选修3-12.6导体的电阻(新) LI

1、新课标高中物理选修312-6 2-6 导体的电阻导体的电阻第二章第二章 恒定电流恒定电流问题问题1:导体的电阻导体的电阻R到底由哪些因素决定呢到底由哪些因素决定呢?(一一)大胆猜想大胆猜想一、影响导体电阻的因素一、影响导体电阻的因素跟跟长长度度l l有有关关跟跟横横截截面面积积S有有关关铁丝铁丝铜导线铜导线 生活中电线为什么用铜丝而不用铁丝，说明导体生活中电线为什么用铜丝而不用铁丝，说明导体与什么有关？与什么有关？导体与材料有关！导体与材料有关！横截面积横截面积S长度长度L L材料材料温度结论：结论：导体的电阻导体的电阻R R跟它的长度跟它的长度l l、横截面积横截面积S S、材料有关。、材料

2、有关。L1、R1L1、R1L1、R1L1、R1 1.导体的电阻导体的电阻R与长度与长度L的关系的关系1nRR 1nLL LLRR11LR 讨论：讨论：1 12 23 3n nS0R0R=R0/nnS0SR100SSRRnRR00nSS 2.2.导体的电阻导体的电阻R与横截面积与横截面积S的关系的关系实验方案：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 实验方法：实验方法：控制变量法。控制变量法。a 和和 b ：长度：长度l不同不

3、同探究方案探究方案aVVVVbcda 和和 c ：横截面积：横截面积S不同不同a 和和 d ：材料不同：材料不同限流式接法限流式接法实验探究电阻的影响因素实验探究电阻的影响因素控制变量法控制变量法电压表先测电压表先测a的电压的电压Ua，再测，再测b的电压的电压UbabcdV实验探究电阻的影响因素实验探究电阻的影响因素控制变量法控制变量法电压表先测电压表先测a的电压的电压Ua，再测，再测c的电压的电压UcabcdVabcdV实验探究电阻的影响因素实验探究电阻的影响因素控制变量法控制变量法电压表先测电压表先测a的电压的电压Ua，再测，再测d的电压的电压UdSR1实验结论实验结论: :1.1.同种材

4、料同种材料, ,S S一定一定, ,电阻电阻R R与与L L成正比成正比2.2.同种材料同种材料, ,L L一定一定, ,电阻与电阻与S S成反比成反比LR 3.3.不同种材料不同种材料, ,R R不同不同aVVVVbcd二、电阻定律二、电阻定律1.1.内容：内容：同种材料的导体同种材料的导体, ,其电阻其电阻R R与它的与它的长度长度L L成正比成正比, ,与它的横截面积与它的横截面积S S成成反比反比; ;导体电阻与构成它的材料有导体电阻与构成它的材料有关关. .2.2.表达式表达式: :SlR 是比例常数，它与导体的材料有关，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

5、，称是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。为材料的电阻率。几种导体材料的电阻率几种导体材料的电阻率银银 1.6 10-8铜铜 1.7 10-8铝铝 2.9 10-8钨钨 5.3 10-8铁铁 1.0 10-7锰铜合金锰铜合金 4.4 10-7镍铜合金镍铜合金 5.0 10-7镍铬合金镍铬合金 1.0 10-6三、电阻率三、电阻率1.意义意义:反映反映材料材料导电性能导电性能好坏的物理量好坏的物理量. .2.定义式：定义式：lRS 由材料和由材料和温度温度决定决定, ,与与l l、S S无关无关!3.单位单位:欧欧米米( )m4.电阻率与温度关系电阻率与温度关系:(m)020100银

6、银14810816108207108铜铜14310817108207108铝铝26710829108380108钨钨48510853108710108铁铁08910710107144107锰铜合金锰铜合金441074410744107镍铜合金镍铜合金501075010750107几种材料在不同温度下的电阻率几种材料在不同温度下的电阻率1、_2、_ 3 、_ 4 、_ 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

7、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)温度温度阻阻率率合金的电阻率几乎不受温度影响合金的电阻率几乎不受温度影响金属材料的电阻率随温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几种材料在不同温度下的电阻率几种材料在不同温度下的电阻率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

8、电阻合金：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导电性能介于导体和绝缘体之间导电性能介于导体和绝缘体之间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

9、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、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 CCTV CCTV - -每周质量报告每周质量报告 消息引用检验负责人的话：消息引用检验负责人的话：“不合格产品中，不合格产品中，大部分存在电阻不合格问题

