《高中物理課件第2章 第1節(jié)《探究決定導線電阻的因素》（粵教版選修3-1）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理課件第2章 第1節(jié)《探究決定導線電阻的因素》（粵教版選修3-1）（51頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進入物理課堂 第二章電路 第一節(jié)探究決定導線電阻的因素 1 滑動變阻器是電阻值 的電阻 方法是通過改變 來實現(xiàn)電阻大小的改變 2 在 探究決定導線電阻的因素 的實驗中 采用的方法 是 1 在保持導體橫截面積 材料相同的條件下 導體的電阻 大小與長度成 2 在保持導體長度 材料相同的條件下 導體的電阻大小 與橫截面積成 可以改變 接入電路中的電阻線的長度 控制變量法 正比 反比 3 在保持導體橫截面積 長度相同的條件下 導體的電阻大小還與導體的材料有關(guān) 材料不同 其電阻值 3 電阻定律 均勻?qū)w的電阻R的大小跟它的 成正比 跟它的 成反比 這就是電阻定律 用公式表示就是 式中 是電阻率 它是一個反映材料 性能的物理量 不同 長度 橫截面積 導電 4 雙選 以下說法正確的是 BD A 導體對電流的阻礙作用叫電阻 因此只有導體上加有電壓時導體才有電阻UIC 將一根導線一分為二 則半根導線的電阻和電阻率都是原來的一半D 將一根導線一分為二 則半根導線的電阻是原來的一半 但電阻率不變 B 導體對電流阻礙作用的大小可以通過R 來確定 5 兩材料相同的金屬導線 甲 乙長度之比是l甲 l乙 3 1 面積之比是S甲 S乙 1 3 則甲 乙的電阻之比 R甲 R乙為 D A 3 1 B 1 1 C 1 9 D 9 1 B 由R 可得 導體的電阻與加在導體兩端的電壓成正 知識點1導體電阻及其特性 關(guān)于導體的電阻 下面兩種分析是否正確 A 導體對電流的阻礙作用叫電阻 所以通過導體的電流越大 說明阻礙作用越小 通過導體的電流為零時 導體阻礙作用最大 此時電阻也最大 U I 比 與通過導體的電流成反比 答案 兩種分析都錯了 導體對電流的阻礙作用叫電阻 它只與導體的幾何形狀和材料性質(zhì)有關(guān) 與導體是否通電 通電電流的大小 電壓的大小均無關(guān) 一種性質(zhì) 與外界因素無關(guān) 其大小的表達式為R 1 電阻R 描述導體對電流的阻礙作用 它是導體本身的 U I 2 電阻的決定因素 導體電阻的大小由導體的長度 橫截面積和材料共同決定 其定量關(guān)系只能通過實驗進行探討 例1 白熾燈的燈絲是由鎢制成的 下列說法中正確的 是 A 由于白熾燈正常工作時的燈絲和未接入電路時的燈絲是同一個導體 故兩種情況下電阻必定相同B 白熾燈正常工作時通過燈絲的電流大于未接入電路時的電流 故正常工作時燈絲電阻小C 白熾燈未接入電路時燈絲無電流通過 所以燈絲對電流的阻礙作用不存在D 以上分析均不對 解析 燈絲對電流的阻礙作用只決定于燈絲自身的長度 橫截面積和材料 與燈絲是否通電 通電電流的大小均無關(guān) B C錯 燈絲為金屬 電阻率隨溫度的升高而增大 正常工作時溫度高于不工作時的溫度 所以工作時的電阻大于不工作時的電阻 A錯 答案 D 觸類旁通 1 以下說法正確的是 B A 導體對電流的阻礙作用叫電阻 因此只有導體有電阻 其他物體無電阻B 加在導體兩端的電壓變化時 導體中的電流也發(fā)生變化 但電壓與電流的比值對這段導體來說保持不變 不考慮溫度變化 C 通過導體的電流越大 說明導體對電流的阻礙作用越小 電阻越小D 一個電阻一旦做好 任何情況下其阻值都不會改變 知識點2電阻定律 一段粗細均勻的金屬導線 電阻為R 電阻率為 若把它均勻拉長為原來的2倍后 導線的電阻變?yōu)樵瓉淼?倍 電阻率 若把它對折絞合成一根 導線的電阻變?yōu)樵瓉淼?