1、-1-6 导体的电阻-2-6 导体的电阻 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 情境导入课程目标 1.通过对决定导体电阻的因素的探究过程,体会控制变量法和逻辑思维法.2.加深对导体电阻的理解,并能进行有关计算.3.理解电阻率的概念及物理意义,了解电阻率与温度的关系.-3-6 导体的电阻 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 一、影响导体电阻的因素探究方案一:实验探究实验目的:探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的
2、关系.实验方法:控制变量法.实验原理:串联电路中电压和电阻成正比.实验电路:如图所示.-4-6 导体的电阻 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 实验器材:a、b、c、d 是四条不同的金属导体:b 与 a 长度不同,横截面积、材料相同;c 与 a 横截面积不同,长度、材料相同;d 与 a 材料不同,长度、横截面积相同.实验过程:(1)按照电路图将实物连接好.(2)将滑动变阻器的滑片滑到最右端,将 S 闭合.(3)改变滑动变阻器滑动触头的位置,得到多组电压表的读数.(4)对每一组数值进行分析,得出电阻与
3、长度、横截面积及材料的关系.实验结果:同种材料的导体,电阻之比等于长度之比,等于横截面积之比的倒数;长度、横截面积相同,材料不同的导体,电阻不同.-5-6 导体的电阻 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 探究方案二:逻辑推理(1)分析导体的电阻与它的长度的关系利用串联电路的电阻规律可推导出在横截面积、材料相同的条件下,导体的电阻与长度成正比.(2)研究导体的电阻与它的横截面积的关系利用并联电路的电阻规律,可推导出在长度、材料相同的条件下,导体的电阻与横截面积成反比.-6-6 导体的电阻 JICHU
4、ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二(3)实验探究导体电阻与材料的关系在长度、横截面积都相同的条件下,材料不同,测得其电阻不同,说明电阻与材料有关.依据以上推得的结论可以将电阻、长度、横截面积写成 R,若写成等式,可以加一个比例系数,即 R=.实验发现,对同一种材料,改变 l 或 S,其比例系数 是不变的.-7-6 导体的电阻 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 二、导体的电阻1.电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其
5、电阻 R 与它的长度 l 成正比,与它的横截面积 S 成反比,还与构成导体的材料有关.(2)公式:R=.l 表示导体的长度,S 表示横截面积,是电阻率.-8-6 导体的电阻 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 2.电阻率(1)物理意义:电阻率 是一个反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关.(2)大小:=.说明:各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为 1 m,横截面积为 1 m2 的导体的电阻.-9-6 导体的电阻 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 Z
6、HONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二(3)单位是欧姆米,符号为 m.(4)电阻率与温度的关系:各种材料的电阻率都随温度的变化而变化.金属的电阻率随温度升高而增大,可用于制造电阻温度计.有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制作标准电阻.各种金属中,银的电阻率最小,其次是铜、铝,合金的电阻率大于组成它的任何一种纯金属的电阻率.-10-6 导体的电阻 JICHU ZHISHI基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 SUITANG LIANXI随堂练习 一 二 温馨提示不同材料的物质由于结构的不同,除了电阻率
7、不同以外,许多方面都有很大的不同.半导体材料就是一个特例,当今科技发展,半导体发挥着越来越多的作用.半导体的三个特性:(1)热敏特性;(2)光敏特性;(3)掺杂特性.-11-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 对电阻定律的正确理解 问题导引 电缆线是现实生活中最常使用的导线,如图所示.请思考:(1)常见的电缆线一般是什么材质做成的?(2)为何制作电缆线时将许多较细的导线缠绕在一起?提示:(1)常见的电缆线一般是铜或者铝制成;(2)许多较细的导线缠绕在一起,增大了横截面积,使电
8、缆的电阻减小,降低功率的损失.-12-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 名师精讲 1.公式 R=中各物理量的意义(1)表示材料的电阻率,与材料和温度有关.反映了导体的导电性能,越大,说明导电性能越差,越小,说明导电性能越好.(2)l 表示沿电流方向导体的长度.(3)S 表示垂直于电流方向导体的横截面积.-13-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 如图所示,
9、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.-14-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 2.R=与 R=的区别 R=lSR=UI意义决定式定义式理解说明导体的电阻由、l、S 决定,即与 l 成正比,与 S 成反比提供了一种测电阻的方法伏安法,不能认为 R 与 U 成正比,与 I 成反比适用范围金属导体、电解质溶液纯电阻电路-15-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU Z
