高中物理选修3-1：2.6-导体的电阻要点教学内容

1、高中物理选修3-1：2.6-导体的电阻要点跟横截面积跟横截面积S有关有关与材料有关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：导体的电阻结论：导体的电阻R跟它的长度跟它的长度l、横截面积横截面积S、材料有关。、材料有关。(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

2、l：用：用mm刻度尺测刻度尺测.(二二)实验探究实验探究一、影响导体电阻的因素一、影响导体电阻的因素横截面积横截面积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.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。AVR伏安法测电阻的原理图：伏安法测电阻的原理图：电流表外接法电流表外接法分压式接法分压式接法a 和和 b ：长度：长度l不同不同探究方案一探究方案一aVV

3、VVbcda 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.同种材料同种材料, ,S S一

4、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理论探究理论探究电阻串联电阻串联电阻并联电阻并联R RL L SR1探究导体电阻与其影响因素的定量关系探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验电路实验电路: :实验电路图实验电路图: :电流表外接法电流表外接法 限流式电路限流式电路VAL/m123U/VI/AR/实验数据实验数据: :横截面积横截面积, ,材料相同材料相同实验结论实验结论: :1.1.同种材料同种材料, ,S S一定一定, ,电阻电阻

5、R R与与L L成正比成正比LR 探究方案二探究方案二探究导体电阻与其影响因素的定量关系探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验电路实验电路: :实验电路图实验电路图: :电流表外接法电流表外接法限流式电路限流式电路VAS/mm2123U/VI/AR/实验数据实验数据: :长度长度, ,材料相同材料相同实验结论实验结论: :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SR1探究导体电阻与其影响因素的定量关系探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验电路实验电路: :实验电路图实验电路图: :电流表外接法电流表外接法限流式电路限流式电路VA材料12U/VI/AR/实验数

6、据实验数据: :长度长度, ,横截面积相同横截面积相同实验结论实验结论: :3.3.不同种材料不同种材料,R,R不同不同二、电阻定律1.内容：同种材料的导体同种材料的导体, ,其电阻其电阻R R与它的长度与它的长度L L成正比成正比, ,与它的横截面积与它的横截面积S S成反比成反比; ;导体电阻与构成它导体电阻与构成它的材料有关的材料有关. .2.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，称为材是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。料的电阻率。3.适用条件：适用条件：温度一定温度一定,粗细均匀的金属导粗细均匀的

7、金属导体体,或浓度均匀的电解液或浓度均匀的电解液.区别：区别：是定义式是定义式是决定式是决定式IUR lRs公公式式三、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、S无关无关!3.单位单位:欧欧米米( )m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：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

8、导体的导电性能导电性能具有具有可控性，可控性，导电性导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻率随温能介于导体和绝缘体之间，电阻率随温度的升高而减小度的升高而减小电阻率与温度关系电阻率与温度关系:(m)020100银银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

9、阻率 电阻电阻反映反映导体导体对对电流阻碍电流阻碍作用大小作用大小的性质的性质，电阻大电阻大的导体对的导体对电流的阻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导电性能好坏好坏的性的性质质，电阻率小电阻率小的材料的材料导电性能好导电性能好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

10、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

11、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

12、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、如图所示，、如图所示，P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为陶瓷管，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。管两端有导电金属箍两端有导电金属箍M、N。现把它接入电路中，测得。现把它接入电路中，测得它两端电压为它两端电压为U，通过它的电流为，通过它的电流为I。则金属膜的电阻。则金属膜的电阻为为_ ，镀膜材料的电阻率，镀膜材料的电阻率=_ 。 IUILdDU1

13、、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？5倍倍 若把这根导线的一半均匀拉长若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍原来的多少倍?8课堂练习课堂练习2、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E2D.细棒两端的电压细棒两端的电压U1大于粗棒两端的电压大于粗棒两端的电压U2ABCDI1I2U1U23、甲乙两根保险丝均由同种、甲乙两根保险丝均由同种材料制成材料制成,直径分别是直径分别是d