《（浙江专用）2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 2-6 导体的电阻课件 新人教版选修3-1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江专用）2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 2-6 导体的电阻课件 新人教版选修3-1.ppt（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第6节节导导体的体的电电阻阻 研究学考研究学考明确要求明确要求知知识识内容内容导导体的体的电电阻阻考考试试要求要求学考学考c选选考考c基本基本要求要求1.知道用伏安法知道用伏安法测测量金属量金属丝电丝电阻的阻的电电路，会用伏安法路，会用伏安法测测量量电电阻。阻。2会用刻度尺会用刻度尺测测量金属量金属丝丝的直径，知道所用的方法。的直径，知道所用的方法。3会通会通过实验过实验探究探究导导体的体的电电阻与阻与长长度、横截面度、横截面积积的关的关系。系。4理解理解电电阻率概念，知道阻率概念，知道电电阻定律。阻定律。发发展展要求要求1.领领会会“探究探究导导体体电电阻与其影响因素的定量关系阻与其影响因
2、素的定量关系”实验实验中中控制控制变变量的思想。量的思想。2会推会推导导导导体的体的电电阻与阻与长长度、横截面度、横截面积积的关系。的关系。3定性了解金属定性了解金属导导体的体的电电阻率与温度的关系。阻率与温度的关系。说说明明1.不要求用螺旋不要求用螺旋测测微器微器测测量金属量金属丝丝的直径。的直径。2不要求定量分析伏安法不要求定量分析伏安法测测金属金属丝电丝电阻的阻的实验实验中中电电表表电电阻阻对测对测量量结结果的影响。果的影响。基基 础础 梳梳 理理1导导体体电电阻与其影响因素的定性关系阻与其影响因素的定性关系移移动动滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑片片可可以以改改变变它它的的电电阻阻，这这说
3、说明明导导体体电电阻阻跟跟它它的的 有有关关；同同是是220 V的的灯灯泡泡，灯灯丝丝越越粗粗用用起起来来越越亮亮，说说明明导导体体电电阻阻跟跟 有有关关；电电线线常常用用铜铜丝丝制造而不用制造而不用铁丝铁丝，说说明明导导体体电电阻跟它的阻跟它的 有关。有关。长长度度横截面横截面积积材料材料2实验实验：探究：探究导导体体电电阻与其影响因素的定量关系阻与其影响因素的定量关系如如图图1所所示示，a、b、c、d是是四四条条不不同同的的金金属属导导体体，在在长长度度、横横截截面面积积、材材料料三三个个因因素素方方面面，我我们们采采用用 法法研研究究影影响响电电阻阻的的因因素素，即即b、c、d跟跟a相相
4、比比，分分别别只只有有一一个个因因素素不不同同：b与与a长长度不同；度不同；c与与a横截面横截面积积不同；不同；d与与a材料不同。材料不同。图图中中四四段段导导体体是是串串联联的的，每每段段导导体体两两端端的的电电压压与与它它们们的的电电阻阻成成 ，因因此此，用用电电压压表表分分别别测测量量a、b、c、d两两端端的的 ，就能知道它就能知道它们们的的电电阻之比。阻之比。控制控制变变量量图图1正比正比电压电压3实验结论实验结论(1)在在横横截截面面积积、材材料料相相同同的的条条件件下下，导导体体的的电电阻阻与与长长度度成成 。(2)在在长长度度、材材料料相相同同的的条条件件下下，导导体体的的电电阻