10、HISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 特别提醒(1)公式 R=适用于粗细均匀的金属导体或横截面积相同且浓度均匀的电解液.(2)R=是电阻的决定式,表明 R 与、l 及 S 有关;R=电阻的计算式,不能由此得出 R 与 U 或者 I 有关.-16-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二【例 1】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.将金属丝两端的电压提高到原来的 4 倍C.将金
11、属丝对折后拧成一股D.将金属丝拉长至 4L-17-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 解析:由电阻定律 R=得,当把金属丝拉长至 2L 时,其横截面积将变为2,电阻将变为 4R,选项 A 正确,选项 D 错误.金属丝电阻不受两端所加电压的影响,取决于金属丝本身的材料及金属丝的温度等,选项 B 错误.将金属丝对折后,其长度变为2,横截面积变为 2S,电阻将变为4,选项 C 错误.答案:A-18-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZH
12、ISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 题后反思公式 R=的应用策略(1)公式 R=中的 l 是沿电流方向的导体长度,S 是导体垂直电流方向的横截面积.(2)一定几何形状的导体电阻的大小与接入电路的具体方式有关,在应用公式 R=求电阻时要注意导体长度和横截面积的确定.(3)一定形状的几何导体当长度和横截面积发生变化时,导体的电阻率不变,体积不变,由 V=Sl 可知,l 和 S 成反比,这是解决此类电阻变化问题的关键.-19-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习
13、探究一 探究二 3.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.-20-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二(2)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,正确的连接是接 A 与D 或 C,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 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.-21-6 导体的电阻 ZHO
14、NGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二【例 2】一同学将滑动变阻器与一个 68 W 的小灯泡 L(其正常工作时的电阻为50)及开关 S 串联后接在 6 V 的电源 E 上,当 S 闭合时,发现灯泡发亮.按图示接法,当滑片 P 向右滑动时,灯泡将()A.变暗 B.变亮C.亮度不变D.可能烧坏灯泡点拨:滑动变阻器通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电路中的电阻,从而控制电路中的电流.解析:滑片 P 向右滑动时,接入电路部分电阻减小,电路中电流变大,灯泡将变亮.由小灯泡正常工作时的电功率和电阻可判断它不可能
15、被烧坏.答案:B-22-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 题后反思分析滑动变阻器在电路中所起的作用,先弄清连接方式,再找出有效部分,根据滑片的移动分析电阻的变化.触类旁通如何测量滑动变阻器的最大阻值?答案:把滑动变阻器电阻丝两端连入电路,用伏安法进行测量.-23-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 正确理解电阻率 问题导引 我们知道 R=其中 为导体的电阻
16、率,那么:(1)不同材料的电阻率相同吗?(2)什么因素影响电阻率的大小?提示:电阻率与导体的材料及温度有关,不同的材料,电阻率不同.-24-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 名师精讲 1.物理意义电阻率 是一个反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关,它的单位是欧姆米,符号是 m.2.大小(1)计算公式:=.(2)各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为 1 m、横截面积为 1 m2 的导体的电阻.-25-6 导体的电阻 ZHONGDI
17、AN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 3.电阻率与温度的关系:电阻率往往随温度的变化而变化(1)金属的电阻率随温度升高而增大(可用于制造电阻温度计);(2)半导体和绝缘体的电阻率随温度的升高而减小(半导体的电阻率随温度变化较大,可用于制做热敏电阻);(3)有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响(可用来制做标准电阻);(4)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超导体.-26-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识
18、 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 4.电阻与电阻率的区别 电阻 R电阻率 描述对象导体材料物理意义反映导体对电流阻碍作用的大小,R 越大,阻碍作用越大反映材料导电性能的好坏,越大,导电性能越差决定因素由材料、温度和导体形状决定由材料、温度决定,与导体形状无关单位欧姆()欧姆米(m)联系R=lS,大,R 不一定大,导体对电流阻碍作用不一定大;R 大,不一定大,导电性能不一定差-27-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二【例 3】关于电阻和电阻率,下列说法中正
