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1、2.6 2.6 导体的电阻导体的电阻课堂引入课堂引入课堂引入课堂引入 我们知道，导体对电流有阻碍作用，我们知道，导体对电流有阻碍作用，这就是电阻。由欧姆定律，还可得到电阻这就是电阻。由欧姆定律，还可得到电阻R=U/R=U/I I。那么电阻的大小是不是与导体两端。那么电阻的大小是不是与导体两端所加的电压所加的电压U U成正比，与导体内通过的电流成正比，与导体内通过的电流I I成反比呢？成反比呢？实验表明实验表明：1)1)电阻电阻R R的大小由的大小由导体本身导体本身决决定，与电压和电流无关。定，与电压和电流无关。2 2）R=U/R=U/I I只是提供了一种测电阻的方只是提供了一种测电阻的方法：法
2、：伏安法伏安法 问题：那么，问题：那么，电阻电阻R R与导体本身的哪些因素与导体本身的哪些因素有关呢？有关呢？定性感知影响导体电阻的因素定性感知影响导体电阻的因素定性感知影响导体电阻的因素定性感知影响导体电阻的因素实例实例1 1、移动滑动变阻器的滑片，可以改变、移动滑动变阻器的滑片，可以改变电阻的大小；电阻的大小；实例实例2 2、同样是额定电压为、同样是额定电压为220V220V的灯泡，灯的灯泡，灯丝越粗，使用时越亮；丝越粗，使用时越亮；实例实例3 3、生活中的电线，常见的是铜线和铝、生活中的电线，常见的是铜线和铝线，而从没有听过铁丝做的电线。线，而从没有听过铁丝做的电线。导体的电阻与长度有关
3、导体的电阻与长度有关导体的电阻与横截面有关导体的电阻与横截面有关导体的电阻与材料有关导体的电阻与材料有关实验研究实验研究实验研究实验研究1 1 1 1、方法设计：、方法设计：、方法设计：、方法设计：控制变量法控制变量法控制变量法控制变量法1)1)1)1)取导体的材料和横截面积相同，研究导体的长取导体的材料和横截面积相同，研究导体的长取导体的材料和横截面积相同，研究导体的长取导体的材料和横截面积相同，研究导体的长度与电阻的关系度与电阻的关系度与电阻的关系度与电阻的关系2)2)2)2)取导体的材料和长度相同，研究导体的横截取导体的材料和长度相同，研究导体的横截取导体的材料和长度相同，研究导体的横截
4、取导体的材料和长度相同，研究导体的横截面积与电阻的关系面积与电阻的关系面积与电阻的关系面积与电阻的关系3)3)3)3)取导体的长度和横截面积相同，研究导体的取导体的长度和横截面积相同，研究导体的取导体的长度和横截面积相同，研究导体的取导体的长度和横截面积相同，研究导体的材料与电阻的关系材料与电阻的关系材料与电阻的关系材料与电阻的关系2 2 2 2、测量设计：、测量设计：、测量设计：、测量设计：1)1)1)1)导体的长度测量导体的长度测量导体的长度测量导体的长度测量2)2)2)2)导体的横截面积测量导体的横截面积测量导体的横截面积测量导体的横截面积测量3)3)3)3)导体的电阻测量导体的电阻测量
5、导体的电阻测量导体的电阻测量长度长度L L探究方案一探究方案一探究方案一探究方案一 根据串联电路中电流强度处处相同，电根据串联电路中电流强度处处相同，电压与电阻成正比的特点，可设计如下的实压与电阻成正比的特点，可设计如下的实验电路：验电路：从实验数据，比较分析电阻之比，与长从实验数据，比较分析电阻之比，与长度之比、横截面积之比及材料之间的关系。度之比、横截面积之比及材料之间的关系。探究方案二探究方案二探究方案二探究方案二 根据串并联电路的特点，逻辑理论推导根据串并联电路的特点，逻辑理论推导电阻与导体长度、横截面积的关系，再结电阻与导体长度、横截面积的关系，再结合实验找出电阻与导体材料的关系：合
6、实验找出电阻与导体材料的关系：1、比较分析电阻与长度的关系：、比较分析电阻与长度的关系：将长为将长为L L、电阻为、电阻为R R的导体，看成是的导体，看成是N N段段长为长为L L0 0、电阻为、电阻为R R0 0的导体串联而成的导体串联而成2、比较分析电阻与横截面积的关系：、比较分析电阻与横截面积的关系：将横截面积为将横截面积为S S、电阻为、电阻为R R的导体，看成的导体，看成是是N N段横截面积为段横截面积为S S0 0、电阻为、电阻为R R0 0的导体并联的导体并联而成而成正比正比反比反比电阻定律电阻定律R=R=L/SL/S 导体的电阻导体的电阻R R跟它的长度跟它的长度L L成正比，