5、阻与与横横截截面面积积成成 。正比正比反比反比 典典 例例 精精 析析【例例1】 在在做做“研研究究决决定定电电阻阻大大小小的的因因素素”实实验验时时，每每次次需需挑挑选选下下表表中中两两根根合合适适的的导导线线，测测出出通通过过它它们们的的电电流流强强度度，然然后后进进行比行比较较，最后得出，最后得出结论结论：导线导线序号序号ABCDEFG长长度度(m)1.00.51.51.01.21.50.5横截面横截面积积(mm2)3.20.81.20.81.21.21.2材料材料锰铜锰铜钨钨镍铬镍铬锰铜锰铜钨钨锰铜锰铜镍铬镍铬(1)为为了了研研究究电电阻阻与与导导体体材材料料有有关关，应应选选用用的的
6、两两根根导导线线是是(填填序号序号)_；(2)为为了了研研究究电电阻阻与与导导体体的的长长度度有有关关，应应选选用用的的两两根根导导线线是是_；(3)为为了了研研究究电电阻阻与与导导体体的的横横截截面面积积的的关关系系，应应选选用用的的两两根根导导线线是是_。(4)本本实验实验所采用的方法是所采用的方法是_。解解析析(1)研研究究电电阻阻与与导导体体材材料料的的关关系系，应应该该选选长长度度和和横横截截面面积积都都相相同同的的两两根根导导线线，即即选选C、F；(2)研研究究电电阻阻与与导导体体长长度度的的关关系系，应应该该选选材材料料和和横横截截面面积积都都相相同同的的两两根根导导线线，即即选
7、选C、G；(3)研研究究电电阻阻与与导导体体横横截截面面积积的的关关系系，应应该该选选长长度度和和材材料料都相同的两根导线，即选都相同的两根导线，即选A、D。答案答案(1)C、F(2)C、G(3)A、D(4)控控制制变变量法量法 即即 学学 即即 练练1(1)家家中中的的白白炽炽灯灯灯灯丝丝断断了了，恰恰好好又又没没有有新新的的可可换换，轻轻轻轻摇摇晃晃灯灯泡泡，把把断断了了的的灯灯丝丝搭搭接接起起来来，还还能能继继续续使使用用。这这种种断断丝丝再再搭搭接接的的灯灯泡泡重重新新连连入入电电路路中中会会发发现现它它比比原原来来更更亮亮了了，这这说说明明灯灯丝丝的的电电阻阻发发生生了了变变化化，说
8、说明明是是什什么么原原因因影影响响到到了了灯灯丝丝的的电电阻阻？除除此此以以外外还还有有什什么么因因素素会会影影响响到到灯灯丝丝的的电电阻？阻？(2)如何如何测测量金属量金属丝丝的的长长度、横截面度、横截面积积和和电电阻？阻？解解析析晃晃灯灯泡泡使使得得灯灯丝丝搭搭起起，这这导导致致灯灯丝丝长长度度变变短短，除除此此之之外外搭搭起起还还导导致致并并联联进进而而使使两两灯灯丝丝的的横横截截面面积积增增大大，除除了了长长度度、横截面积等因素，还有材料的影响。横截面积等因素，还有材料的影响。答案答案(1)长长度、横截面度、横截面积积、还还有材料的影响。有材料的影响。(2)长长度度可可以以用用刻刻度度
9、尺尺测测量量；直直径径可可以以用用缠缠绕绕的的方方法法测测导导线线的的直径直径进进而算出横截面而算出横截面积积；用伏安法；用伏安法测电测电阻。阻。正比正比反比反比有关有关金属金属导导体体电电解液解液电电流流电电阻率阻率导电导电性能性能(5)电电阻率与温度的关系及阻率与温度的关系及应应用用金金属属的的电电阻阻率率随随温温度度的的升升高高而而增增大大，可可用用于于制制作作电电阻阻温温度度计计。半半导导体体的的电电阻阻率率随随温温度度的的升升高高而而减减小小，半半导导体体的的电电阻阻率率随随温度的温度的变变化化较较大，可用于制作大，可用于制作热热敏敏电电阻。阻。有有些些合合金金，电电阻阻率率几几乎乎
