(上课用)电阻定律

1、电阻定律电阻定律请仔细观察两只灯泡的照片请仔细观察两只灯泡的照片,说出它们有哪些说出它们有哪些不同之处不同之处 ?与长度有关与长度有关与材料有关与材料有关一、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？与材料有关与材料有关与横截面积与横截面积定量关系定量关系？实验方法：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问题问题2 2: :如何如何研究电阻与研究电阻与长度、横截长

2、度、横截面积面积以及以及 材料材料 之间的定量关系之间的定量关系？实验电路图实验电路图: :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: :实实 验验 示示 意意 图图实实 验验 示示 意意 图图实验电路图实验电路图实验方案：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实实 验验 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S

3、S2SS 电压电压（V）电流电流(A)电阻电阻5 5、实验数据、实验数据()RL1RSLRSLRKSSLR电阻定律电阻定律一、电阻定律一、电阻定律导体的导体的电阻电阻R R跟它的跟它的长度长度L L成正成正比，跟它的比，跟它的横截面积横截面积S S成反比。成反比。2 2、表达式：、表达式：1 1、内容：、内容：SLR3.3.适用条件适用条件: :温度一定温度一定, ,粗细均匀的金属导体粗细均匀的金属导体, ,或浓或浓度均匀的电解液。度均匀的电解液。电阻率电阻率二、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. .电阻电阻率越小，

4、导电性能越好。率越小，导电性能越好。4 4、单位、单位：欧欧米（米（m)3 3、公式：、公式：RSL横截面积S=2长度长度l l=1m=1mSLR几种导体材料的电阻几种导体材料的电阻率率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。同种材料电阻率是相同的不同材料的导体电阻率不同。同种材料电阻率是相同的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.

5、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决定电阻率因素：由材料自身特性和温度决定。决定电阻率因素：由材料自身特性和温度决定。电阻率与温度的关系：电阻率与温度的关系： 半导体半导体 电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系：1、金属电阻率随温度升高而增大。应用：电阻温度计

6、。、金属电阻率随温度升高而增大。应用：电阻温度计。2、半导体的电阻率随温度的升高而减小。应用：热敏电阻，光、半导体的电阻率随温度的升高而减小。应用：热敏电阻，光敏电阻。敏电阻。3、部分合金如锰铜、镍铜电阻率几乎不受温度的影响。应用：、部分合金如锰铜、镍铜电阻率几乎不受温度的影响。应用：标准电阻。标准电阻。4、超导体：某些材料当温度降低到一定温度时，电阻率为零。、超导体：某些材料当温度降低到一定温度时，电阻率为零。区别导体的电阻和材料的电阻率区别导体的电阻和材料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阻率(1)(1)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

7、的性质的性质, ,电阻大的导体对电流的阻碍作用大。电阻大的导体对电流的阻碍作用大。(2)(2)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质的性质, ,电阻电阻率小的材料导电性能好。率小的材料导电性能好。思考与讨论思考与讨论: :R1 = R2SlRhaah由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关。这样在制造电路元件时,可以将其表面积做得很小,而不增大电阻,只要保证厚度不变即可,有利于电路元件的微型化。 R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R2的尺寸比R1小很多。通过两导体的电流方向如图所示。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

8、什么意义?思考与讨论:ahR1电流方向bR2h答答: :不对不对; ;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, ,电阻还与电阻还与 l l 和和S S有关。有关。 1 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, ,电阻率是由导体电阻率是由导体材料的性质决定的材料的性质决定的, ,所以电阻率越大所以电阻率越大, ,则电阻越大则电阻越大, ,对吗对吗? ?为什么为什么? ?思考与讨论 2 2、一白炽灯泡铭牌显示、一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”220V,100W

9、”字样字样, ,由计算得由计算得出灯泡灯丝电阻出灯泡灯丝电阻R R=484=484 , ,该阻值是工作时的电阻值还是该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的电阻值不工作时的电阻值, ,两者一样吗两者一样吗? ?为什么为什么? ?不一样不一样100W100W是额定功率是额定功率, ,是灯泡正常工作时的功率是灯泡正常工作时的功率, ,所以所以484484 是工作时的电阻是工作时的电阻; ;当灯泡不工作时当灯泡不工作时, ,由于温度低由于温度低, ,电电阻比正常工作时的电阻小阻比正常工作时的电阻小, ,所以小于所以小于484484 。3 3、如图所示、如图所示, ,均匀的长方形薄片合金电阻板均匀的长方形

