物理：2[1].6《電阻定律》課件(新人教版選修3-1)

1、第二章第二章 恒定電流恒定電流 請仔細(xì)觀察兩只燈泡的照片請仔細(xì)觀察兩只燈泡的照片, ,說出它們有說出它們有哪些哪些不同之處不同之處 ? ?導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，由導(dǎo)體自身的因素決定，那么由導(dǎo)體自身的因素決定，那么問題問題1:導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻R到底由哪些因素決定呢到底由哪些因素決定呢?(一一)大膽猜想大膽猜想一、影響導(dǎo)體電阻的因素一、影響導(dǎo)體電阻的因素跟長度跟長度l有關(guān)有關(guān)跟橫截面積跟橫截面積S有關(guān)有關(guān)與材料有關(guān)與材料有關(guān)橫截面積橫截面積S長度長度L L材料材料溫度結(jié)論：導(dǎo)體的電阻結(jié)論：導(dǎo)體的電阻R跟它的長度跟它的長度l、橫截面積橫截面積S、材料有關(guān)

2、。、材料有關(guān)。(一一)大膽猜想大膽猜想一、影響導(dǎo)體電阻的因素一、影響導(dǎo)體電阻的因素(一一)大膽猜想大膽猜想一、影響導(dǎo)體電阻的因素一、影響導(dǎo)體電阻的因素結(jié)論：結(jié)論：導(dǎo)體的長度導(dǎo)體的長度 l 越短、橫截越短、橫截面積面積 S越大越大,導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻 R越小越小.問題問題2:導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻R與與這些因素這些因素(l、S)的的定性關(guān)系定性關(guān)系怎樣怎樣?(一一)大膽猜想大膽猜想一、影響導(dǎo)體電阻的因素一、影響導(dǎo)體電阻的因素問題問題3:導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻R與與這些因素的這些因素的定量關(guān)系定量關(guān)系怎樣怎樣?1、實驗?zāi)康模?、實驗?zāi)康模?探究導(dǎo)體的電阻探究導(dǎo)體的電阻R與導(dǎo)體的與導(dǎo)體的長度長度l、橫截

3、面積、橫截面積S、材料之間的關(guān)系、材料之間的關(guān)系.2、實驗方法：、實驗方法：控制變量法控制變量法.3、實驗過程：、實驗過程：長度長度l、橫截面積、橫截面積S、電阻、電阻R的測量及方法：的測量及方法：長度長度l：用：用mm刻度尺測刻度尺測.(二二)實驗探究實驗探究一、影響導(dǎo)體電阻的因素一、影響導(dǎo)體電阻的因素橫截面積橫截面積S：用累積法測直徑：用累積法測直徑.電阻電阻R：伏安法：伏安法.實驗方法實驗方法: : 控制變量法控制變量法實驗方案：實驗方案：同種材料，同種材料，S S一定，改變一定，改變L L，測，測R R 同種材料，同種材料，L L一定，改變一定，改變S S，測，測R R不同材料，不同材

4、料，L L一定，一定，S S一定，測一定，測R R探究方案一探究方案一如何測電阻如何測電阻R R方法方法: : 伏安法伏安法實驗電路實驗電路: :實驗電路圖實驗電路圖: :電流表外接法電流表外接法分壓式電路分壓式電路探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系實驗電路實驗電路: :實驗電路圖實驗電路圖: :電流表外接法電流表外接法限流式電路限流式電路VAL/m123U/VI/AR/實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù): :橫截面積橫截面積, ,材料相同材料相同實驗結(jié)論實驗結(jié)論: :1.1.同種材料同種材料, ,S S一定一定, ,電阻電阻R R與與L L成正比成正比LR 探究導(dǎo)體電阻與其影

5、響因素的定量關(guān)系探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系實驗電路實驗電路: :實驗電路圖實驗電路圖: :電流表外接法電流表外接法限流式電路限流式電路VAS/mm2123U/VI/AR/實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù): :長度長度, ,材料相同材料相同實驗結(jié)論實驗結(jié)論: :2.2.同種材料同種材料,L,L一定一定, ,電阻與電阻與S S成反比成反比SR1探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系實驗電路實驗電路: :實驗電路圖實驗電路圖: :電流表外接法電流表外接法限流式電路限流式電路VA材料12U/VI/AR/實驗數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù): :長度長度, ,橫截面積相同橫截面積相同實驗結(jié)論實驗結(jié)論:

