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1、电路元件微型化电路元件微型化节约空间节约空间节节约约材材料料有有利利散散热热电阻定律电阻定律绵阳中学 蒲勇全问题：问题： 导体的电阻是导体导体的电阻是导体本身本身的一种性质，的一种性质，由导体由导体自身自身的因素决定，的因素决定，那么，那么， 思考思考1:1:导体的电阻导体的电阻R R到底由哪些因素决定呢到底由哪些因素决定呢? ?与与长度长度有关有关与与材料材料有关有关与与横横截截面面积积有有关关一、决定导体一、决定导体电阻电阻大小的因素有哪些？大小的因素有哪些？1.1.实验目的：实验目的： 在相同温度下，在相同温度下， 探究导体的电阻探究导体的电阻R R与导体与导体的长度的长度L L、横截面
2、积、横截面积S S、材料之间的关系、材料之间的关系控制变量法控制变量法3.3.实验方案：实验方案：实验探究实验探究2.2.实验方法：实验方法：同种材料，同种材料，S S一定，改变一定，改变L L，测，测R R 同种材料，同种材料，L L一定，改变一定，改变S S，测，测R R不同材料，不同材料，L L一定，一定，S S一定，测一定，测R R思考思考2 2：这些因素与：这些因素与电阻电阻可能存在怎样的关系可能存在怎样的关系？实验探究实验探究4.4.主要实验器材：主要实验器材：材料：材料：横截面积：横截面积：长度：长度：通过通过C Cu u、FeFe、N N1 1C C2 2三种材料对比测量三种材
3、料对比测量通过通过N N1 1C C2 2串联或并联改变横截面积串联或并联改变横截面积通过连接在刻度尺上的通过连接在刻度尺上的镍铬合金镍铬合金导线直接测量导线直接测量5.5.实验电路实验电路 1 1次次2 2次次3 3次次长度长度横截面积横截面积材料材料电压电压电流电流电阻电阻结论：结论：6.6.实验数据实验数据: :理论探究理论探究电阻串联电阻串联电阻并联电阻并联R RL L R R 1/S 1/S实验结论实验结论: :同种材料同种材料, ,S S一定一定, ,电阻电阻R R与与L L成正比成正比 R R L L 同种材料同种材料, ,L L一定一定, ,电阻与电阻与S S成反比成反比 二、
4、电阻定律二、电阻定律同种材料的导体，其同种材料的导体，其电阻电阻R R与与它的它的长度长度L L成成正比正比，与它的，与它的横截面积横截面积S S成成反比反比；导体；导体电阻与构成它的材料有关电阻与构成它的材料有关2 2、表达式：、表达式：1 1、内容：、内容：3.3.适用条件：温度一定适用条件：温度一定, ,粗细均匀的柱状金属导体粗细均匀的柱状金属导体, ,或或均匀的电解液均匀的电解液 是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率电阻率三、电阻率三、电阻率1.1.意义意义: :反映反
5、映材料材料导电性能导电性能好坏的物理量好坏的物理量在相同长度、相同横截面积的情况下，在相同长度、相同横截面积的情况下，电阻电阻率越大率越大, ,导体的电阻越大导体的电阻越大 2.2.表达式：表达式： 由由材料材料和和温度温度决定决定, ,与与L L、S S无关无关!3.3.单位单位: :欧欧米米( )( )几种导体材料的电阻率几种导体材料的电阻率2.2.纯金属的电阻率较小纯金属的电阻率较小, ,合金的电阻率较合金的电阻率较1.1.不同材料的导体电阻率不同不同材料的导体电阻率不同3.3.金属材料的电阻率随温度的金属材料的电阻率随温度的升高升高而而增加增加5.010-75.010-75.010-7
6、镍铜合金镍铜合金4.410-74.410-74.410-7锰铜合金锰铜合金1.4410-71.010-70.8910-7铁铁7.1010-85.310-84.8510-8钨钨3.8010-82.910-82.6710-8铝铝2.0710-81.710-81.4310-8铜铜2.0710-81.610-81.4810-8银银100(m)20(m)0 (m)温度温度阻阻率率材料材料电电4.4.某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化从表格数据看出哪些信息？从表格数据看出哪些信息？: :电阻率介于导体和绝缘体之间电阻率介于导体和绝缘体之间: :电阻率相对大，隔
