鲁科版高中物理选修31课件电阻课件4.ppt

1、第第2节节 电电 阻阻1在初中我们已经学过电阻的在初中我们已经学过电阻的概念，知道了电阻是电路中不可缺概念，知道了电阻是电路中不可缺少的电子元件它在电路中起到控少的电子元件它在电路中起到控制电路的作用，请同学们回顾一下制电路的作用，请同学们回顾一下电阻是怎样定义的？电阻是怎样定义的？答案答案：加在导体两端的电压与通过导体的：加在导体两端的电压与通过导体的电流之比定义为导体的电阻电流之比定义为导体的电阻精彩回眸精彩回眸2有时家中的白炽灯灯丝断了，恰好又没有时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，断了的灯丝有时还有新的可换，轻轻摇晃灯泡，断了的灯丝有时还能搭上，而且将灯泡再接入电

2、路中会发现它比原能搭上，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？来更亮了，这是怎么回事呢？答案答案：电阻丝的长度变短电阻变小，在：电阻丝的长度变短电阻变小，在电压一定时，灯泡消耗功率变大故灯泡变亮电压一定时，灯泡消耗功率变大故灯泡变亮一、欧姆定律一、欧姆定律1内容：导体中的电流内容：导体中的电流I跟导体两端的电压跟导体两端的电压U成成_，跟导体的电阻，跟导体的电阻R成成_ 2公式：公式：I _.3适用条件：欧姆定律对适用条件：欧姆定律对_都都适用，但是对气体电离后导电和半导体元件并不适用，但是对气体电离后导电和半导体元件并不适用适用新知梳理新知梳理正比正比反比反比金属或电解

3、液金属或电解液正比正比反比反比二、探究导体电阻与其影响因素的定量关系二、探究导体电阻与其影响因素的定量关系1实验方法实验方法(1)测金属丝直径取一段紧密绕制的电炉丝，测金属丝直径取一段紧密绕制的电炉丝，用刻度尺测出它的宽度，除以圈数，计算出电炉用刻度尺测出它的宽度，除以圈数，计算出电炉丝的丝的_(2)测金属丝的长度测金属丝的长度l.把电炉丝拉直，用刻度尺把电炉丝拉直，用刻度尺量出其长度量出其长度l.直径直径(3)测金属丝的电阻按图测金属丝的电阻按图321所示连接电路，闭合开关，测出电炉丝所示连接电路，闭合开关，测出电炉丝两端的电压和通过的电流，根据欧姆定两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律算出

4、电炉丝的电阻，移动滑动变阻器律算出电炉丝的电阻，移动滑动变阻器的触头，多测几组数据，求出电阻的触头，多测几组数据，求出电阻R的的_值值2实验探究实验探究按图按图321所示连接电路所示连接电路(1)在材料相同、粗细相同的情况在材料相同、粗细相同的情况下，导体的电阻与导体的长度成下，导体的电阻与导体的长度成_ 图图3-2-1平均平均正比正比(2)在材料相同、长度相同的情况下，导体的电在材料相同、长度相同的情况下，导体的电阻与导体的横截面积成阻与导体的横截面积成_(3)对于同种导体，材料电阻率相同，对不同种对于同种导体，材料电阻率相同，对不同种导体，材料电阻率不同，说明导体的电阻与导体，材料电阻率不

5、同，说明导体的电阻与_有有关关三、电阻定律三、电阻定律1内容：在温度不变时，导体的电阻内容：在温度不变时，导体的电阻R跟它的跟它的长度长度l成成_，跟导体的横截面积，跟导体的横截面积S成成_，还跟导，还跟导体的材料有关体的材料有关反比反比材料材料正比正比反比反比2公式：公式：_.3适用条件：温度一定，粗细均匀的适用条件：温度一定，粗细均匀的_或浓度均匀的或浓度均匀的_四、电阻率四、电阻率1物理意义：电阻率物理意义：电阻率是反映导体导电性能的物是反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的理量，是导体材料本身的_，与导体的形状、大小，与导体的形状、大小_，它的单位是，它的单位是_，国际符号是，国际