6、 :3.3.不同種材料不同種材料,R,R不同不同a 和和 b ：長度：長度l不同不同探究方案二探究方案二aVVVVbcda 和和 c ：橫截面積：橫截面積S不同不同a 和和 d ：材料不同：材料不同一、影響導(dǎo)體電阻的因素一、影響導(dǎo)體電阻的因素(二二)實驗探究實驗探究限流式接法限流式接法一、影響導(dǎo)體電阻的因素一、影響導(dǎo)體電阻的因素(三三)理論探究理論探究(邏輯推理邏輯推理)探究方案三探究方案三理論探究和實驗探究相結(jié)合理論探究和實驗探究相結(jié)合1.理論探究導(dǎo)體的電阻理論探究導(dǎo)體的電阻R與長度與長度l的關(guān)系的關(guān)系2.理論探究導(dǎo)體的電阻理論探究導(dǎo)體的電阻R與橫截面積與橫截面積S的關(guān)系的關(guān)系3.實驗探究導(dǎo)

7、體的電阻實驗探究導(dǎo)體的電阻R與材料的關(guān)系與材料的關(guān)系SR1實驗結(jié)論實驗結(jié)論: :1.1.同種材料同種材料, ,S S一定一定, ,電阻電阻R R與與L L成正比成正比2.2.同種材料同種材料, ,L L一定一定, ,電阻與電阻與S S成反比成反比LR 電阻串聯(lián)電阻串聯(lián)電阻并聯(lián)電阻并聯(lián)3.3.不同種材料不同種材料, ,R R不同不同電阻定律1.內(nèi)容： 同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的長度L成正比,與它的橫截面積S成反比;導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān).2.表達(dá)式:SlR 是比例常數(shù)，它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，是一個反映材料導(dǎo)電性能的物理量，稱為材料的電阻率。4 4、金屬的電阻率隨溫度的升高而增大、金屬的電阻

8、率隨溫度的升高而增大電阻率電阻率( ( ) )3 3、純金屬的電阻率小，合金的電阻率大、純金屬的電阻率小，合金的電阻率大1 1、反映材料導(dǎo)電性能的物理量、反映材料導(dǎo)電性能的物理量2 2、單位：歐姆、單位：歐姆米米 錳銅合金和鎳銅合金的電阻率隨溫度變化極小，錳銅合金和鎳銅合金的電阻率隨溫度變化極小， 利用它們的這種性質(zhì)，常用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。利用它們的這種性質(zhì)，常用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。超導(dǎo)現(xiàn)象超導(dǎo)現(xiàn)象:有些物質(zhì)當(dāng)溫度降低到絕對零度附近有些物質(zhì)當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時它們的電阻率會突然變?yōu)榱銜r它們的電阻率會突然變?yōu)榱惆雽?dǎo)體半導(dǎo)體:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，電阻導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，電阻率隨

9、溫度的升高而減小，導(dǎo)電性能由外界條件所控制，率隨溫度的升高而減小，導(dǎo)電性能由外界條件所控制，如改變溫度、光照、摻入微量雜質(zhì)等如改變溫度、光照、摻入微量雜質(zhì)等電阻率電阻率與溫度與溫度的關(guān)系的關(guān)系金屬：金屬： t半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：t熱敏電阻熱敏電阻光敏電阻光敏電阻合金：合金：有些幾乎不隨有些幾乎不隨t變化變化 標(biāo)準(zhǔn)電阻標(biāo)準(zhǔn)電阻電阻溫度計電阻溫度計超導(dǎo)體超導(dǎo)體:某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時=0R=0半導(dǎo)體的半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能導(dǎo)電性能具有具有可控性可控性(m)020100銀銀14810816108207108銅銅14310817108207108鋁鋁267108291083

