选修3-1第二章 第6节 导体的电阻
人教版选修3-1第二章第6节导体的电阻(共24张PPT)
结论① :电解液的电阻与其长度成正比; 结论② :电解液的电阻与其横截面积成反比; 结论③:电解液的电阻与材料有关;
结论:电阻定律适合电解液导电! 金属导体 电阻定律 电解液
五、电阻率及应用
是比例常数,它与导体的材料有关,是一
个反映材料导电性能(对电流阻碍作用)的物理 量,称为材料的电阻率。
R/R1= L/L1
2、电路的并联:
S=S1+S2+S3=NS1 S/S1=N 1/R=1/R1+1/R2+1/R3 R=R1/N N=R1/R R1/R = S/S1
四、电阻定律:
1.内容: 温度一定时,导体的电阻R与它
的长度L 成正比,与它的横截面积S成反比, 还与构成它材料有关。
2.表达式:
l R S
( T 一定时)
3.适用范围:金属、电解液导电。
4.用电解液探究电阻定律:①R与L的关系:
长 电 结 度 阻 论 L MΩ L
2L
3L
②R与S的关系:
面 电 积 阻 S MΩ
S 2S 3S
结 论
③R与材料ρ 关系:
S相同,L=1.32m相同时:
乙酸R=1.47 MΩ ,白醋R=261KΩ = 0.261 MΩ 结论③:
七 小结
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.表达式:
3.电阻率: (1)反映材料导电性能的物理量
l R S
T 一定时 适用金属、电解液导电
(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
4.4×10 5.0×10
第二章 6 导体的电阻—人教版高中物理选修3-1讲义
6导体的电阻电阻定律与电阻率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:R=ρlS,式中ρ是比例系数,ρ叫做这种材料的电阻率.(3)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、长度和横截面积及温度有关,与其他因素无关.2.电阻率(1)概念:电阻率是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)单位是欧姆·米,符号为Ω·m.(3)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大(可用于制造电阻温度计).②半导体和绝缘体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当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体.3.R=UI与R=ρlS的区别与联系两个公式区别与联系R=UI R=ρlS区别适用于纯电阻元件适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体联系R=ρlS是对R=UI的进一步说明,即导体的电阻与U和I无关,而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积c =0.1 m ,当里面注满某电解液,且P 、Q 间加上电压后,其U -I 图线如图乙所示,当U =10 V 时,求电解液的电阻率ρ是多少?2 一根细橡胶管中灌满盐水,两端用短粗铜丝塞住管口.管中盐水柱长为40 cm 时测得电阻为R .若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同.现将管中盐水柱均匀拉长至50 cm(盐水体积不变,仍充满橡胶管).则盐水柱电阻变为( ) A.45R B.54R C.1625R D.2516R3 在如图所示电路中,AB 为粗细均匀、长为L 的电阻丝,以A 、B 上各点相对A 点的电压为纵坐标,各点离A 点的距离x 为横坐标,则各点电势U 随x 变化的图线应为( )4 两根材料相同的均匀导线A 和B ,其长度分别为L 和2L ,串联在电路中时,其电势的变化如图所示,下列说法正确的是( )A.A 和B 导线两端的电压之比为3∶2B.A 和B 导线两端的电压之比为1∶2C.A 和B 导线的横截面积之比为2∶3D.A 和B 导线的横截面积之比为1∶3 5 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 cm 2的正方形铂片,间距为d =1 cm ,把它们浸没在待测液体中,若通过两根引线加上U =6 V 的电压时,测出电流I =1 μA ,则这种液体的电阻率为多少?6 导体的电阻 1 答案 40 Ω·m解析 由题图乙可求得U =10 V 时,电解液的电阻为R =U I =105×10-3 Ω=2 000 Ω 由题图甲可知电解液长为l =a =1 m ,截面积为S =bc =0.02 m 2,结合电阻定律R =ρl S 得ρ=RS l =2 000×0.021Ω·m =40 Ω·m. 2 答案 D解析 由于总体积不变,设40 cm 长时的横截面积为S .所以长度变为50 cm 后,横截面积变为45S ,由电阻定律R =ρ40S ,R ′=ρ5045S,联立两式则R ′=2516R ,选项D 正确.3 答案 A解析 由U =IR x =E R ·R L x =E L x ,其中E 、L 均为定值,故U 与x 成正比.A 项正确.4 答案 AD5 答案 6×104 Ω·m解析 R =U I =610-6 Ω=6×106 Ω 由题意知:l =d =10-2 m ,S =10-4 m 2由R =ρl S 得ρ=RS l =6×106×10-410-2Ω·m =6×104 Ω·m.。
2019-2020人教版物理选修3-1课件:第二章 第6节 导体的电阻
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
活动4:通过逻辑推理分析,导体电阻与导体的长度和横截面积应该是 什么样的关系?
提示:(1)研究导体电阻与它的长度的关系
一条长度为l、电阻为R的导体,可以看成是由n段长度同为l1、电阻同
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
活动1:图中a、b、c、d通过什么来定量比较电阻大小?
提示:a、b、c、d是串联的,每段导体两端的电压与它们的电阻成正 比,所以通过电压表的示数之比就可以知道电阻的大小之比。
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
提示
活动2:实验探究导体的电阻与它的长度、横截面积及它的材料等因素 的定量关系时,如何测量电阻丝的横截面积、长度、电阻?
导体的形状、大小无关。
①纯净金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。
②电阻率往往随温度的变化而变化
a.金属的电阻率随温度的升高而增大,可用于制作电阻温度计。
b.半导体的电阻率随温度的升高而减小,半导体的电阻率随温度的变
化较大,可用于制作热敏电阻。
c.有些合金,电阻率几乎不受温度变化的影响,常用来制作标准电
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
R=ρSl
R=UI
适用 适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀 纯电阻元件
范围 的电解液、等离子体
导体的电阻取决于导体本身的材料、长度和横截面 联系
积,而不是U和I
01课前自主学习
02课堂探究评价
03课后课时作业
人教版选修3-1+第二章+第6节+导体的电阻+课件2+(共15张PPT)
S
2S
3S
E
S
横截面积 S 2S 3S 电压
电阻比
2.影响导体电阻的因素
c. l 和S一定,研究 R 与 材料的关系
V
铁
铜
E
S
材料 电压 电阻
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 R l
s
电阻率的测量
1.6×10-8 1.7×10-8 2.9×10-8 5.3×10-8 1.0×10-7 4.4×10-7 5.0×10-7
2.07×10-8 2.07×10-8 3.80×10-8 7.10×10-8 1.44×10-7 4.4×10-7 5.0×10-7
5、几种导体材料的电阻率
你能从表中看出哪些信息:
ρ=
R—S l
V R
A
d = L/n ,S=π(d/2)
5、几种导体材料的电阻率
材电料阻率温度 0℃ (Ω∙m) 20℃(Ω∙m) 100℃(Ω∙m)
银 铜 铝 钨 铁 锰铜合金 镍铜合金
1.48×10-8 1.43×10-8 2.67×10-8 4.85×10-8 0.89×10-7 4.4×10-7 5.0×10-7
•
THE END 17、一个人如果不到最高峰,他就没有片刻的安宁,他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/142021/3/142021/3/142021/3/14
谢谢观看
谢谢大家!
