選修3-12.6導(dǎo)體的電阻(新) LI

1、新課標(biāo)高中物理選修312-6 2-6 導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻第二章第二章 恒定電流恒定電流問題問題1:導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻R到底由哪些因素決定呢到底由哪些因素決定呢?(一一)大膽猜想大膽猜想一、影響導(dǎo)體電阻的因素一、影響導(dǎo)體電阻的因素跟跟長長度度l l有有關(guān)關(guān)跟跟橫橫截截面面積積S有有關(guān)關(guān)鐵絲鐵絲銅導(dǎo)線銅導(dǎo)線 生活中電線為什么用銅絲而不用鐵絲，說明導(dǎo)體生活中電線為什么用銅絲而不用鐵絲，說明導(dǎo)體與什么有關(guān)？與什么有關(guān)？導(dǎo)體與材料有關(guān)！導(dǎo)體與材料有關(guān)！橫截面積橫截面積S長度長度L L材料材料溫度結(jié)論：結(jié)論：導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻R R跟它的長度跟它的長度l l、橫截面積橫截面積S S、材料有關(guān)。、材料

2、有關(guān)。L1、R1L1、R1L1、R1L1、R1 1.導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻R與長度與長度L的關(guān)系的關(guān)系1nRR 1nLL LLRR11LR 討論：討論：1 12 23 3n nS0R0R=R0/nnS0SR100SSRRnRR00nSS 2.2.導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻R與橫截面積與橫截面積S的關(guān)系的關(guān)系實驗方案：實驗方案：同種材料，同種材料，S S一定，改變一定，改變L L，測，測R R 同種材料，同種材料，L L一定，改變一定，改變S S，測，測R R不同材料，不同材料，L L一定，一定，S S一定，測一定，測R R 實驗方法：實驗方法：控制變量法?？刂谱兞糠?。a 和和 b ：長度：長度l不同不

3、同探究方案探究方案aVVVVbcda 和和 c ：橫截面積：橫截面積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實驗探究電阻的影響因素實驗探究電阻的影響因素控制變量法控制變量法電壓表先測電壓表先測a的電壓的電壓Ua，再測，再測b的電壓的電壓UbabcdV實驗探究電阻的影響因素實驗探究電阻的影響因素控制變量法控制變量法電壓表先測電壓表先測a的電壓的電壓Ua，再測，再測c的電壓的電壓UcabcdVabcdV實驗探究電阻的影響因素實驗探究電阻的影響因素控制變量法控制變量法電壓表先測電壓表先測a的電壓的電壓Ua，再測，再測d的電壓的電壓UdSR1實驗結(jié)論實驗結(jié)論: :1.1.同種材

4、料同種材料, ,S S一定一定, ,電阻電阻R R與與L L成正比成正比2.2.同種材料同種材料, ,L L一定一定, ,電阻與電阻與S S成反比成反比LR 3.3.不同種材料不同種材料, ,R R不同不同aVVVVbcd二、電阻定律二、電阻定律1.1.內(nèi)容：內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體同種材料的導(dǎo)體, ,其電阻其電阻R R與它的與它的長度長度L L成正比成正比, ,與它的橫截面積與它的橫截面積S S成成反比反比; ;導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)關(guān). .2.2.表達(dá)式表達(dá)式: :SlR 是比例常數(shù)，它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，是比例常數(shù)，它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，是一個反映材料導(dǎo)電性能的物理量

5、，稱是一個反映材料導(dǎo)電性能的物理量，稱為材料的電阻率。為材料的電阻率。幾種導(dǎo)體材料的電阻率幾種導(dǎo)體材料的電阻率銀銀 1.6 10-8銅銅 1.7 10-8鋁鋁 2.9 10-8鎢鎢 5.3 10-8鐵鐵 1.0 10-7錳銅合金錳銅合金 4.4 10-7鎳銅合金鎳銅合金 5.0 10-7鎳鉻合金鎳鉻合金 1.0 10-6三、電阻率三、電阻率1.意義意義:反映反映材料材料導(dǎo)電性能導(dǎo)電性能好壞的物理量好壞的物理量. .2.定義式：定義式：lRS 由材料和由材料和溫度溫度決定決定, ,與與l l、S S無關(guān)無關(guān)!3.單位單位:歐歐米米( )m4.電阻率與溫度關(guān)系電阻率與溫度關(guān)系:(m)020100銀

