教科版高中物理必修第三册第二章电路及其应用3电阻定律电阻率课件

知识点1电阻定律3

电阻定律电阻率知识清单破1.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;导体电阻还

与构成它的材料有关。(2)公式:2.电阻率(1)概念:电阻率是表征材料导电性质的物理量,是材料本身的属性,与材料的形状、大小无关。(2)计算式:ρ=R

。(3)单位是欧·米,符号为Ω·m。(4)影响电阻率的两个因素是材料和温度。①金属材料的电阻率一般随温度升高而增大;②部分半导体的电阻率随温度的升高而减小,并且变化也不是线性的;③有些合金(如锰铜合金)的温度系数很小,其电阻率几乎不随温度的变化而变化;(3)单位是欧·米,符号为Ω·m。(4)影响电阻率的两个因素是材料和温度。①金属材料的电阻率一般随温度升高而增大;②部分半导体的电阻率随温度的升高而减小,并且变化也不是线性的;

③有些合金(如锰铜合金)的温度系数很小,其电阻率几乎不随温度的变化而变化;④当温度降低到一定温度时,某些材料的电阻率突然减小为零,出现超导现象。1.限流电路:如图甲所示限流电路中,器件D(电阻为R)两端电压的变化范围是

U~U。

甲

乙2.分压电路:如图乙所示分压电路中,器件D(电阻为R)两端电压的变化范围是0~U。知识点2限流电路和分压电路1.有人认为,金属导体的电阻随温度变化的主要原因是热胀冷缩导致导体的长度和横截面积

发生了变化,这种说法对吗?2.由R=

知,金属元件的电阻由其两端的电压和通过的电流共同决定,你同意这个观点吗?3.将金属导线对折绞合后其电阻发生变化,是因为其电阻率发生了变化。这种说法你认为正

确吗?知识辨析一语破的1.不对。金属导体的电阻随温度变化主要是由于其电阻率随温度的升高而增大。2.不同意。导体的电阻是由导体自身的性质决定的,与其两端所加的电压和通过的电流无

关。3.不正确。将金属导线对折绞合后其电阻发生变化,是因为导线的长度和横截面积发生了变

化,而其电阻率在温度不变时是没有变化的。关键能力定点破定点1对电阻定律的理解和应用1.对电阻定律的理解(1)公式R=ρ

是导体电阻的决定式,如图所示为一块长方体铁块,若通过电流I1,则R1=ρ

;若通过电流I2,则R2=ρ

。(说明:导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质,是由导体本身性质决定的)

(2)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质溶液。(3)电阻定律是通过大量实验得出的规律。2.R=

与R=ρ

的区别与联系

R=ρ

R=

区别意义电阻定律的表达式,也是电阻的决定式电阻的定义式作用提供了测定导体电阻率的一种方法——ρ=R

提供了测定导体电阻的一种方法——伏安法适用范围适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液等纯电阻元件联系

R=ρ对R=补充说明了导体的电阻不取决于U和I,而是取决于导体本身的材料、长度、横截面积和温度典例1神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层

(几十到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神

经,髓鞘的厚度只有2μm【1】左右,而它在每平方厘米的面积上产生的电阻【2】却高达1.6×105

Ω。(1)若不计髓质片层间的接触电阻【3】,计算髓质的电阻率;(2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积【4】为32πcm3,当在其两底面上加上1000

V的电压时,通过该圆柱体的电流为10πμA,求该圆柱体的底面半径和高。信息提取

【1】【2】由题意构建髓鞘模型,长l=2μm,横截面积S=1cm2。【3】髓质的电阻率相同。【4】圆柱体的体积V=Sh=πr2h,其中r为底面半径,h为高度。解析

(1)由R=ρ

,解得ρ=

=

Ω·m=8×106Ω·m(由【1】【2】【3】得到)。(2)设该圆柱体的底面半径为r,高为h。圆柱体的电阻R'=

且R'=ρ

,S'=πr2,可得

=

=

m-1,而V=πr2h=32π×10-6m3(由【4】得到),联立解得h=0.02m=2cm,r=0.04m=4cm。答案

(1)8×106Ω·m(2)4cm

2cm定点2电阻R和电阻率ρ的比较

电阻R电阻率ρ描述对象导体材料物理意义反映导体对电流阻碍作用的

大小:R大,阻碍作用大反映材料导电性能的好坏:ρ

大,导电性能差决定因素由材料、温度和导体形状决定由材料、温度决定,与导体形状无关单位欧姆(Ω)欧·米(Ω·m)联系R=ρ,ρ大,R不一定大,导体对电流的阻碍作用不一定大;R大,ρ不一定大,材料的导电性能不一定差1.两种接法对比定点3滑动变阻器限流式和分压式接法

限流式接法分压式接法电路图

闭合开关前滑片位置在最左端,以保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大在最左端,开始时R两端的电压为零负载两端的电压调节范围

U~U0~U通过负载的电流调节范围

~

0~

2.两种接法的选择原则(1)滑动变阻器必须采用分压式接法的四种情况①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏安特

性、校对改装后的电表等电路),或要求大范围内测量电压和电流时,必须采用分压式接法,即

“零起必分”。②当待测用电器的电阻R远大于滑动变阻器的最大值R0时,必须采用分压式接法,即“滑小必

分”。③当电压表或电流表的量程太小时,若采用限流式接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍

超过电压表(或电流表)的量程,只能采用分压式接法,即“烧表必分”。④在题目中有以下语言暗示时,比如:要求多测几组测量数据,要求精确测量等,一般也采用分

压式接法。(2)当R0>R时(或两者相差不多),虽然两种电路都可以对负载电流有明显的调节和控制,或两

种电路都满足实验要求时,但限流电路具有节省电能、电源负担轻等优点,选限流电路较

好。典例2如图所示,滑动变阻器R1的最大阻值是200Ω,R2=100Ω,A、B两端电压UAB=6V。

(1)当S断开时【1】,移动滑片P,R2两端可获得的电压变化范围是多少?(2)当S闭合时【2】,移动滑片P,R2两端可获得的电压变化范围是多少?信息提取

【1】滑动变阻器为限流式接法。【2】滑动变阻器为分压式接法。思路点拨

解此题的关键有以下两点(1)明确电路结构,分清并联和串联电路。(2)正确利用部分电路欧姆定律进行计算。解析

(1)S断开时,滑动变阻器R1为限流式接法,R1滑片P下方部分不接入电路中,当滑片P在

最上端时,R1接入电路的电阻为0,R2获得最大电压,为6V;当滑片P在最下端时,R1与R2串联,此

时R2两端的电压最小,