• 9、春去春又回,新桃换旧符。在那桃花盛开的地方,在这醉人芬芳的季节,愿你生活像春天一样阳光,心情像桃花一样美丽,日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/142021/3/14Sunday, March 14, 2021
【金版教程】2014年高中物理 第二章《第6节 导体的电阻》课件 新人教版选修3-1
[解析]
电阻率反映材料导电强弱,只与材料及温度有
l 关,与导线的长度l和横截面积无关,故A错、B对.由R=ρ S 知 ρ大,R不一定大,故C错.有些合金的电阻率几乎不受温度变 化的影响,可用来制成标准电阻,故D正确.
[答案] BD
考点二
电阻与电阻率的区别、联系
电阻R大,那么导电性能是否一定差呢?
答案:AD
解析:导体的电阻率由材料本身的性质决定,并随温度的 变化而变化,导体的电阻与长度、横截面积有关.与导体两端 的电压及导体中的电流无关,A对,B、C错,电阻率反映材料 的导电性能,电阻率常与温度有关,并存在超导现象,绝对零 度只能接近,不可能达到,D对.
4.
如图所示,P为一块半圆形薄电阻合金片,先将它按图
C.一根导线长度变为原来的一半,横截面积不变,则导 线的电阻变为原来的二分之一,但电阻率不变 D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越 大的材料的导电性能越好
[思路点拨]
解答该题应把握以下两点:
l U (1)R=ρS、R= I 与电阻的关系; (2)电阻率的影响因素.
[规范解答]
对该题逐项进行分析如下:
01课前自主学习
一、影响导体电阻的因素 1. 探究与导体电阻有关的因素 (1)电阻丝横截面积的测量:把电阻丝紧密地缠绕在一个圆 柱形物体上(如铅笔),用刻度尺测出多匝电阻丝的 宽度 L,数 L d 2 d = S = π 出圈数n,根据 , n ,计算出电阻丝的直径,由 2 计算出电阻丝的横截面积.
答案:AD
解析:电阻率与材料、温度有关,与其他因素无关,有的 随温度升高而变大,有的反之,铂电阻随温度升高而增大,故 AD正确.
2. [2014· 包头高二检测]两根由同种材料制成的均匀电阻丝 A、B串联在电路中,A的长度为L,直径为d;B的长度为2L, 直径为2d,那么通电后在相同时间内产生的热量之比为( A.QA∶QB=1∶2 B. QA∶QB=2∶1 C.QA∶QB=1∶1 D.QA∶QB=4∶1 )
人教版 物理选修3-1第二章第六节 导体的电阻Resistance
R=0
课堂训练
1、一段均匀导线对折两次后并联在一起 测得其电阻为0.5 Ω, ,测得其电阻为0.5 Ω,导线原来的电阻 多大? 多大?若把这根导线的一半均匀拉长为 三倍,另一半不变, 三倍,另一半不变,其电阻是原来的多 少倍? 少倍?
8Ω
5倍
2、同一半圆形金属片,如图所示,从不同方 同一半圆形金属片,如图所示, 向测量其电阻 是否相等? (1)Ra、Rb是否相等? (2)如果不等 如果不等, 谁大? (2)如果不等,Ra、Rb谁大? Ra、Rb比值是多少? 比值是多少? (1)不等 (a)又短又“ (a)又短又“胖”,(b)又长又“瘦”,∴Ra < Rb 又短又 (b)又长又“ 又长又 (a)为两 为两R (2)若1/4圆形金属片电阻为R0,则(a)为两R0 1/4圆形金属片电阻为R 圆形金属片电阻为 并联, /2;(b)为两电阻串联 为两电阻串联, 并联,Ra = R0 /2;(b)为两电阻串联,Rb =2 R0, 所以Ra :Rb=1:4
l R∝与 是与l、 无关的常数 无关的常数! 注意:k是与 、S无关的常数!
理论探究 3.实验探究导体的电阻 与材料的关系 实验探究导体的电阻R与材料的关系 实验探究导体的电阻
取相同长度、横截面积、不同材料的导体进行实验 相同长度、横截面积、不同材料的导体进行实验 (探究不同材料的比例常数k)。 探究不同材料的比例常数 )。
l R=k S
结论: 结论:
k是由导体材料决定 是由导体材料决定 是由导体材料 无关! 与l、S无关! 、 无关
实验电路图
三、电阻定律
1.内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长 .内容:同种材料的导体,其电阻 与它的长 成正比,与它的横截面积S成反比; 度l成正比,与它的横截面积 成反比;导体 电阻与构成它的材料有关。 材料有关 电阻与构成它的材料有关。 2.决定式 决定式: 决定式
2018-2019学年人教版版选修3-1 第二章 6 导体的电阻 课件(43张)
是电阻的定义式,其电阻并不随 是电阻的决定式, 其电阻的 区别 电压、电流的变化而变化,只是 大小由导体的材料、 横截面 可由该式算出电路中的电阻 积、长度共同决定
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比较 内容
U R= I 提供了一种测 R 的方法:只要测 出 U、I 就可求出 R
l R= ρ S 提供了一种测导体的电阻 率 ρ 的方法:只要测出 R、 l、S 就可求出 ρ 适用于粗细均匀的金属导 体或浓度均匀的电解液、 等 离子体
分压式 接法
人教版物理·选修3-1
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[特别提醒] l (1)公式 R=ρS适用于粗细均匀的金属导体或横截面积相同且浓度均匀的 电解液. l U (2)R=ρS是电阻的决定式,表明 R 与 ρ、l 及 S 有关;R= I 是电阻的计算 式,不能由此得出 R 与 U 或者 I 有关.
