粤教版物理选修3-1三维设计 2.1探究决定导线电阻的因素(可自主编辑)

1、结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页1实验目的实验目的用实验的方法测量金属材料的电阻率，在测量过程中注意用实验的方法测量金属材料的电阻率，在测量过程中注意电路的选择和电表的选择。电路的选择和电表的选择。自读教材自读教材抓基础抓基础 第一节第一节 探究决定导线电阻的因素探究决定导线电阻的因素电阻定律的实验探究电阻定律的实验探究结结 束束首 页末 页上一页下一页3实验器材实验器材_ (3 V)、直流电流表、直流电流表(00.6 A)、_ (03 V)、_ (010 )、米尺、米尺、_、不、不同合金制成的导线若干、开关同合金制成的导线若干、开关1只、导线若干。只、导线

2、若干。控制变量控制变量 材料材料横截面积横截面积长度长度电源电源直流电压表直流电压表滑动变阻器滑动变阻器螺旋测微器螺旋测微器结结 束束首 页末 页上一页下一页(1)导体的长度越长，电阻越大。导体的长度越长，电阻越大。()(2)导体的横截面积越大，电阻越小。导体的横截面积越大，电阻越小。()(3)材料相同的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越材料相同的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越大。大。()学后自检学后自检(判一判判一判) 结结 束束首 页末 页上一页下一页跟随名师跟随名师 解疑难解疑难 结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一

3、页特别提醒特别提醒误差来源于电流表的分压，分压越少，误差误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小，所以该电路适合测量大电阻，即越小，所以该电路适合测量大电阻，即 RRA。结结 束束首 页末 页上一页下一页特别提醒特别提醒误差来源于电压表的分流作用，分流越小，误差来源于电压表的分流作用，分流越小，误差越小，所以该电路适合测量小电阻，即误差越小，所以该电路适合测量小电阻，即RRV。结结 束束首 页末 页上一页下一页2滑动变阻器滑动变阻器(1)结构：如图结构：如图213所示，甲、乙分别是滑动变阻器的所示，甲、乙分别是滑动变阻器的实物图和原理图。实物图和原理图。AB是一金属杆，其电阻为零，是一金属杆

4、，其电阻为零，CD是电阻率是电阻率较大、长度较长的电阻丝，缠绕在陶瓷管上，匝与匝之间是绝较大、长度较长的电阻丝，缠绕在陶瓷管上，匝与匝之间是绝缘的，有两条比较光亮的线，是被刮掉绝缘层的部分，缘的，有两条比较光亮的线，是被刮掉绝缘层的部分，P是滑是滑片，上端与金属杆连接，下端与电阻丝连接。片，上端与金属杆连接，下端与电阻丝连接。图图213 结结 束束首 页末 页上一页下一页(2)两种接法：两种接法：结结 束束首 页末 页上一页下一页3螺旋测微器螺旋测微器(1)结构：结构：螺旋测微器螺旋测微器(如图如图214所示所示)是一种测量长度的仪器，是一种测量长度的仪器，又叫千分尺，用它测量长度可以精确到又

5、叫千分尺，用它测量长度可以精确到0.01 mm。图图214螺旋测微器螺旋测微器 结结 束束首 页末 页上一页下一页(2)读数方法：读数方法：测量值固定刻度测量值固定刻度B上的整毫米数上的整毫米数0.5 mm(判断半刻度判断半刻度是否露出，未露出时为是否露出，未露出时为0)0.01 mm可动刻度上对齐的格数可动刻度上对齐的格数(估读估读)。结结 束束首 页末 页上一页下一页学后自检学后自检(小试身手小试身手) 结结 束束首 页末 页上一页下一页解析：解析：选选D滑动变阻器有分压和限流两种接法，此题滑动变阻器有分压和限流两种接法，此题是限流接法，在限流时接入的两个接线柱为上面一个，下面一是限流接法

6、，在限流时接入的两个接线柱为上面一个，下面一个，故个，故A错误；当下端接错误；当下端接b时向右移动，电阻变小，电流变时向右移动，电阻变小，电流变大，故大，故 B、C 错误；当下端接错误；当下端接a时向右移动，电阻变大，电流时向右移动，电阻变大，电流变小，故变小，故D 正确。正确。结结 束束首 页末 页上一页下一页2分别用图分别用图216所示的所示的(a)、(b)两种电路测量同一未两种电路测量同一未知电阻的阻值。图知电阻的阻值。图(a)中两表的示数分别为中两表的示数分别为3 V、4 mA，图，图(b)中两表的示数分别为中两表的示数分别为4 V、3.9 mA，则待测电阻，则待测电阻Rx的真实值为的

7、真实值为()图图216A略小于略小于1 k B略小于略小于750 C略大于略大于1 k D略大于略大于750 结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页3用螺旋测微器用螺旋测微器(千分尺千分尺)测小球直径，示数如图测小球直径，示数如图217所示，这时读出的数值是所示，这时读出的数值是_，单位是，单位是_。图图217 结结 束束首 页末 页上一页下一页解析：解析：主尺读数为主尺读数为8.000 mm，半毫米刻度线未露出，无，半毫米刻度线未露出，无读数。再从可动刻度上读出整刻度数读数。再从可动刻度上读出整刻度数0.460 mm，千分位估读，千分位估读数为数为0.008 m

