高中物理第二章恒定电流6导体的电阻课件新人教版选修3_

高中物理第二章恒定电流6导体的电阻课 件新人教版选修3_
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们休息 一下眼睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐对身 体不好哦~
【素养训练】
1.某金属导线的电阻率为ρ,电阻为R,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,那
么该导线的电阻率和电阻分别变为
()
的各种电子元件都微型化,集成度越高,电子元件越微型化。图中R1和R2是两个材
料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R2的尺寸远远小于R1的尺寸。通过
两导体的电流方向如图所示,则关于这两个导体的电阻R1、R2关系的说法正确的
是
()
A.R1>R2 B.R1<R2 C.R1=R2 D.无法确定
【解析】选C。设正方形导体表面的边长为a,厚度为d,材料的电阻率为ρ,根据
联立解得x= R x l ×2 5400 km=12.5 km
R 总 800
发生短路处距离A处12.5 km。
答案:12.5 km
情境·模型·素养
【生活情境】 有时家中的白炽灯的灯丝断了,恰好又没有新的可换,轻轻摇晃灯泡,断了的灯丝 有时还会搭上,当把灯泡再接入电路时。
探究: (1)灯泡亮度怎么变化? (2)为什么呢? 【解析】(1)灯泡更亮了。 (2)灯泡搭接起来后,长度变短,电阻变小,功率变大,所以变亮了。 答案:见解析
S
=10 kΩ,故C正确。
【加固训练】 1.关于导体的电阻,说法正确的是 ( ) A.R=ρ 是l 电阻的定义式
S
B.电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱,由导体的长度决定,与温度无关 C.电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关 D.电阻率ρ很大的导体,电阻可以很小
【解析】选D。公式R=ρ l 是电阻定律表达式,R= 是U 电阻的定义式,故A项错
电压表的示数U=10 V,
电流表的示数I=40 mA=40×10-3 A,R总=800 Ω。
根据欧姆定律I= U 可得:
R
A端到短路处的两根输电线的电阻
Rx=UI
1Ω0 =250
40103
Ω①
根据电阻定律可知:Rx=
2x S
②
A、B两地输电线的电阻为R总,R总=
2 S
l
③
由 ② 得 Rx x
③ R总 l
【问题探究】 将一段电阻丝和小灯泡串联接在如图的电路中。
(1)闭合开关S,使小灯泡正常发光。向电阻丝吹气,或对电阻丝加热,会看到的现象? 提示:吹气时看到小灯泡变亮,加热时灯泡会变暗。 (2)以上现象说明了什么? 提示:电阻率与温度有关。
【典例示范】
【典例】关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确的是 ( )
【生产情境】 工业上采用一种称为“电导仪”的仪器测量液体的电阻率,其中一个关键部件如 图所示,A、B是两片面积均为1 cm2的正方形铂片,间距为d=1 cm,把它们浸在待 测液体中,若通过两根引线加上U=6 V的电压时,测出电流I=1 μA。 探究: (1)这种液体的电阻为多少? (2)这种液体的电阻率为多少?
复习课件
高中物理第二章恒定电流6导体的电阻课件新人教版选修3_
6 导体的电阻
必备知识·自主学习
一、影响导体电阻的因素 【情境思考】 白炽灯的灯丝为什么用钨丝做?