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3.逻辑推理影响电阻的因素 (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 R 1 l1 关系式: = l2 . R2 (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 S2 R1 S1 关系式: = . R2
横截面积 、材料的关系 探究导体电阻与长度 、
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项目
内容
实验 控制变量法:在长度、横截面积、材料三个因素中,b、c、 方法 d 与 a 分别有一个因素不同 实验 原理 串联电阻 a、 b、 c、 d 的电流 相同, 电压与导体的电阻成正比 , 测量出它们的电压就可知道电阻之比, 从而分析出影响导体 电阻大小的有关因素
《导体的电阻》教案
人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流第6节导体的电阻教案《导体的电阻》教案课标要求:通过实验,探究决定导线电阻的因素,知道导体电阻的决定式。
一、教学目标(一)知识与技能1、理解电阻的大小跟哪些因素有关,知道电阻定律及其表达式。
2、了解电阻率的概念、物理意义、单位及其与温度的关系。
(二)过程与方法1、经历决定导体电阻因素的实验探究过程,体验运用控制变量法研究物理问题的思维方法。
2、通过对决定导体电阻因素的实验探究和理论分析,体会实验探究和逻辑推理两种研究方法的作用。
3、通过对实验数据的分析处理,提高科学分析、提炼实验结果的能力。
(三)情感态度与价值观1、经历实验探究等学习活动,发展学生对科学的好奇心和探索未知的激情。
2、经历实验探究与理论推导两个过程,体会物理规律的严密性。
3、通过介绍不同材料的电阻率及相关应用,增强学生将物理知识与社会、科学技术相联系的意识。
4、通过小组交流与讨论,培养学生合作与交流的团队精神二、教学重点与难点1、教学重点:电阻定律的内容及其应用;电阻率的概念及其物理意义。
2、教学难点:实验方案的设计及实验数据的处理。
三、教学用具自制电阻定律示教板及相关器材,日光灯灯丝,酒精灯,电池组,电键,导线,多媒体。
四、教学流程【新课引入】开门见山,由问题进入新课。
师:同学们这节课将由我和大家一起学习第6节导体的电阻。
首先请同学们迅速浏览一下本节课的学习目标。
本节课我们的评价方式是………,希望同学们有精彩的表现。
首先思考这样一个问题“根据电阻的定义式IU R ,导体的电阻R 与加在导体两端的电压U 成正比,跟导体中的电流I 成反比,这种说法对吗?”生:“不对”师:决定导体电阻大小的因素有哪些?初中我们有一个定性的结论:导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关。
而且还有一个半定量的结论:长度越长电阻越大,横截面积越大电阻越小。
【新课教学】师:本节课我们的主要任务就是:“探究导体电阻与决定因素间的定量关系”探究的办法有两种:理论探究和实验探究首先看理论探究,根据预习哪个小组能够用简洁的语言描述电阻R 与长度L 的关系?(机会一次)(在预习学案中已经有专门的铺垫、要求和训练)生:………师补充:(条件)师:第二次机会:电阻R 与横截面积S 的关系生:………师:理论探究的结果是:………,数学表达式:………理论探究的结果能否经得住实验的考验呢?我们来进行实验探究。
人教版高中物理选修3-1第二章2.6导体的电阻
根据欧姆定律 R U ,导 I
体的电阻 R 与加在导体两 端的电压 U 成正比,跟导 体中的电流 I 成反比,这 种说法对吗?
很显然,根据比值定义的 意义,电阻 R与电压电流 没有必然联系。
1. 电阻(R): 表示导体对电流的阻碍作用的大小。
2. 定义式:
R
U I
电阻:单位(Ω )
答:不一样。100 W是额定功率,是灯泡正常工作时的 功率 ,所以 484 是灯泡正常工作时的电阻 ;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. 关于电阻和电阻率,下列说法中正确的是 ( D )
A.把一根均匀导线等分成等长的两段,则每部分的电阻、
电阻率均变为本来的一半
A. 跟导线的电阻成正比 B. 跟导线的横截面积成正比 C. 跟导线的长度成反比 D. 由所用金属材料的本身特性决定
5. 电路中有一段金属丝长为 L,电阻为 R,要使电阻
变为 4R,下列可行的方法是 ( A )
A. 将金属丝拉长至 2L B. 将金属丝拉长至 4L C. 将金属丝对折后拧成一股 D. 将金属丝两端的电压提高到本来的 4 倍
3. 目标任务: (1)导体的材料、横截面积相同 改变长度,研究电阻的变化
(2)导体的材料、长度相同 改变横截面积,研究电阻的变化
(3)导体的长度、横截面积相同 改变材料种类,研究电阻的变化
设计测量电阻 R 的实验方案:
1. 你打算用什么方法测电阻? 伏安法
2. 测量电路采用安培表内接法还是外接法?
解析:金属线原来的电阻为 R=ρSl,拉长后:l′=2l,因为体积 V=lS 不变,所以 S′=S2,R′=ρSl′′=4ρSl =4R,对折后 l″=
人教版高中物理选修3-1第二章第6节导体的电阻
人教版高中物理选修3-1第二章第6节导体的电阻图2-6-1c .实验方法:控制变量法,其中a 与b 长度不同;a 与c 横截面积不同,a 与d 材料不同. d .结论:导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,还跟材料有关. 2.导体的电阻(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,导体的电阻还与构成它的材料有关. (2)公式:R =ρlS .[再判断]1.导体的电阻由导体的长度和横截面积两个因素决定.(×)2.一根阻值为R 的均匀电阻线,均匀拉长为原来的2倍,电阻变为4R .(√)3.由R =UI 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.(×) [后思考]由影响导体电阻的因素分析为什么几个电阻串联,总电阻增大,几个电阻并联总电阻减小? 【答案】 几个电阻串联相当于增大了导体的长度,几个电阻并联相当于增大了导体的横截面积. [合作探讨]如图2-6-2所示,为一电阻率为ρ的长方体铜柱,各边尺寸标注如图,a 、b 、c 、d 为四个接线柱.图2-6-2探讨1:ab 端接入电路和cd 端接入电路时铜柱的电阻相同吗?若不相同,哪种情况大些? 【答案】 不相同 ab 端接入电路时铜柱的电阻大些.探讨2:试用题中所给符号表示ab 端和cd 端接入电路时的电阻.【答案】 R ab =ρl mn R cd =ρm nl .[核心点击]1.对电阻定律的理解(1)公式R=ρlS是导体电阻的决定式,图2-6-3中所示为一块长方体铁块,若通过电流I1,则R1=ρabc;若通过电流I2,则R2=ρcab.图2-6-3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.认识滑动变阻器(1)构造:如图2-6-4所示是滑动变阻器的实物图,AB是一金属杆,其电阻为零,CD是电阻率较大的、长度较长的电阻丝,缠绕在陶瓷管上,匝与匝之间是绝缘的,有两条比较光亮的线,是被刮掉绝缘层的部分,P是滑片,上端与金属杆连接,下端与电阻丝连接.图2-6-4(2)原理:利用滑片P改变接入电路中的电阻丝的长度,起到改变电阻的作用.(3)接线方式:作限流用时,将AC或AD接入电路即可.注:接A接B是等效的.作分压用时,CD全部接入电路,利用PC或PD上分得的电压对负载供电.3.R=ρlS与R=UI的比较R=ρlS R=UI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,R与U、I无关作用提供了测定电阻率的一种方法——ρ=RSl提供了测定电阻的一种方法——伏安法1.