪些信

6、息你能从表中看出哪些信息1_2_ 3_ 纯金属的电阻率较小纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。合金的电阻率较大。不同材料的导体电阻率不同。不同材料的导体电阻率不同。5.010-75.010-75.010-7镍铜合金镍铜合金4.410-74.410-74.410-7锰铜合金锰铜合金1.4410-71.010-70.8910-7铁铁7.1010-85.310-84.8510-8钨钨3.8010-82.910-82.6710-8铝铝2.0710-81.710-81.4310-8铜铜2.0710-81.610-81.4810-8银银100(m)20(m)0 (m)温度温度阻阻率率金属材料的电阻率随温

7、度的金属材料的电阻率随温度的升高升高而而增加增加材料材料电电6.超导现象超导现象:有些物质当温度降低到绝有些物质当温度降低到绝对零度附近时它们的电阻率会突然变为对零度附近时它们的电阻率会突然变为零零半导体半导体:导电性能介于导体和绝缘体之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、能由外界条件所控制，如改变温度、光照、掺入微量杂质等掺入微量杂质等7 7、电阻率随温度变化的运用、电阻率随温度变化的运用电阻率电阻率与温度与温度的关系的关系金属：金属： t半导体：半导体：t热敏电阻热敏电阻光敏电阻光敏电阻合金

8、：合金：有些几乎不随有些几乎不随t变化变化 标准电阻标准电阻电阻温度计电阻温度计超导体超导体:某些材料当温度降低到一定温度时某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0半导体的半导体的导电性能导电性能具有具有可控性可控性R1 = R2SlRhaah由此可知导体的电阻与表面积无关由此可知导体的电阻与表面积无关, ,只与导体的厚度有关只与导体的厚度有关. .这样在制造电路元件时这样在制造电路元件时, ,可以将其表面积做得很小可以将其表面积做得很小, ,而不增大电而不增大电阻阻, ,只要保证厚度不变即可只要保证厚度不变即可, ,有利于电路元件的微型化有利于电路元件的微型化. . R1和和R2是材料相同、

9、厚度相同、表面是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体为正方形的导体,但但R2的尺寸比的尺寸比R1小很多小很多.通过两导体通过两导体的电流方向如图所示的电流方向如图所示.这两个导体的电阻有什么关系这两个导体的电阻有什么关系?你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义?思考与讨论思考与讨论:a ah hR1电流方向电流方向b bR2h h 如图如图222所示，厚薄均匀的矩形金属所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长薄片边长ab2bc.当将当将A与与B接入电压接入电压U(V)的电路的电路中时，电流为中时，电流为I；若将；若将C与与D接入电压为接入电压为U(V)的

10、电的电路中，则电流为路中，则电流为()【答案答案】A【规律总结规律总结】应用电阻定律解题，对同种材料应用电阻定律解题，对同种材料的导体来说，电阻率的导体来说，电阻率不变，确定好不变，确定好l和和S是解题是解题的关键的关键变式训练变式训练1一根阻值为一根阻值为R的均匀电阻丝，长为的均匀电阻丝，长为L，横截面积为，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为况下其电阻值仍为R()A当当L不变、不变、S增大一倍时增大一倍时B当当S不变、不变、L增大一倍时增大一倍时C当当L和和S都缩为原来的都缩为原来的1/2时时D当当L和横截面的半径都增大一倍时和横截面的半径都增大

11、一倍时【思路点拨思路点拨】导体的电阻由导体的电阻由、l、S共同决定，而共同决定，而是由导体的材料和温度决是由导体的材料和温度决定的导体的电阻率由材料本身决定，并随温度的变化而变化，但并不都是随定的导体的电阻率由材料本身决定，并随温度的变化而变化，但并不都是随温度的升高而增大，则温度的升高而增大，则A、B、C错若导体温度升高时，电阻增大，其原因就错若导体温度升高时，电阻增大，其原因就是电阻率随温度的升高而增大产生的，则是电阻率随温度的升高而增大产生的，则D选项正确选项正确变式训练变式训练2关于电阻率的正确说法是关于电阻率的正确说法是()A电阻率电阻率与导体的长度与导体的长度l和横截面积和横截面积

12、S有关有关B电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关的材料决定，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，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可用来制成电阻温度计B1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质，电阻率是由导体的性质决定的，所以电阻率越大，则电阻越大，对吗？为什么?不对不对课堂训练课堂训练2、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？