8、m。三者读数相加即得小球的直径：。三者读数相加即得小球的直径：(8.0000.4600.008)mm8.468 mm。(8.467 mm8.469 mm都对都对)答案：答案：8.468 (8.467 8.469)mm结结 束束首 页末 页上一页下一页1电阻定律电阻定律(1)内容：实验表明，均匀导体的电阻内容：实验表明，均匀导体的电阻R跟它的跟它的_成正比，跟它的成正比，跟它的_成反比，这就是电阻定律。成反比，这就是电阻定律。(2)公式：公式：_，式中，式中是比例常量，反映材料对导是比例常量，反映材料对导体电阻的影响。体电阻的影响。自读教材自读教材抓基础抓基础 电阻定律及电阻率电阻定律及电阻率长

9、度长度l横截面积横截面积S结结 束束首 页末 页上一页下一页2电阻率电阻率(1)物理意义：电阻率物理意义：电阻率是反映导体是反映导体_的物理量，的物理量，与导体的形状、大小与导体的形状、大小_，它的单位是，它的单位是_，国际符，国际符号是号是m。(2)电阻率与温度的关系：实验表明，材料的电阻率随温电阻率与温度的关系：实验表明，材料的电阻率随温度的变化而改变，金属的电阻率随温度的升高而度的变化而改变，金属的电阻率随温度的升高而_。有。有些合金如锰铜合金和镍铜合金的电阻率受温度的影响很小，可些合金如锰铜合金和镍铜合金的电阻率受温度的影响很小，可用来制作用来制作_。导电性能导电性能无关无关欧姆米欧姆

10、米增大增大标准电阻标准电阻结结 束束首 页末 页上一页下一页(1)金属电阻随温度变化的原因是热胀冷缩导致金属电阻金属电阻随温度变化的原因是热胀冷缩导致金属电阻的长短和横截面积发生变化，所以金属的电阻随温度变化的幅的长短和横截面积发生变化，所以金属的电阻随温度变化的幅度不大。度不大。()(2)温度变化导致金属电阻变化的原因是金属的电阻率随温度变化导致金属电阻变化的原因是金属的电阻率随温度变化。温度变化。()(3)金属导线对折或拉伸后电阻发生变化的原因不是电阻金属导线对折或拉伸后电阻发生变化的原因不是电阻率的变化，而是导线长度、横截面积的变化。率的变化，而是导线长度、横截面积的变化。()学后自检学

11、后自检(判一判判一判) 结结 束束首 页末 页上一页下一页跟随名师跟随名师 解疑难解疑难 结结 束束首 页末 页上一页下一页图图218 结结 束束首 页末 页上一页下一页2电阻与电阻率的区别与联系电阻与电阻率的区别与联系结结 束束首 页末 页上一页下一页特别提醒特别提醒各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化。化。(1)金属的电阻率随温度的升高而增大。金属的电阻率随温度的升高而增大。(2)半导体半导体(热敏电阻热敏电阻)的电阻率随温度的升高而减小。的电阻率随温度的升高而减小。结结 束束首 页末 页上一页下一页(好题共享好题共享选自鲁科版教材选自鲁科版教材)

12、如图如图219所示，把一个长方体铜柱的所示，把一个长方体铜柱的ab端、端、cd端、端、ef端分别接入电路，铜的电阻率为端分别接入电路，铜的电阻率为，计算接入电路中的电阻各，计算接入电路中的电阻各是多大。是多大。学后自检学后自检(小试身手小试身手) 图图219 结结 束束首 页末 页上一页下一页答案：答案：见解析见解析结结 束束首 页末 页上一页下一页 电阻定律的应用电阻定律的应用结结 束束首 页末 页上一页下一页典题例析典题例析 结结 束束首 页末 页上一页下一页答案答案D结结 束束首 页末 页上一页下一页探规寻律探规寻律 结结 束束首 页末 页上一页下一页结结 束束首 页末 页上一页下一页2

13、某金属导线的电阻率为某金属导线的电阻率为，电阻为，电阻为R，现将它均匀拉长，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()A4和和4RB和和4RC16和和16R D和和16R解析：解析：选选D导体的电阻率反映材料的导电性能，温度一导体的电阻率反映材料的导电性能，温度一定时电阻率是不变的。导线拉长后，直径变为原来的一半，则定时电阻率是不变的。导线拉长后，直径变为原来的一半，则横截面积为原来的横截面积为原来的1/4，因总体积不变，长度变为原来的，因总体积不变，长度变为原来的4倍，倍，由电阻定律计算可知电阻变为原来的由电阻定

14、律计算可知电阻变为原来的16倍。倍。跟踪演练跟踪演练 结结 束束首 页末 页上一页下一页1如图如图2110所示，所示，P 是一个表面是一个表面镀有很薄金属膜的长陶瓷管，其长度为镀有很薄金属膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为直径为D，镀膜的厚度为，镀膜的厚度为d。管两端有导电。管两端有导电金属箍金属箍M、N。现把它接入电路中，测得它。现把它接入电路中，测得它典题例析典题例析 电阻率的计算电阻率的计算图图2110 的两端电压为的两端电压为U，通过它的电流为，通过它的电流为I，则金属膜的电阻为，则金属膜的电阻为_，镀膜材料电阻率的计算式为，镀膜材料电阻率的计算式为_。结结 束束首 页末 页上一页下一页思路点拨思路点拨图图2111 由欧姆定律可得由欧姆定律可得R_将膜层展开，如图将膜层展开，如图2111所示，则膜层等效所示，则膜层等效为一电阻，其长为为一电阻，其长为_，横截面积为，横截面积为_由电阻定律得由电阻定律得R_，则，则_。结结 束束首