物理意义:ρ反映了材料导电性能的好坏.电阻率越小,导电性能越好.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.[再判断]1.电阻率ρ与导体的长度L和横截面积S有关.(×)2.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.(√)3.电阻率大的导体,电阻一定很大.(×)[后思考]如图2-6-5所示,将日光灯灯丝(额定功率为8 W)与演示用欧姆表(测电阻大小的仪器)连接成如图所示电路,用酒精灯加热灯丝后,发现欧姆表的示数变大了,该实验说明哪个物理量与温度有关?图2-6-5【答案】金属丝的电阻率与温度有关,随温度的升高而增大.[合作探讨]如图2-6-6所示,一条康铜丝,长度为l,截面直径为d,当加在其两端的电压为U时,通过它的电流为I.图2-6-6探讨1:这条康铜丝的电阻是多大?【答案】R=UI.探讨2:康铜丝的电阻率是多大?【答案】ρ=πUd24Il.[核心点击]1.电阻与电阻率的区别电阻R 电阻率ρ描述对象导体材料知识模块2、电阻率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)欧姆·米(Ω·m)联系R=ρlS,ρ大,R不一定大,导体对电流阻碍作用不一定大;R大,ρ不一定大,导电性能不一定差2.测定金属的电阻率(1)实验目的①掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法及电流表和电压表的读数方法.②会用伏安法测电阻,并能测定金属的电阻率.(2)实验原理把金属丝接入如图2-6-7所示的电路中,用电压表测金属丝两端的电压,用电流表测金属丝中的电流,根据R x=UI计算金属丝的电阻R x;然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度l,利用缠绕法用毫米刻度尺测出n圈金属丝宽度,求出金属丝的直径d,计算出金属丝的横截面积S;根据电阻定律R x=ρlS,得出计算金属丝电阻率的公式ρ=R x Sl=πd2U4lI.图2-6-7(3)实验步骤①取一段新的金属丝紧密绕制在铅笔上,用毫米刻度尺测出它的宽度,除以圈数,求出金属丝的直径.或利用螺旋测微器直接测量.②按如图2-6-7所示的电路图连接实验电路.③用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度.④把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S.改变滑动变阻器滑动触头的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值.⑤拆除实验电路,整理好实验器材.(4)数据处理①电阻R的值方法一,平均值法:分别计算电阻值再求平均值;方法二,图象法:利用U -I 图线的斜率求电阻.②将测得的R x 、l 、d 的值,代入电阻率计算公式ρ=R x S l =πd 2R x4l ,计算出金属导线的电阻率. (5)注意事项①为了方便,测量直径应在导线连入电路前进行,为了准确测量金属丝的长度,应该在连入电路之后在拉直的情况下进行.②本实验中被测金属丝的电阻值较小,故须采用电流表外接法. ③开关S 闭合前,滑动变阻器的阻值要调至最大.④电流不宜太大(电流表用0~0.6 A 量程),通电时间不宜太长,以免金属丝温度升高,导致电阻率在实验过程中变大.3.(多选)在“测定金属的电阻率”的实验中,以下操作中错误的是( )A .用米尺测量金属丝的全长,且测量三次,算出其平均值,然后再将金属丝接入电路中B .用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径,算出其平均值C .用伏安法测电阻时,采用电流表内接法,多次测量后算出平均值D .实验中应保持金属丝的温度不变 【答案】 AC4.某同学用伏安法测量导体的电阻,现有量程为3 V 、内阻约为3 kΩ的电压表和量程为0.6 A 、内阻约为0.1 Ω的电流表.采用分压电路接线,图2-6-8甲是实物的部分连线图,待测电阻为图乙中的R 1,其阻值约为5 Ω.甲 乙 图2-6-8(1)测R 1阻值的最优连接方式为导线①连接________(选填a 或b )、导线②连接________(选填c 或d ).经典例题(2)正确接线测得实验数据如表,用作图法求得R1的阻值为________Ω.U/V0.400.80 1.20 1.60 2.00 2.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)已知图乙中R2与R1是材料相同、厚度相等、表面为正方形的两导体,R2的边长是R1的110,若测R2的阻值,则最优的连线应选________(填选项).A.①连接a,②连接cB.①连接a,②连接dC.①连接b,②连接cD.①连接b,②连接d【答案】(1)a d(2)作图如图所示,4.6(4.4~4.7均可) (3)B伏安法测电阻时应掌握的三点技巧(1)电压表和电流表的选择可参考的数据有:①电阻或小灯泡的额定电压、额定电流.②电源电动势E和电路的最大电流I m=ER x.③实验表格或实验图象的电压和电流.(2)滑动变阻器的选择方法:用限流式接法时一般滑动变阻器的最大阻值R与待测电阻R x相差不大或R略大于R x,都能满足测多组数据的要求;当用分压式接法时,滑动变阻器一般选阻值小的,滑动变阻器的阻值越小,越方便调节.归纳和总结(3)电流表的两种接法①两种接法对比内接法外接法电路②两种接法的选择a.直接比较法:当R x≫R A时,采用内接法;当R x≪R v时,采用外接法,即大电阻用内接法,小电阻用外接法,可记忆为“大内小外”.b.公式计算法当R x>R A R V时,用电流表内接法,当R x<R A R V时,用电流表外接法,当R x=R A R V时,两种接法效果相同c.试触法:适用于R x、R V、R A的阻值关系都不能确定的情况,如图2-6-9所示,把电压表的可动接线端分别试接b、c两点,观察两电表的示数变化.若电流表的示数变化明显,说明电压表的分流作用对电路影响大,应选用内接法,若电压表的示数有明显变化,说明电流表的分压作用对电路影响大,所以应选外接法.图2-6-91.如图2-6-10所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线,下列判断中正确的是()误差分析电压表示数U V=U R+U A>U R电流表示数I A=I RR测=U VI A>U RI R=R真电压表示数U V=U R电流表示数I A=I R+I V>I RR测=U VI A<U RI R=R真误差来源电流表的分压作用电压表的分流作用T能力课后作业图2-6-10A .a 代表的电阻丝较粗B .b 代表的电阻丝较粗C .a 电阻丝的阻值小于b 电阻丝的阻值D .图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比 【答案】 B2.关于金属的电阻率,下列说法正确的是( )A .纯金属的电阻率小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率最大B .纯金属的电阻率随温度的升高而减小,绝缘体的电阻率随温度的升高而增大C .合金的电阻率随温度的升高而减小D .电阻率的大小只随温度的变化而变化,与材料无关 【答案】 A3.(多选)额定电压为U 0的电灯,其均匀灯丝常温下的电阻为R ,下列说法中正确的是( ) A .常温下,若将灯丝均匀拉长为原来的10倍,则电阻变为100R B .常温下,若将灯丝从中点对折起来,电阻变为14R C .给灯丝加上从0到U 0逐渐增大的电压,其UI 比值不变 D .将灯丝温度降低到绝对零度时其电阻才会突变为0 【答案】 AB4.