10、薄片合金电阻板abcd,ababcd,ab边边长为长为L L1 1;ad;ad边长为边长为L L2 2, ,当端点当端点1 1、2 2或或3 3、4 4接入电路接入电路时时, ,R R1212: :R R3434是是( )( )A、L1:L2 B、L2:L1C、1:1 D、L12:L22D1234abcdL1L24 4、同一半圆形金属片、同一半圆形金属片, ,如图所示如图所示, ,从不同方向测量其电从不同方向测量其电阻阻(1)R(1)Ra a、R Rb b是否相等是否相等?(2)?(2)如果不等如果不等,R,Ra a、R Rb b谁大谁大?R?Ra a、R Rb b比值是多少比值是多少? ?1

11、.1.不等不等(a)(a)又短又又短又“胖胖”,(b),(b)又长又又长又“瘦瘦”; ; R Ra aRRb b2.2.若若1/41/4圆形金属片电阻为圆形金属片电阻为R R0 0, ,则则(a)(a)为两为两R R0 0并联并联, , R Ra a=R=R0 0/2;(b)/2;(b)为两电阻串联为两电阻串联, R, Rb b=2R=2R0 0, , R Ra a:R:Rb b=1:4=1:45 5、如图示、如图示, ,两个截面积不同长度相等的均匀铜棒接在电两个截面积不同长度相等的均匀铜棒接在电路中路中, ,两端电压为两端电压为U U, ,则则( )( )A.A.通过两棒的电流强度相等通过两

12、棒的电流强度相等B.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.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E E1 1大于粗棒大于粗棒内的场强内的场强E E2 2D.D.细棒两端的电压细棒两端的电压U U1 1大于粗棒两端的电压大于粗棒两端的电压U U2 2ABCDI1I2U1U26 6、甲乙两根保险丝均由同种材料制成、甲乙两根保险丝均由同种材料制成, ,直径分别是直径分别是d d1 1=0.5mm=0.5mm和和d d2 2=1mm,=1mm,熔断电流分别为熔断电流分别为2.0A2.0A和和6.0A,6.0A,把以上把以上

13、两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中, ,允许通允许通过的最大电流是过的最大电流是( )( )A、0.6A B、7.5AC、10.0A D、8.0AB1、实验目的: 探究导体的电阻R与导体的长度l、横截面积S、材料之间的关系。2、实验方法:控制变量法3、实验过程:长度l、横截面积S、电阻R的测量及方法:长度l:用mm刻度尺测(二)实验探究一、影响导体电阻的因素横截面积S:用累积法测直径电阻R:伏安法AVR伏安法测电阻的原理图电流表外接法分压式接法a和b:长度l不同探究方案一aVVVVbcda和c:横截面积S不同a和d:材料不同一、影响导体电阻的因素(

14、二)实验探究限流式接法实验探究电阻的影响因素控制变量法电压表先测a的电压Ua,再测b的电压UbabcdV实验探究电阻的影响因素控制变量法电压表先测a的电压Ua,再测c的电压UcabcdV实验探究电阻的影响因素控制变量法电压表先测a的电压Ua,再测d的电压UdabcdV探究方案一aVVVVbcd一、影响导体电阻的因素(二)实验探究结论:导体的电阻R跟长度l成正比,跟横截面积S成反比,还跟材料有关。一、影响导体电阻的因素(三)理论探究(逻辑推理)探究方案二理论探究和实验探究相结合1.理论探究导体的电阻R与长度l的关系2.理论探究导体的电阻R与横截面积S的关系3.实验探究导体的电阻R与材料的关系l1

