《导体的电阻》课件

第二章

恒定电流

第二章恒定电流电功和电功率、电热和热功率

一、电功W

定义：电场力(或电流)所做的功.

公式：W=IUt

单位：J1kWh=3.6×106J二、电功率P定义：单位时间内电流所做的功

公式：P=W/t=IU

单位：WkW

三、电热Q定义:电流通过导体产生的热量.

公式：Q=I2Rt

单位：J

焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、

导体的电阻R和通电时间

t三者的乘积

．

四、热功率P热

定义：单位时间内的发热量

公式：P热=Q/t=I2R

单位：WkW对纯电阻电路:

电功=电热

电功率=热功率

对非纯电阻电路:

电功>电热

电功率>热功率

电功和电功率、电热和热功率一、电功W定义：电场力(或电知

任何电路都适用

１．电功

W?UIt识

回

顾

２．焦耳热３．电功率４．热功率Q?I2RtP?Wt?UIP?Q2t?IR

知任何电路都适用１．电功W?UIt识回顾２．焦纯电阻电路适用

知

U22识

回

顾

电功

焦耳热

电功率

热功率W?UIt?IRt?Rt2Q?I2Rt?UIt?URtW2P?2Ut?UI?IR?RQ2P?t?I2R?UI?UR

纯电阻电路适用知U22识回顾电功焦耳热电功一、影响导体电阻的因素

(一)大胆猜想

导体的电阻是导体本身的一种性质，

由导体自身的因素决定，那么

问题1:导体的电阻R到底由哪些因素决定呢?跟长度l有关

一、影响导体电阻的因素(一)大胆猜想导体的电阻是导体本身跟横截面积S有关

与材料有关

跟横截面积S有关与材料有关一、影响导体电阻的因素

(一)大胆猜想

结论：导体的电阻R跟它的长度l、横截面积S、材料有关。

横截面积S长度L温度

材料

一、影响导体电阻的因素(一)大胆猜想结论：导体的电阻R跟一、影响导体电阻的因素

(二)实验探究

1、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.横截面积S：用累积法测直径.电阻R：伏安法.一、影响导体电阻的因素(二)实验探究1、实验目的：

实验方法：控制变量法。

实验方案：

同种材料，S一定，改变L，测R同种材料，L一定，改变S，测R不同材料，L一定，S一定，测Rabcd实验方法：控制变量法。实验方案：同种材料，S一定，改变伏安法测电阻的原理图：

VR电流表外接法

A分压式接法

伏安法测电阻的原理图：VR电流表外接法A分压式接法探究导体电阻与其影响因素的定量关系

探究方案一

实验电路:电流表外接法

限流式电路

实验电路图:实验数据:V横截面积,材料相同

L/mU/VI/A123R/Ω

AR?L实验结论:1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比

探究导体电阻与其影响因素的定量关系探究方案一实验电路:探究导体电阻与其影响因素的定量关系

实验电路:电流表外接法

限流式电路

实验电路图:V实验数据:长度,材料相同

S/mm2U/V123I/AR/Ω

A实验结论:2.同种材料,L一定,电阻与S成反比

1R?S探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验电路:电流表外接法探究导体电阻与其影响因素的定量关系