有一根粗细均匀的电阻丝,当两端加上2 V 电压时通过其中的电流为4 A ,现将电阻丝均匀地拉长,然后两端加上2 V 电压,这时通过它的电流变为0.25 A .由此可知,这根电阻丝被均匀地拉长为原长的( )A .2倍B .4倍C .8倍D .16倍【答案】 B5.用伏安法测定值电阻R 0的电路如图2-6-11所示,如果用甲图接法测得电阻值为R 1,用乙图接法测得电阻值为R 2,则下列结论正确的是( )图2-6-11A.R1>R0>R2B.R1<R0<R2C.R1<R0,R0>R2D.R1>R0,R0<R2【答案】 A6.一只“220 V100 W”的灯泡工作时电阻为484 Ω,拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻,下列说法中正确的是()A.小于484 ΩB.大于484 ΩC.等于484 ΩD.无法确定【答案】 A7.如图2-6-12所示,厚度为d,且厚薄均匀的矩形金属片,边长ab=10 cm,bc=5 cm当A与B 间接入的电压为U时,电流为1 A,若C与D间接入的电压为U时,其电流为()图2-6-12A.4 A B.2 AC.0.5 A D.0.25 A【答案】 A8.为了测定液体的电阻率,工业上用一种称为“电导仪”的仪器,其中一个关键部件如图2-6-13所示,A、B是两片面积均为1 cm2的正对着的正方形铂片,相互平行,间距d=1 cm,把它浸没在待测的液体中.若通过两根引线加在两铂片上的电压U=6 V,测得电流I=1 μA,求这种液体的电阻率是多少?图2-6-13【答案】由电阻定律R=ρlS知,欲求ρ须知R、S、l.R可由定义R=UI求得,S、l已知,故可求得ρ.R=UI=61×10-6Ω=6×106Ωρ=RSd=6×106×1×10-41×10-2Ω·m=6×104Ω·m.9.如图2-6-14是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I-R图象.现将甲、乙串联后接入电路中,则()图2-6-14A.甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小B.甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小C.在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少D.甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率小【答案】 C10.(多选)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,判断下列说法中正确的是()A.连接电路用的导线一般不用合金来制作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【答案】AB11.在“测定金属的电阻率”的实验中,甲乙图2-6-15(1)某同学用螺旋测微器测金属丝直径时,测得结果如图2-6-15甲所示,则该金属丝的直径为________________mm.(2)用量程为3 V的电压表和量程为0.6 A的电流表测金属丝的电压和电流时的读数如图乙所示,则电压表的读数为________V ,电流表的读数为__________________A.(3)用米尺测量金属丝的长度L=0.810 m.利用以上测量数据,可得这种材料的电阻率为________Ω·m(保留二位有效数字).【答案】(1)2.935 (2)2.600.52 (3)4.2×10-5Ω·m12.小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系.已知该金属电阻在常温下的阻值约10 Ω,R随t的升高而增大.实验电路如图2-6-16所示,控温箱用以调节金属电阻的温度.图2-6-16实验时闭合S,先将开关K与1端闭合,调节金属电阻的温度,分别记下温度t1,t2,…和电流表的相应示数I1,I2,….然后将开关K与2端闭合,调节电阻箱使电流表的示数再次为I1,I2,…,分别记下电阻箱相应的示数R1,R2,….(1)有以下两种电流表,实验电路中应选用________.A.量程0~100 mA,内阻约2 ΩB.量程0~0.6 A,内阻可忽略(2)实验过程中,要将电阻箱的阻值由9.9 Ω调节至10.0 Ω,需旋转图中电阻箱的旋钮“a”、“b”、“c”,正确的操作顺序是________.①将旋钮a由“0”旋转至“1”②将旋钮b由“9”旋转至“0”③将旋钮c由“9”旋转至“0”(3)实验记录的t和R的数据见下表:温度t(℃)20.040.060.080.0100.0阻值R(Ω)9.610.411.112.112.8请根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出R-t图线.由图线求得R随t的变化关系为R=_______________________________ Ω.【答案】(1)A(2)①②③(或①③②)(3)如图所示0.04 t+8.8(0.04 t+8.6~0.04 t+9.0都算对)。
理选修3-1第二章《导体的电阻》优秀教案
6《导体的电阻》教学设计一教材分析《导体的电阻》是新课标物理选修3—1的第二章《恒定电流》第六节的内容,它是《恒定电流》这一章的基本规律之一,本节内容安排在部分电路欧姆定律知识之后,起到了承上启下的作用,部分电路欧姆定律是研究导体两端电压、流过的电流等外界条件与导体电阻的数量关系而非决定关系;电阻定律是研究导体材料、长度、横截面积等自身条件与电阻的决定关系。
学生在初中已经定性研究了导体材料、长度、横截面积等自身条件与电阻的关系,本节在此基础上通过实验分析进行定量描述的研究,同时突出了“电阻率”这一物理概念,这部分知识与现代科技、现代生活、生产等有着密切联系。
因此,学好本节知识不仅在物理思想、物理方法上有教育意义,在培养学生分析问题的能力上面也有重要的意义。
二教学目标1.物理观念通过实验改变电路中电流的大小,从中认识“导体能够同时对电流又有阻碍作用”的性质,深化对电阻的认识,了解导体的电阻规律,能用电阻的计算公式进行有关计算2.科学思维经历决定导体电阻的因素的探究过程,体验运用控制变量和逻辑推理研究物理问题的思维方法。
3.实验探究通过提出影响导体电阻大小的因素的合理猜测,体验发现问题、合理猜测、设计实验方案和获取证据、分析论证、交流总结的过程,深度体会实验探究这种重要的科学研究方法4.科学态度与责任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。
通过实验探究活动,激发学生对概念和实验的兴趣,使学生积极主动地进行实验操作。
体验探究的乐趣,使学生乐于观察、实验,培养学生团队合导作与交流的能力,进一步培养学生的核心素养。
三教学重点难点本节的教学重点是实验探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系。
难点是对电阻率的理解,在介绍电阻率时,可先让学生通过自主阅读课本表格对电阻率有感性认识,明确电阻率是材料本身的属性,再通过演示实验,使学生知道电阻率和温度有关。
四教法与学法:1教法实验探究:猜想--设计---验证---分析--归纳总结逻辑推理:2 学法指导从开发学生体验空间、思维空间、表现空间(1)演示实验改为学生分组实验,全体学生参与,使每个学生都体验探究过程。
人教版高二物理选修3-1 第二章第6节导体的电阻-游标卡尺螺旋测微器与测定金属电阻率(共41张)
(2)实验时,用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属 丝的长度示数如图6所示,电流表、电压表的读数如图7所示.则 金属丝两端的电压U=_2_._2_0_V__,电流I=_0_._4_4_A___,金属丝的长 度l=_3_0_.5_0__cm___,直径d=__1_.8_5_0_×__1_0_-__3_m_.