7、绝导电电阻率相对大，隔绝导电导电性能导电性能（电阻率）（电阻率）: :电阻率相对小电阻率相对小 如：锗、硅、砷化镓、锑化铟如：锗、硅、砷化镓、锑化铟如：陶瓷、塑料、橡胶如：陶瓷、塑料、橡胶4.4.电阻率与材料类别的关系电阻率与材料类别的关系导体与绝缘体没有严格的界限，在一定条件下可导体与绝缘体没有严格的界限，在一定条件下可以相互转化以相互转化超导现象超导现象: :有些物质当温度降低到绝对零度附近时有些物质当温度降低到绝对零度附近时它们的电阻率会突然变为零它们的电阻率会突然变为零导体导体绝缘体绝缘体半导体半导体电阻率与电阻率与温度的关温度的关系系金属：金属：T T半导体：半导体： T T热敏电阻
8、热敏电阻光敏电阻光敏电阻有些几乎不随有些几乎不随T T变化变化电阻温度计电阻温度计某些材料当温度降低到一定温度时某些材料当温度降低到一定温度时=0=0R=0R=0半导体的半导体的导电性能导电性能具有具有可控性可控性5.5.电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系合金：合金：超导体：超导体：标准电阻标准电阻6.6.导体的导体的电阻电阻和材料的和材料的电阻率电阻率的的区别区别电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质，电阻大的电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质，电阻大的导体对电流的阻碍作用大导体对电流的阻碍作用大电阻率反映材料导电性能好坏的性质，电阻率小的材电阻率反映材料导电性能好坏的性质，电阻率小的材料
9、导电性能好料导电性能好电阻率大的材料，电阻不一定大，电阻与电阻率大的材料，电阻不一定大，电阻与、S、L都都有关系有关系7.7.两公式的两公式的区别区别是定义式是定义式是决定式是决定式四、应用四、应用 R R1 1和和R R2 2是材料相同、厚度相同、表面为正方形是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体的导体, ,但但R R2 2的尺寸比的尺寸比R R1 1小很多小很多. .通过两导体的电流通过两导体的电流方向如图所示方向如图所示. .这两个导体的电阻有什么关系这两个导体的电阻有什么关系? ?你认你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义为这种关系对电路元件的微型化有什么意义? ?a ab ba
10、 ah hR R1 1电流方向电流方向b bR R2 2h hR R1 1 = R= R2 2同种导体材料的电阻与表面积无关同种导体材料的电阻与表面积无关, ,只与导体的厚度有关只与导体的厚度有关, ,只要保证厚只要保证厚度不变即可度不变即可, ,有利于电路元件的微型化有利于电路元件的微型化1.1.思考与讨论思考与讨论2.2.如图示如图示, ,两个截面积不同两个截面积不同长度相等长度相等的均匀铜棒的均匀铜棒接在电路中接在电路中, ,两端电压为两端电压为U,U,则则( )( )A.A.通过两棒的电流强度相等通过两棒的电流强度相等B.B. 两棒的电阻相等两棒的电阻相等C.C.细棒两端的电压细棒两端
11、的电压U U1 1大于粗棒两端的电压大于粗棒两端的电压U U2 2I1I2U1U2ACAC3.3.一白炽灯泡铭牌显示一白炽灯泡铭牌显示“220V220V，100W100W”字样，由计算字样，由计算得出灯泡灯丝电阻得出灯泡灯丝电阻R=484R=484 ，该阻值是工作时的电阻，该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的电阻值，两者一样吗？为什么？值还是不工作时的电阻值，两者一样吗？为什么？ 不一样不一样 100W100W是是额额定定功功率率, ,是是灯灯泡泡正正常常工工作作时时的的功功率率, ,所所以以484484 是是工工作作时时的的电电阻阻; ;当当灯灯泡泡不不工工作作时时, ,由由于于温温度度低低, ,电阻比正常工作时的电阻小，所以小于电阻比正常工作时的电阻小，所以小于484484 。4.4.一段均匀导线对折后并联在一起，一段均匀导线对折后并联在一起，其电阻是其电阻是原来的多少倍？原来的多少倍？若把这根导线均匀拉长为若把这根导线均匀拉长为2 2倍，其电阻是原来倍，其电阻是原来的多少倍？的多少倍？课堂小结课堂小结本节课学到了以下内容：本节课学到了以下内容：1 1、基本知识：、基本知识：电阻定律电阻定律电阻定律电阻定律电阻率电阻率2 2、探究方法：、探究方法：观察猜想观察猜想实验探究实验探究理论探究理论探究归纳归纳-结论结论控制变量法控制变量法3 3、探究过程：、探究过程：