6、銀14810816108207108銅銅14310817108207108鋁鋁26710829108380108鎢鎢48510853108710108鐵鐵08910710107144107錳銅合金錳銅合金441074410744107鎳銅合金鎳銅合金501075010750107幾種材料在不同溫度下的電阻率幾種材料在不同溫度下的電阻率1、_2、_ 3 、_ 4 、_ 純金屬的電阻率較小純金屬的電阻率較小,合金的電阻率較大。合金的電阻率較大。不同材料的導(dǎo)體電阻率不同。不同材料的導(dǎo)體電阻率不同。5.010-75.010-75.010-7鎳銅合金鎳銅合金4.410-74.410-74.410-7錳銅

7、合金錳銅合金1.4410-71.010-70.8910-7鐵鐵7.1010-85.310-84.8510-8鎢鎢3.8010-82.910-82.6710-8鋁鋁2.0710-81.710-81.4310-8銅銅2.0710-81.610-81.4810-8銀銀100(m)20(m)0 (m)溫度溫度阻阻率率合金的電阻率幾乎不受溫度影響合金的電阻率幾乎不受溫度影響金屬材料的電阻率隨溫度的金屬材料的電阻率隨溫度的升高升高而而增加增加材料材料電電幾種材料在不同溫度下的電阻率幾種材料在不同溫度下的電阻率電阻率電阻率與溫度與溫度的關(guān)系的關(guān)系金屬：金屬： t半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：t熱敏電阻熱敏電阻光敏電阻光敏

8、電阻合金：合金：有些幾乎不隨有些幾乎不隨t變化變化 標(biāo)準(zhǔn)電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻電阻溫度計電阻溫度計超導(dǎo)體超導(dǎo)體:某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時=0R=0半導(dǎo)體的半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能導(dǎo)電性能具有具有可控性可控性導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間R1 = R2SlRhaah由此可知導(dǎo)體的電阻與表面積無關(guān)由此可知導(dǎo)體的電阻與表面積無關(guān), ,只與導(dǎo)體的厚度有關(guān)只與導(dǎo)體的厚度有關(guān). .這樣在制造電路元件時這樣在制造電路元件時, ,可以將其表面積做得很小可以將其表面積做得很小, ,而不增大電而不增大電阻阻, ,只要保證厚度不變即可只要保證厚度不變即可, ,有利于電路元

9、件的微型化有利于電路元件的微型化. . R1和和R2是材料相同、厚度相同、表面是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體為正方形的導(dǎo)體,但但R2的尺寸比的尺寸比R1小很多小很多.通過兩導(dǎo)體通過兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示的電流方向如圖所示.這兩個導(dǎo)體的電阻有什么關(guān)系這兩個導(dǎo)體的電阻有什么關(guān)系?你認(rèn)為這種關(guān)系對電路元件的微型化有什么意義你認(rèn)為這種關(guān)系對電路元件的微型化有什么意義?思考與討論思考與討論:a ah hR1電流方向電流方向b bR2h h CCTV CCTV - -每周質(zhì)量報告每周質(zhì)量報告 消息引用檢驗負(fù)責(zé)人的話：消息引用檢驗負(fù)責(zé)人的話：“不合格產(chǎn)品中，不合格產(chǎn)品中，大部分存在電阻不合格問題

10、，主要是銅材質(zhì)量不合格，大部分存在電阻不合格問題，主要是銅材質(zhì)量不合格，使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅。再一個就是銅材質(zhì)使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅。再一個就是銅材質(zhì)量合格，但把截面積縮小了，買量合格，但把截面積縮小了，買2.52.5平方（毫米）的線，平方（毫米）的線，拿到手的線可能是拿到手的線可能是1.51.5或或1.51.5多一點的，載流量不夠。多一點的，載流量不夠。另一個問題是絕緣層質(zhì)量不合格，用再生塑料制作電另一個問題是絕緣層質(zhì)量不合格，用再生塑料制作電線外皮，電阻率達(dá)不到要求線外皮，電阻率達(dá)不到要求 談一談，這位負(fù)責(zé)人講話中體現(xiàn)了哪些物理原理？談一談，這位負(fù)責(zé)人講話中體現(xiàn)了哪些物理原理

