導(dǎo)體的電阻實(shí)用教案

1、 CCTV - CCTV - 每周質(zhì)量每周質(zhì)量(zhling)(zhling)報(bào)告報(bào)告 消息引用檢驗(yàn)負(fù)責(zé)人的話：消息引用檢驗(yàn)負(fù)責(zé)人的話：“不合格產(chǎn)品中，大部不合格產(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，使用分存在電阻不合格問題，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(gè)就是銅材質(zhì)量合格，了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅。再一個(gè)就是銅材質(zhì)量合格，但把截面積縮小了，買但把截面積縮小了，買2.52.5平方（毫米）的線，拿到手的平方（毫米）的線，拿到手的線可能是線可能是1.51.5或或1.51.5多一點(diǎn)的，載流量不夠。另一個(gè)問題多一點(diǎn)的，載流量不夠。另一個(gè)問題是絕緣層質(zhì)量不合格

2、，用再生塑料制作電線外皮，電阻是絕緣層質(zhì)量不合格，用再生塑料制作電線外皮，電阻率達(dá)不到率達(dá)不到(b do)(b do)要求要求上述講話上述講話(jing hu)中體現(xiàn)了那些物理中體現(xiàn)了那些物理原理？原理？第1頁/共28頁第一頁，共29頁。 根據(jù)歐姆定律 導(dǎo)體中的電流I I跟導(dǎo)體兩端的電壓(diny)U(diny)U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R R成反比。URI不正確不正確(zhngqu)問題： 導(dǎo)體的電阻R與加在導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體中的電流I成反比，這種說法對嗎？”第2頁/共28頁第二頁，共29頁。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)體自身的因素由導(dǎo)體自身的

3、因素(yn s)決定，那么決定，那么一、影響導(dǎo)體電阻一、影響導(dǎo)體電阻(dinz)的因的因素素跟長度跟長度l有關(guān)有關(guān)問題問題: :導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻R R到底由哪些因素決定呢到底由哪些因素決定呢? ?第3頁/共28頁第三頁，共29頁。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)第4頁/共28頁第四頁，共29頁。橫截面積橫截面積S長度長度L L材料材料溫度(wnd)結(jié)論：導(dǎo)體結(jié)論：導(dǎo)體(dot)的電阻的電阻R跟它的長跟它的長度度l、橫截面積、橫截面積S、材料有關(guān)。、材料有關(guān)。一、影響一、影響(yngxing)導(dǎo)體電阻導(dǎo)體電阻的因素的因素第5頁/共28頁第五頁，共29頁。1 1、實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)(

4、shyn)(shyn)目的：目的： 探究導(dǎo)體的電阻探究導(dǎo)體的電阻R R與導(dǎo)體的長度與導(dǎo)體的長度L L、橫截面積橫截面積S S、 材料之間的關(guān)系材料之間的關(guān)系2 2、實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)(shyn)(shyn)方法：控制變量法方法：控制變量法. .一、影響一、影響(yngxing)導(dǎo)體電阻的因?qū)w電阻的因素素 研究研究多個(gè)物理量多個(gè)物理量對材料物理性質(zhì)的影響時(shí)，控制其他對材料物理性質(zhì)的影響時(shí)，控制其他量不改變，只量不改變，只改變改變中的中的一個(gè)物理量一個(gè)物理量，探究它與材料性質(zhì)的關(guān)，探究它與材料性質(zhì)的關(guān)系。系。探究方案一：實(shí)驗(yàn)探究探究方案一：實(shí)驗(yàn)探究3 3、實(shí)驗(yàn)方案：、實(shí)驗(yàn)方案：A：同種材料，S一定，改變

5、L，比較RB：同種材料，L一定，改變S，比較RC：不同材料，S一定，L一定，比較R基準(zhǔn)ABC第6頁/共28頁第六頁，共29頁。V1R1實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)的電路圖：的電路圖：R2V2基準(zhǔn)(jzhn)電阻對比電阻第7頁/共28頁第七頁，共29頁。第8頁/共28頁第八頁，共29頁。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:A.:A.同種材料,S,S一定(ydng),(ydng),電阻R R與L L成正比 L1倍2倍3倍U1U2R1:R2A A：同種材料，：同種材料，S S一定一定(ydng)(ydng)，改變，改變L L，比較，比較R RLR 第9頁/共28頁第九頁，共29頁。實(shí)驗(yàn)結(jié)論(jiln):B.(jiln):B.同種材料