15、、R1Rl1RnRl1、R1l1、R1l1、R11.理论探究导体的电阻R与长度l的关系11RlRl1lnl1sns11RsRs2.理论探究导体的电阻R与横截面积S的关系123nS1R1RS1RRn1Rs同种材料:lRs1Rs理论探究k是与l、S无关的常数!RllRksAVR3.实验探究导体的电阻R与材料的关系取不同长度、横截面积、不同材料的导体进行实验。(探究不同材料比例常数k)lRksskRllRksRlk由导体材料决定与l、S无关!一、影响导体电阻的因素1RslRslRkslRs实验探究理论探究电阻定律决定式电阻率重视:1、探究思想、方法 2、实验过程lRs0 1 2 3 4 5 6 7

16、8 9 001234567891001234567890012345678910游标尺游标尺紧固螺钉紧固螺钉主主尺尺尺尺身身内测量内测量爪爪外测量外测量爪爪深深度度尺尺二、游标卡尺：二、游标卡尺：051001（1）10分度游标卡尺分度游标卡尺（2）20分度游标卡尺分度游标卡尺（3）50分度游标卡尺分度游标卡尺01020012301234567890012345678910二、游标卡尺二、游标卡尺10分度游标卡尺的原理分度游标卡尺的原理051001游标尺游标尺:10格长格长9毫米刻，每小格为毫米刻，每小格为0.9毫米。毫米。即：即：游标比主尺游标比主尺每格少每格少0.1毫米毫米精确度为精确度为0

17、.10.1游标卡尺游标卡尺读数原理主尺主尺游标游标游标尺游标尺:10格长格长9毫米刻，每小格为毫米刻，每小格为0.9毫米。毫米。即：即：游标比主尺游标比主尺每格少每格少0.1毫米毫米0 1 2 3 4精确度为精确度为0.10.1010游标卡尺游标卡尺读数原理主尺主尺右移右移0.1mm每右移每右移0.1mm，总有一刻度对齐，总有一刻度对齐0 1 2 3 4010游标卡尺游标卡尺读数原理主尺主尺右移右移0.2mm第第N条刻度对齐，表示移动条刻度对齐，表示移动N个个0.1mm0 1 2 3 4100游标卡尺游标卡尺读数规则主尺主尺测量值测量值=主尺整毫米数主尺整毫米数+游标游标N线线 0.1mm0

18、1 2 3 4100游标卡尺游标卡尺读数练习0 1 2 3 4测量值：测量值：11 mm + 60.1mm=11.6mm0 10游标卡尺游标卡尺读数练习0 1 2 3 4测量值：测量值：0 mm + 80.1mm=0.8mm0 10游标卡尺游标卡尺读数练习0 1 2 3 4测量值：测量值：20 mm + 60.1mm=20.6mm0 10游标卡尺游标卡尺20等分刻度主尺主尺游标游标0 10 20 0 1 2 3 4精确度为精确度为0.050.05游标尺游标尺:20格长格长19毫米，每小格为毫米，每小格为0.95毫米。毫米。即：即：游标比主尺游标比主尺每格少每格少0.05毫米毫米游标卡尺游标卡尺

19、20等分刻度主尺主尺游标游标0 10 200 1 2 3 4测量值测量值=主尺整毫米数主尺整毫米数+游标游标N线线0.05mm游标卡尺游标卡尺50等分刻度主尺主尺游标游标0 10 20 30 40 500 1 2 3 4 5 6精确度为精确度为0.020.02游标尺游标尺:50格长格长49毫米，每小格为毫米，每小格为0.98毫米。毫米。即：即：游标比主尺游标比主尺每格少每格少0.02毫米毫米游标卡尺游标卡尺50等分刻度主尺主尺游标游标0 10 20 30 40 500 1 2 3 4 5 6测量值测量值=主尺整毫米数主尺整毫米数+游标游标N线线0.02mm游标卡尺游标卡尺1元硬币 直 径：25

20、.00mm 边缘厚：1.84 mm5角硬币 直 径：20.34mm 边缘厚：1.66 mm1角硬币 直 径：22.48mm 边缘厚：2.38 mm螺旋测微器的使用1、螺旋测微器的构造：AFCBEDDA、固定小砧F 、测微螺杆B、固定刻度E、可动刻度D、旋钮（又称微分筒） D、微调C、尺架2、螺旋测微器的使用方法： （1 1）使用前应先检查零点，方法是缓缓转动保护旋钮使用前应先检查零点，方法是缓缓转动保护旋钮DD，使，使测微螺杆测微螺杆F F和固定小砧和固定小砧A A接触，到棘轮发出声音为止，此时可动刻接触，到棘轮发出声音为止，此时可动刻度度E E上的零刻线应当和固定刻度上的零刻线应当和固定刻度