10、，主要是铜材质量不合格，大部分存在电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜。再一个就是铜材质使用了再生铜或含杂质很多的铜。再一个就是铜材质量合格，但把截面积缩小了，买量合格，但把截面积缩小了，买2.52.5平方（毫米）的线，平方（毫米）的线，拿到手的线可能是拿到手的线可能是1.51.5或或1.51.5多一点的，载流量不够。多一点的，载流量不够。另一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电另一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求线外皮，电阻率达不到要求 谈一谈，这位负责人讲话中体现了哪些物理原理？谈一谈，这位负责人讲话中体现了哪些物理原理

11、？说一说说一说课堂小结课堂小结本节课学到了以下内容：本节课学到了以下内容：1 1、基本知识：、基本知识：电阻定律电阻定律电阻率电阻率2 2、探究方法：、探究方法：观察猜想观察猜想实验实验数据分析数据分析归纳归纳-结论结论控制变量法控制变量法3 3、探究过程、探究过程：lRs区别：区别：导体导体的电阻和的电阻和材料材料的的电阻率电阻率 电阻电阻反映反映导体导体对电流阻碍作用大小对电流阻碍作用大小的性质的性质，电阻大的导体对电流的阻，电阻大的导体对电流的阻碍作用大碍作用大 电阻率电阻率反映反映材料材料导电性能好坏导电性能好坏的性的性质质，电阻率小的材料导电性能好，电阻率小的材料导电性能好区别：区别

12、：是定义式是定义式是决定式是决定式IUR lRs公公式式答：不对答：不对;电阻率反映导体材料导电性能的优劣电阻率反映导体材料导电性能的优劣,电阻率大电阻率大,不一定电阻大不一定电阻大,由电阻定律由电阻定律,电电阻还与阻还与 l 和和S有关有关. 1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质，、有人说电阻是导体阻碍电流的性质，电阻率是由导体材料的性质决定的，所以电阻率是由导体材料的性质决定的，所以电阻率越大，则电阻越大，对吗电阻率越大，则电阻越大，对吗?为什么为什么?思考与讨论思考与讨论 2、一白炽灯泡铭牌显示、一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”字字样，由计算得出灯泡灯丝电阻样，由计算得出灯泡灯丝电

13、阻R=484 ，该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的电阻值，两者一样吗电阻值，两者一样吗?为什么为什么?不一样不一样100W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484 是工作时的电阻是工作时的电阻;当灯泡当灯泡不工作时不工作时,由于温度低由于温度低,电阻比正常工作时电阻比正常工作时的电阻小，所以小于的电阻小，所以小于484 。3、一段均匀导线对折两次后并联、一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为在一起，测得其电阻为0.5 ，导线，导线原来的电阻多大？原来的电阻多大？9倍倍 若把这根导线的均匀拉长为原若把这根导线

14、的均匀拉长为原来的三倍，其电阻是原来的多少来的三倍，其电阻是原来的多少倍倍?8课堂练习课堂练习4、如图所示、如图所示,均匀的长方形薄片合金电均匀的长方形薄片合金电阻板阻板abcd,ab边长为边长为L1;ad边长为边长为L2,当端点当端点1、2或或3、4接入电路时接入电路时,R12:R34是是 ( )A、L1:L2 B、L2:L1C、1:1 D、L12:L22D1234abcd1L2L5、同一半圆形金属片，如图所示，从不、同一半圆形金属片，如图所示，从不同方向测量其电阻同方向测量其电阻 (1)Ra、Rb是否相等？是否相等？ (2)如果不等，如果不等，Ra、Rb谁大？谁大？ Ra、Rb比值是多少？

15、比值是多少？1.不等不等(a)又短又又短又“胖胖”,(b)又长又又长又“瘦瘦”; RaRb2.若若1/4圆形金属片电阻为圆形金属片电阻为R0,则则(a)为两为两R0并联并联, Ra = R0/2;(b)为两电阻串联为两电阻串联, Rb =2R0, Ra:Rb=1:46、如图示、如图示,两个截面积不同长度相等的两个截面积不同长度相等的均匀铜棒接在电路中均匀铜棒接在电路中,两端电压为两端电压为U,则则( )A.通过两棒的电流强度相等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两棒内的电场强度不同,细棒内的场强细棒内的场强E1大大于粗棒内的场强于粗棒内的场强