提示:因为钨丝的导电性能不好,在同样的长度、粗细等条件下,电阻较大,在相等 的通电时间下,产生的热量较多;另一个原因是钨丝的熔点高。
1.导体电阻与其影响因素的定性关系 移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻,这说明导体电阻跟它的__长__度_有关; 同是220 V的灯泡,灯丝越粗用起来越亮,说明导体电阻跟它的___横__截___面_有积关; 电线常用铜丝制造而不用铁丝,说明导体电阻跟它的__材__料_有关。 2.探究思路 为探究导体电阻是否与导体横截面积、长度和材料有关,我们采用__控__制___变__量法 进行实验探究。
【易错辨析】 (1)由R= U可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反
I
比。 ( ×) (2)电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关。 ( ×) (3)电阻率表征了材料的导电能力的强弱,由导体的材料决定,且与温度有关。
( √) (4)电阻率大的导体,电阻一定很大。 ( ×)
关键能力·合作学习
S
I
误;电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱,由导体的材料决定,往往随温度
变化而变化,与导体的长度、横截面积无关,故B、C项错误;由电阻定律R=ρ l
S
可知。电阻与导体的长度、横截面积和电阻率三个因素有关。则电阻率很大的
导体,电阻可能很小;故D项正确。
2.将两根长为L,横截面积为S,电阻率为ρ的保险丝串起来作为一根使用,则它
比
D.由ρ= R可S 知,导体的电阻越大,其电阻率越大
L
【解析】选B。导体的电阻由导体本身的性质决定,与电压和电流无关,故A项错 误;导体的电阻由导体本身的性质决定,由R=ρ L可知,导体的电阻与长度L、电
S
阻率ρ均成正比,与横截面积S成反比,故B项正确;电阻率由材料和温度决定,与 导体的长度以及横截面积无关,故C项错误;导体的电阻率由材料的种类决定,与 电阻的大小无关,故D项错误。
【典例示范】
【典例】两根完全相同的金属导线A和B,如果把其中的一根A均匀拉长到原来的
两倍,把另一根导线对折后绞合起来,则它们的电阻之比为多少?
【解析】金属导线原来的电阻为R=ρ l ,拉长后l′=2l,因为体积V=lS不变,所以
S′= ,S R′=ρ =4l ρ =4Rl 。对折后l″= S ,S″=l 2S,所以R″=ρ
【素养训练】 1.(母题追问)上例中,若将变化后的A、B两金属导线串联在同一电路中,则它两端 的电压之比为多少? 【解析】两电阻串联时,电压之比等于电阻之比,故电压之比为16∶1。 答案:16∶1
2.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类,现代生物学认为,髓鞘
是由多层类脂物质——髓质累积而成的,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电
l
2
S
S
2
S
l
=ρ· =2 ,则R R′∶R″=16∶1。
2S 4
答案:16∶1
【规律方法】应用R=ρ l 解题的技巧
S
(1)明确导体的形状改变后,电阻率不会发生变化。
(2)导体的形状改变后,体积不变,由V=l1S1=l2S2确定l2与l1、S2与S1的关系。 (3)由R=ρ 确l 定电阻关系。
S
2.公式:R=
l
。S
3.符号意义:l表示导体沿电流方向的长度,S表示垂直于电流方向的横截面积,
ρ是__电___阻__率,表征材料的____导___电__性。能
4.材料特性应用
(1)连接电路的导线一般用电阻率小的金属制作。 (2)金属的电阻率随温度的升高而__增___大,可用来制作电阻温度计,精密的电阻温
2.一段粗细均匀的铝线,其横截面直径是d,电阻为1 Ω。现将其拉制成直径为
0.1d的均匀细线后,它的电阻值变成
()
A.0.1 kΩ B.0.01 kΩ
C.10 kΩ D.100 kΩ
【解析】选C。铝线的横截面的直径为d,横截面积为S1=14 πd2,由数学知识得知, 直径是0.1d后横截面积是S2=0.01S1,由于铝线的体积不变,则长度变为原来的 100倍,根据电阻定律R=ρ l 得到,电阻是原来的10 000倍,即为10 000 Ω
【解析】(1)R=U
I
6Ω=6×106
1 0 6
Ω
(2)由题意知l=d=10-2 m,S=10-4 m2
由R=ρ l
S
得ρ=
RlS=61Ω1006·m210=46×104 Ω·m。
答案:(1)6×106 Ω (2)6×104 Ω·m
课堂检测·素养达标
1.(教材二次开发·P58【思考与讨论】变式)目前集成电路的集成度很高,要求里面
度计用铂制作。
(3)有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,常用来制作___标__准___电_。阻