21、B B的的0 0刻度线对正，（刻度线对正，（2 2）左手持尺）左手持尺架架C C，右手转动旋钮，右手转动旋钮D D使测微螺杆使测微螺杆F F与固定小砧与固定小砧A A间距稍大于被测物，间距稍大于被测物，放入被测物，转动保护旋钮放入被测物，转动保护旋钮DD到夹住被测物，棘轮发出声音为到夹住被测物，棘轮发出声音为止，（止，（3 3）拨固定旋钮使测杆固定后读数。）拨固定旋钮使测杆固定后读数。3 3、螺旋测微器使用注意事项：、螺旋测微器使用注意事项：（1 1）转动保护旋钮）转动保护旋钮DD不可太快，否则由于不可太快，否则由于惯性会使接触压力过大使被测物变形，造成测惯性会使接触压力过大使被测物变形，造成

22、测量误差，更不可直接转动大旋钮去使测杆夹住量误差，更不可直接转动大旋钮去使测杆夹住被测物，这样往往压力过大使测杆上的精密螺被测物，这样往往压力过大使测杆上的精密螺纹变形，损伤量具。纹变形，损伤量具。（2 2）被测物表面应光洁，不允许把测微螺）被测物表面应光洁，不允许把测微螺杆杆F F固定而将被测物强行卡入或拉出，那会划固定而将被测物强行卡入或拉出，那会划伤测微螺杆伤测微螺杆F F和固定小砧和固定小砧A A的端面。的端面。（3 3）轻拿轻放，防止掉落摔坏。）轻拿轻放，防止掉落摔坏。（4 4）用毕放回盒中，存放中测微螺杆）用毕放回盒中，存放中测微螺杆F F和固和固定小砧定小砧A A不要接触，长期不

23、用，要涂油防锈。不要接触，长期不用，要涂油防锈。4、螺旋测微器的调零判断：0没有调零，读数偏大0545没有调零，读数偏小05450调零准确054504、螺旋测微器螺旋测微器的读数原的读数原理：理：012固定刻度：固定刻度：每刻度为每刻度为1毫米毫米可动刻度每转可动刻度每转1 1周，周，测微螺杆测微螺杆F就沿轴线直进（或就沿轴线直进（或退）退）0.50.5毫米，若旋转毫米，若旋转n n个最小分度（包括估读分个最小分度（包括估读分度），则度），则l=0.01nl=0.01n毫米。毫米。45040可动刻度：可动刻度：50等分等分主尺上的主尺上的0.5毫米，毫米，每等分为每等分为0.01毫米毫米测量读

24、数测量读数= =固定刻度固定刻度+ +半刻度半刻度+ +可动刻度（可动刻度（+ +估读位）估读位）半刻度半刻度5、螺旋测微器螺旋测微器的读数方的读数方法：法：012固定刻度：固定刻度：2是否超过半是否超过半刻度？刻度？是是。可动刻度：可动刻度：46.045040读数读数L= 固定刻度固定刻度L= 2 + 0.5 + 0.460 = 2.960 mm+半刻度半刻度+可动刻度可动刻度6、螺旋测微器的读数练习：01固定刻度：固定刻度：1是否超过半是否超过半刻度？刻度？是是。可动刻度：可动刻度：25.0253020读数读数L= 固定刻度固定刻度L= 1 + 0.5 + 0.250 = 1.750 mm+半刻度半刻度+可动刻度可动刻度012固定刻度：固定刻度：2是否超过半是否超过半刻度？刻度？否否。可动刻度：可动刻度：34.4354030读数L= 固定刻度L= 2 + 0.0 + 0.344 = 2.344 mm+半刻度+可动刻度6、螺旋测微器的读数练习：0固定刻度：固定刻度：0是否超过半是否超过半刻度