高中物理 2.6 導(dǎo)體的電阻課件 新人教版選修31.ppt

恒定電流 第二章 6導(dǎo)體的電阻 第二章 電阻器是利用材料對(duì)電流產(chǎn)生阻礙作用的特性制造的電路元件 是電器設(shè)備中應(yīng)用最多的元件之一 如下圖所示的滑動(dòng)變阻器 它有四個(gè)接線柱a b c d 為什么當(dāng)滑動(dòng)觸頭p滑動(dòng)時(shí)可以改變接入電路的電阻呢 導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)呢 影響導(dǎo)體電阻的因素 1 探究與導(dǎo)體電阻有關(guān)的因素 1 電阻絲橫截面積的測(cè)量把電阻絲緊密繞在一個(gè)圓柱形物體上 例如鉛筆 用刻度尺測(cè)出多匝的 然后除以 得到電阻絲的直徑 進(jìn)而計(jì)算出電阻絲的橫截面積 寬度 匝數(shù) 刻度尺 2 用實(shí)驗(yàn)探究電阻與導(dǎo)體的材料 橫截面積 長(zhǎng)度之間的關(guān)系 1 實(shí)驗(yàn)方法 2 實(shí)驗(yàn)原理 串聯(lián)電路中電壓跟電阻成 3 實(shí)驗(yàn)方法 控制變量法 正比 下圖中a b c d是四條不同的金屬導(dǎo)體 b與a長(zhǎng)度不同 c與a截面積不同 d與a材料不同 利用歐姆定律分別測(cè)算出它們的電阻值 探究電阻跟長(zhǎng)度 截面積和導(dǎo)體材料的關(guān)系 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論導(dǎo)體的電阻與 成正比 與 成反比 還與導(dǎo)體材料有關(guān) 導(dǎo)體的長(zhǎng)度 導(dǎo)體的橫截面積 r l 不同 一 導(dǎo)體的電阻1 電阻定律同種材料的導(dǎo)體 其r與它的長(zhǎng)度l成 與它的橫截面積s成 還跟導(dǎo)體的 有關(guān) 2 公式r 公式中比例系數(shù) 是反映材料導(dǎo)電性能的物理量 稱為材料的電阻率 正比 反比 材料 3 電阻率 1 計(jì)算公式 2 單位 3 意義 跟導(dǎo)體的材料有關(guān) 是反映材料 的物理量 m 導(dǎo)電性能好差 4 特性 電阻率與 有關(guān) 而與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積 金屬材料的電阻率隨溫度升高而 利用電阻率隨溫度變化明顯的金屬制成 利用電阻率幾乎不受溫度變化影響的合金制成 但絕緣體和半導(dǎo)體的電阻率卻隨溫度的升高而減小 當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí) 某些材料的電阻率突然減小到零成為 導(dǎo)體材料的溫度 無(wú)關(guān) 增大 電阻溫度計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)電阻 超導(dǎo)體 如圖所示 一長(zhǎng)方體導(dǎo)體若通過(guò)電流i1 則長(zhǎng)度為a 截面積為bc 若通過(guò)電流i2 則長(zhǎng)度為c 橫截面積為ab 3 電阻率與電阻的區(qū)別與聯(lián)系 特別提醒 各種材料的電阻率一般都隨溫度的變化而變化 1 金屬的電阻率隨溫度的升高而增大 2 半導(dǎo)體 熱敏電阻 的電阻率隨溫度的升高而減小 生活中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況 在電壓不穩(wěn)定的時(shí)候燈絲容易燒斷 而手邊又沒(méi)有新的燈泡 我們可以通過(guò)慢慢晃動(dòng)燈泡將斷了的燈絲接上 以解燃眉之急 當(dāng)燈泡再次進(jìn)入電路時(shí) 會(huì)發(fā)現(xiàn)比原來(lái)亮了 這是為什么 二 應(yīng)用實(shí)例 滑動(dòng)變阻器1 原理利用改變連入電路的電阻絲的長(zhǎng)度改變電阻 2 構(gòu)造如圖所示 a b是繞在絕緣筒上的電阻絲的兩個(gè)端點(diǎn) 電阻絲間相互絕緣 c d是金屬桿的兩個(gè)端點(diǎn) 電阻絲上能夠與滑片p接觸的地方 絕緣漆已被刮去 使滑片p能夠把金屬桿與電阻絲連接起來(lái) 3 在電路中的使用方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示 要使滑動(dòng)變阻器起限流作用時(shí) 正確的連接是接a與d 或c 及b與c 或d 即 一上一下 要使滑動(dòng)變阻器起分壓作用 要將ab全部接入電路 另外再選擇a與c 或d 及b與c 或d 與負(fù)載相連 當(dāng)滑片p移動(dòng)時(shí) 負(fù)載將與ap間或bp間的不同長(zhǎng)度的電阻絲并聯(lián) 從而得到不同的電壓 4 滑動(dòng)變阻器的兩種接法的比較 特別提醒 選用兩種接法的原則 1 當(dāng)電壓表或電流表的量程太小時(shí) 若采用限流接法 電路中實(shí)際電壓 或電流 的最小值仍超過(guò)電壓表或電流表的量程 必須采用分壓式接法 2 負(fù)載電阻的阻值r0遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻r 須用分壓式電路 3 要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大 且從零開(kāi)始連續(xù)可調(diào) 