实验电路:电流表外接法

限流式电路

实验电路图:V实验数据:长度,横截面积相同

材料

U/VI/AR/Ω

A12实验结论:3.不同种材料,R不同

探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验电路:电流表外接法探究方案二

V

V

V

Vabcda和

b：长度l不同

限流式接法

a和

c：横截面积S不同

a和

d：材料不同

探究方案二VVVVabcda和实验探究电阻的影响因素

Vabc控制变量法

d电压表先测a的电压Ua，再测b的电压Ub实验探究电阻的影响因素Vabc控制变量法d电压实验探究电阻的影响因素

Vabc控制变量法

d电压表先测a的电压Ua，再测c的电压Uc实验探究电阻的影响因素Vabc控制变量法d电压实验探究电阻的影响因素

Vabc控制变量法

d电压表先测a的电压Ua，再测d的电压Ud实验探究电阻的影响因素Vabc控制变量法d电压VVVV

abcd实验结论:1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比

R2.同种材料,L一定,电阻与S成反比

R3.不同种材料,R不同

?L1S?VVVVabcd实验结论:1.同种理论探究

电阻串联

电阻并联R∝L

R?1S

理论探究电阻串联电阻并联R∝LR?1S一、影响导体电阻的因素

k由导体材料决定

与l、S无关!!!一、影响导体电阻的因素k由导体材料决定与l、S无关!!!二、电阻定律

1.内容：

同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.2.决定式:3.适用条件：温度一定,粗细均匀的金属

导体,或浓度均匀的电解液.二、电阻定律1.内容：同种材料的导体,其电阻R电阻定律

同种材料的导体,其电阻R与它的长1.内容：

度L成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.l2.表达式:R??S是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。

?是比例常数，它与导体的材料有关，电阻定律同种材料的导体,其电阻R与它的长1.内容：度L成几种导体材料的电阻率

银

——1.6?

铜

——1.7?

铝

——2.9?

钨

——5.3?

铁

——1.0?锰铜合金

——4.4?镍铜合金

——5.0?镍铬合金

——1.0?单位：Ω·m

-8-8-8

-8

-7

-7

-7

-61010101010101010几种导体材料的电阻率银——1.6?铜—金属：

t?电阻温度计

热敏电阻

光敏电阻

半导体：

t电阻率与温度半导体的导电性能具有可控性

的关系

?合金：

有些几乎不随t变化

标准电阻

超导体:某些材料当温度降低到一定温度时

?=0R=0金属：t?电阻温度计热敏电阻光敏电阻半导体：t电阻率(?)1、反映材料导电性能的物理量

2、单位：欧姆·米

Ω·m

3、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大

4、金属的电阻率随温度的升高而增大

锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小，

利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。

超导现象:有些物质当温度降低到绝对零度附近时它们的电阻率会突然变为零．

半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻率随温度的升高而减小，导电性能由外界条件所控制，如改变温度、光照、掺入微量杂质等

电阻率(?)1、反映材料导电性能的物理量2、单位：欧姆·三、电阻率

1.意义:反映材料导电性能好坏的物理量.RS2.定义式：

??l?由材料和温度决定,与l、S无关!!!??m3.单位:欧·米()4.电阻率与温度关系:三、电阻率1.意义:反映材料导电性能好坏的物理量.RS2

你能设计实验探究导体电阻与温度的关系吗？

结论：金属导体温度越高，电阻越大，温度越低，电阻越小。

你能设计实验探究导体电阻与温度的关系吗？结论：金属导几种材料在不同温度下的电阻率

ρ(Ω·m)银

铜

铝

钨

铁

锰铜合金

镍铜合金

0℃

1．48×10－8

1．43×10－8

2．67×10－8

4．85×10－8

0．89×10－7

4．4×10－7

－75．0×10

20℃

1．6×10－8

1．7×10－8

2．9×10－8

5．3×10－8

1．0×10－7

4．4×10－7

－75．0×10

100℃2．07×12．07×13．80×17．10×11．44×14．4×15．0×1几种材料在不同温度下的电阻率ρ(Ω·m)银铜铝钨电阻温度计

电阻温度计《导体的电阻》课件《导体的电阻》课件思考与讨论:1和R2是材料相同、厚度相同、表面R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什么意义?电流方向

R1a

h

R2b

h

?la?R????hSa?hR1=R2

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.思考与讨论:1和R2是材料相同、厚度相同、表面实验探究