5.电阻率 (1)物理意义:ρ反映了材料____导__电___性的能好坏。电阻率越小,_______导__电越性好能。 (2)单位:国际单位——欧姆·米,符号是Ω·m。 (3)决定因素:电阻率ρ由材料自身的特性和温度决定。纯金属的电阻率较小, 合金的电阻率较大。
S
I
提醒:使用两公式时一定注意适用范围。
【问题探究】 一长方形导体若通过电流为I1,长度为a,截面积为bc;若通过电流为I2,长度为c, 截面积为ab。
(1)沿不同的方向通入电流时,其电阻值是否相同? 提示:由R=ρ l 可知,电阻值不同
S
(2)电阻和电阻率有什么不同? 提示:电阻反映导体对电流的阻碍作用大小,电阻越大,阻碍作用越大;电阻率反 映材料导电性能的好坏,电阻率越大,导电性能越差。
3.各种材料的电阻率与温度的关系 (1)金属的电阻率随温度升高而增大。 (2)有些半导体的电阻率随温度升高而减小,且随温度的改变变化较大,常用于制 作热敏电阻。 (3)有些合金,如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,常用于 制作标准电阻。 (4)当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然降低到零,成为超导体。
阻率为ρ=8×106 Ω·m。某生物体中的某段髓质神经纤维可看作高20 cm、半
径为4 cm的圆柱体,当在其两端加上U=100 V的电压时,该神经开始发生反应,则
引起该神经纤维产生感觉的最小电流为 ( )
A.0.31 μA
B.0.62 μA
C.0.15 μA
D.0.43 μA
【解析】选A。由R=ρl ,可知R≈3.18×108 Ω,所以I= ≈U 0.31 μA,A正确。
【拓展例题】考查内容:电阻定律的实际应用 【典例】A、B两地相距40 km,从A到B两条输电线的总电阻为800 Ω,若A、B之间 某处E的两条输电线发生短路,为查明短路地点,在A处接上电源,测得电压表示数 为10 V,小量程电流表读数为40 mA,如图所示,则短路处距A多远?
【解析】设发生短路处距离A处为x,根据题意知,A、B两地间的距离l=40 km,
知识点一 对电阻定律R=ρ l的认识 1.电阻定律表达式R=ρ 中l 各符S 号的含义
S
(1)ρ表示导体材料的电阻率,与材料和温度有关。反映了导体的导电性能, ρ越大,说明导电性能越差;ρ越小,说明导电性能越好。 (2)l表示沿电流方向导体的长度。 (3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。
2.电阻和电阻率的比较
S
R
【加固训练】
关于导体的电阻和电阻率,下列说法中正确的是( )
A.由R= U 可知,导体的电阻与导体两端电压成正比,与流过导体的电流成反比
I
B.由R=ρ L 可知,导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比
S
C.由ρ= R可S 知,导体的电阻率与导体的横截面积成正比,与导体的长度成反
L
的电阻和电阻率分别为 ( )
A. 2L、 S
C. L、 2S
B. 2L、1 S2
D.L、1 2S 2
【解析】选A。电阻率由材料决定,与导线的长度和横截面积无关,故电阻率不
变;材料不变,长度变为原来的2倍,横截面积不变,根据电阻定律的公式R=ρ l
知,电阻变为原来的2倍,为R= 2 L。
S
S
知识点二 R=ρ l 与R= 的U 比较
A.4ρ和4R
B.ρ和4R
Hale Waihona Puke C.16ρ和16RD.ρ和16R
【解析】选D。导线体积不变,现将它均匀拉长到直径为原来的一半,根据
S=1 πd2,可得横截面积变为原来的 1,则长度变为原来的4倍,由R=ρ 可l 知电
4
4
S
阻变为原来的16倍;金属的电阻率由材料本身决定,不随形状的变化而变化。故
选项D正确。
A.导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻,因此,只有导体有电流通过时才具有
电阻 B.由R= U 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
I
C.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零
【解析】选D。导体的电阻率由材料本身性质决定,并随温度变化而变化,导体的 电阻与材料、长度、横截面积有关,与导体两端电压及导体中电流大小无关,A、 B、C错;电阻率反映材料的导电性能,电阻率常与温度有关,存在超导现象,D对。
3.探究方案 (1)__实___验探究; (2)__逻___辑__推__理探究。
二、导体的电阻 【情境思考】 导线上电阻与电阻率、长度和横截面积的关系? 提示:R=ρ l
S
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。