_电阻定律
这些因素怎么影响电阻大小的?
如何验证?
与长度有关
与 横 截 面 积
与材料有关
与材料有关
一、决定导体电阻大小的因素有那些?
1、实验目的: 探究导体的电阻R与导体的 长度l、横截面积S、材料之间的关系.
2、实验方法:控制变量法.
3、实验过程: 长度l、横截面积S、电阻R的测量及方法: 长度l:用mm刻度尺测. 横截面积S:用累积法测直径. 电阻R:伏安法.
A.电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关 的材料决定,且与温度有关
B)
B.电阻率表征了材料的导电能力的强弱,由导体 C.电阻率大的导体,电阻一定很大
D.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响, 可用来制成电阻温度计
课堂训练
1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质, 电阻率是由导体的性质决定的,所以电 阻率越大,则电阻越大,对吗?为什么?
第二节 电阻定律
问题: “根据欧姆定律
U R I
导体的电阻R与加在导体两端的电压U成正比,跟 导体中的电流I成反比,这种说法对吗?”
实验验证:
A R B A
V
实验结论:ຫໍສະໝຸດ 导体的电阻与加在导体两端的电压及导 体中的电流没有关系。
请仔细观察两只灯泡的照片,说出它们有 哪些不同之处 ?
回顾初中知识: 影响电阻大小的因素有哪些? 猜测:
B.7.5A C.10.0A D.8.0A
探究新知
你能否根据电阻定 律测出金属材料的电阻 率?如何测?设计一个 实验,试试看。
C.两棒内的电场强度不同,细棒内的场强E1大 于粗棒内的场强E2
D:细棒两端的电压U1大于粗棒两端的电压U2
I1 I2
U1
U2
6.甲乙两根保险丝均由同种材料制成,直 径分别是d1=0.5mm和d2=1mm,熔断电流分别为 2.0A和6.0A,把以上两根保险丝各取等长一段 并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是 ( B ) A.0.6A
导体的电阻由ρ、l、S共同决定,而ρ是由导体的材料和温度决
【思路点拨】 定的.
【精讲精析】
导体的电阻率由材料本身决定,并随温度的变化而变化,但并
不都是随温度的升高而增大,则A、B、C错.若导体温度升高时,电阻增大, 其原因就是电阻率随温度的升高而增大产生的,则D选项正确.
【答案】 D
变式训练2
关于电阻率的正确说法是(
1.不等(a)又短又“胖”,(b)又长又“瘦”;
Ra<Rb
2.若1/4圆形金属片电阻为R0,则(a)为两R0并联, Ra = R0/2;(b)为两电阻串联, Rb =2R0, 所以Ra:Rb=1:4
5.如图所示,两个截面积不同长度相等的 均匀铜棒接在电路中,两端电压为U,则( ABCD ) A.通过两棒的电流强度相等 B. 两棒的自由电子定向移动的平均速率不同
测电阻R
方法: 伏安法 实验电路图:
实验仪器
R V
A
5、实验数据
导体 a b c d
材料
镍铬合金
镍铬合金
镍铬合金
碳钢合金
长度
横截面积 电压U/V 电流I/A 电阻R/
L
S
2L
S
2L
2S
2L
S
RL
1 R S
L R S
L RK S
y kx
RS K L
一、电阻定律
同种材料的导体,其电阻R与它的长 1.内容: 度L成正比,与它的横截面积S成反比; 导体电阻与构成它的材料有关. 2.表达式:
探究方案
实验方法: 控制变量法
(1) :导体的材料、横截面积相同, 实验方案: 改变长度,研究电阻的变化。
同种材料,S一定,改变L,测R
(2):导体的材料、长度相同,
改变横截面积,研究电阻的变化。
同种材料,L一定,改变S,测R
(3) :导体的长度、横截面积相同, 改变材料种类,研究电阻的变化。
不同材料,L一定,S一定,测R
中时,电流为I;若将C与D接入电压为U(V)的电
路中,则电流为(
)
A.4I 1 C. I 2
B.2I 1 D. I 4
【自主解答】
设沿 AB 方向的横截面积为 S1, S1 1 沿 CD 方向的横截面积为 S2,则有 = .AB 接入 S2 2 电路时电阻为 R1,CD 接入电路时电阻为 R2,则 lab ρ S1 4 R1 I1 R2 1 有 = l = , 电流之比 = = , 2=4I1=4I. I R2 1 I2 R1 4 bc ρ S2
合金: 有些几乎不随t变化 标准电阻 超导体:某些材料当温度降低到一定温度时
=0
R=0
思考与讨论:
R1和R2是材料相同、厚度相同、表面 为正方形的导体,但R2的尺寸比R1小很多.通过两导体 的电流方向如图所示.这两个导体的电阻有什么关系? 你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义?
