第6节 第1课时 影响导体电阻的因素 导体的电阻

第6节导体的电阻

第1课时影响导体电阻的因素导体的电阻

◆学习目标定位

1．通过对决定导体电阻的因素的探究过程，体验运用控制变量研究物理问题的思维方法．体会实验探究和逻辑推理都是重要的科学研究方法．

2．深化对电阻的认识，了解电阻定律，能用电阻定律来进行有关计算．

3．理解电阻率的物理意义，并了解电阻率与温度的关系，通过对不同材料电阻率的介绍，加强学生理论联系实际的意识和安全用电的意识．

一、影响导体电阻的因素

1．实验探究

控制变量法：在长度、横截面积、材料三个因素中，b、c、d与a分别有一个因素不同

(1)导体电阻与长度的关系

在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与其长度成正比．

(2)导体电阻与横截面积的关系

在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与其横截面积成反比． (3)导体电阻和材料的关系

在长度、横截面积相同的条件下，不同材料的导体的电阻不同，表明导体的电阻与材料有关．

二、导体的电阻

1．电阻的定义式：R ＝U

I .导体的阻值与两端的电压和流过的电流无关． 2．电阻定律

(1)内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关．

(2)决定式：R ＝ρl

S . 3．电阻率

(1)公式：ρ＝R S

l .ρ与导体长度l 、横截面积S 无关，是导体材料本身的性质，由其材料决定，且与温度有关．

(2)物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量． (3)电阻率与温度的关系

①金属：电阻率随温度升高而增大． ②半导体：电阻率随温度升高而减小． ③锰铜合金、镍铜合金：几乎不受温度的影响．

要点1|电阻率的理解

1．物理意义：电阻率ρ是一个反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关．

2．大小：ρ＝RS

l，各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1 m、横截

面积为1 m2的导体的电阻．

(1)不能根据ρ＝RS

l错误地认为电阻率跟导体的横截面积S成正比，跟导体长度l成反比．

(2)某种材料的电阻率大，不能说它对电流的阻碍作用一定大．这是因为电阻率大的材料制成的电阻可以是一个小电阻，这完全可由电阻的l、S决定．

(3)各种材料都有各自的电阻率，各种金属中银的电阻率最小，其次是铜、铝，合金的电阻率大于组成它的任何一种纯金属的电阻率．

3．单位：欧·米(Ω·m)．

4．电阻率与温度的关系

(1)金属的电阻率随温度升高而增大，可用于制作电阻温度计．

(2)半导体和电解质的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度变化较大，可用于制作热敏电阻．

(3)有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻．

(4)有些物质当温度降低到绝对零度附近时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象．能够发生超导现象的物体叫超导体．材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的临界温度T C.

金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响．根据以上的信息，判断下列的说法中正确的是()

A．连接电路用的导线一般用合金来制作

B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作

C．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作

D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作

【解析】电阻率是用来表示各种物质电阻特性的物理量．电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关．纯金属的电阻率小，连接电路用的导线一般用纯金属来制作，

A 选项错误；合金的电阻率大，电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作，

B 选项正确；有的金属电阻率随温度变化而显著变化，电阻温度计一般用纯金属来制作，

C 选项错误；有的合金的电阻率几乎不受温度的影响，故标准电阻一般用合金材料制作，

D 选项错误．

【答案】 B

电阻率与电阻是两个不同的概念，电阻率与材料和温度有关，而导体电阻R ＝ρl

S 既与材

料有关，还与l 、S 有关，ρ大，R 不一定大，ρ小，R 不一定小．

下列关于电阻率的说法中，错误的是

( )

A ．电阻率只是一个比例常数，与任何其他因素无关

B ．电阻率反映材料导电性能的好坏，所以与材料有关

C ．电阻率与导体的温度有关

D ．电阻率在国际单位制中的单位为欧·米

解析：电阻率反映材料导电性能的好坏，与材料有关，A 选项错误，B 选项正确；电阻率与温度有关，C 选项正确；根据电阻定律R ＝ρl S ，解得ρ＝RS

l ，电阻率在国际单位制中的单位为欧·米，D 选项正确．

答案：A

要点2|电阻定律的理解与应用

1．电阻定律的理解

(1)电阻定律反映了导体的电阻由导体自身决定，只与导体的材料、导体的长度和导体的横截面积有关，与其他因素无关．

(2)表达式中的l是沿电流方向导体的长度，横截面积是垂直电流方向的横截面．如图所示，一块长方形铜块，若通以电流I1，则长度为a，横截面积为bc；若通以电流I2，则长度为b，横截面积为ac.

2．R＝U

I与R＝ρ

l

S的区别与联系

(1)原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻．

(2)在电路中的使用方法

结构简图如图所示，要使滑动变阻器起限流作用，正确的连接是接A与D或C，B与C 或D，即“一上一下”；要使滑动变阻器起到分压作用，要将AB全部接入电路，另外再选择A与C或D及B与C或D与负载相连，当滑片P移动时，负载将与AP间或BP间的不同长度的电阻丝并联，从而得到不同的电压．