6、符号是_.2计算公式：计算公式：_.电解质溶液电解质溶液属性属性无关无关欧姆欧姆米米m金属导体金属导体3电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系各种材料的电阻率都随温度而变化，金属的电各种材料的电阻率都随温度而变化，金属的电阻率随温度升高而阻率随温度升高而_(可用于制造电阻温度计可用于制造电阻温度计)；半；半导体和电介质的电阻率随温度的升高而导体和电介质的电阻率随温度的升高而_(半导体半导体的电阻率随温度变化较大，常用于制作热敏电阻的电阻率随温度变化较大，常用于制作热敏电阻)；有些合金如锰铜、康铜的电阻率几乎不受有些合金如锰铜、康铜的电阻率几乎不受_的影响的影响(可用来制作标准电阻可用来制作标准电

7、阻)4超导现象：当温度降低到绝对零度附近时，超导现象：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率某些材料的电阻率_的现象的现象增大增大减小减小温度变化温度变化突然减小到零突然减小到零1电阻电阻(1)电阻：当电流通过导线时，自由电子电阻：当电流通过导线时，自由电子并不是畅通无阻地流动的，而是不断地与金属并不是畅通无阻地流动的，而是不断地与金属离子发生碰撞，由此产生导线对电流的阻碍作离子发生碰撞，由此产生导线对电流的阻碍作用，这就是我们通常所说的电阻用，这就是我们通常所说的电阻电阻及电阻定律电阻及电阻定律2实验探究实验探究(1)实验目的：探究电阻与导体的材料、横截面实验目的：探究电阻与导体的材料

8、、横截面积、长度之间的关系积、长度之间的关系(2)实验方法：控制变量法实验方法：控制变量法 图图3-2-2利用变量控制法，在材料、长度和横截面积利用变量控制法，在材料、长度和横截面积三者中，保持任意两者相同，定量比较另一变量变三者中，保持任意两者相同，定量比较另一变量变化时与电阻的关系化时与电阻的关系(4)实验结论：导体的电阻跟导体的长度成正比，实验结论：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，还跟材料有关跟导体的横截面积成反比，还跟材料有关3电阻定律电阻定律(1)内容：导体的电阻内容：导体的电阻R跟导体的长度跟导体的长度l成正比，成正比，跟导体的横截面积跟导体的横截面积S成反比

9、；还跟导体的材料有关成反比；还跟导体的材料有关温馨提示温馨提示：式中长度：式中长度l是沿电流方向导体的长度，是沿电流方向导体的长度，横截面积横截面积S是垂直电流方向的横截面如图是垂直电流方向的横截面如图323所所示，一块长方体铜块，若通以电流示，一块长方体铜块，若通以电流I1，则长度为，则长度为a，横，横截面积为截面积为bc；若通以电流；若通以电流I2时，则长度为时，则长度为c，横截面积，横截面积为为ab.是材料的电阻率是材料的电阻率 图图3-2-31一根阻值为一根阻值为R的均匀电阻丝，长的均匀电阻丝，长为为L，横截面积为，横截面积为S，设温度不变，在，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为

10、下列哪些情况下其电阻值仍为R ()A当当L不变，不变，S增大一倍时增大一倍时B当当S不变，不变，L增大一倍时增大一倍时C当当L和和S都为原来的都为原来的1/2时时D当当L和横截面的半径都增大一倍和横截面的半径都增大一倍时时答案答案：C1电阻率电阻率(1)物理意义：电阻率物理意义：电阻率是一个反映导体导电性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、大小无关电阻率越小，导电性能越好状、大小无关电阻率越小，导电性能越好电阻率及特殊电阻电阻率及特殊电阻(3)单位：欧姆单位：欧姆米，符号为米，符号为m.温馨提示温馨提示：(1)各种材料

11、的电阻率在数值上等于各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为用该材料制成的长度为1 m、横截面积为、横截面积为1 m2的导的导体的电阻体的电阻(2)各种材料都有各自的电阻率，各种金属中银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组成它的任何一种纯金属的电阻率(4)电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系各种材料的电阻率都随温度的变化而变化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升高而增大金属的电阻率随温度升高而增大有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温有些合金如锰