电流方向 R1
【答案】 A 应用电阻定律解题,对同种材料
【规律总结】
的导体来说,电阻率ρ不变,确定好l和S是解题
的关键.
变式训练1
一根阻值为R的均匀电阻丝,长为 )
L,横截面积为S,设温度不变,在下列哪些情
况下其电阻值仍为R(
A.当L不变、S增大一倍时 B.当S不变、L增大一倍时 C.当L和S都缩为原来的1/2时 D.当L和横截面的半径都增大一倍时
L 解析:选 C.由 R=ρ S和 V=SL 得:L 不变、S 增大一倍时 R 变为原来的 1/2;S 不变、L 增大一 倍时 R 变为原来的一倍;L、S 都缩为原来的 1/2 时,R 不变;L 和横截面的半径都增大一倍时,R 变为原来的 1/2.
例2
关于电阻和电阻率,下列说法中正确的是( ) A.把一根均匀导线等分成等长的两段,则每部分的电 阻、电阻率均变为原来的一半 RS B.由 ρ= l 可知,ρ 与 R、S 成正比,ρ 与 l 成反比 C.材料的电阻率随温度的升高而增大 D. 对某一确定的导体当温度升高时, 发现它电阻增大, 说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大
5、几种导体材料的电阻率
电 阻率温度 材料 银 铜 铝 钨 铁 锰铜合金 镍铜合金 0℃ (Ω∙m) 20℃(Ω∙m) 100℃(Ω∙m) 1.48×10-8 1.43×10-8 2.67×10-8 4.85×10-8 0.89×10-7 4.4×10-7 5.0×10-7 1.6×10-8 1.7×10-8 2.9×10-8 5.3×10-8 1.0×10-7 4.4×10-7 5.0×10-7 2.07×10-8 2.07×10-8 3.80×10-8 7.10×10-8 1.44×10-7 4.4×10-7 5.0×10-7
l R S
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,称为材料的电阻率。
二、电阻率
1、电阻率越大 表明在相同长度、相同
横截面积的情况下 ,导体的电阻越大 。
2、物理意义:电阻率是反映材料导电性能
的物理量。
L 3、公式:R=ρ— S 4、单位:
欧· 米(Ω· m)
RS L
不对
阻率反映导体导电性能的优劣,电 阻率大,不一定电阻大,由电阻定律,电 阻还与L和S有关
2、一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”字 样,由计算得出灯泡灯丝电阻R=484,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?
不一样 100W是额定功率,是灯泡正常工作时 的功率,所以484是工作时的电阻;当灯泡 不工作时,由于温度低,电阻比正常工作时 的电阻小,所以小于484。
3、一段均匀导线对折两次后并联在一起, 测得其电阻为0.5 Ω,导线原来的电阻多 大? 8 Ω 若把这根导线的一半均匀拉长为三倍,另 一半不变,其电阻是原来的多少倍?
5倍
4、同一半圆形金属片,如图所示,从不同方 向测量其电阻
(1)Ra、Rb是否相等? (2)如果不等,Ra、Rb谁大?
Ra、Rb比值是多少?
a
R2
h
b h
a l R h ah S
R1 = R 2
由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关. 这样在制造电路元件时,可以将其表面积做得很小,而不增大电 阻,只要保证厚度不变即可,有利于电路元件的微型化.
例1
如图2-2-2所示,厚薄均匀的矩形金属
薄片边长ab=2bc.当将A与B接入电压U(V)的电路
6.超导现象: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. 半导体:导电性能介于导体和绝缘体之 间,电阻率随温度的升高而减小,导电性 能由外界条件所控制,如改变温度、光照、 掺入微量杂质等
7、电阻率随温度变化的运用
金属: t
电阻温度计 热敏电阻 光敏电阻
半导体:t 电阻率 与温度 半导体的导电性能具有可控性 的关系
你能从表中看出哪些信息:
不同材料的导体电阻率不同。 1、________________________________ 纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。 2、________________________________ 金属材料的电阻率随温度的升高而增加 3、________________________________