高中物理选修3-1：2.6 导体的电阻精品PPT课件

长度L
温度
材料
一、影响导体电阻的因素
(二)实验探究
1、实验目的：探究导体的电阻R与导体的 长度l、横截面积S、材料之间的关系.
2、实验方法：控制变量法.
3、实验过程： 长度l、横截面积S、电阻R的测量及方法：
长度l：用mm刻度尺测.
横截面积S：用累积法测直径. 电阻R：伏安法.
实验方法：控制变量法。
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
区别：导体的电阻和材料的电阻率
• 电阻反映导体对电流阻碍作用大小 的性质，电阻大的导体对电流的阻 碍作用大．
长度,横截面积相同
材料 1 2 U/V I/A R/Ω
A
实验结论: 3.不同种材料,R不同
1.内容：
二、电阻定律
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: R l
S
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的物理量，称为材
料的电阻率。
3.适用条件：温度一定,粗细均匀的金属导
体,或浓度均匀的电解液.
区别：
公 式
是定义式 是决定式
三、电阻率
1.意义:反映材料导电性能好坏的物理量.
2.定义式： RS
l 由材料和温度决定,
与l、S无关!!!
3.单位:欧·米( m )
电阻率与温度关系:
金属： t
电阻温度计
电阻率 与温度 的关系
3、如图所示，P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长 陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜的厚度为d 。管 两端有导电金属箍M、N。现把它接入电路中，测得 它两端电压为U，通过它的电流为I。则金属膜的电阻 为__________ ，镀膜材料的电阻率ρ=__________ 。
U UdD I IL
课堂练习
半导体：t
热敏电阻 光敏电阻
半导体的导电性能具有可控性，导电性
能介于导体和绝缘体之间，电阻率随温
度的升高而减小
合金： 有些几乎不随t变化 标准电阻
超导体:某些材料当温度降低到一定温度时
=0
R=0
几种材料在不同温度下的电阻率
ρ(Ω·m)
0℃
20℃
100℃
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
实验方案：
同种材料，S一定，改变L，测R 同种材料，L一定，改变S，测R 不同材料，L一定，S一定，测R
a b c d
伏安法测电阻的原理图：
V
电流表外接法
R A
分压式接法
探究方案一
V
V
a
b
V
V
c
d
a 和 b ：长度l不同 限流式接法 a 和 c ：横截面积S不同 a 和 d ：材料不同
实验探究电阻的影响因素 V
• 电阻率反映材料导电性能好坏的性
质，电阻率小的材料导电性能好．
思考与讨论: R1和R2是材料相同、厚度相同、表面
为正方形的导体,但R2的尺寸比R1小很多.通过两导体 的电流方向如图所示.这两个导体的电阻有什么关系? 你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义?
电流方向
R1
a
h
R l a
S ah h
a
b
c
控制变量法
d
电压表先测a的电压Ua，再测b的电压Ub
实验探究电阻的影响因素 V
a
b
c
控制变量法
d
电压表先测a的电压Ua，再测c的电压Uc
实验探究电阻的影响因素 V
a
b
c
控制变量法
d
电压表先测a的电压Ua，再测d的电压Ud
V
V
V
V
a
b
c
d
实验结论:
1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比 R L
R2
b
h
R1 = R2
由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关. 这样在制造电路元件时,可以将其表面积做得很小,而不增大电 阻,只要保证厚度不变即可,有利于电路元件的微型化.
思考与讨论
1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质， 电阻率是由导体材料的性质决定的，所以 电阻率越大，则电阻越大，对吗?为什么?
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，导线 原来的电阻多大？
8Ω
若把这根导线的一半均匀拉长
为三倍，另一半不变，其电阻是
原来的多少倍?
5倍
2、如图示,两个截面积不同长度相等的
均匀铜棒接在电路中,两端电压为U,则( )
A.通过两棒的电流强度相等
ABCD
B. 两棒的自由电子定向移动的平均速率不同
答：不对;
电阻率反映导体材料导电性能的优劣, 电阻率大,不一定电阻大,由电阻定律,电 阻还与 l 和S有关.
2、一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”字 样，由计算得出灯泡灯丝电阻R=484， 该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的 电阻值，两者一样吗?为什么?
不一样
100W是额定功率,是灯泡正常工作时 的功率,所以484是工作时的电阻;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。
第二章 恒定电流
一、影响导体电阻的因素
(一)大胆猜想
导体的电阻是导体本身的一种性质，由导体自 身的因素决定，那么 问题:导体的电阻R到底由哪些因素决定呢?
跟长度l有关
跟横截面积 S有关
与材料有关
一、影响导体电阻的因素
(一)大胆猜想
结论：导体的电阻R跟它的长度l、 横截面积S、材料有关。
横截面积S
2.同种材料,L一定,电阻与S成反比 3.不同种材料,R不同
R 1 S
理论探究
电阻串联
电阻并联
R∝L
探究导体电阻与其影响因素的定量关系
探究方案二
实验电路: 电流表外接法 限流式电路
实验电路图:
实验数据:
V
横截面积,材料相同
L/m 1 2 3 U/V I/A R/Ω
A
RL
实验结论: 1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比
探究导体电阻与其影响因素的定量关系 实验电路: 电流表外接法 限流式电路
实验电路图:
V
实验数据:
长度,材料相同
S/mm2 1
2
3
U/V
I/A
R/Ω
实验结论:
A
R 1
S
2.同种材料,L一定,电阻与S成反比
探究导体电阻与其影响因素的定量关系 实验电路: 电流表外接法 限流式电路
实验电路图:
V
实验数据:
C.两棒内的电场强度不同,细棒内的场强E1大 于粗棒内的场强E2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
D.细棒两端的电压U1大于粗棒两端的电压U2