5.实验注意事项 (1)因一般金属丝电阻较小,为了减少实验的系统误差,必须选择电流表 外接 法; (2)本实验若用限流式接法,在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值 _最__大__状态. (3)测量l时应测接入电路的金属丝的 有效 长度(即两接线柱之间的长度); 在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d. (4)电流不宜过 大 (电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜 太长 ,以 免电阻率因温度升高而变化.
刻度尺
、电压表、电流表、定值电阻、开关及
导线、被测金属导线、电池、 滑动变.阻器
3.实验步骤
(1)测直径:用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同位置各测一次直径,
并记录.
(2)连电路:按如图2所示的电路图连接实验电路.
(3)量长度:用
刻度尺
测量接入电路中的被测金属导线的有
效长度,重复测量3次,并记录. (4)求电阻:把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值__最__大_
15
10
5
0
10
15
5
0 3.5mm+12×0.01mm=3.602mm
注意: 1.使用游标尺时,不论多少分度都 不用估读 2.使用螺旋测微器时,毫米的整数 及半毫米部分在固定刻度上读出, 半毫米以下部分在可动刻度上读出, 并估读一位
三、测定金属的电阻率
高中物理人教版选修3-1 第二章 第六节 导体的电阻
电阻率:反映材料__导___电__性__能___好坏的物理量。 ①不同材料的导体_导__电___率__不__同__。 ②纯金属的电阻率___较__小____ ,合金的电阻率____较___大___。
③金属材料的电阻率随温度的升高而___增__加____。
利用伏安法测量电阻时,应该如何选择电路? 滑动变阻器应该如何接,电流表应该如何接?
滑动变阻器的两种接法
理解并掌握滑动变阻器的限流接法及实物图 理解并掌握滑动变阻器的分压接法及实物图
实验方法:控制变量法。来自 影响导体电阻大小的因素应该如何设计实验方案? ①同种材料,S一定,改变L,测R。 ②同种材料,L一定,改变S,测R。 ③不同材料,L一定,S一定,测R。
用伏安法测量
影响导体电阻大小的因素
应该如何设计电阻测量电路?
电阻测量电路一 测出电阻值
电阻测量电路二 测出电阻比例关系
影响导体电阻大小的因素
问题与练习
小李家的房子装修,买了一卷规格为“100mm、2.5m2m ”的铜导线,用来 安装一路专线,对额定功率1.5kW的空调供电。实际上恰好用去了一半导线 。如果空调能够正常工作,制冷时在这段导线上损失的电压是多少?
1.16V
问题与练习
某同学想探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律。他拿了一根细橡胶 管,里面灌满了盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱。他量得 盐水柱的长度是30 cm,并测出盐水柱的电阻等于R。现握住橡胶管的两端把它拉 长,使盐水柱的长度变为40cm。如果溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律 与金属导体相同,此时盐水柱的电阻应该等于多少?
①同种材料,S 一定,改变L,测R(三根相同金属丝串联,测电压)。 一根金属丝上的电压 两根金属丝上的电压 三根金属丝上的电压
人教版高二物理选修3-1第二章课件 第6节 导体的电阻
导学
结构特点
旋钮
思议
展评
固定刻度
检评
锁紧装置 测微螺杆
可动刻度
作业 首页
测砧
尺架
菜单
读数方法 读数(mm)
半毫米刻度 线是否露出
格数必须估读一位
导学 思议 展评
检评
整毫米数 0.5mm 0.01mm×格数 作业
首页
菜单
伏安法测电阻
导学
思议
电路图
展评
检评
作业
首页
数据处理:
图像法,作U-I图像求图 像的斜率即为电阻值
检评
作业
首页
菜单
导学
纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。
思议 展评
检评
有些合金如锰铜合金和镍铜合金,电阻率几乎作业
பைடு நூலகம்
不受温度变化的影响,常用来制作标准电阻。 首页
金属的电阻率随温度的升高而增大。电阻温 度计就是利用金属的电阻随温度变化的规律而制 成的,用它可以测量很高的温度。半导体材料的 电阻率随温度的升高而减小,如热敏电阻。
思议 展评 检评 作业 首页
E.变阻器R1 (0~100Ω,0.3A)
F.变阻器R2 (0~2000Ω,0.1 A)
G.电池E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)
H.开关S,导线若干
(1)为提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器
材有
(填写器材的符号)。
菜单
(2)为完成实验将设计的电路其画入下面的方框内,并按设 导学
菜单
超导现象
导学
思议
当温度降低时,导体的电阻率将会减小。展评
1911年,科学家们发现一些金属在温度特别低检评
高中物理 第二章 第6节 导体的电阻学案(含解析)新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学案
导体的电阻1.导体的电阻与导体的横截面积、长度、材料、温度等有关。
2.电阻率是反映材料导电性能的物理量,电阻反映了导体对电流的阻碍作用。
3.电阻定律的表达式R =ρl S是电阻的决定式,公式R =U I是电阻的定义式。
一、实验探究:影响导体电阻的因素 1.与导体电阻有关因素的测量方法 (1)电阻丝横截面积的测量把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔),用刻度尺测出多匝的宽度,然后除以圈数,得到电阻丝的直径,进而计算出电阻丝的横截面积;或用螺旋测微器测出电阻丝的直径,进而得到电阻丝的横截面积。
(2)电阻丝长度的测量把电阻丝拉直,用刻度尺量出它的长度。
(3)电阻的测量连接适当的电路,测量电阻丝两端的电压U 和通过电阻丝的电流I ,由R =UI计算得到电阻。
2.探究导体电阻与其影响因素的关系 (1)实验探究 项目内容实验目的 探究导体电阻与长度、横截面积、材料的关系实验电路实验方法控制变量法:在长度、横截面积、材料三个因素,b 、c 、d 与a 分别有一个因素不同实验原理串联的a 、b 、c 、d 电流相同,电压与导体的电阻成正比,测量出它们的电压就可知道电阻比,从而分析出影响导体电阻大小的有关因素①导体电阻与长度的关系:一条导线可看成有相同长度的多段导线串联,由串联电路的性质可分析出导体的电阻R ∝l 。
②导体电阻与横截面积的关系:多条长度、材料、横截面积都相同的导体紧紧束在一起,由并联电路的性质分析出导体的电阻R ∝1S。
③导体电阻与材料的关系:由实验探究得到长度、横截面积相同而材料不同的导体电阻不同。
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;导体电阻还与构成它的材料有关。
2.公式R =ρl S。
3.符号意义l 表示导体沿电流方向的长度,S 表示垂直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。
人教版物理选修3-1第二章2.6导体的电阻
2.07×10-8 2.07×10-8 3.80×10-8 7.10×10-8 1.44×10-7 4.4×10-7 5.0×10-7
能从表中看出哪些信息?
