高中物理 第2章 恒定電流 6 導(dǎo)體的電阻課件 新人教版選修3-1.ppt

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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-1,恒定電流,第二章,6 導(dǎo)體的電阻,第二章,電阻器是利用材料對(duì)電流產(chǎn)生阻礙作用的特性制造的電路元件，是電器設(shè)備中應(yīng)用最多的元件之一。 如下圖所示的滑動(dòng)變阻器，它有四個(gè)接線柱A、B、C、D，為什么當(dāng)滑動(dòng)觸頭P滑動(dòng)時(shí)可以改變接入電路的電阻呢？ 導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)呢？,,影響導(dǎo)體電阻的因素,1.探究與導(dǎo)體電阻有關(guān)的因素 (1)電阻絲橫截面積的測(cè)量 把電阻絲緊密繞在一個(gè)圓柱形物體上(例如鉛筆)，用刻度尺測(cè)出多匝的________，然后除以________，得到電阻絲的直徑，進(jìn)而計(jì)算出電阻絲的橫截面積。,寬度,匝數(shù),刻度尺,2．用實(shí)驗(yàn)探究電阻與導(dǎo)體的材料、橫截面積、長(zhǎng)度之間的關(guān)系 (1)實(shí)驗(yàn)方法：____________。 (2)實(shí)驗(yàn)原理：串聯(lián)電路中電壓跟電阻成__________。 (3)實(shí)驗(yàn)方法： 下圖中a、b、c、d是四條不同的金屬導(dǎo)體，b與a長(zhǎng)度不同；c與a截面積不同，d與a材料不同，利用歐姆定律分別測(cè)算出它們的電阻值，探究電阻跟長(zhǎng)度、截面積和導(dǎo)體材料的關(guān)系。,控制變量法,正比,,(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論 導(dǎo)體的電阻與____________成正比，與________________成反比，還與導(dǎo)體材料有關(guān)。,導(dǎo)體的長(zhǎng)度,導(dǎo)體的橫截面積,R∝l,不同,導(dǎo)體的電阻,1.電阻定律 同種材料的導(dǎo)體，其R與它的長(zhǎng)度l成________，與它的橫截面積S成________，還跟導(dǎo)體的________有關(guān)。 2．公式 R＝__________。公式中比例系數(shù)ρ是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，稱為材料的電阻率。,正比,反比,材料,3．電阻率 (1)計(jì)算公式：ρ＝__________。 (2)單位：__________ (3)意義：跟導(dǎo)體的材料有關(guān)，是反映材料______________的物理量。,Ωm,導(dǎo)電性能好差,(4)特性：電阻率與________________有關(guān)，而與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積_______。金屬材料的電阻率隨溫度升高而______，利用電阻率隨溫度變化明顯的金屬制成__________，利用電阻率幾乎不受溫度變化影響的合金制成__________。 但絕緣體和半導(dǎo)體的電阻率卻隨溫度的升高而減小。 當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí)，某些材料的電阻率突然減小到零成為__________。,導(dǎo)體材料的溫度,無(wú)關(guān),增大,電阻溫度計(jì),標(biāo)準(zhǔn)電阻,超導(dǎo)體,,如圖所示，一長(zhǎng)方體導(dǎo)體若通過(guò)電流I1，則長(zhǎng)度為a，截面積為bc；若通過(guò)電流I2，則長(zhǎng)度為c，橫截面積為ab。,3.電阻率與電阻的區(qū)別與聯(lián)系,[特別提醒]各種材料的電阻率一般都隨溫度的變化而變化。 (1)金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。 (2)半導(dǎo)體(熱敏電阻)的電阻率隨溫度的升高而減小。,生活中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況，在電壓不穩(wěn)定的時(shí)候燈絲容易燒斷，而手邊又沒有新的燈泡，我們可以通過(guò)慢慢晃動(dòng)燈泡將斷了的燈絲接上，以解燃眉之急。當(dāng)燈泡再次進(jìn)入電路時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)比原來(lái)亮了，這是為什么？,二、應(yīng)用實(shí)例——滑動(dòng)變阻器 1．原理 利用改變連入電路的電阻絲的長(zhǎng)度改變電阻。 2．