第13講 探究決定導(dǎo)線電阻的因素.doc

第13講 探究決定導(dǎo)線電阻的因素第一部分 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)一、探究決定導(dǎo)線電阻的因素：1伏安法測(cè)電阻：R=U/I2實(shí)驗(yàn)電路圖：如右圖3通過(guò)變量控制進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。（如下圖）A保持導(dǎo)線的材料和面積不變，長(zhǎng)度不同結(jié)論：同種材料，橫截面積S一定，電阻R隨長(zhǎng)度L成正比。 B保持導(dǎo)線的材料和長(zhǎng)度不變，面積不同結(jié)論：同種材料，長(zhǎng)度L一定，電阻R隨橫截面積S成反比。 C保持導(dǎo)線的長(zhǎng)度和面積不變，而材料不同結(jié)論：橫截面積S和長(zhǎng)度L相同時(shí)，不同材料電阻關(guān)系不相等。4定理推理：同種材料，當(dāng)S、L都改變時(shí)，又怎樣決定R呢？引導(dǎo)學(xué)生思考。 ，其中k物理學(xué)中叫電阻率，用表示。對(duì)于同種材料，相同，對(duì)于不同材料，不同，說(shuō)明了由材料決定。5測(cè)定金屬的電阻率（同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器）伏安法實(shí)驗(yàn)電路一般可分為兩部分：測(cè)量電路部分和供電電路部分（1）測(cè)量電路測(cè)量電路有兩種方法：電流表內(nèi)接法和電流表外接法甲圖中:,誤差R=R外RX=乙圖中:, 誤差R=R內(nèi)RX=RA確定內(nèi)接法還是外接法，有三種方法：a直接比較法：當(dāng)Rx RA時(shí)用內(nèi)接法，當(dāng)RxRv時(shí)用外接法b臨界值計(jì)算法：當(dāng)內(nèi)、外接法相對(duì)誤差相等時(shí)，有(RARv)為臨界值當(dāng),(即Rx為大電阻）時(shí)用內(nèi)接法；當(dāng)（即Rx為小電阻）時(shí)用外接法；時(shí)內(nèi)、外接法均可當(dāng)時(shí)，用電流表外接法；當(dāng)時(shí)，用電流表內(nèi)接法c測(cè)試判斷法：當(dāng)Rx，RA，Rv大約值都不清楚時(shí)用此法 如圖所示，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S分別接觸a點(diǎn)和b點(diǎn)，若看到電流表讀數(shù)變化較大，說(shuō)明電壓表分流影響較大，應(yīng)該選用內(nèi)接法；若看到電壓表讀數(shù)變化較大，說(shuō)明電流表分壓影響較大，應(yīng)該選用外接法 在測(cè)定金屬電阻率電路中，由于電阻絲電阻較小，所以實(shí)驗(yàn)室采用電流表外接法；而測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，通常只采用電流表內(nèi)接法（對(duì)R來(lái)說(shuō)）（2）供電電路供電電路一般由電源和滑動(dòng)變阻器按一定的連接方式組成，滑動(dòng)變阻器在供電電路中有兩種接線方式：限流式和分壓式如圖.限流式可省一個(gè)耗電支路，分壓式電壓調(diào)節(jié)范圍大，應(yīng)根據(jù)需要選用. 變阻器的分壓與限流接法,雖然兩種電路均可調(diào)節(jié)負(fù)載電阻電壓和電流的大小，但在不同條件下，調(diào)節(jié)效果大不一樣 a負(fù)載電阻的阻值Rx遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻R，須用分壓式電路 b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 c負(fù)載電阻的阻值Rx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)，可采取限流接法 d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)橄蘖鹘臃偣β瘦^小 e特殊問(wèn)題中還要根據(jù)電壓表和電流表量程以及電阻允許通過(guò)的最大電流值來(lái)反復(fù)推敲，以便能減小誤差的連接方式為好二、電阻定律：1內(nèi)容在溫度不變時(shí)，導(dǎo)線的電阻與它的長(zhǎng)度成正比，跟它的橫截面積成反比。2表達(dá)式 ( 長(zhǎng)度 S橫截面積 電阻率)三、電阻率1單位： m2物理意義：反映材料導(dǎo)電性能的優(yōu)劣。 3電阻率與溫度有關(guān)。（1）金屬材料的電阻率隨溫度升高而增大。 （2）材料的電阻率有的隨溫度改變而變化大，可以利用制成溫度計(jì)（電阻溫度計(jì)），但也有些材料的電阻率幾乎不隨溫度改變而變化，用來(lái)制成標(biāo)準(zhǔn)電阻。（3）某些材料溫度降低電阻率減小，溫度足夠低時(shí)電阻率為零，電阻為零的現(xiàn)象為超導(dǎo)現(xiàn)象典型例題：例1 一粗細(xì)均勻的鎳鉻絲，截面直徑為d，電阻為R。把它拉制成直徑為d10的均勻細(xì)絲后，它的電阻變?yōu)?（ ）AR1000 BR100C100R D10000R例2 關(guān)于導(dǎo)體和絕緣體的如下說(shuō)法正確的是 （ ）A超導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用等于零B自由電子在導(dǎo)體中走向移動(dòng)時(shí)仍受阻礙C絕緣體接在電路中仍有極微小電流通過(guò)D電阻值大的為絕緣體，電阻值小的為導(dǎo)體例3 電壓恒定的電源與一根玻璃管中的水銀柱組成電路，水銀柱中通過(guò)的電流為01A。今將這些水銀倒進(jìn)另一根玻璃管中，管的內(nèi)徑是原管的2倍，重新與該電源組成電路，則流過(guò)水銀柱的電流為_(kāi)A。例4 相距40km的A、B兩地架兩條輸電線，電阻共為800，如果在A、B間的某處發(fā)生短路，這時(shí)接在A處的電壓表示數(shù)為10V，電流表的示數(shù)為40mA，求發(fā)生短路處距A處有多遠(yuǎn)？如圖2所示。例5 用伏安法測(cè)量某一電阻Rx阻值，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下：待測(cè)電阻Rx（阻值約5 ，額定功率為1 W）；電流表A1（量程00.6 A，內(nèi)阻0.2 ）；電流表A2（量程03 A，內(nèi)阻0.05 ）；電壓表V1（量程03 V，內(nèi)阻3 k）；電壓表V2（量程015 V，內(nèi)阻15 k）；滑動(dòng)變阻器R0（050 ），蓄電池（電動(dòng)勢(shì)為6 V）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線.為了較準(zhǔn)確測(cè)量Rx阻值，電壓表、電流表應(yīng)選_，并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.例6 用螺旋測(cè)微器測(cè)量一矩形小零件的長(zhǎng)和寬時(shí)，螺旋測(cè)微器上的示數(shù)如圖（a）和圖（b）所示。圖（a）的讀數(shù)是_mm，圖（b）的讀數(shù)是_mm。第二部分 課堂練習(xí)一、選擇題 1下列關(guān)于電阻率的敘述，錯(cuò)誤的是 A當(dāng)溫度極低時(shí)，超導(dǎo)材料的電阻率會(huì)突然減小到零B常用的導(dǎo)線是用電阻率較小的鋁、銅材料做成的C材料的電阻率取決于導(dǎo)體的電阻、橫截面積和長(zhǎng)度D材料的電阻率隨溫度變化而變化2用電器離電源L米，線路上的電流為I，為使在線路上的電壓降不超過(guò)U，已知輸電線的電阻率為。那么，輸電線的橫截面積的最小值是（ ）ALR B2LIUCULI D2ULI3一根阻值為R的均勻電阻絲，長(zhǎng)為L(zhǎng)，橫截面積為S，設(shè)溫度不變，在下列哪些情況下其電阻值仍為R？（ ）A當(dāng)L不變，S增大一倍時(shí)B當(dāng)S不變，L增大一倍時(shí)C當(dāng)L和S都縮為原來(lái)的時(shí)D當(dāng)L和橫截面的半徑都增大一倍時(shí)。4有長(zhǎng)度相同，質(zhì)量相同，材料不同的金屬導(dǎo)線A、B各一根。已知A的密度比B的大，A的電阻率比B的小。則A、B兩根導(dǎo)線的電阻為 （ ）ARARB BRARBCRA= RB D無(wú)法判斷5一只白熾燈泡，正常發(fā)光時(shí)的電阻為121，當(dāng)這只燈泡停止發(fā)光一段時(shí)間后的電阻應(yīng)是（ ）A大于121 B小于121C等于121 D無(wú)法判斷二、填空題 6材料的電阻率在數(shù)值上等于用這種材料制成的長(zhǎng)為_(kāi)m，橫截面積為_(kāi)m2的一條導(dǎo)線的電阻；在國(guó)際單位制中，電阻率的單位為_(kāi)。7兩種材料不同的電阻絲，長(zhǎng)度之比為15，截面積之比為23，電阻之比為25，則材料的電阻率之比為_(kāi)。8一根金屬絲，將其對(duì)折后并起來(lái)，則電阻變?yōu)樵瓉?lái)的_倍。9甲導(dǎo)線長(zhǎng)L 截面直徑為d， 兩端電壓為U同樣材料的乙導(dǎo)線長(zhǎng)2L，截面直徑為2d，兩端電壓為2U，則甲、乙兩導(dǎo)線中電流之比為_(kāi)。10有一根粗細(xì)均勻的電阻絲，當(dāng)兩端加上 2V電壓時(shí)通過(guò)其中的電流為 4A，現(xiàn)將電阻絲均勻地拉長(zhǎng)，然后兩端加上1V電壓，這時(shí)通過(guò)它的電流為05A。