電阻率 設(shè)拉長與絞合時溫度不變 不變 4 不變 1 電阻定律公式R lS 1 上式為電阻的決定式 表明導體的電阻由 l S決定 2 上式只適用于溫度一定 粗細均勻的金屬導體或濃度均勻的電解質(zhì)溶液 3 符號意義 l表示導體的長度 S表示橫截面積 是電阻率 2 電阻率 1 電阻率是反映材料導電性能的物理量 國際單位制的單 位是歐 米 符號是 m 2 不同材料的電阻率不同 連接電路用的導線一般用電阻率小的純金屬制成 電爐絲通常用電阻率大的合金絲制成 3 電阻率與溫度的關(guān)系 各種材料的電阻率一般都隨溫度的變化而改變 金屬的電阻率隨溫度的升高而增大 電阻溫度計就是利用這一規(guī)律制成的 有些合金的電阻率隨溫度變化極小 如康銅合金材料 這樣的材料常用來制作標準電阻 當溫度降低到絕對零度附近時 某些材料的電阻率會突然減小到零成為超導體 例2 金屬鉑的電阻值對溫度的高低非常 敏感 所以可以利用鉑的電阻隨溫度變化的性質(zhì)制成鉑電阻溫度計 下 圖的I U圖象中能表示金屬鉑電阻情況的圖象是 解析 金屬鉑的電阻率隨溫度的升高而變大 所以電阻增大 C選項正確 答案 C 觸類旁通 2 雙選 關(guān)于材料的電阻率 下列說法中正確的是 A 導體的電阻率與導體的長度成正比 與導體的橫截面積成反比 還與導體的材料有關(guān)B 金屬導體的電阻率隨溫度的升高而增大C 純金屬的電阻率比合金的電阻率小D 產(chǎn)生超導現(xiàn)象時 材料的電阻為零 但材料的性質(zhì)沒有變 材料的電阻率不為零 解析 電阻率是材料本身的一種電學特性 與導體的長度 橫截面積無關(guān) 所以A錯 金屬導體的電阻率隨溫度的升高而增大 B對 純金屬的電阻率小 合金的電阻率大 C對 超導現(xiàn)象是指某些物質(zhì)的溫度降到絕對零度附近時 其電阻突然減小到無法測量的程度 可以認為它們的電阻率突然變?yōu)榱?所以D錯 答案 BC 電阻定律是通過實驗總結(jié)出來的一條規(guī)律 公式R 使 電阻定律的應用 l S 用時應注意 1 這個公式只適用于均勻金屬導體或濃度均勻的電解質(zhì) 溶液 不同材料對應的電阻率不同 2 計算出來的電阻是某一特定溫度的電阻 因為電阻率會 隨溫度的改變而改變 3 當導體接入電路中時 公式中的長度應指其有效長度 不能將其全部長度代入公式計算 4 計算導體的電阻時一定要統(tǒng)一各個物理量的單位 通常 用國際單位制計算 例3 兩根完全相同的金屬導線A和B 如果把其中的一根A均勻拉長到原來的兩倍 把另一根導線對折后絞合起來 則它們的電阻之比為多少 體積不變 故橫截面積必減為原來的 再由電阻定律就知道后 來的電阻是原來的n2倍 而導線對折長度變?yōu)樵瓉淼臅r 橫 截面積變?yōu)樵瓉淼膎倍 故電阻變?yōu)樵瓉淼?方法總結(jié) 搞清導線變形后長度和橫截面積的變化是解題的關(guān)鍵 當導體長度被均勻地拉長為原來的n倍時 因?qū)w的 1n 1n 1n2 觸類旁通 3 當電路中的電流超過熔絲的熔斷電流時 熔絲就要熔斷 由于種種原因 熔絲的橫截面積略有差別 那么熔絲熔斷的可 能性較大的是 A A 橫截面積小的地方B 橫截面積大的地方C 熔絲各處同時熔斷D 可能是橫截面積大的地方 也可能是橫截面積小的地方 1 電阻與電阻率 1 電阻R是描述導體對電流阻礙作用大小的物理量 由導體本身的長度 橫截面積與電阻率決定 與外界因素無關(guān) 溫度一定 粗細均勻的金屬導體其電阻的大小遵循電阻定律 l S R 2 電阻率是反映材料導電性能好壞的物理量 它與導體的長度 面積 電阻大小無關(guān) 由導電材料和所處溫度決定 3 導體的電阻大 導體材料的導電性能不一定差 導體材料的電阻率小 電阻不一定小 電阻和電阻率是兩個不同的物理量 兩者不能混淆 4 有關(guān)電阻率的概念問題 在處理時要注意不同材料的電阻率隨溫度變化的規(guī)律是不一樣的 有隨溫度的升高電阻率減小的 也有隨溫度升高而電阻率增大的 例4 