三、电阻率的特点: 1、不同材料的导体电阻率一般不同。 2、纯金属电阻率较小,且随温度升高而增加 3、合金电阻率较大; 4、有些合金的电阻率几乎不受温度变化的
导体的电阻R跟它的长度L成正Байду номын сангаас,
跟它的横截面积S成反比。
2、表达式:R L (决定式)
s
L是导体沿电流方向的长度。
结论:将原柱形导线拉长度时,其面积会
变化,但体积不变。 S1L1 S2L2
区别公式R=U/I和 R L
s
U R 是定义式
I
R L 是决定式
s
二、电阻率。
1、意义:电阻率是反映材料导电性能强弱 的物理量。与材料种类和温度有关,
5、几种导体材料的电阻率
材电料阻率温度 0℃ (Ω∙m) 20℃(Ω∙m) 100℃(Ω∙m)
银 铜 铝 钨 铁 锰铜合金
镍铜合金
1.48×10-8 1.43×10-8 2.67×10-8 4.85×10-8 0.89×10-7 4.4×10-7 5.0×10-7
1.6×10-8 1.7×10-8 2.9×10-8 5.3×10-8 1.0×10-7 4.4×10-7
思考与讨论
有时家中的白炽灯泡灯丝断了,恰好又没有 新的可换,轻轻摇晃灯泡,
断了的灯丝还会搭上,当 把灯泡再接入电路时,结 果会怎样?
把已断的白炽灯丝重新搭在一起后,灯丝的
长度变小,由R=ρl/S可知,R 变小,但加 在它两端的电压U不变,由电功率P=U 2/R 可以知道灯变亮,因此很容易被再次烧断.
高中物理选修3-1导体的电阻知识点
高中物理选修3-1导体的电阻知识点《导体的电阻》是新课标物理选修3-1的第二章《恒定电流》第六节的内容,有哪些知识点要学生记住?下面是店铺给大家带来的高中物理选修3-1导体的电阻知识点,希望对你有帮助。
高中物理选修3-1导体的电阻知识点一、电阻定律电阻定律:实验表明,均匀导体的电阻R跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成反比。
1. ρ表示材料的电阻率,与材料和温度有关;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。
二、电阻率(一)电阻定律中比例常量ρ跟导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率.ρ值越大,材料的导电性能越差。
(二)电阻率的单位是Ω·m,读作欧姆米,简称欧米。
(三)材料的电阻率随温度的变化而改变,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受温度影响很小,常用来制作标准电阻。
(四)各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化。
1、金属的电阻率随温度的升高而增大。
2、半导体(热敏电阻)的电阻率随温度的升高而减小。
高中物理选修3-1知识点1、电场的基本性质:就是对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫做电场力。
2、电场是一种特殊的物质形态。
3、电场强度:放入电场中某点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。
(1)公式(2)单位V/m 1V/m=1N/C (3)矢量性:规定正电荷在该点受电场力的方向为该点场强的方向。
4、点电荷电场的场强5、电场的叠加原理:如果有几个点电荷同时存在,它们的电场就互相叠加,形成合电场。
这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。
这叫做电场的叠加原理。
6、电场强度:电场强度是反映电场“力的性质”的物理量,是定义式,而仅适用于点电荷产生的电场。
电场强度由表达,但E与F和q 无关,E由场源和位置决定。
7、匀强电场(1)定义:电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场. (2)匀强电场的电场线:是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如,两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中,除边缘附近外,就是匀强电场.如图所示。
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导体的电阻
1.导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 横截面积 长度 材料 ________、________和________有关.
2.电阻定律:同种材料的导体,其电阻 R 与它的长度 l 成 反比 ________ ,与它的横截面积 S 成________ ;导体的电阻还与 正比
l ρ 材料 ________有关.表达式 R=________,式中ρ是比例系数,它与 S
【例 2】金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”,所 以可以利用铂的电阻随温度变化的性质制成铂电阻温度计,选 项中的 I-U 图象能表示金属铂电阻情况的图象是( )
解析:铂的电阻率随温度的升高而变大.C 选项正确.
答案:C
题后反思:(1)某一导体电阻的变化与电阻率的变化规律一
致,所以可从导体的伏安特性曲线上判定电阻率的变化.
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
( ) A.4ρ和 4R C.16ρ和 16R B.ρ和 4R D.ρ和 16R
解析: 导体的电阻率反映材料的导电性能,温度一定时电
阻率是不变的.导线拉长后,直径变为原来的一半,则横截面
1 积变为原来的 ,因总体积不变,长度变为原来的4倍,由电阻 4
电阻与电阻率 1.电阻 R 是描述导体对电流阻碍作用大小的物理量,由导 体本身的长度、横截面积与电阻率决定,与外界因素无关;温
度一定、粗细均匀的金属导体其电阻的大小遵循电阻定律 R=
l ρ . S
2.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量.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
【例 1】关于导体电阻的大小,下列说法正确的是(
)
A.同材料制成的导线,长度和横截面积越大,电阻越大 B.铜导线一定比铝截面积相同,电阻就
相等
D.导线横截面积相同时,长的导线电阻大
解析:导体电阻的大小与其长度成正比、与其横截面积成
反比,还与其材料有关.
答案:D
探究导体电阻与其影响因素的定量关系
(1)实验电路:如图 2-6-1 所示.
图 2-6-1 (2)实验方法:控制变量法.在长度、横截面积、材料三个 因素方面.b、c、d 与 a 相比,分别只有一个因素不同:b 与 a 长度不同;c 与 a 横截面积不同;d 与 a 材料不同.
(3)实验原理:四段金属导体串联,接通电源,用电压表分 别测量其两端的电压,根据串联电路的电压跟电阻成正比,探 究各段电阻与哪些因素有关. (4)实验步骤:
2.电阻率ρ (1)电阻率是反映材料导电性能的物理量,国际单位制的单 位是欧· 米,符号是Ω·m. (2)不同材料的电阻率不同.连接电路用的导线一般用电阻
率小的纯金属制成,电炉丝通常用电阻率大的合金丝制成.
(3)电阻率与温度的关系.