7、跟它的横截面积成正比，跟它的横截面积S S成反成反比，公式表示：比，公式表示：其中其中为比例系数为比例系数电阻率电阻率(resistivityresistivity)2 2、定义式：、定义式：=RS/L=RS/L1 1、电阻率、电阻率跟导体的材料有关，是反映材跟导体的材料有关，是反映材料导电性能好坏的物理量。料导电性能好坏的物理量。3 3、电阻率的单位：欧姆、电阻率的单位：欧姆米，简称欧米，米，简称欧米，符号是符号是 m m4 4、意义：电阻率在数值上等于用该材料、意义：电阻率在数值上等于用该材料制成的制成的1m1m长、横截面积为长、横截面积为1m1m2 2的导体的电阻的导体的电阻值。值。注意
8、：注意：由导体本身决定，与由导体本身决定，与R R、S S及及L L不成正反比关系。不成正反比关系。1 1 1 1、纯金属的电阻率较小，故导线常用铝或铜；、纯金属的电阻率较小，故导线常用铝或铜；、纯金属的电阻率较小，故导线常用铝或铜；、纯金属的电阻率较小，故导线常用铝或铜；2 2 2 2、合金的电阻率较大，故常用来制作电炉和电阻、合金的电阻率较大，故常用来制作电炉和电阻、合金的电阻率较大，故常用来制作电炉和电阻、合金的电阻率较大，故常用来制作电炉和电阻器等的电阻丝。器等的电阻丝。器等的电阻丝。器等的电阻丝。常见材料在常见材料在常见材料在常见材料在20202020的电阻率及应用的电阻率及应用的电
9、阻率及应用的电阻率及应用金属导体的电阻率与温度的关系金属导体的电阻率与温度的关系金属导体的电阻率与温度的关系金属导体的电阻率与温度的关系1 1、金属金属导体的电阻率随温度升高而增大导体的电阻率随温度升高而增大2 2 2 2、电阻温度计：利用金属电阻温度计：利用金属电阻温度计：利用金属电阻温度计：利用金属铂的电阻随温度升高而增大铂的电阻随温度升高而增大铂的电阻随温度升高而增大铂的电阻随温度升高而增大的特点。的特点。的特点。的特点。合金的电阻率与温度的关系合金的电阻率与温度的关系1 1、有些、有些合金合金导体的电阻率几乎不受温度导体的电阻率几乎不受温度变化的影响，如锰铜合金和镍铜合金。变化的影响，
10、如锰铜合金和镍铜合金。2 2、利用合金的电阻率的这个特点，制作利用合金的电阻率的这个特点，制作了标准电阻。了标准电阻。插孔式电阻箱插孔式电阻箱插孔式电阻箱插孔式电阻箱 电阻箱的面板上有几排铜块，铜块间有插电阻箱的面板上有几排铜块，铜块间有插电阻箱的面板上有几排铜块，铜块间有插电阻箱的面板上有几排铜块，铜块间有插孔，孔里可插铜塞，铜块下面连着相应阻值的电孔，孔里可插铜塞，铜块下面连着相应阻值的电孔，孔里可插铜塞，铜块下面连着相应阻值的电孔，孔里可插铜塞，铜块下面连着相应阻值的电阻器。插入铜塞，相应的电阻器被短路，电流便阻器。插入铜塞，相应的电阻器被短路，电流便阻器。插入铜塞，相应的电阻器被短路，
11、电流便阻器。插入铜塞，相应的电阻器被短路，电流便从铜塞上通过；拔出铜塞，则电流便经过电阻器。从铜塞上通过；拔出铜塞，则电流便经过电阻器。从铜塞上通过；拔出铜塞，则电流便经过电阻器。从铜塞上通过；拔出铜塞，则电流便经过电阻器。使用时可以拔出使用时可以拔出使用时可以拔出使用时可以拔出1 1 1 1个或几个铜塞，使电阻器串联个或几个铜塞，使电阻器串联个或几个铜塞，使电阻器串联个或几个铜塞，使电阻器串联后的总电阻等于所需要的电阻值。后的总电阻等于所需要的电阻值。后的总电阻等于所需要的电阻值。后的总电阻等于所需要的电阻值。例：如左图所例：如左图所例：如左图所例：如左图所示，要得到示，要得到示，要得到示，
12、要得到3333的电阻，的电阻，的电阻，的电阻，只需要拔下标有只需要拔下标有只需要拔下标有只需要拔下标有“1111”和和和和“2222”的铜的铜的铜的铜塞即可。塞即可。塞即可。塞即可。旋钮式电阻箱旋钮式电阻箱 旋钮式电阻箱的内部旋钮式电阻箱的内部结构如左图所示，它是由结构如左图所示，它是由9 9个个10001000、9 9个个100100、9 9个个1010、9 9个个11的电阻器的电阻器组成，只要调节面板上的组成，只要调节面板上的四个旋钮便可得到从四个旋钮便可得到从0 0到到99999999范围内的任何整数范围内的任何整数电阻值。电阻值。旋钮式电阻箱旋钮式电阻箱 例：在例：在左图中，电阻箱左图