構(gòu)造 如圖所示，A、B是繞在絕緣筒上的電阻絲的兩個(gè)端點(diǎn)，電阻絲間相互絕緣，C、D是金屬桿的兩個(gè)端點(diǎn)，電阻絲上能夠與滑片P接觸的地方，絕緣漆已被刮去，使滑片P能夠把金屬桿與電阻絲連接起來(lái)。,,3．在電路中的使用方法 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示，要使滑動(dòng)變阻器起限流作用時(shí)，正確的連接是接A與D(或C)及B與C(或D)，即“一上一下”；要使滑動(dòng)變阻器起分壓作用，要將AB全部接入電路，另外再選擇A與C(或D)及B與C(或D)與負(fù)載相連，當(dāng)滑片P移動(dòng)時(shí)，負(fù)載將與AP間或BP間的不同長(zhǎng)度的電阻絲并聯(lián)，從而得到不同的電壓。,,4．滑動(dòng)變阻器的兩種接法的比較,[特別提醒]選用兩種接法的原則。 (1)當(dāng)電壓表或電流表的量程太小時(shí)，若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓(或電流)的最小值仍超過(guò)電壓表或電流表的量程，必須采用分壓式接法。 (2)負(fù)載電阻的阻值R0遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻R，須用分壓式電路；,(3)要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式電路； (4)負(fù)載電阻的阻值R0小于變阻器總電阻R或相差不多，且電壓電流變化不要求從零調(diào)起時(shí)，可采用限流接法； (5)兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃偣妮^小。,如下圖所示為滑動(dòng)變阻器示意圖，下列說(shuō)法中正確的是( ) A．a(chǎn)和b串聯(lián)接入電路中，P向右移動(dòng)時(shí)電流增大 B．b和d串聯(lián)接入電路中，P向右移動(dòng)時(shí)電流增大 C．b和c串聯(lián)接入電路中，P向右移動(dòng)時(shí)電流增大 D．a(chǎn)和c串聯(lián)接入電路中，P向右移動(dòng)時(shí)電流增大 答案：BC,解析：當(dāng)a和c或d接入電路且P向右移動(dòng)時(shí)，串聯(lián)接入電路的有效電阻絲增長(zhǎng)，電阻增大，電流減小，因此D錯(cuò)。當(dāng)b和c或d接入電路且P向右移動(dòng)時(shí)，接入電路的有效電阻絲變短，電阻變小，電流變大，B、C都對(duì)。當(dāng)a和b串聯(lián)接入電路時(shí)，無(wú)論P(yáng)向何方移動(dòng)，接入電路的電阻絲長(zhǎng)度不變，電阻不變，電流就不變，A錯(cuò)。因此，本題正確選項(xiàng)為B、C。,(雅安中學(xué)2013～2014學(xué)年高二上學(xué)期期中)關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說(shuō)法中，正確的是( ),對(duì)電阻和電阻率的理解,C．將一根導(dǎo)線一分為二，則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來(lái)的二分之一 D．某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度降低會(huì)突然減小為零，這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象時(shí)，溫度不是熱力學(xué)溫度零度,解析：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用叫做導(dǎo)體的電阻，它只與導(dǎo)體的幾何形狀和材料性質(zhì)有關(guān)，與導(dǎo)體是否通電以及通電電流的大小均無(wú)關(guān)。電阻率的大小和導(dǎo)體幾何形狀無(wú)關(guān)，只與材料性質(zhì)和溫度有關(guān)。一般金屬合金和化合物的電阻率隨溫度升高而增大，隨溫度降低而變小，當(dāng)溫度降低到某一轉(zhuǎn)變溫度(大于0K)時(shí)，某些金屬、合金、化合物的電阻率會(huì)突然減小為零，呈超導(dǎo)電現(xiàn)象。 答案：D 點(diǎn)評(píng)：要正確理解電阻與電阻率的物理意義。,(重慶市主城區(qū)2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期六校期末聯(lián)考)某金屬導(dǎo)線的電阻率為ρ，電阻為R，現(xiàn)將它均勻拉長(zhǎng)到直徑為原來(lái)的一半，那么該導(dǎo)線的電阻率和電阻分別變?yōu)? ) A．4ρ和4R B．ρ和4R C．16ρ和16R D．ρ和16R 答案：D,如圖是一均勻?qū)嵭陌肭蛐螌?dǎo)體，球心為A，頂點(diǎn)為B，CD為底面直徑。若按甲圖的方式將其接在兩個(gè)電極之間，測(cè)得它的電阻為R，若按乙圖的方式接在兩個(gè)電極之間，其電阻R′為多大？