12、铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响度变化的影响各种金属中，银的电阻率最小，其次是铜、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铝，合金的电阻率大于组成它的任何一种纯金属的电阻率电阻率2特殊电阻特殊电阻(1)电阻率随温度变化明显的金属，可用来做电电阻率随温度变化明显的金属，可用来做电阻温度计如铂电阻温度计阻温度计如铂电阻温度计(2)有些合金，其电阻率几乎不受温度变化的影有些合金，其电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻如锰铜合金响，可用来制作标准电阻如锰铜合金(3)有些半导体材料对温度或光照比较敏感，有些半导体材料对温度或光照比较敏感，可以用

13、来制作热敏电阻或光敏电阻可以用来制作热敏电阻或光敏电阻3滑动变阻器滑动变阻器 图图3-2-4滑动变阻器是利用改变导体长滑动变阻器是利用改变导体长度来改变电阻的其构造如图度来改变电阻的其构造如图324所示：所示：AB是一根金属杆，其电是一根金属杆，其电阻可视为零，阻可视为零，C、D间是电阻率较间是电阻率较大，长度较长的电阻丝，大，长度较长的电阻丝，P是滑动是滑动触片，能将金属杆与电阻丝连触片，能将金属杆与电阻丝连通若将通若将AB直接接入电路当中，直接接入电路当中，其电阻为零；若将其电阻为零；若将CD直接接入电路中，电阻是整直接接入电路中，电阻是整个电阻丝电阻，起不到改变电阻阻值的作用正个电阻丝电

14、阻，起不到改变电阻阻值的作用正确的连接方法是将确的连接方法是将AC(或或AD、BC、BD)接入电路接入电路中，如将中，如将A与与D连入电路，电阻就是连入电路，电阻就是DP部分，当部分，当P向右滑动，电阻阻值减小向右滑动，电阻阻值减小2关于电阻率的正确说法是关于电阻率的正确说法是 ()A电阻率电阻率与导体的长度与导体的长度l和横截和横截面积面积S有关有关B电阻率表征了材料的导电能力电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关度有关C电阻率大的导体，电阻一定很电阻率大的导体，电阻一定很大大D有些合金的电阻率几乎不受温有些合金的电阻率几乎不受温度变

15、化的影响，可用来制成电阻温度度变化的影响，可用来制成电阻温度计计答案答案：B电阻定律电阻定律R R=l/Sl/S的应用的应用答案答案：B反思领悟反思领悟：(1)在导体拉伸或压缩时体积不在导体拉伸或压缩时体积不发生变化是一重要隐含条件，是解决此类电阻变发生变化是一重要隐含条件，是解决此类电阻变化问题的关键化问题的关键(2)电阻定律指出了导体的电阻由导体本身电阻定律指出了导体的电阻由导体本身决定，也提出了一种控制、制造电阻的方法常决定，也提出了一种控制、制造电阻的方法常用的滑动变阻器就是依靠改变导线长度达到改变用的滑动变阻器就是依靠改变导线长度达到改变电阻的目的电阻的目的如图如图325所示，一段长

16、为所示，一段长为a，宽为，宽为b，高为，高为c(abc)的导体，将其中的两个对立面接入电路时，的导体，将其中的两个对立面接入电路时，最大的电阻为最大的电阻为R，则最小的电阻为，则最小的电阻为 ()Ac2R/a2 Bc2R/(ab)Ca2R/(bc)DR 图图3-2-5答案答案：A【例例2】金属铂的电阻值对温度的高低非常金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏敏感感”，下图的，下图的IU图象中能表示金属铂电阻情况的图象中能表示金属铂电阻情况的图象是图象是 ()对电阻率的理解及应用对电阻率的理解及应用思路点拨思路点拨：本题借助图象考查了电阻率随温度的变：本题借助图象考查了电阻率随温度的变化，知道图象斜率

17、的意义是反映电阻的倒数，是解决此化，知道图象斜率的意义是反映电阻的倒数，是解决此题的关键题的关键解析解析：在：在IU图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，由于铂的电阻率随温度的升高而变大，故由于铂的电阻率随温度的升高而变大，故IU图象斜率图象斜率应减小因此能反映金属铂电阻情况的图象为应减小因此能反映金属铂电阻情况的图象为C.答案答案：C反思领悟反思领悟：解答此类问题时，除了明确电阻率随温：解答此类问题时，除了明确电阻率随温度的变化外，还要搞清度的变化外，还要搞清UI图象图象(或或IU图象图象)的物理意的物理意义，并根据题中给出的图象变化情况，利用斜率的意义义，并根