13、中，电阻箱的电阻值是：的电阻值是：3627电阻与电阻率电阻与电阻率 电阻电阻R R和电阻率和电阻率是有区别的，电是有区别的，电阻是反映导体对电流阻碍作用的物理阻是反映导体对电流阻碍作用的物理量，其大小与导体的长度和横截面积量，其大小与导体的长度和横截面积及材料决定；电阻率是反映材料导电及材料决定；电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，是影响电阻的一性能好坏的物理量，是影响电阻的一个因素，电阻率的大小与材料及温度个因素，电阻率的大小与材料及温度有关。有关。电阻定律在实际中的应用电阻定律在实际中的应用电阻定律在实际中的应用电阻定律在实际中的应用1 1、电视机、录音机等音量控制、电视机、录音机等音量
14、控制开关就是通过改变导体的长度来开关就是通过改变导体的长度来达到所需的目的；达到所需的目的；2 2、电学实验中常用到的滑动变、电学实验中常用到的滑动变阻器也是通过改变导体的长度来阻器也是通过改变导体的长度来达到改变电阻的目的。达到改变电阻的目的。滑动变阻器滑动变阻器 滑动变阻器的滑动变阻器的变阻原理：改变变阻原理：改变导体的长度。导体的长度。讨论讨论讨论讨论：要得到下图所示的两个电路，滑动变阻器：要得到下图所示的两个电路，滑动变阻器：要得到下图所示的两个电路，滑动变阻器：要得到下图所示的两个电路，滑动变阻器实物应如何连接？实物应如何连接？实物应如何连接？实物应如何连接？思考与讨论思考与讨论1
15、1、如下图所示是总阻值为、如下图所示是总阻值为100100的滑动变阻的滑动变阻器，当将器，当将A A、B B分别与分别与M M、N N连接时，滑动变阻连接时，滑动变阻器接入电路的阻值为多大？器接入电路的阻值为多大？CDCD接入呢？若接入呢？若A A与与M M，D D与与N N连接，则当滑片连接，则当滑片P P向右移时，滑动向右移时，滑动变阻器接入电路中的阻值将如何变化？变阻器接入电路中的阻值将如何变化？2 2、用欧姆表测出一只灯泡的电阻为、用欧姆表测出一只灯泡的电阻为R R1 1，若，若将此灯泡接入电路中，用伏安法测出它的电将此灯泡接入电路中，用伏安法测出它的电阻为阻为R R2 2，则，则R
16、R1 1和和R R2 2的大小关系如何？的大小关系如何？R R1 1RR2 2U UI I0 0 割线斜率的倒数割线斜率的倒数即为某点的电阻，即为某点的电阻，由图知随灯泡两端由图知随灯泡两端电压的升高，电流电压的升高，电流增大，温度升高，增大，温度升高，电阻变大。电阻变大。思考与讨论思考与讨论PI IPU UP思考与讨论思考与讨论3 3、如图所示，、如图所示，R R1 1和和R R2 2是材料相同，厚度相同，是材料相同，厚度相同，表面是边长分别为表面是边长分别为L L1 1和和L L2 2的正方形导体，则的正方形导体，则R R1 1和和R R2 2之比为多少？之比为多少？R1=R2实际应用：电
17、路元件的微型化实际应用：电路元件的微型化思考与讨论思考与讨论4 4 4 4、中央电视台、中央电视台、中央电视台、中央电视台2002200220022002年年年年12121212月播放了北京市技术质量月播放了北京市技术质量月播放了北京市技术质量月播放了北京市技术质量监督局对市场中电线电缆产品质量抽查的消息，监督局对市场中电线电缆产品质量抽查的消息，监督局对市场中电线电缆产品质量抽查的消息，监督局对市场中电线电缆产品质量抽查的消息，消息引用了检验负责人的话：消息引用了检验负责人的话：消息引用了检验负责人的话：消息引用了检验负责人的话：“十几个不合格产十几个不合格产十几个不合格产十几个不合格产品中
18、，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是品中，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是品中，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是品中，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜。再一个就是铜材质量可能合格，但把截面积铜。再一个就是铜材质量可能合格，但把截面积铜。再一个就是铜材质量可能合格，但把截面积铜。再一个就是铜材质量可能合格，但把截面积缩小，买缩小，买缩小，买缩小，买25252525平方毫米的线，拿到手的线可能是平方毫米的线，拿到手的