6、,S,S一定, ,電阻R R與L L成正比S1倍2倍3倍U1U2R1:R2B B：同種材料：同種材料(cilio)(cilio)，L L一定，改變一定，改變S S，比較，比較R RSR1第10頁/共28頁第十頁，共29頁。實(shí)驗(yàn)結(jié)論(jiln):C.(jiln):C.不同種材料,R,R不同材料鐵鎳鉻錳銅U1U2R1:R2C C：不同材料：不同材料(cilio)(cilio)，S S一定，一定，L L一定，比較一定，比較R R第11頁/共28頁第十一頁，共29頁。電阻串聯(lián)電阻串聯(lián)電阻并聯(lián)電阻并聯(lián)R RL L SR1n條長L的電阻(dinz)相串聯(lián)，總長nL，R總nRn條截面積S的電阻(dinz)相

7、并聯(lián)，總截面積nS，R總R/n探究探究(tnji)(tnji)方案二：邏方案二：邏輯推理輯推理第12頁/共28頁第十二頁，共29頁。1RsRllRslRsk由導(dǎo)體材料由導(dǎo)體材料(cilio)決決定定與與l、S無關(guān)無關(guān)!一、影響導(dǎo)體電阻一、影響導(dǎo)體電阻(dinz)的因素的因素lR ks第13頁/共28頁第十三頁，共29頁。1.1.內(nèi)容內(nèi)容(nirn(nirng)g)：2.決定決定(judng)式式:lRs 同種材料的導(dǎo)體同種材料的導(dǎo)體, ,其電阻其電阻R R與它的長度與它的長度L L成成正比正比, ,與它的橫截面積與它的橫截面積S S成反比成反比; ;導(dǎo)體電阻與構(gòu)導(dǎo)體電阻與構(gòu)成成(guchng)

8、(guchng)它的材料有關(guān)它的材料有關(guān). .（電阻定律）（電阻定律）二、導(dǎo)體的電阻二、導(dǎo)體的電阻3.3.適用條件：適用條件：( 為電阻率)溫度一定溫度一定,粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體,或或濃度均勻的電解液濃度均勻的電解液.第14頁/共28頁第十四頁，共29頁。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). .這樣在制這樣在制造電路元件時(shí)造電路元件時(shí), ,可以可以(ky)(ky)將其表面積做得很小將其表面積做得很小, ,而不增大電阻而不增大電阻, ,只要保證只要保證厚度不變即可厚度不變即可, ,有利

9、于電路元件的微型化有利于電路元件的微型化. . R1和和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(gè)導(dǎo)體的電阻有什么關(guān)系這兩個(gè)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?:a ah hR1電流方向電流方向b bR2h h第15頁/共28頁第十五頁，共29頁。2 2、金屬的電阻率隨溫度的升高、金屬的電阻率隨溫度的升高(shn o)(shn o)而增而增大大電阻率電阻率( ( ) )特點(diǎn)特

10、點(diǎn)(tdin)(tdin)：1 1、純金屬的電阻率小，合金的電阻、純金屬的電阻率小，合金的電阻率大率大1 1、反映、反映(fnyng)(fnyng)材料導(dǎo)電性能的物理量（與材料導(dǎo)電性能的物理量（與L L、S S無關(guān)）無關(guān)）2 2、單位：歐姆米 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: :有些物質(zhì)當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時(shí)它們的電阻率會突然變?yōu)榱惆雽?dǎo)體: :導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，電阻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

11、雜質(zhì)等第16頁/共28頁第十六頁，共29頁。幾種(j zhn)導(dǎo)體材料的電阻率銀 1.6 10-8銅 1.7 10-8鋁 2.9 10-8鎢 5.3 10-8鐵 1.0 10-7錳銅合金(hjn) 4.4 10-7鎳銅合金(hjn) 5.0 10-7鎳鉻合金(hjn) 1.0 10-6第17頁/共28頁第十七頁，共29頁。幾種(j zhn)絕緣材料的電阻率（200C）第18頁/共28頁第十八頁，共29頁。電阻率電阻率與溫度與溫度(wnd)的關(guān)系的關(guān)系金屬金屬(jnsh)：t半導(dǎo)體：半導(dǎo)體：t如：熱敏電阻如：熱敏電阻(r mn din z)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

12、標(biāo)準(zhǔn)電阻電阻溫度計(jì)電阻溫度計(jì)超導(dǎo)體超導(dǎo)體:某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí)某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí)=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第19頁/共28頁第十九頁，共29頁。(m)020100銀銀14810816108207108銅銅14310817108207108鋁鋁26710829108380108鎢鎢48510853108710108鐵鐵08910710107144107錳銅合金錳銅合金441074410744107鎳銅合金鎳銅合金501075010750107幾種材料在不同幾種材料在不同(b tn)溫度下的溫度下的電阻率電阻率第20頁/共28頁第二十頁，共