19、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.材料的电阻率随温度的升高而增大D.对某一确定的导体当温度升高时,发现它电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大点拨:导体的电阻由、l、S 共同决定,而 是由导体的材料和温度决定的.-28-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 解析: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 A、B、C 错.若导
20、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 D 选项正确.答案:D-29-6 导体的电阻 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 SUITANG LIANXI随堂练习 探究一 探究二 题后反思电阻率与电阻是两个不同的概念,电阻率与材料和温度有关,而导体电阻 R=既与材料有关,还与 l、S 有关,大,R 不一定大,小,R 不一定小.-30-6 导体的电阻 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 51.关于电阻率的正确说法是()
21、A.电阻率 与导体的长度 l 和横截面积 S 有关B.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,可用来制成电阻温度计解析:电阻率反映材料导电强弱,只与材料及温度有关,与导线的长度 l 和横截面积无关,故选项 A 错误,选项 B 正确.由 R=知 大,R 不一定大,选项 C错误;有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制成标准电阻,选项 D 错误.答案:B-31-6 导体的电阻 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重
22、点难点 1 2 3 4 52.一根阻值为 R 的均匀电阻丝,长为 L,横截面积为 S,设温度不变,在下列哪些情况下,其电阻值仍为 R()A.当 L 不变、S 增大一倍时B.当 S 不变、L 增大一倍时C.当 L 和 S 都缩为原来的 1/2 时D.当 L 和横截面的半径都增大一倍时解析:由 R=得:L 不变、S 增大一倍时,R 变为原来的12;S 不变、L 增大一倍时,R 变为原来的二倍;L、S 都缩为原来的12时,R 不变;L 和横截面的半径都增大一倍时,R 变为原来的12.答案:C-32-6 导体的电阻 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHO
23、NGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 53.如图所示,a、b 分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线,下列判断中正确的是()A.a 电阻丝较粗B.b 电阻丝较粗C.a 电阻丝的阻值小于 b 电阻丝的阻值D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比-33-6 导体的电阻 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 5解析:根据电阻丝的伏安特性曲线可知,它们的电阻关系 RaRb,选项 C 错误;由公式R=得,电阻丝的横截面积S=,所以 SaSb,即 b电阻丝较粗,选
24、项 A错误,选项 B 正确.电阻丝的阻值与电压无关,仅由电阻丝自身因素决定,选项 D 错误.答案:B-34-6 导体的电阻 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 54.一段长为 L,电阻为 R 的均匀电阻丝,把它拉制成长为 3L 的均匀细丝后,切成等长的三段,然后把它们并联在一起,其电阻值为()A.3B.3RC.9D.R-35-6 导体的电阻 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 5解析:将电
25、阻丝拉制成长为 3L 的均匀细丝后,横截面积变为原来的13,根据电阻定律 R=知,电阻丝电阻变为原来的 9 倍,即 9R.再将电阻丝切成等长的三段后,每段的电阻值为3R,故将这三段并联后的总电阻R=33R,选项 D 正确.答案:D-36-6 导体的电阻 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 55.(多选)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,变阻器接入电路中的阻值增大B.若将 a、d 两端连在电路中,则当滑片 OP 向右
26、滑动时,变阻器的阻值减小C.将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,必须连入三个接线柱D.将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入三个接线柱-37-6 导体的电阻 SUITANG LIANXI随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN重点难点 1 2 3 4 5解析:若将 a、c 两端连在电路中,aP 部分将连入电路,则当滑片 OP 向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值将增大,选项 A 正确;若将 a、d 两端连在电路中,也是 aP 部分将连入电路,则当滑片 OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值将增大,选项 B 错误;A、B 两个选项中均为限流式接法,可见在限流式接法中,a、b 两个接线柱中任意选一个,c、d 两个接线柱中任意选一个,接入电路即可,选项 C 错误;在滑动变阻器的分压式接法中,a、b 两个接线柱必须接入电路,c、d 两个接线柱中任意选一个接入电路即可,选项 D 正确.答案:AD