10、不不受受温温度度变变化化的的影影响响，常常用用制制作作标标准准电电阻。阻。当温度降到当温度降到绝对绝对零度零度时时，某些，某些导导体体变变成超成超导导体。体。图图2(1)式中式中长长度度l是沿是沿电电流方向流方向导导体的体的长长度，横截面度，横截面积积S是垂直于是垂直于电电流方向的横截面的面流方向的横截面的面积积。如。如图图2所示，一所示，一块长块长方体方体铜块铜块，若通以若通以电电流流I1，则长则长度度为为a，横截面，横截面积为积为bc；若通以；若通以电电流流I2，则长则长度度为为c，横截面，横截面积为积为ab。(2)此此式式为为电电阻阻的的决决定定式式，表表明明导导体体的的电电阻阻由由、l
11、、S决决定定，而与加在而与加在导导体两端的体两端的电压电压U和通和通过导过导体的体的电电流流I无关。无关。(3)电电阻阻串串联联等等效效于于导导体体长长度度变变长长了了，所所以以串串联联电电路路的的总总电电阻阻比比其其中中任任何何一一个个电电阻阻都都大大，而而电电阻阻并并联联等等效效于于增增大大了了导导体体的的横截面横截面积积，故并，故并联时联时的的总电总电阻比其中任何一个阻比其中任何一个电电阻都小。阻都小。(4)滑滑动动变变阻阻器器和和电电阻阻箱箱都都是是通通过过改改变变接接入入电电路路的的导导体体长长度度来来改改变电变电阻的。阻的。典典 例例 精精 析析【例例2】 如如图图3所所示示，厚厚
12、薄薄均均匀匀的的矩矩形形金金属属薄薄片片边边长长ab2bc，当当将将A与与B接接入入电电路路或或将将C与与D接接入入电电路路中中时时电电阻阻之之比比RAB RCD为为()图图3A1 4 B1 2C2 1 D4 1答案答案D(1)导体的电阻由导体的电阻由、l、S共同决定，在同一段导体的拉伸或共同决定，在同一段导体的拉伸或压缩形变中，导体的横截面积、长度都变，但总体积不变。压缩形变中，导体的横截面积、长度都变，但总体积不变。(2)电阻率大的导体，电阻不一定大；同样，电阻大的导体，电阻率大的导体，电阻不一定大；同样，电阻大的导体，电阻率不一定大。电阻率不一定大。 即即 学学 即即 练练2两两根根完完
13、全全相相同同的的金金属属裸裸导导线线，如如果果把把其其中中一一根根均均匀匀的的拉拉长长到到原原来来的的2倍倍，把把另另一一根根对对折折后后绞绞合合起起来来，则则它它们们的的电电阻之比阻之比为为()A2 1 B4 1 C8 1 D16 1答案答案D外接法外接法限流式限流式毫米刻度尺毫米刻度尺2实验器材实验器材 、电电压压表表、电电流流表表、定定值值电电阻阻、开开关关及及导导线线、被、被测测金属金属导线导线、电电池、池、 。3实验步骤实验步骤(1)测测直直径径：通通过过密密绕绕法法用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测金金属属导导线线的的直直径径，测测量三次取平均。量三次取平均。毫米刻度尺毫米刻度尺滑滑动变
14、动变阻器阻器 (2)量量长长度：度：图图4用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测量量接接入入电电路路中中的的被被测测金金属属导导线线的的有有效效长长度度l，反复反复测测量量3次，并次，并记录记录。(3)连电连电路：按如路：按如图图4所示的所示的电电路路图连图连接接实验电实验电路。路。(4)求求电电阻阻：把把滑滑动动变变阻阻器器的的滑滑动动触触头头调调节节到到使使接接入入电电路路中中的的电电阻阻值值最最大大的的位位置置，电电路路经经检检查查确确认认无无误误后后，闭闭合合开开关关S。改改变变滑滑动动变变阻阻器器滑滑动动触触头头的的位位置置，读读出出几几组组相相应应的的电电流流表表、电压电压表的示数表的示数I