(電極的電阻不計(jì)),電阻定律的應(yīng)用,,解析：解法1：本題中的半球?qū)w可等分成兩塊四分之一球形材料。將甲圖作如下等效變換，如圖所示，不難看出：R′＝4R。 解法2：設(shè)想將半球形導(dǎo)體補(bǔ)齊成一個(gè)球，則可以作如圖所示的等效變換。得：R′＝4R。 答案：4R,,,點(diǎn)評(píng)：上述兩種方法，一種是化整為零的“分割法”，另一種是化零為整的“補(bǔ)齊法”。通過(guò)等效變換，靈活變通地應(yīng)用電路串聯(lián)、并聯(lián)的性質(zhì)，就能圓滿地求得結(jié)果。 通過(guò)本例題得出這樣一個(gè)結(jié)論：對(duì)于一個(gè)給定的電阻物塊，其電阻并不單一，具體由連接方式而定。不同的連接方式，一般將呈現(xiàn)不同的電阻值。,(河南新鄭市2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期期中)如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬片，邊長(zhǎng)ab＝10cm，bc＝5cm當(dāng)A與B間接入的電壓為U時(shí)，電流為1A．若C與D間接入的電壓為U時(shí)，其電流為( ) A．4A B．2A C．0.5A D．0.25A 答案：A,,(青島市2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期六校聯(lián)考)實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一捆標(biāo)稱長(zhǎng)度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)其實(shí)際長(zhǎng)度。該同學(xué)首先測(cè)得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.710－8Ωm，再利用圖甲所示電路測(cè)出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度?？晒┦褂玫钠鞑挠校?滑動(dòng)變阻器的使用,電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω； 電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ； 滑動(dòng)變阻器R1：最大阻值5Ω； 滑動(dòng)變阻器R2：最大阻值20Ω； 定值電阻：R0＝3Ω 電源：電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻可不計(jì)；開關(guān)、導(dǎo)線若干。,,回答下列問(wèn)題： (1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“b”)。 (2)在實(shí)物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接。,,(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為________V。 (4)導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度為________m(保留2位有效數(shù)字)。 解析：(1)滑線變阻器采用的是限流式接法，電流表的量程為0.50A，所以變阻器最小阻值為9Ω，故選R2。閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片移至a端防止燒壞用電器。 (2)根據(jù)電路圖正確畫出實(shí)物圖。,答案：(1)R2；a (2)如下圖所示 (3)2.30(2.29、2.31均正確)。 (4)94(93～95均正確)。,,(棗莊市2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期三校聯(lián)考)如圖所示為用伏安法測(cè)定一個(gè)定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)所需的器材實(shí)物圖，器材規(guī)格如下：,,(1)待測(cè)電阻Rx(約100Ω)； (2)直流毫安表(量程0～20mA，內(nèi)阻50Ω)； (3)直流電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻5kΩ)； (4)直流電源(輸出電壓6V，內(nèi)阻不計(jì))； (5)滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0～15Ω，允許最大電流1A)； (6)開關(guān)1個(gè)，導(dǎo)線若干。 根據(jù)器材規(guī)格及實(shí)驗(yàn)要求，在本題的實(shí)物圖上連線。,答案：,,,正確答案：D,