各种材料的电阻率往往随温度的变化而变化.金属的电阻
率随温度的升高而增大,电阻温度计就是利用这一规律制成的. 有些合金的电阻率随温度变化极小(如锰铜合金材料),这样的 材料常用来制作标准电阻.当温度降低到绝对零度附近时,某 些材料的电阻率突然减小到零成为超导体.
为( D ) A.3∶1 C.1∶9 B.1∶1
D.9∶1
知识点 1
影响导体电阻的因素
家中的白炽灯灯丝断了,恰好又没有新的可换,轻轻摇晃 灯泡,把断了的灯丝搭接起来,还能继续使用.这种断丝再搭 接的灯泡重新连入电路中会发现它比原来更亮了,这是怎么回 事呢?
讨论: (1)影响导体电阻的因素有哪些? 影响导体电阻的因素有:长度、横截面积和材料. 逻辑推理 实验 (2)我们可以通过________和_____________两种方案来探 究导体电阻与其影响因素的定量关系.
①连接如图 2-6-1 所示的电路,开关闭合前滑动变阻器 滑片移到最右端.
②闭合开关,用电压表分别测量四段金属导体的电压,读 出数据.
③改变滑片的位置可获得多组实验数据.
(5)数据处理:a、b 两段比较电压与长度的关系,a、c 两段 比较电压与横截面积的关系,a、d 两段比较电压与材料的关系, 得出实验结论. (6)实验结论. ①在横截面积、材料相同的条件下,导体的电阻与长度成 正比; ②在长度、材料相同的条件下,导体的电阻与横截面积成 反比; ③在横截面积、长度相同的条件下,不同导体的电阻一般 不同.
有变,材料的电阻率不为零
解析:电阻率是材料本身的一种电学特性,与导体的长度、 横截面积无关,所以 A 错误;金属导体的电阻率随温度的升高 而增大,B 正确;纯金属的电阻率小,合金的电阻率大,C 正 确;超导现象是指某些物质的温度降到绝对零度附近时,其电 阻突然减小到无法测量的程度,可以认为它们的电阻率突然变 为零,所以 D 错误. 答案:BC
m2 的导体的电阻,它与导体的长度、面积、电阻大小无关,由
导电材料和所处温度决定.
3.导体的电阻大,导体材料的导电性能不一定差;导体材 料的电阻率小,电阻不一定小;电阻和电阻率是两个不同的物 理量,两者不能混淆. 4.有关电阻率的概念问题,在处理时要注意不同材料的电 阻率随温度变化的规律是不一样的,有随温度的升高电阻率减 小的,也有随温度的升高而电阻率增大的.
U B.导体对电流阻碍作用的大小可以通过 R= 来确定 I
C.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都 是原来的一半 D.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻是原来的一 半,但电阻率不变
5.材料相同的两金属导线甲、乙的长度之比是 l 甲∶l 乙=3∶
1,面积之比是 S 甲∶S 乙=1∶3,则甲、乙的电阻之比 R 甲∶R 乙
导体的材料有关.
3.各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属的电阻 率随温度的升高而________ ,而有些合金电阻率几乎不受温度 增大 标准电阻 变化的影响,常用来制作____________.
4.(双选)以下说法正确的是( BD ) A.导体对电流的阻碍作用叫电阻,因此只有导体上加有 电压时导体才有电阻
2.如图 2-6-2 所示,甲、乙所示为两种测电阻 R 的电路, 下面说法正确的是( )
图 2-6-2
A.甲、乙都对,甲比乙的误差小
B.甲、乙都对,甲比乙的误差大 C.甲测大电阻时误差小,乙测小电阻时误差小 D.甲测小电阻时误差小,乙测大电阻时误差小
解析:甲为电流表外接法,电压表分流导致误差,用来测
小电阻.乙为电流表内接法,电流表分压导致误差,用来测大 电阻. 答案:D
知识点 2
导体的电阻
说到电路,一定离不开电阻.这是因为各种各样的用电器
都有电阻(如图 2-6-3 所示),连接电路元件的导线也有电阻.
图 2-6-3
收音机的音量调节、音响混频控制台上可滑动的声音控制 系统、一些台灯的亮度调节等都要用到电位器,你知道电位器 是根据什么原理制造的吗? 讨论: (1)电阻定律的内容是什么? 电阻定律的内容: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)金属的电阻率随温度怎样变化? 电阻率一般随温度的变化而变化,金属的电阻率随温度的 升高而增大.
定律计算可知电阻变为原来的 16 倍.
答案:D
(2)金属材料的电阻率一般随温度的升高而增大,随温度的 降低而减小;绝缘体和半导体的电阻率随温度的升高而减小.
【触类旁通】 3.(双选)关于材料的电阻率,下列说法中正确的是( )
A.导体的电阻率与导体的长度成正比,与导体的横截面 积成反比,还与导体材料有关 B.金属导体的电阻率随温度的升高而增大 C.纯金属的电阻率比合金的电阻率小 D.产生超导现象时,材料的电阻为零,但材料的性质没
温度的升高而增大
解析:导体的电阻率由材料本身决定,并随温度的变化而 变化,但并不都是随温度的升高而增大,则 A、B、C 错误.若 导体温度升高时,电阻增大,又不考虑体积和形状的变化,其 原因就是电阻率随温度的升高而增大,则 D 正确.
答案:D
【触类旁通】
4.某金属导线的电阻率为ρ,电阻为 R,现将它均匀拉长
【例 3】关于电阻和电阻率的下列说法中,正确的是( A.把一根均匀导线等分成两段,则每部分的电阻、电阻 率均变为原来的一半
)
RS 1 B.由 ρ= 得出,ρ∝S,ρ∝ l l
C.各种材料的电阻率都随温度的升高而增大 D.对某一确定的导体,当温度升高时,若不计导体的体 积和形状变化,发现它电阻增大,说明该导体材料的电阻率随
l 1.对电阻定律公式 R=ρ 的理解 S l (1)R=ρ 为电阻的决定式, 表明导体的电阻由 ρ、 S 决定. l、 S
l (2)R=ρ 适用于温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均 S
匀的电解质溶液. (3)符号意义:l 表示导体接入电路的有效长度;S 表示导体
的横截面积;ρ是电阻率,表征导体的导电性能.
【触类旁通】 1.以下说法正确的是( B ) A.导体对电流的阻碍作用叫电阻,因此只有导体有电阻, 其他物体无电阻 B.加在导体两端的电压变化时,导体中的电流也发生变 化,但电压与电流的比值对这段导体来说保持不变(不考虑温度
变化)
C.通过导体的电流越大,说明导体对电流的阻碍作用越 小,电阻越小 D.一个电阻一旦做好,任何情况下其阻值都不会改变