15、和和U 的的值值，记记入表格内，断开开关入表格内，断开开关S。(5)拆除拆除实验电实验电路，整理好路，整理好实验实验器材。器材。5实验注意实验注意(1)因因一一般般金金属属丝丝电电阻阻较较小小，为为了了减减少少实实验验的的系系统统误误差差，必必须选择电须选择电流表外接法；流表外接法；(2)本本实实验验若若用用限限流流式式接接法法，在在接接通通电电源源之之前前应应将将滑滑动动变变阻阻器器调调到阻到阻值值最大状最大状态态。(3)测测量量l时时应应测测接接入入电电路路的的金金属属丝丝的的有有效效长长度度(即即两两接接线线柱柱之之间间拉直后的金属拉直后的金属丝丝的的长长度度)。(4)电电流流不不宜宜过
16、过大大(电电流流表表用用00.6 A量量程程)，通通电电时时间间不不宜宜太太长长，以免，以免电电阻率因温度升高而阻率因温度升高而变变化。化。(5)滑滑动变动变阻器分阻器分压压、限流、限流电电路的路的选择选择下下列列两两种种情情况况必必须须选选择择分分压压式式：a.待待测测电电阻阻两两端端的的电电压压要要求从求从 调节调节；b.滑滑动变动变阻器的阻器的总总阻阻值值比待比待测电测电阻阻 得多。得多。当当滑滑动动变变阻阻器器阻阻值值与与待待测测电电阻阻 或或比比待待测测电电阻阻稍稍大大，且不要求且不要求电压电压从从0调节调节，可用限流式接法。，可用限流式接法。0小小差不多差不多大大小小 典典 例例
17、精精 析析【例例3】 在在测测定定金金属属的的电电阻阻率率的的实实验验中中，金金属属丝丝长长为为l，直直径径为为d，阻阻值值约约为为4 ，额额定定电电流流约约0.5 A，可可供供选选择择的的实实验验器器材如下：材如下：电压电压表：表：V(量程量程03 V，内阻，内阻约约3 k)；电电流表：流表：A1(量程量程00.6 A，内阻，内阻约约0.2 )；A2(量程量程03 A，内阻，内阻约约0.05 )；电电源：源：E1(电电源源电压为电压为3 V)； E2(电电源源电压为电压为12 V)；滑滑动变动变阻器：阻器：R(最大阻最大阻值约值约20 )；开关；开关S；导线导线。(1)若滑若滑动变动变阻器采
18、用限流式接法，阻器采用限流式接法，为为使使测测量得到的量得到的电电阻阻R尽尽量精确，量精确，电电流表流表应选应选_，电电源源应选应选_(均填器材均填器材代号代号)，在虚，在虚线线框中完成框中完成电电路原理路原理图图。(2)用上面用上面测测得的得的电电阻阻R和已知的金属和已知的金属丝长丝长度度l、直径、直径d，可根，可根据据电电阻率的表达阻率的表达_算出所算出所测测金属的金属的电电阻率。阻率。 即即 学学 即即 练练3(20174月月浙浙江江选选考考，18)小小明明用用电电学学方方法法测测量量电电线线的的长长度度，首首先先小小明明测测得得电电线线铜铜芯芯的的直直径径为为1.00 mm，估估计计其
19、其长长度度不不超超过过50 m，(已已知知铜铜的的电电阻阻率率为为1.75108 m)，现现有有如如下下实实验验器器材材：量量程程为为3 V、内内阻阻约约为为3 k的的电电压压表表；量量程程为为0.6 A、内内阻阻约约为为0.1 的的电电流流表表；阻阻值值为为02 的的滑滑动动变变阻阻器器；内内阻阻可可忽忽略略，输输出出电电压压为为3 V的的电电源源；阻阻值值为为R04.30 的定的定值电值电阻，开关和阻，开关和导线导线若干。若干。小小明明采采用用伏伏安安法法测测量量电电线线电电阻阻，正正确确连连接接电电路路后后，调调节节滑滑动动变变阻阻器器，电电流流表表的的示示数数从从0开开始始增增加加，当