關(guān)于電阻和電阻率的下列說法中 正確的是 A 把一根均勻?qū)Ь€等分成等長的兩段 則每部分的電阻 電阻率均變?yōu)樵瓉淼囊话?B 由 RSl 得出 S 1l C 各種材料的電阻率都隨溫度的升高而增大D 對某一確定的導體 當溫度升高時 若不計導體的體積和形狀變化 發(fā)現(xiàn)它的電阻增大 說明該導體材料的電阻率隨溫度的升高而增大 解析 導體的電阻率由材料本身決定 并往往隨溫度的變化而變化 但并不都是隨溫度的升高而增大 則A B C錯 若導體溫度升高時 電阻增大 又不考慮體積和形狀的變化 其原因就是電阻率隨溫度的升高而增大產(chǎn)生的 則D選項正確 答案 D 觸類旁通 4 某金屬導線的電阻率為 電阻為R 現(xiàn)將它均勻拉長到直徑為原來的一半 那么該導線的電阻率和電阻分別變 為 D A 4 和4RC 16 和16R B 和4RD 和16R 解析 導體的電阻率反映材料的導電性能 溫度一定時電阻率是不變的 導線拉長后 直徑變?yōu)樵瓉淼囊话?則橫截面14阻定律計算可知電阻變?yōu)樵瓉淼?6倍 積變?yōu)樵瓉淼?因總體積不變 長度變?yōu)樵瓉淼?倍 由電 2 公式R 與R 的區(qū)別 LUSI 例5 下列說法中正確的是 S l 并不說明電阻與U和I有關(guān) 電阻的大小由R 決定 A錯 解析 R 是電阻的定義式 提供了測定電阻的方法 U I B對 電阻率大小決定于導體材料和溫度 C錯 金屬電阻率隨溫度的升高而增大 D錯 答案 B 1D A4 觸類旁通 5 如圖2 1 1所示 均勻的矩形金屬薄片邊長ab 10cm bc 5cm 當將A與B接入電壓為U的電路中時 電流為 1A 若將C與D接入電壓為U的電路中 則電流為 圖2 1 1 A 4A B 2A C 1A 答案 A 測定金屬的電阻率 實驗目的 1 掌握螺旋測微器的原理及讀數(shù)方法 2 學會用伏安法間接測定金屬導體的電阻率 實驗原理 1 螺旋測微器 構(gòu)造 如圖2 1 2所示是常用的螺旋測微器 它的測砧A和固定刻度B固定在尺架C上 旋鈕D 微調(diào)旋鈕D 和可動刻度E 測微螺桿F連在一起 通過精密螺紋套在B上 圖2 1 2 原理 測微螺桿F與固定刻度B之間的精密螺紋的螺距為0 5mm 即旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周 F前進或后退0 5mm 而可動刻度E上的刻度為50等份 每轉(zhuǎn)動一小格 F前進或后退 mm 即螺旋測微器的精確度為 mm 讀數(shù)時誤差出現(xiàn)在毫米的千分位上 因此 螺旋測微器又叫千分尺 讀數(shù) 測量時被測物體長度的整毫米數(shù)由 讀 出 小數(shù)部分由 讀出 測量值 mm 固定刻度數(shù) mm 注意半毫米刻度線是否露 出 可動刻度數(shù) 估讀一位 0 01 mm 0 01 0 01 固定刻度 可動刻度 2 根據(jù)電阻定律公式 可推導出電阻率的表達式 只要測量出金屬導線的長度和它的直徑d 計算出導線的橫截面積S 并用伏安法測出金屬導線的電阻R 即可計算出金屬導線的電阻率 實驗器材 被測金屬絲 直流電源 4V 電流表 0 0 6A 電壓表 0 3V 滑動變阻器 50 開關(guān) 導線若干 螺旋測微器 刻度尺 實驗步驟 1 用螺旋測微器在被測金屬導線上的 各測一次直徑 求出其平均值d 計算出導線的橫截面積S 2 按如圖2 1 3所示的原理電路圖連接好實驗電路 圖2 1 3 三個不同位置 S d2Ul4lI 計算式 Rx 3 用毫米刻度尺測量 中的被測金屬導線的有效長度 反復測量3次 求出其平均值l 4 把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的電阻值 的位置 電路經(jīng)檢查確認無誤后 閉合開頭S 改變滑動變阻器滑片的位置 讀出幾組相應的I U值 填入記錄表格內(nèi) 