由此可知，這根電阻絲已被均勻地拉長(zhǎng)為原長(zhǎng)的_倍。11兩長(zhǎng)度和橫截面積均相同的電阻絲的伏安特性曲線如圖1所示，則兩電阻絲的電阻值之比 R1R2_。電阻率之比12=_。12A、B兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把導(dǎo)線A均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的 2倍，導(dǎo)線 B對(duì)折后結(jié)合起來(lái)，則它們的電阻之比 RARB為_(kāi)，然后分別加上相同的電壓，相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電流之比IAIB為_(kāi)。三、計(jì)算題 13在一根長(zhǎng)l=5m，橫截面積S=3.5 10-4m2的銅質(zhì)導(dǎo)線兩端加2510-3V電壓。己知銅的電阻率=1.7510-8m，則該導(dǎo)線中的電流多大？14要研究一個(gè)“2.5 V 0.1 W”小電珠的伏安特性，給出下列器材： （1）“2.5 V 0.1 W”小電珠（2）直流毫安表A1（量程010 mA，內(nèi)阻50 ）（3）直流毫安表A2（量程050 mA，內(nèi)阻30 ）（4）直流電壓表V1（量程03 V，內(nèi)阻5 k）（5）直流電壓表V2（量程010 V，內(nèi)阻10 k）（6）直流電源（E=4 V，r=0）（7）滑動(dòng)變阻器R（阻值變化范圍010 ，允許最大電流1 A）根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求，為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，直流毫安表應(yīng)選_.直流電壓表應(yīng)選_，應(yīng)采用電流表_接法，滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用_接法。第三部分 課后練習(xí)1下列說(shuō)法中正確的是()A通過(guò)導(dǎo)體的電流越大,導(dǎo)體的電阻一定越小B導(dǎo)體的電阻與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與通過(guò)導(dǎo)體的電流成反比C電阻是表示導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的物理量,溫度越高,金屬導(dǎo)體的電阻越大D無(wú)論加在導(dǎo)體兩端的電壓如何變化,它的電壓與電流的比值都不變2如圖所示為均勻的長(zhǎng)方形金屬板abcd.ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1,ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2,當(dāng)接點(diǎn)A、B接入電路時(shí)電阻阻值為R1,當(dāng)接點(diǎn)C、D接入電路時(shí)電阻阻值為R2,則R1R2等于()A.L1L2 B.L2L1 C.L12L22 D.L22L123兩根材料和質(zhì)量相同的電阻絲,它們的長(zhǎng)度之比為23,則它們的電阻之比為( )A.23B.32C.49D.944由同種材料制成甲、乙的兩根保險(xiǎn)絲,直徑分別為d1=0.5 mm,d2=1 mm,熔斷電流分別為2 A和6 A.把以上保險(xiǎn)絲各取等長(zhǎng)一段并聯(lián)后再接入電路中,允許通過(guò)的最大電流是()A.6 AB.7.5 AC.8 AD.10 A5在自動(dòng)恒溫裝置中,某種半導(dǎo)體材料的電阻率與溫度的關(guān)系如圖2-1-6所示,這種材料具有發(fā)熱和控溫雙重功能.通電后,其電功率()A先增大后減小B先減小后增大C一直不變D無(wú)法確定6導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對(duì)于同種材料的導(dǎo)體，下列表述正確的是A橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比B長(zhǎng)度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比C電壓一定，電阻與通過(guò)導(dǎo)體的電流成正比D電流一定，電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比7當(dāng)光照射到光敏電阻上時(shí)，光敏電阻的阻值 （填“變大”、“不變”或“變小”）.半導(dǎo)體熱