20、当示示数数为为0.5 A 时时，电电压压表表示示数数如如图图1所所示示读读数数为为_V，根根据据小小明明测测量量的的信信息息，图图 5中中 P点点 应应 该该 _(选选 填填 “接接 a”“”“接接 b”“”“接接 c”或或 “不不 接接 ”)， Q点点 应应 该该 _(选选 填填 “接接 a”“”“接接 b”“”“接接 c”或或 “不不 接接 ”)， 小小 明明 测测 得得的的电线长电线长度度为为_m。图图5答案答案2.50接接b接接a31.41一一只只白白炽炽灯灯泡泡，正正常常发发光光时时灯灯丝丝的的电电阻阻为为121 ，当当这这只只灯泡停止灯泡停止发发光一段光一段时间时间后的后的电电阻阻
21、应应是是( )A大于大于121 B小于小于121 C等于等于121 D无法判断无法判断解解析析由由于于金金属属的的电电阻阻率率随随温温度度的的升升高高而而增增大大，故故白白炽炽灯灯泡泡正正常常发发光光时时灯灯丝丝的的电电阻阻大大，停停止止发发光光一一段段时时间间后后，灯丝温度降低，电阻减小，故选项灯丝温度降低，电阻减小，故选项B正确。正确。答案答案B2关于材料的关于材料的电电阻率，下列阻率，下列说说法正确的是法正确的是()A电电阻阻率率是是反反映映材材料料导导电电性性能能好好坏坏的的物物理理量量，电电阻阻率率越越大的大的导导体体对电对电流的阻碍作用越大流的阻碍作用越大B金属的金属的电电阻率随温
22、度的升高而增大阻率随温度的升高而增大C银银材料的材料的电电阻率阻率较锰铜较锰铜合金的合金的电电阻率大阻率大D金属金属丝丝拉拉长为长为原来的两倍，原来的两倍，电电阻率阻率变为变为原来的原来的2倍倍解解析析电电阻阻率率是是材材料料本本身身的的一一种种电电学学特特性性，与与导导体体的的长长度度、横横截截面面积积无无关关，D错错误误；金金属属材材料料的的电电阻阻率率随随温温度度升升高高而而增增大大，B对对；合合金金的的电电阻阻率率比比纯纯金金属属的的电电阻阻率率大大，电电阻阻率率大大表表明明材材料料的的导导电电性性能能差差，不不能能表表明明对对电电流流的的阻阻碍碍作作用用一一定定大大，因因为为电电阻阻
23、才才是是反反映映对对电电流流阻阻碍碍作作用用大大小小的的物物理理量量，而而电电阻阻除除跟跟电电阻阻率率有有关关外外还还跟跟导导体体的的长长度度、横横截截面面积积有有关关，所所以以A、C错误。错误。答案答案B3关于关于电电阻率的阻率的说说法中正确的是法中正确的是()A电电阻率阻率与与导导体的体的长长度度l和横截面和横截面积积S有关有关B电电阻阻率率反反映映材材料料导导电电能能力力的的强强弱弱，由由导导体体的的材材料料决决定定，且且与温度有关与温度有关C电电阻率大的阻率大的导导体，体，电电阻一定很大阻一定很大D有有些些合合金金的的电电阻阻率率几几乎乎不不受受温温度度变变化化的的影影响响，可可用用来来制制成成电电阻温度阻温度计计答案答案B4如如图图6所所示示，a、b、c为为同同一一种种材材料料做做成成的的电电阻阻，b与与a的的长长度度相相等等，b的的横横截截面面积积是是a的的两两倍倍；c与与a的的横横截截面面积积相相等等，c的的长长度度是是a的的两两倍倍，当当开开关关闭闭合合后后，三三个个理理想想电电压压表的示数关系是表的示数关系是( )图图6AV1的示数是的示数是V3的的2倍倍BV1的示数是的示数是V2的的2倍倍CV2的示数是的示数是V1的的2倍倍DV2的示数是的示数是V3的的2倍倍