斷開開關(guān)S 求出導線電阻Rx的 5 拆去實驗線路 整理好實驗器材 6 計算電阻率 將記錄的數(shù)據(jù)Rx l d的值代入電阻率 中 計算出金屬導線的電阻率 接入電路 最大 平均值 注意事項 1 被測金屬導線的有效長度是指待測導線接入電路的兩個端點之間的實際長度 即電壓表兩接入點間的待測導線的長度 測量時應將導線拉直 為了方便 測量直徑應在金屬絲連入電路之前測量 2 本實驗中被測金屬絲的阻值較小 故采用電流表外接 法 3 此實驗通過待測導線的電流強度I的值不宜過大 電流表用0 0 6A量程 通電時間不宜過長 以免金屬導線的溫度明顯升高 造成其電阻率在實驗過程中變化 4 閉合開關(guān)S之前 一定要使滑動變阻器的滑片處在有效 電阻值最大的位置 5 實驗連線時 應先從電源的正極出發(fā) 依次將電源 開關(guān) 電流表 待測金屬導線 滑動變阻器連成主干線路 閉合電路 然后再把電壓表并聯(lián)在待測金屬導線的兩端 誤差分析 1 測量誤差 測量金屬絲的直徑 長度以及電流 電壓時 出現(xiàn)讀數(shù)誤差 2 由于采用電流表外接法 電壓表的分流 造成電阻測量值偏小導致 測 真 若誤用內(nèi)接法 則電流表分壓影響更大 3 通電電流太大 或時間太長 致使電阻絲發(fā)熱 電阻率 隨之變化 例6 某興趣小組在做 測定金屬絲的電阻率 的實驗中 通過粗測電阻絲的電阻約為5 為了使測量結(jié)果盡量準確 從實驗室找到以下供選擇的器材 A 電池組 3V 內(nèi)阻約1 B 電流表A1 0 3A 內(nèi)阻0 0125 C 電流表A2 0 0 6A 內(nèi)阻約0 125 D 電壓表V1 0 3V 內(nèi)阻4k E 電壓表V2 0 15V 內(nèi)阻15k F 滑動變阻器R1 0 20 允許最大電流1A G 滑動變阻器R2 0 2000 允許最大電流0 3A H 開關(guān) 導線若干 1 實驗時應從上述器材中選用 2 測電阻時 電流表 電壓表 待測電阻Rx在組成測量電路時 應采用電流表 接法 請畫出設(shè)計的電路圖 圖2 1 4 3 若用螺旋測微器測得金屬絲的直徑d的讀數(shù)如圖2 1 4 則讀數(shù)為 mm 4 若用L表示金屬絲的長度 d表示直徑 測得電阻為R 請寫出計算金屬絲電阻率的表達式 解析 1 由于電源電動勢為3V 則電壓表選D 由I ER r 可知電路中最大電流約為0 5A 則電流表選C 滑動變阻器采用限流接法 故電阻不能太大 選F 本實驗所選器材為ACDFH 圖2 1 5 觸類旁通 6 在 測定金屬絲的電阻率 的實驗中 金屬導線長約0 8m 直徑小于1mm 電阻在7 左右 實驗步驟如下 1 用米尺測量金屬導線的長度 測三次 求出平均值L 在金屬導線的不同位置用 測量直徑 求出平均值d 2 用伏安法測量金屬導線的電阻R 試把圖2 1 6中所給 的器材連接成測量R的合適的電路 圖2 1 6 圖中電源的電動勢為6V 變阻器的阻值為0 20 電流表的量程為0 0 6 3A 內(nèi)阻接近2 應選 量程 電壓表的量程為0 3 15V 內(nèi)阻為幾千歐 應選 量程 在閉合開關(guān)前 變阻器的滑動觸點應處于正確位置 3 用上面方法測得的金屬導線長度為L 直徑為d和電阻為R 可根據(jù)電阻率的表達式 算出所測金屬的電阻率 4 使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑 示數(shù)如圖2 1 7 所示 金屬絲的直徑是 圖2 1 7 Rd24L 解析 由于被測金屬導線的電阻值較小 因此應采用電流表外接法 閉合開關(guān)前 滑動變阻器的滑片處在最大阻值處 3 4 0 260mm 答案 1 螺旋測微器 2 0 0 6A0 3V連接電路如圖3所示 圖3 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全