10、80108鎢鎢48510853108710108鐵鐵08910710107144107錳銅合金錳銅合金441074410744107鎳銅合金鎳銅合金501075010750107幾種材料在不同溫度下的電阻率幾種材料在不同溫度下的電阻率R1 = R2SlRhaah由此可知導(dǎo)體的電阻與表面積無關(guān)由此可知導(dǎo)體的電阻與表面積無關(guān), ,只與導(dǎo)體的厚度有關(guān)只與導(dǎo)體的厚度有關(guān). .這樣在制造電路元件時這樣在制造電路元件時, ,可以將其表面積做得很小可以將其表面積做得很小, ,而不增大電而不增大電阻阻, ,只要保證厚度不變即可只要保證厚度不變即可, ,有利于電路元件的微型化有利于電路元件的微型化. . R1和

11、和R2是材料相同、厚度相同、表面是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體為正方形的導(dǎo)體,但但R2的尺寸比的尺寸比R1小很多小很多.通過兩導(dǎo)體通過兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示的電流方向如圖所示.這兩個導(dǎo)體的電阻有什么關(guān)系這兩個導(dǎo)體的電阻有什么關(guān)系?你認(rèn)為這種關(guān)系對電路元件的微型化有什么意義你認(rèn)為這種關(guān)系對電路元件的微型化有什么意義?思考與討論思考與討論:a ah hR1電流方向電流方向b bR2h h CCTV CCTV - -每周質(zhì)量報告每周質(zhì)量報告 消息引用檢驗負(fù)責(zé)人的話：消息引用檢驗負(fù)責(zé)人的話：“不合格產(chǎn)品中，不合格產(chǎn)品中，大部分存在電阻不合格問題，主要是銅材質(zhì)量不合格，大部分存在電阻不合格問

12、題，主要是銅材質(zhì)量不合格，使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅。再一個就是銅材質(zhì)使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅。再一個就是銅材質(zhì)量合格，但把截面積縮小了，買量合格，但把截面積縮小了，買2.52.5平方（毫米）的線，平方（毫米）的線，拿到手的線可能是拿到手的線可能是1.51.5或或1.51.5多一點的，載流量不夠。多一點的，載流量不夠。另一個問題是絕緣層質(zhì)量不合格，用再生塑料制作電另一個問題是絕緣層質(zhì)量不合格，用再生塑料制作電線外皮，電阻率達(dá)不到要求線外皮，電阻率達(dá)不到要求 談一談，這位負(fù)責(zé)人講話中體現(xiàn)了哪些物理原理？談一談，這位負(fù)責(zé)人講話中體現(xiàn)了哪些物理原理？說一說說一說1、有人說電阻是導(dǎo)體阻礙電流的性

13、質(zhì)，電阻率是由導(dǎo)體的性質(zhì)決定的，所以電阻率越大，則電阻越大，對嗎？為什么?不對阻率反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的優(yōu)劣,電阻率大,不一定電阻大,由電阻定律,電阻還與L和S有關(guān)2、一白熾燈泡銘牌顯示“220V，100W”字樣，由計算得出燈泡燈絲電阻R=484，該阻值是工作時的電阻值還是不工作時的電阻值，兩者一樣嗎？為什么？不一樣100W是額定功率,是燈泡正常工作時的功率,所以484是工作時的電阻;當(dāng)燈泡不工作時,由于溫度低,電阻比正常工作時的電阻小，所以小于484。3、一段均勻?qū)Ь€對折兩次后并聯(lián)在一起，測得其電阻為0.5 ，導(dǎo)線原來的電阻多大？5倍若把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長為三倍，另一半不變，其電阻是原來的多

14、少倍？8 4.如圖所示,均勻的長方形薄片合金電阻板abcd,ab邊長為L1;ad邊長為L2,當(dāng)端點1、2或3、4接入電路時,R12:R34是( )A.L1:L2 B. L2:L1C.1:1 D:L12:L221234abcd5、同一半圓形金屬片，如圖所示，從不同方向測量其電阻(1)Ra、Rb是否相等？(2)如果不等，Ra、Rb誰大？ Ra、Rb比值是多少？1.不等(a)又短又“胖”,(b)又長又“瘦”; RaRb2.若1/4圓形金屬片電阻為R0,則(a)為兩R0并聯(lián), Ra = R0/2;(b)為兩電阻串聯(lián), Rb =2R0, 所以Ra:Rb=1:46.如圖所示,兩個截面積不同長度相等的均勻銅棒接在電路中,兩端電壓為U,則( )A.通過兩棒的電流強(qiáng)度相