11、？說一說說一說課堂小結(jié)課堂小結(jié)本節(jié)課學(xué)到了以下內(nèi)容：本節(jié)課學(xué)到了以下內(nèi)容：1 1、基本知識：、基本知識：電阻定律電阻定律電阻率電阻率2 2、探究方法：、探究方法：觀察猜想觀察猜想實驗實驗數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析歸納歸納-結(jié)論結(jié)論控制變量法控制變量法3 3、探究過程、探究過程：lRs區(qū)別：區(qū)別：導(dǎo)體導(dǎo)體的電阻和的電阻和材料材料的的電阻率電阻率 電阻電阻反映反映導(dǎo)體導(dǎo)體對電流阻礙作用大小對電流阻礙作用大小的性質(zhì)的性質(zhì)，電阻大的導(dǎo)體對電流的阻，電阻大的導(dǎo)體對電流的阻礙作用大礙作用大 電阻率電阻率反映反映材料材料導(dǎo)電性能好壞導(dǎo)電性能好壞的性的性質(zhì)質(zhì)，電阻率小的材料導(dǎo)電性能好，電阻率小的材料導(dǎo)電性能好區(qū)別：區(qū)別

12、：是定義式是定義式是決定式是決定式IUR lRs公公式式答：不對答：不對;電阻率反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的優(yōu)劣電阻率反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的優(yōu)劣,電阻率大電阻率大,不一定電阻大不一定電阻大,由電阻定律由電阻定律,電電阻還與阻還與 l 和和S有關(guān)有關(guān). 1、有人說電阻是導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，、有人說電阻是導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，電阻率是由導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定的，所以電阻率是由導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定的，所以電阻率越大，則電阻越大，對嗎電阻率越大，則電阻越大，對嗎?為什么為什么?思考與討論思考與討論 2、一白熾燈泡銘牌顯示、一白熾燈泡銘牌顯示“220V,100W”字字樣，由計算得出燈泡燈絲電阻樣，由計算得出燈泡燈絲電

13、阻R=484 ，該阻值是工作時的電阻值還是不工作時的該阻值是工作時的電阻值還是不工作時的電阻值，兩者一樣嗎電阻值，兩者一樣嗎?為什么為什么?不一樣不一樣100W是額定功率是額定功率,是燈泡正常工作時是燈泡正常工作時的功率的功率,所以所以484 是工作時的電阻是工作時的電阻;當(dāng)燈泡當(dāng)燈泡不工作時不工作時,由于溫度低由于溫度低,電阻比正常工作時電阻比正常工作時的電阻小，所以小于的電阻小，所以小于484 。3、一段均勻?qū)Ь€對折兩次后并聯(lián)、一段均勻?qū)Ь€對折兩次后并聯(lián)在一起，測得其電阻為在一起，測得其電阻為0.5 ，導(dǎo)線，導(dǎo)線原來的電阻多大？原來的電阻多大？9倍倍 若把這根導(dǎo)線的均勻拉長為原若把這根導(dǎo)線

14、的均勻拉長為原來的三倍，其電阻是原來的多少來的三倍，其電阻是原來的多少倍倍?8課堂練習(xí)課堂練習(xí)4、如圖所示、如圖所示,均勻的長方形薄片合金電均勻的長方形薄片合金電阻板阻板abcd,ab邊長為邊長為L1;ad邊長為邊長為L2,當(dāng)端點當(dāng)端點1、2或或3、4接入電路時接入電路時,R12:R34是是 ( )A、L1:L2 B、L2:L1C、1:1 D、L12:L22D1234abcd1L2L5、同一半圓形金屬片，如圖所示，從不、同一半圓形金屬片，如圖所示，從不同方向測量其電阻同方向測量其電阻 (1)Ra、Rb是否相等？是否相等？ (2)如果不等，如果不等，Ra、Rb誰大？誰大？ 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)又長又又長又“瘦瘦”; RaRb2.若若1/4圓形金屬片電阻為圓形金屬片電阻為R0,則則(a)為兩為兩R0并聯(lián)并聯(lián), Ra = R0/2;(b)為兩電阻串聯(lián)為兩電阻串聯(lián), Rb =2R0, Ra:Rb=1:46、如圖示、如圖示,兩個截面積不同長度相等的兩個截面積不同長度相等的均勻銅棒接在電路中均勻銅棒接在電路中,兩端電壓為兩端電壓為U,則則( )A.通過兩棒的電流強(qiáng)度相等通過兩棒的電流強(qiáng)度相等B. 兩棒的自由電子定向移動的平均速率不同兩棒的自由電子定向移動的平均速率不同C.兩棒內(nèi)的電場強(qiáng)度不同兩棒內(nèi)的電場強(qiáng)度不同,細(xì)棒內(nèi)的場強(qiáng)細(xì)棒內(nèi)的場強(qiáng)E1大大于粗棒內(nèi)的場強(qiáng)于粗棒內(nèi)的場強(qiáng)