13、29頁。電阻(dinz)溫度計(jì)第21頁/共28頁第二十一頁，共29頁。 CCTV - CCTV -每周質(zhì)量每周質(zhì)量(zhling)(zhling)報(bào)告報(bào)告 消息引用檢驗(yàn)負(fù)責(zé)人的話：消息引用檢驗(yàn)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(gè)就是銅材質(zhì)量使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅。再一個(gè)就是銅材質(zhì)量合格，但把截面積縮小合格，但把截面積縮小(suxio)(suxio)了，買了，買2.52.5平方（毫米）平方（毫米）的線，拿到手的線可能是的線，拿到手的線可能是1.51.5或

14、或1.51.5多一點(diǎn)的，載流量不多一點(diǎn)的，載流量不夠。另一個(gè)問題是絕緣層質(zhì)量不合格，用再生塑料制作夠。另一個(gè)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)不到要求電線外皮，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 1、合金、合金(hjn)(hjn)的電阻率比純金屬的大的電阻率比純金屬的大2 2、截面積小，同等條件下電阻大、截面積小，同等條件下電阻大3 3、絕緣層電阻率達(dá)不到會漏電，還有觸電危險(xiǎn)。、絕緣層電阻率達(dá)不到會漏電，還有觸電危險(xiǎn)。第22頁/共28頁第二十二頁，共29頁。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)探究探究理

15、論理論(lln)探探究究導(dǎo)體導(dǎo)體(dot)的電阻的電阻決定式?jīng)Q定式電阻率電阻率lRs區(qū)分：IUR lRs是定義式是定義式是決定式是決定式第23頁/共28頁第二十三頁，共29頁。答：不對答：不對; ;電阻電阻(dinz)(dinz)率反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能率反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的優(yōu)劣的優(yōu)劣, ,電阻電阻(dinz)(dinz)率大率大, ,不一定電阻不一定電阻(dinz)(dinz)大大, ,由電阻由電阻(dinz)(dinz)定律定律, ,電阻電阻(dinz)(dinz)還與還與 l l 和和S S有關(guān)有關(guān). . 1、有人說電阻是導(dǎo)體阻礙電流、有人說電阻是導(dǎo)體阻礙電流(dinli)的的性質(zhì)，電阻

16、率是由導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定的，性質(zhì)，電阻率是由導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定的，所以電阻率越大，則電阻越大，對嗎所以電阻率越大，則電阻越大，對嗎?為什為什么么?第24頁/共28頁第二十四頁，共29頁。 2、一白熾燈泡銘牌顯示、一白熾燈泡銘牌顯示“220V,100W”字樣，字樣，由計(jì)算由計(jì)算(j sun)得出燈泡燈絲電阻得出燈泡燈絲電阻R=484，該阻值是工作時(shí)的電阻值還是不工作時(shí)的電該阻值是工作時(shí)的電阻值還是不工作時(shí)的電阻值，兩者一樣嗎阻值，兩者一樣嗎?為什么為什么?不一樣(yyng)(yyng)100W100W是額定功率, ,是燈泡正常(zhngchng)(zhngchng)工作時(shí)的功率, ,所以4844

17、84是工作時(shí)的電阻; ;當(dāng)燈泡不工作時(shí), ,由于溫度低, ,電阻比正常(zhngchng)(zhngchng)工作時(shí)的電阻小，所以小于484484。第25頁/共28頁第二十五頁，共29頁。3 3、一段均勻電阻絲對折兩次后并聯(lián)(bnglin)(bnglin)在一起，測得其電阻為0.5 0.5 ，導(dǎo)線原來的電阻多大？4040（體積不變，拉長3 3倍的同時(shí)，截面積變小為1/3,1/3,前一半(ybn)(ybn)電阻由44變?yōu)?6 36 ，后一半(ybn)(ybn)不變，36+436+44040） 若把這根電阻絲的一半均勻若把這根電阻絲的一半均勻(jnyn)拉長為三倍，另一半不變，拉長為三倍，另一半不變，其電阻多大？其電阻多大？88（對折一次，長度變?yōu)橐话?，截面積增大到2 2倍，電阻變?yōu)?/41/4，對折二次為1/161/16）第26頁/共28頁第二十六頁，共29頁。4 4、如圖所示, ,均勻的長方形薄片合金電阻板abcd,ababcd,ab邊長為L1;adL1;ad邊長為L2,L2,當(dāng)端點(diǎn)(dun (dun din)1din)1、2 2或3 3、4 4接入電路時(shí),R12:R34,R12:R34是 ( )( )A、L1:L2 B、L2:L1C、1:1 D、L12:L22D1234abcdL2L1L2L1第27頁/共28頁第二十七頁，共2