18、据题中给出的图象变化情况，利用斜率的意义分析电阻的变化分析电阻的变化 一只标有一只标有“220 V,60 W”的白炽灯泡，加上的的白炽灯泡，加上的电压电压U由零逐渐增大到由零逐渐增大到220 V在此过程中，电压在此过程中，电压U和电流和电流I的关系可用图线表示在如图所示的四的关系可用图线表示在如图所示的四个图线中，肯定不符合实际的是个图线中，肯定不符合实际的是 ()答案答案：ACD【例例3】如图如图326所示，所示，AB和和AB是长度均为是长度均为l2 km的完全相的完全相同的两根输电线同的两根输电线(1 km电阻值为电阻值为1)，若发现在距离若发现在距离A和和A等远的两点等远的两点C和和C间

19、发生漏电，相当于在两点间连间发生漏电，相当于在两点间连接了一个电阻接入电动势为接了一个电阻接入电动势为E90 V、内阻不计的电源，当电源接在、内阻不计的电源，当电源接在A、A间时，测得间时，测得B、B间电压为间电压为UB72 V；当电源接在；当电源接在B、B间时，测得间时，测得A、A间电压为间电压为UA45 V由此可知由此可知A与与C相距多远？相距多远？电阻定律和欧姆定律的综合应用电阻定律和欧姆定律的综合应用 图图3-2-6读题读题：1 km电阻值为电阻值为1，可表示，可表示RAC和和RBC的大的大小小A、A间接电源，间接电源，B、B端接电压表时，端接电压表时，BC、BC相当于导线、无电势降落

20、，电压表测相当于导线、无电势降落，电压表测R两端电压，两端电压，同理同理B、B接电源接电源A、A接电压表，接电压表，AC、AC相当相当于导线，无电势降落，电压表测于导线，无电势降落，电压表测R两端电压两端电压画图画图：答案答案：0.4 km反思领悟反思领悟：考查电路相关问题，一定要画出等：考查电路相关问题，一定要画出等效电路图，明确电阻的连接方式，以及电压和电阻效电路图，明确电阻的连接方式，以及电压和电阻的对应关系，同一导体电阻不随导体两端电压、电的对应关系，同一导体电阻不随导体两端电压、电流的变化而改变，当导体的长度或横截面发生变化流的变化而改变，当导体的长度或横截面发生变化时，要分析电阻的

21、变化情况时，要分析电阻的变化情况两根不同材料制成的均匀电阻丝，长度两根不同材料制成的均匀电阻丝，长度之比之比l1 l25 2，直径之比，直径之比d1 d22 1，给，给它们加相同电压，通过它们的电流之比它们加相同电压，通过它们的电流之比I1 I23 2，则它们的电阻率之比，则它们的电阻率之比1 2为多少？为多少？伏安法测电阻伏安法测电阻用电压表测出金属丝两端的电压，用电流用电压表测出金属丝两端的电压，用电流表测出通过金属丝的电流强度，由欧姆定律的变表测出通过金属丝的电流强度，由欧姆定律的变形公式形公式RU/I就可求出电阻值或者由测出的若就可求出电阻值或者由测出的若干组电压、电流值用描点法画出电

22、阻的伏安特性干组电压、电流值用描点法画出电阻的伏安特性曲线，由图线的斜率和电阻的关系确定曲线，由图线的斜率和电阻的关系确定创新拓展创新拓展【例例4】如图如图327所示，所示，P是是一根表面镀有一定厚度发热电阻膜的一根表面镀有一定厚度发热电阻膜的粗细均匀的长陶瓷管粗细均匀的长陶瓷管(其长度其长度l为为50 cm左右，直径左右，直径D为为10 cm左右左右)，镀膜材料，镀膜材料的电阻率的电阻率已知，管的两端有导电箍已知，管的两端有导电箍M、N.现有米尺、电压表现有米尺、电压表V、电流表、电流表A、电、电源源E、滑动变阻器、滑动变阻器R、开关、开关S和若干导和若干导线请设计一个测定膜层厚度线请设计一个测定膜层厚度d的实验的实验方案方案 图图3-2-7(1)实验中应测定的物理量是实验中应测定的物理量是_(2)画出测量电路图画出测量电路图(3)计算膜层厚度的公式是计算膜层厚度的公式是_