决定式

电阻定律

理论探究

电阻率

重视：1、探究思想、方法.2、实验过程.实验探究决定式电阻定律理论探究电阻率重视：1、探究区别：导体的电阻和材料的电阻率

?电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．

?电阻率反映材料导电性能好坏的性质，电阻率小的材料导电性能好．

区别：导体的电阻和材料的电阻率?电阻反映导体对电流阻碍作用区别：

公式R?UI是定义式

是决定式

区别：公式R?UI是定义式是决定式思考与讨论

1、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，所以电阻率越大，则电阻越大，对吗?为什么?答：不对;电阻率反映导体材料导电性能的优劣,电阻率大,不一定电阻大,由电阻定律,电阻还与

l和S有关.思考与讨论1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质，电阻率是由2、一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”字样，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电阻值，两者一样吗?为什么?不一样

100W是额定功率,是灯泡正常工作时的功率,所以484?是工作时的电阻;当灯泡不工作时,由于温度低,电阻比正常工作时的电阻小，所以小于484?。

2、一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”字样，由计算得课堂练习

3、一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为0.5Ω，导线原来的电阻多大？

8Ω

若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍?5倍

课堂练习3、一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为1、关于电阻率的说法正确的是（

）

A.电阻率与导体的长度和横截面积有关

B.电阻率表示了材料的导电能力强弱，由材料决定，且与温度有关

C.电阻率大的导体，电阻一定大

D.有些金属的电阻率几乎不受温度的变化影响，可以用来制作电阻温度计

1、关于电阻率的说法正确的是（）A.2、一均匀导线，电阻为R，先将它均匀的拉长，使其直径变为原来的一半,电阻变为_______，然后再截去长度的1/4，剩余部分的电阻为__________。

2、一均匀导线，电阻为R，先将它均匀的拉长，使其直径变为原来3、两根电阻丝的长度之比为1：5，横截面积之比为2：3，加上相同的电压后流过的电流强度之比为5：2，则两个电阻丝的电阻之比为______,材料的电阻率之比为_________。

3、两根电阻丝的长度之比为1：5，横截面积之比为2：3，5、同一半圆形金属片，如图所示，从不同方向测量其电阻

(1)Ra、Rb是否相等？

(2)如果不等，Ra、Rb谁大？

Ra、Rb比值是多少？

1.不等(a)又短又“胖”,(b)又长又“瘦”;

Ra<Rb2.若1/4圆形金属片电阻为R0,则(a)为两R0并联,Ra=R0/2;(b)为两电阻串联,Rb=2R0,Ra:Rb=1:45、同一半圆形金属片，如图所示，从不同方向测量其电阻6、如图示,两个截面积不同长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为U,则()

A.通过两棒的电流强度相等

ABCDB.

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,细棒内的场强E1大于粗棒内的场强E2D.细棒两端的电压U1大于粗棒两端的电压U2I1U1I2U26、如图示,两个截面积不同长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端7、甲乙两根保险丝均由同种材料制成,直径分别是d1=0.5mm和

d2=1mm,熔断电流分别为2.0A和

6.0A,把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是()BA、0.6AB、7.5AC、10.0AD、8.0A

7、甲乙两根保险丝均由同种材料制成,直径分别是d1=0.5m第二章

恒定电流

第二章恒定电流电功和电功率、电热和热功率

一、电功W

定义：电场力(或电流)所做的功.

公式：W=IUt

单位：J1kWh=3.6×106J二、电功率P定义：单位时间内电流所做的功

公式：P=W/t=IU

单位：WkW

三、电热Q定义:电流通过导体产生的热量.