須用分壓式電路 4 負(fù)載電阻的阻值r0小于變阻器總電阻r或相差不多 且電壓電流變化不要求從零調(diào)起時(shí) 可采用限流接法 5 兩種電路均可使用的情況下 應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法 因?yàn)橄蘖魇浇臃偣妮^小 如圖為滑動(dòng)變阻器的示意圖 a b c d為4個(gè)接線柱 當(dāng)滑動(dòng)片p由c向d移動(dòng)時(shí) 若要使變阻器接入電路的電阻由大變小 應(yīng)將電阻器的哪兩個(gè)接線柱連入電路 a a和bb a和dc b和cd c和d答案 b 解析 滑動(dòng)變阻器的連接應(yīng)是一上一下 同一端或?qū)蔷€ 要注意接入的是哪一部分電阻 從而確定電阻的變化 要讓滑動(dòng)變阻器的阻值變小 就要使連入電路的電阻絲長(zhǎng)度變短 滑動(dòng)片p由c向d移動(dòng) 要使滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻絲變短 可以連接ad或ac 雅安中學(xué)2013 2014學(xué)年高二上學(xué)期期中 關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說(shuō)法中 正確的是 對(duì)電阻和電阻率的理解 c 將一根導(dǎo)線一分為二 則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來(lái)的二分之一d 某些金屬 合金和化合物的電阻率隨溫度降低會(huì)突然減小為零 這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象 發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象時(shí) 溫度不是熱力學(xué)溫度零度解析 導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用叫做導(dǎo)體的電阻 它只與導(dǎo)體的幾何形狀和材料性質(zhì)有關(guān) 與導(dǎo)體是否通電以及通電電流的大小均無(wú)關(guān) 電阻率的大小和導(dǎo)體幾何形狀無(wú)關(guān) 只與材料性質(zhì)和溫度有關(guān) 一般金屬合金和化合物的電阻率隨溫度升高而增大 隨溫度降低而變小 當(dāng)溫度降低到某一轉(zhuǎn)變溫度 大于0k 時(shí) 某些金屬 合金 化合物的電阻率會(huì)突然減小為零 呈超導(dǎo)電現(xiàn)象 答案 d點(diǎn)評(píng) 要正確理解電阻與電阻率的物理意義 答案 d 如圖是一均勻?qū)嵭陌肭蛐螌?dǎo)體 球心為a 頂點(diǎn)為b cd為底面直徑 若按甲圖的方式將其接在兩個(gè)電極之間 測(cè)得它的電阻為r 若按乙圖的方式接在兩個(gè)電極之間 其電阻r 為多大 電極的電阻不計(jì) 電阻定律的應(yīng)用 解析 解法1 本題中的半球?qū)w可等分成兩塊四分之一球形材料 將甲圖作如下等效變換 如圖所示 不難看出 r 4r 解法2 設(shè)想將半球形導(dǎo)體補(bǔ)齊成一個(gè)球 則可以作如圖所示的等效變換 得 r 4r 答案 4r 點(diǎn)評(píng) 上述兩種方法 一種是化整為零的 分割法 另一種是化零為整的 補(bǔ)齊法 通過(guò)等效變換 靈活變通地應(yīng)用電路串聯(lián) 并聯(lián)的性質(zhì) 就能圓滿地求得結(jié)果 通過(guò)本例題得出這樣一個(gè)結(jié)論 對(duì)于一個(gè)給定的電阻物塊 其電阻并不單一 具體由連接方式而定 不同的連接方式 一般將呈現(xiàn)不同的電阻值 河南省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2013 2014學(xué)年高二上學(xué)期期中 如圖所示 r1和r2是材料相同 厚度相同 表面均為正方形的導(dǎo)體 r1邊長(zhǎng)為2l r2邊長(zhǎng)為l 若r1的阻值為8 則r2的阻值為 a 4 b 8 c 16 d 64 答案 b 如圖所示為用伏安法測(cè)定一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)所需的器材實(shí)物圖 器材規(guī)格如下 滑動(dòng)變阻器的使用 1 待測(cè)電阻rx 約100 2 直流毫安表 量程0ma 20ma 內(nèi)阻50 3 直流電壓表 量程0v 3v 內(nèi)阻5k 4 直流電源 輸出電壓6v 內(nèi)阻不計(jì) 5 滑動(dòng)變阻器 阻值范圍0 15 允許最大電流1a 6 開(kāi)關(guān)1個(gè) 導(dǎo)線若干根據(jù)器材規(guī)格及實(shí)驗(yàn)要求 在本題的實(shí)物圖上連線 山東臨沂市重點(diǎn)中學(xué)2013 2014學(xué)年高二上學(xué)期期中聯(lián)考 要測(cè)繪一個(gè)標(biāo)有 3v0 6w 小燈泡的伏安特性曲線 燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3v 并便于操作 已選用的器材有 電池組 電動(dòng)勢(shì)為4 5v 內(nèi)阻約1 電流表 量程為0 250ma 內(nèi)阻約5 電壓表 量程為0 3v