13、不一样 ,100W100W是额定功率是额定功率, ,是灯泡正常工作时是灯泡正常工作时的功率的功率, ,所以所以484484 是工作时的电阻是工作时的电阻; ;当灯泡不工当灯泡不工作时作时, ,由于温度低由于温度低, ,电阻比正常工作时的电阻小，电阻比正常工作时的电阻小，所以小于所以小于484484 。3、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 4、同一半圆形金属片，如图所示，从不同方向测量其电阻(1)Ra、Rb是否相等？(2)如果不等，Ra、Rb谁大？ Ra、Rb比值是多少？1.不等

14、(a)又短又“胖”,(b)又长又“瘦”; RaRb2.若1/4圆形金属片电阻为R0,则(a)为两R0并联, Ra = R0/2;(b)为两电阻串联, Rb =2R0, 所以Ra:Rb=1:45.如图所示,两个截面积不同长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为U,则( )A.通过两棒的电流强度相等B. 两棒的自由电子定向移动的平均速率不同C.两棒内的电场强度不同,细棒内的场强E1大于粗棒内的场强E2D:细棒两端的电压U1大于粗棒两端的电压U2I I1 1I I2 2U U1 1U U2 26.甲乙两根保险丝均由同种材料制成,直径分别是d1=0.5mm和d2=1mm,熔断电流分别为2.0A和6.0

15、A,把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是( )A.0.6AB.7.5AC.10.0A D.8.0A1.1.作用：测量电路中的电流作用：测量电路中的电流2.2.原理：磁场对电流的作用原理：磁场对电流的作用3.3.连接：串接连接：串接4.4.内阻：电流计本身的电阻内阻：电流计本身的电阻6.6.量程：满偏电流（量程：满偏电流（I Ig g）、满偏电压（）、满偏电压（U Ug g）5.5.电路图符号：电路图符号：G G7.7.读数：读数： 也可读电压也可读电压8.8.测量实际电流、电压的困难测量实际电流、电压的困难0 01 12 23 3mAmA 电流表指针偏转到最大刻

16、度时的电流电流表指针偏转到最大刻度时的电流I Ig g叫满偏电流叫满偏电流 表头表头G的电阻的电阻Rg叫做电流表的内阻。用叫做电流表的内阻。用Rg表示表头线圈表示表头线圈的电阻一般为几百到几千欧的电阻一般为几百到几千欧 如果电流超过满偏电流，不但指针指不出示数，表头还可如果电流超过满偏电流，不但指针指不出示数，表头还可能被能被 每个电流表都有它的每个电流表都有它的Rg值和值和Ig值值Rg和和Ig是电流表的两个是电流表的两个重要参数重要参数表头表头G通过满偏电流时，加在它两端的电压通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫做满叫做满偏电压，根据欧姆定律可知：偏电压，根据欧姆定律可知：Ug = Ig

17、Rg电流表能够测量的电流不超过毫安级，为了测量几电流表能够测量的电流不超过毫安级，为了测量几安培的电流，甚至更大的电流，可以采用什么方法？安培的电流，甚至更大的电流，可以采用什么方法？这样，在测量大电流时，通过电流表这样，在测量大电流时，通过电流表G的电流也就不的电流也就不致超过满偏电流致超过满偏电流Ig，并联了分流电阻，则在表头刻度，并联了分流电阻，则在表头刻度盘上标出相应的电流值，不是表示通过电流表盘上标出相应的电流值，不是表示通过电流表G的电的电流，而是表示通过电流表流，而是表示通过电流表A的电流的电流电流表的改装：电流表的改装：电流表电流表G，内阻，内阻Rg=25，满偏电流，满偏电流I

18、g=3mA，要，要改装成量程为改装成量程为0.6A的电流表，应该如何改装？的电流表，应该如何改装？量程为量程为0.6A的电流表的含义是什么？的电流表的含义是什么？此电流表此电流表(量程量程0.6A)的表头内阻为多少？的表头内阻为多少？v1.把电流表把电流表G改装成电流表，需要给电流表并联一改装成电流表，需要给电流表并联一个阻值小的电阻个阻值小的电阻v2.改装后的电流表量程越大，需要给电流表改装后的电流表量程越大，需要给电流表G并联并联的分流电阻的分流电阻R越小，改装后的电压表内阻就越小越小，改装后的电压表内阻就越小多量程的电流表如何改装？原理是什么？多量程的电流表如何改装？原理是什么？电流表的