公式：Q=I2Rt

单位：J

焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、

导体的电阻R和通电时间

t三者的乘积

．

四、热功率P热

定义：单位时间内的发热量

公式：P热=Q/t=I2R

单位：WkW对纯电阻电路:

电功=电热

电功率=热功率

对非纯电阻电路:

电功>电热

电功率>热功率

电功和电功率、电热和热功率一、电功W定义：电场力(或电知

任何电路都适用

１．电功

W?UIt识

回

顾

２．焦耳热３．电功率４．热功率Q?I2RtP?Wt?UIP?Q2t?IR

知任何电路都适用１．电功W?UIt识回顾２．焦纯电阻电路适用

知

U22识

回

顾

电功

焦耳热

电功率

热功率W?UIt?IRt?Rt2Q?I2Rt?UIt?URtW2P?2Ut?UI?IR?RQ2P?t?I2R?UI?UR

纯电阻电路适用知U22识回顾电功焦耳热电功一、影响导体电阻的因素

(一)大胆猜想

导体的电阻是导体本身的一种性质，

由导体自身的因素决定，那么

问题1:导体的电阻R到底由哪些因素决定呢?跟长度l有关

一、影响导体电阻的因素(一)大胆猜想导体的电阻是导体本身跟横截面积S有关

与材料有关

跟横截面积S有关与材料有关一、影响导体电阻的因素

(一)大胆猜想

结论：导体的电阻R跟它的长度l、横截面积S、材料有关。

横截面积S长度L温度

材料

一、影响导体电阻的因素(一)大胆猜想结论：导体的电阻R跟一、影响导体电阻的因素

(二)实验探究

1、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.横截面积S：用累积法测直径.电阻R：伏安法.一、影响导体电阻的因素(二)实验探究1、实验目的：

实验方法：控制变量法。

实验方案：

同种材料，S一定，改变L，测R同种材料，L一定，改变S，测R不同材料，L一定，S一定，测Rabcd实验方法：控制变量法。实验方案：同种材料，S一定，改变伏安法测电阻的原理图：

VR电流表外接法

A分压式接法

伏安法测电阻的原理图：VR电流表外接法A分压式接法探究导体电阻与其影响因素的定量关系

探究方案一

实验电路:电流表外接法

限流式电路

实验电路图:实验数据:V横截面积,材料相同

L/mU/VI/A123R/Ω

AR?L实验结论:1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比

探究导体电阻与其影响因素的定量关系探究方案一实验电路:探究导体电阻与其影响因素的定量关系

实验电路:电流表外接法

限流式电路

实验电路图:V实验数据:长度,材料相同

S/mm2U/V123I/AR/Ω

A实验结论:2.同种材料,L一定,电阻与S成反比

1R?S探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验电路:电流表外接法探究导体电阻与其影响因素的定量关系

实验电路:电流表外接法

限流式电路

实验电路图:V实验数据:长度,横截面积相同

材料

U/VI/AR/Ω

A12实验结论:3.不同种材料,R不同

探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验电路:电流表外接法探究方案二

V

V

V

Vabcda和

b：长度l不同

限流式接法

a和

c：横截面积S不同

a和

d：材料不同

探究方案二VVVVabcda和实验探究电阻的影响因素

Vabc控制变量法

d电压表先测a的电压Ua，再测b的电压Ub实验探究电阻的影响因素Vabc控制变量法d电压实验探究电阻的影响因素

Vabc控制变量法

d电压表先测a的电压Ua，再测c的电压Uc实验探究电阻的影响因素Vabc控制变量法d电压实验探究电阻的影响因素

Vabc控制变量法

d电压表先测a的电压Ua，再测d的电压Ud实验探究电阻的影响因素Vabc控制变量法d电压VVVV

abcd实验结论:1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比

R2.同种材料,L一定,电阻与S成反比

R3.不同种材料,R不同

?L1S?VVVVabcd实验结论:1.同种理论探究

电阻串联

电阻并联R∝L

R?1S

理论探究电阻串联电阻并联R∝LR?1S一、影响导体电阻的因素

k由导体材料决定

与l、S无关!!!一、影响导体电阻的因素k由导体材料决定与l、S无关!!!二、电阻定律

1.内容：

同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.2.决定式:3.适用条件：温度一定,粗细均匀的金属

导体,或浓度均匀的电解液.二、电阻定律1.内容：同种材料的导体,其电阻R电阻定律

同种材料的导体,其电阻R与它的长1.内容：

度L成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.l2.表达式:R??S是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。

?是比例常数，它与导体的材料有关，电阻定律同种材料的导体,其电阻R与它的长1.内容：度L成几种导体材料的电阻率

银

——1.6?