19、线可能是平方毫米的线，拿到手的线可能是平方毫米的线，拿到手的线可能是15151515或或或或15151515多一点，载流量不够。还有一个问题是绝缘多一点，载流量不够。还有一个问题是绝缘多一点，载流量不够。还有一个问题是绝缘多一点，载流量不够。还有一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求率达不到要求率达不到要求率达不到要求”想一想，这位负责人的讲话想一想，这位负责人的讲话想一想，这位负责人的讲话想一想，这位负责人的讲话中体现了哪些物理原理？中体
20、现了哪些物理原理？中体现了哪些物理原理？中体现了哪些物理原理？1 1、两根同种材料制成的导线，质量之、两根同种材料制成的导线，质量之比为比为2 2：1 1，长度之比为，长度之比为3 3：1 1，则它们的，则它们的电阻之比为多少？电阻之比为多少？2 2、一根粗细均匀的金属丝，直径为、一根粗细均匀的金属丝，直径为d d，电阻为，电阻为R R，把它拉成直径为原来的十，把它拉成直径为原来的十分之一的粗细均匀细丝后，它的电阻变分之一的粗细均匀细丝后，它的电阻变为多少？为多少？课堂练习课堂练习3 3、如图所示的导体，长为、如图所示的导体，长为a a宽为宽为b b高为高为c c，材，材料的电阻率为料的电阻率
21、为，则将，则将1 1、2 2接线柱接入电压接线柱接入电压为为U U的电路中时，导体的电阻为多少？在时的电路中时，导体的电阻为多少？在时间间t t内通过导体横截面的电量又为多少？若内通过导体横截面的电量又为多少？若将将3 3、4 4接线柱接入电路，则导体的电阻又为接线柱接入电路，则导体的电阻又为多少？多少？1 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 4a a a ab b b bc c c c思考与讨论思考与讨论4 4、如图所示：相距、如图所示：相距L=80kmL=80km的的ABAB两地之间，架两地之间，架设两条导线的总电阻设两条导线的总电阻R=400R=400欧，若在两地间欧，若在
22、两地间的的C C处发生短路，现在处发生短路，现在A A地接入电源，电压地接入电源，电压表和电流表，电压表的示数为表和电流表，电压表的示数为10v10v，电流表，电流表的示数为的示数为40mA40mA，求，求C C处离处离A A点多远？点多远？A AB BC CA AV V课堂练习课堂练习5 5、自动恒温装置中，某种半导体材料的电阻率、自动恒温装置中，某种半导体材料的电阻率、自动恒温装置中，某种半导体材料的电阻率、自动恒温装置中，某种半导体材料的电阻率与温度的关系如图，这种材料具有发热和控温与温度的关系如图，这种材料具有发热和控温与温度的关系如图，这种材料具有发热和控温与温度的关系如图，这种材料
23、具有发热和控温的双重功能，则通电后其电功率（的双重功能，则通电后其电功率（的双重功能，则通电后其电功率（的双重功能，则通电后其电功率（）A A A A、先增大后减少、先增大后减少、先增大后减少、先增大后减少B B B B、先减少后增大先减少后增大先减少后增大先减少后增大AC C C C、一直不变、一直不变、一直不变、一直不变D D D D、无法确定无法确定无法确定无法确定A A A A、t t t t1 1 1 1不变不变不变不变 B B B B、t t t t2 2 2 2不变不变不变不变 C C C C、t t t t1 1 1 1与与与与t t t t2 2 2 2之间的某值不变之间的某
24、值不变之间的某值不变之间的某值不变 D D D D、大于、大于、大于、大于t t t t2 2 2 2的某值不变的某值不变的某值不变的某值不变思考：当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保思考：当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保思考：当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保思考：当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在（持在（持在（持在（）C0 0 0 0t t t t1 1 1 1t t t t2 2 2 2t t t t课堂练习课堂练习实验设计实验设计 你能利用下列器材及刻度尺，设你能利用下列器材及刻度尺，设计一个实验测出一段未知金属丝的电计一个实验测出一段未知金属丝的电阻率吗？阻率吗？实验设计参考答案实验设计参考答案实物连接实物连接