1、2.6 导体的电阻 思考与回顾 我们已经知道,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,那么它到底是由哪些因素 决定呢? 这些因素又是如何影响导体的电阻呢? 学习目标 1 了解影响电阻大小的因素 2 掌握电阻定律,能利用电阻进行有关 的计算 3 理解电阻率的物理意义,知道金属导 体电阻率随温度变化的规律 影响导体电阻的因素 1.有关参数的测量方法 (1)导体横截面积 将导体密绕,用刻度尺测出它的宽度,除以匝数,便可依 次求出导体的直径和横截面积 s (2)导体长度 将导体拉直,测出其接入电路的有效长度 L (3)导体电阻 用伏安法测导体电阻,原理公式为 U R I 2.探究方案一
2、:实验探究 (1)实验目的:探究电阻与导体的材料、横截面积、长度 之间的关系 (2)实验方法:控制变量法 (3)实验原理:串联电路中的电压和电阻成正比 (4)实验电路: a V V V V b c d (5)所用电阻 a、b、c、d是四条不同的金属导体:b与a长度不同,横 截面积、材料相同;c与a 横截面积不同,长度、材料相 同;d与a材料不同,长度、横截面积相同。 (6)实验过程 按图连接电路 将变阻器滑片滑到最右端,闭合S 改变滑片位置,得到多组电压表读数 对每一组数据进行分析,得出 R 与 L 、S及材料的关 系 (7)实验结论 同种材料,S 一定,电阻 R 与 L 成正比 同种材料,L
3、 一定,电阻 R 与 S 成反比 不同种材料,R 不同 LR S R 1 知识点拨 1、实验中不用得到电阻的具体值就可以判断 R 与 L、S 之间的关系。 2、由串联电路特点:电压之比等于电阻之比,即从电 压表示数的比值就可以反映电阻的比值。 3.探究方案二:逻辑推理 (1)导体电阻和它的长度的关系 利用串联电路的电阻规律,一根长度为L,电阻为R的导体, 可以看成是由n段长度为L0,电阻为R0的导体串联而成。 在横截面积,材料相同的条件下,导体的电阻与横截面积 成反比 (2)导体的电阻与它横截面积的关系 利用并联电路的电阻规律,一根横截面积为S,电阻为R的导 体,可以看成是由n条横截面积为S0
4、,电阻为R0的导体并联 而成。 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)导体的电阻与构成它的材料的关系 在长度、横截面积相同的情况下,材料不同,测得其电阻 不同,说明电阻与材料有关。根据以上结论可以将电阻、 长度、横截面积的关系写成 若写成等式,可以加一个比例系数,即 对于同一种材料,改变 l 和 S ,比例系数 不变。 l R s l R s 思考 有时家中的白炽灯灯丝断了,恰好又没有新的可换,轻 轻的摇晃灯泡,断了的灯丝还能搭上,而且将灯泡再接入电 路中会发现它比原来更亮了,这是怎么回事呢? 灯丝搭上以后,其有效长度变短,电阻变小,在电路电 压不变的情况下,消耗的电功率
5、变大了,因此比原来更亮。 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. 表达式: 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。 l R s l R s (1)表示材料的电阻率,与材料本身和温度无关 (2)L 表示沿电流方向导体的长度 (3)S 表示垂直电流方向导体的横截面积 4. 公式中各物理量的意义 电阻率 1.物理意义 电阻率 是一个反映导体导电性能的物理量 2.单位:欧姆米,符号为 m 3.计算公式: 由材料和由材料和温度温度决定决定,与与l、S无关无关 RS l 4.电阻
6、率与温度的关系 各种材料的电阻率一般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)有些合金如锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化 极小, 利用它们的这种性质,常用来制作标准电阻。 (3)半导体的电阻率随温度的升高而减小。 (4)有些物质当温度降低到绝对零度附近时它们的电阻率 会突然变为零,成为超导体。 思考 1.大多数导体温度升高,其电阻率会随之增大,电阻也增 大,这是为什么? 温度升高,导体内的正离子热运动加剧,与自由电子 之间的碰撞机会就增大,对自由电子的定向运动的阻碍会 增大,电阻就增大了。 课堂小结 导体的 电阻 影响导体电阻 的因素 实验探究 逻辑推理 电阻定律 电阻率 巩固训练 例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 ,导线原来的电阻多大? 8 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 例2、如图所示,均匀的长方形薄片合金电阻板abcd,ab 边长为L1;ad边长为L2,当端点1、2或3、4接入电路时, R12:R34是 ( ) A、L1:L2 B、L2:L1 C、1:1 D、L12:L22 D