铜

——1.7?

铝

——2.9?

钨

——5.3?

铁

——1.0?锰铜合金

——4.4?镍铜合金

——5.0?镍铬合金

——1.0?单位：Ω·m

-8-8-8

-8

-7

-7

-7

-61010101010101010几种导体材料的电阻率银——1.6?铜—金属：

t?电阻温度计

热敏电阻

光敏电阻

半导体：

t电阻率与温度半导体的导电性能具有可控性

的关系

?合金：

有些几乎不随t变化

标准电阻

超导体:某些材料当温度降低到一定温度时

?=0R=0金属：t?电阻温度计热敏电阻光敏电阻半导体：t电阻率(?)1、反映材料导电性能的物理量

2、单位：欧姆·米

Ω·m

3、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大

4、金属的电阻率随温度的升高而增大

锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小，

利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。

超导现象:有些物质当温度降低到绝对零度附近时它们的电阻率会突然变为零．

半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻率随温度的升高而减小，导电性能由外界条件所控制，如改变温度、光照、掺入微量杂质等

电阻率(?)1、反映材料导电性能的物理量2、单位：欧姆·三、电阻率

1.意义:反映材料导电性能好坏的物理量.RS2.定义式：

??l?由材料和温度决定,与l、S无关!!!??m3.单位:欧·米()4.电阻率与温度关系:三、电阻率1.意义:反映材料导电性能好坏的物理量.RS2

你能设计实验探究导体电阻与温度的关系吗？

结论：金属导体温度越高，电阻越大，温度越低，电阻越小。

你能设计实验探究导体电阻与温度的关系吗？结论：金属导几种材料在不同温度下的电阻率

ρ(Ω·m)银

铜

铝

钨

铁

锰铜合金

镍铜合金

0℃

1．48×10－8

1．43×10－8

2．67×10－8

4．85×10－8

0．89×10－7

4．4×10－7

－75．0×10

20℃

1．6×10－8

1．7×10－8

2．9×10－8

5．3×10－8

1．0×10－7

4．4×10－7

－75．0×10

100℃2．07×12．07×13．80×17．10×11．44×14．4×15．0×1几种材料在不同温度下的电阻率ρ(Ω·m)银铜铝钨电阻温度计

电阻温度计《导体的电阻》课件《导体的电阻》课件思考与讨论:1和R2是材料相同、厚度相同、表面R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什么意义?电流方向

R1a

h

R2b

h

?la?R????hSa?hR1=R2

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.思考与讨论:1和R2是材料相同、厚度相同、表面实验探究

决定式

电阻定律

理论探究

电阻率

重视：1、探究思想、方法.2、实验过程.实验探究决定式电阻定律理论探究电阻率重视：1、探究区别：导体的电阻和材料的电阻率

?电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．

?电阻率反映材料导电性能好坏的性质，电阻率小的材料导电性能好．

区别：导体的电阻和材料的电阻率?电阻反映导体对电流阻碍作用区别：

公式R?UI是定义式

是决定式

区别：公式R?UI是定义式是决定式思考与讨论

1、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，所以电阻率越大，则电阻越大，对吗?为什么?答：不对;电阻率反映导体材料导电性能的优劣,电阻率大,不一定电阻大,由电阻定律,电阻还与

l和S有关.思考与讨论1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质，电阻率是由2、一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”字样，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电阻值，两者一样吗?为什么?不一样

100W是额定功率,是灯泡正常工作时的功率,所以484?是工作时的电阻;当灯泡不工作时,由于温度低,电阻比正常工作时的电阻小，所以小于484?。

2、一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”字样，由计算得课堂练习

3、一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为0.5Ω，导线原来的电阻多大