19、改装电流表的改装如图：由如图：由 (I-Ig) R= Ig RgR= Ig Rg(I-Ig) 若若I =n Ig n为放大倍数为放大倍数GIIgRgRI-Ig则则 R= Ig Rg(I-Ig) = Rg (n-1)gRn 1R 并即：即：电流表的改装电流表的改装1）若要将电流表）若要将电流表G改装成大量程电流表需要：改装成大量程电流表需要：并联一个电阻；分流并联一个电阻；分流2 2）若改装成一个量程为若改装成一个量程为I Ig g的的n n倍的电流表倍的电流表A A，需要，需要并联的电阻的阻值为并联的电阻的阻值为gRn1R并电流表的改装电流表的改装v 练习练习1. 若电流表的内阻若电流表的内阻

20、Rg=1000 满满偏电流偏电流Ig=100A 怎样把它改装成量程为怎样把它改装成量程为10mA的电流表？的电流表？解：解：R= Ig Rg(I-Ig) =0.11000 9.9=10.1或或 R= Rg (n-1)=1000 99=10.1电压表能够测量的电压也是有限的，电压表能够测量的电压也是有限的，为了测量更大的电压可以采用什么方法？为了测量更大的电压可以采用什么方法？电压表的改装电压表的改装电压表的改装电压表的改装 电压表电压表V刻度盘上的电压值不表示加在电流表刻度盘上的电压值不表示加在电流表G上的电压，而上的电压，而是表示加在电压表上的电压。是表示加在电压表上的电压。 串联电阻串联电

21、阻R的作用是分担一部分电压，作这种用途的电阻叫分的作用是分担一部分电压，作这种用途的电阻叫分压电阻。压电阻。一电流表一电流表G，内阻，内阻Rg=100，满偏电流，满偏电流Ig=3mA，把它改装成，把它改装成3V的电压表，需串联一个多大的的电压表，需串联一个多大的电阻？电阻？量程为量程为3V的电压表的含义是什么？的电压表的含义是什么？该电压表的内阻多大该电压表的内阻多大? 电压表的内阻电压表的内阻RV等于表头内阻等于表头内阻Rg和分压电阻和分压电阻R串串联时的总电阻。即：联时的总电阻。即：RV=R+Rg=1000电压表的改装电压表的改装电压表的改装电压表的改装v1.把电流表改装成电压表，需要给电

22、流表串联一个阻把电流表改装成电压表，需要给电流表串联一个阻值大的电阻值大的电阻v2.改装后的电压表量程越大，需要给电流表改装后的电压表量程越大，需要给电流表G串联的串联的分压电阻越大，改装后的电压表内阻越大。分压电阻越大，改装后的电压表内阻越大。由：电压表的改装电压表的改装RUURUggg令：令：U=nUg 则有则有ggggRnRUUUR) 1( GUUgU-UgRgR电压表的改装电压表的改装2 2）若改装成一个量程为若改装成一个量程为U Ug g的的n n倍的电压表倍的电压表V V，需要，需要串联电阻的阻值为串联电阻的阻值为1gRnR串联一个电阻；分压串联一个电阻；分压1）若要将电流表）若要

23、将电流表G改装成电压表需要：改装成电压表需要：电压表的改装电压表的改装v 练习练习1. 若电流表的内阻若电流表的内阻Rg=1000 满偏满偏电流电流Ig=100A 怎样把它改装成量程为怎样把它改装成量程为U=3V的电压表？的电压表？解：解：Ug=IgRg=0.1V n=U/Ug=30 R=(n-1)Rg=29000 =29 kv练习练习2.有一个电流表有一个电流表G，内阻，内阻Rg=10，满，满偏电流偏电流Ig=3mA。要把它改装为量程为。要把它改装为量程为03V的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？的电压表内阻多大？电压表的改装电压表的改装32

24、.979903 10XVRA1000R 内1.1.若要将电流表若要将电流表G G改装成一个量程为改装成一个量程为U Ug g的的n n倍的电压表倍的电压表V V，需要串联电阻的阻值为，需要串联电阻的阻值为2.2.若要将电流表若要将电流表G G改装成一个量程为改装成一个量程为I Ig g的的n n倍的电流表倍的电流表A A，需要并联的电阻的阻值，需要并联的电阻的阻值为为小小 结结gRnR) 1( 1nRRg电阻的测量电阻的测量 用电压表测出电阻两端的电压用电压表测出电阻两端的电压U U，用电，用电流表测出通过电阻的电流流表测出通过电阻的电流I I，利用部分电，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻

25、值路欧姆定律可以算出电阻的阻值R RIUR 伏安法伏安法 伏安法测电阻的两种电路伏安法测电阻的两种电路 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱外外侧，通常叫侧，通常叫“外接法外接法” 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱内内侧，通常叫侧，通常叫“内接法内接法” AVRAVR 因为电流表、电压表分别有分压、分流作因为电流表、电压表分别有分压、分流作用用,因此两种方法测量电阻因此两种方法测量电阻都有误差都有误差伏安法测电阻的误差分析伏安法测电阻的误差分析 电流表外接法电流表外接法 电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻测量值偏小，适于测量小阻值

26、电阻 . .RAUURVRAIIIIAVIUR测说明：说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小所以该电路差越小所以该电路适合测量小电阻适合测量小电阻，即，即VRR RRIUR真当当xVAxRRRR时，选用电流表内接法时，选用电流表内接法xVAxRRRR时，选用电流表外接法时，选用电流表外接法当当、直接比较法：当、直接比较法：当xv时，采用时，采用外接法外接法当当xv时，采用时，采用内接法内接法、比值法、比值法、实验试探法：、实验试探法：若伏特表示数有明显变化，即宜外接若伏特表示数有明显变化，即宜外接UUII若安培表示数有明显变化，即宜内接若安培表示数

27、有明显变化，即宜内接UUII例：例：如图所示为用伏安法测电阻的部分电路图，因为不知如图所示为用伏安法测电阻的部分电路图，因为不知道待测电阻道待测电阻RXRX的大概值，所以不能确定线路的接法。为了的大概值，所以不能确定线路的接法。为了减小误差，可在电路接好后将电压表的一个接线端减小误差，可在电路接好后将电压表的一个接线端K K分别分别与与M M、N N接触，观察电压表和电流表的计数哪一个有明显的接触，观察电压表和电流表的计数哪一个有明显的变化。下列关于观察到的现象及应选用的接法的叙述中，变化。下列关于观察到的现象及应选用的接法的叙述中，正确的是：（）正确的是：（）A A、若电流表读数有明显的、若

28、电流表读数有明显的变化，则变化，则K K应接在应接在M M点点; ;B B、若电流表读数有明显的、若电流表读数有明显的变化，则变化，则K K应接在应接在N N点点; ;C C、若电压表读数有明显的、若电压表读数有明显的变化，则变化，则K K应接在应接在M M点点; ;D D、若电压表读数有明显的、若电压表读数有明显的变化，则变化，则K K应接在应接在N N点点 AvMN限流和分压电路的选取限流和分压电路的选取 1.1.限流式限流式 EsRABPRx图中变阻器起限流作用，求图中变阻器起限流作用，求待测电阻待测电阻R Rx x的的电压可调范围电压可调范围EERRRxx 限流式电路的特点限流式电路的

29、特点: :1.1.电压不能从零开始调节电压不能从零开始调节, ,调节范围较小调节范围较小. . 但电路结构较为简单但电路结构较为简单. .2.2.电能损耗较小电能损耗较小. .2.2.分压式分压式 图中变阻器起分压作用，求图中变阻器起分压作用，求待测电阻待测电阻R Rx x的的电压可调范围电压可调范围E0分压式电路的特点分压式电路的特点: :1.1.电压可以从零开始调节到电源电动势电压可以从零开始调节到电源电动势, ,调节范调节范围较大围较大. . 但电路结构较为复杂但电路结构较为复杂. .2.2.电能损耗较大电能损耗较大. .EsPRxRAB限流式限流式 分压式分压式 可调范围可调范围变阻器

30、变阻器电能损耗电能损耗EERRRxxE0较大阻值较大阻值较小阻值较小阻值较小较小较大较大 若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即滑动变阻器阻值调至最大时，待测电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选择分压式。 限流式适合测量阻值小的电阻（跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小）。分压式适合测量阻值较大的电阻（一般比滑动变阻器的总电阻要大）。 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以至在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路。 若实验中要求电压调节从0开始连续可调，能够测出多组数据，则必须采用分压式电路。 当电路对限流和分压没有明确要求时，采用限流接法比分压接法节能 (1)待测电阻待测电阻 (约约100)(2)直流毫安表直流毫安表(量程量程10mA，内阻，内阻50)(3)直流电压表直流电压表(量程量程3V，内阻，内阻5k)(4)直流电源直流电源(输出电压输出电压4V，内阻可不计，内阻可不计)(