物理：2.1 探究决定导线电阻的因素 课件（粤教版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 第一节探究决定导线电阻的因素 课标定位学习目标 1 理解电阻是导体对电流具有阻碍作用的体现 2 知道导体的电阻与其他因素的关系 会计算电阻的大小 3 知道电阻率与温度的关系 4 了解控制变量法在物理实验探究中的作用 重点难点 电阻与其他因素的关系 电阻定律 一 电阻定律的实验探究1 不同导体的电阻存在大小差异 实验结果表明 导体电阻与导体的 和 有关 与导体的材料有关 长度 横截面积 2 在实验探究决定导体电阻因素的实验中 采用的是 在保持导体的材料和横截面积不变时 实验的结果是 导体的电阻大小与导体的 成正比 在保持导体的材料和长度不变时 实验的结果是 导体的电阻大小与导体的 成反比 在保持导体的长度和横截面积不变时 实验的结果是 导体的电阻大小与导体的 成正比 控制变量法 长度 横截面积 电阻率 3 电阻定律 实验表明 均匀导体的电阻R跟它的长度l成 跟它的横截面积S成 用公式表示为 正比 反比 思考感悟1 白炽灯泡灯丝断了后 轻轻摇晃灯泡 断了的灯丝还能搭接上 把灯泡再接入电路时 会发现比原来更亮了 为什么 二 电阻率1 电阻定律中比例常量 跟导体的 有关 是一个反映材料 的物理量 称为材料的电阻率 值越大 材料的导电性能 2 电阻率的单位是 读作欧姆米 简称欧米 材料 导电性能 越差 m 3 材料的电阻率随温度的变化而改变 金属的电阻率随温度的升高而 锰铜合金和镍铜合金的电阻率受温度影响很小 常用来制作 思考感悟2 用锰铜合金可以制成电阻温度计吗 提示 不能 增大 标准电阻 核心要点突破 2 电流表的两种接法 图2 1 1 试触法 适用于Rx RV RA的阻值关系都不能确定的情况 如图2 1 1所示 把电压表的接线端分别接b c两点 观察两电表的示数变化 若电流表的示数变化明显 说明电压表的分流对电路影响大 应选用内接法 若电压表的示数有明显变化 说明电流表的分压作用对电路影响大 所以应选外接法 2 电路的连接 1 导线长度l是连入电路中导线的有效长度 即两接线柱之间的导线的长度 2 由于待测导线电阻较小 约为几欧 一般采用电流表外接法 3 测量时 电流不宜过大 电流表用0 0 6A量程 通电时间不宜过长 以免因发热使电阻率变化 4 伏安法测电阻时 应改变滑片的位置 读出几组电压 电流值 分别算出R值 再求平均值 3 误差分析 1 在探究电阻与导线长度的关系时 接入电路的导线有效长度不满足2 1的关系而出现误差 2 在探究电阻与导线横截面积或材料的关系时 接入电路的导线的有效长度不相等而出现误差 3 由于伏安法测电阻时采用电流表外接法 导致R测 R真 4 通电电流太大或通电时间过长 致使电阻丝发热 电阻随之发生变化 4 数据处理如图2 1 2 把导体A接在电路中的M N两点间闭合S调节滑动变阻器的滑片 可以得到关于导体A的几组电压和电流数据 下表是测得的一组数据 图2 1 2 用描点法在直角坐标系中作出U I图象 得到一条过原点的直线 换用另一导体B代替A进行实验又可得到导体B的几组电压 电流数据 如下表 图2 1 3 在图2 1 3的坐标系中再作出其U I图象 也是一条过原点的直线 从A B图线的比较可以看出导体中的电流跟它的电阻成反比 跟电压成正比 这就是欧姆定律 U I图线的斜率即为电阻 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 某待测电阻约为100 直流毫安表 量程0 10mA 内阻50 直流电压表 量程0 3V 内阻5k 要准确地测量待测电阻的阻值 需要用 接法 测量值比真实值偏 解析 比较待测电阻与直流电流表和直流电压表的阻值可知 待测电阻为小电阻 需要选用外接法 测量值为待测电阻与电压表的总电阻 所以测量值比真实值偏小 答案 外小 解析 选D 导体的电阻率由材料本身性质决定 并随温度而变化 导体的电阻与长度 横截面积有关 与导体两端的电压及导体中电流大小无关 故A B C错误 电阻率反映材料的导电性能 电阻率常与温度有关 D正确 三 电阻与电阻率的区别 特别提醒 各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化 1 金属的电阻率随温度的升高而增大 2 半导体 热敏电阻 的电阻率随温度的升高而减小 即时应用 即时突破 小试牛刀 3 单选 关于材料的电阻率 下列说法中正确的是 A 把一根长导线截成等长的三段 则每段的电阻率都是原来的1 3B 材料的电阻率随温度的升高而增大C 纯金属的电阻率较合金的电阻率小D 电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量 电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大 解析 选C 电阻率是材料本身的一种电学特性 与导体的长度 横截面积无关 A选项错 金属材料的电阻率随温度升高而增大 半导体材料则相反 B选项错 合金的电阻率比纯金属的电阻率大 C选项对 电阻率大表明材料的导电性能差 不能表明对电流的阻碍作用一定大 因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量 而电阻还跟导体的长度 横截面积有关 D选项错 一根粗细均匀的金属裸导线 若把它均匀拉长为原来的3倍 电阻变为原来的 倍 若将它截成等长的三段再绞合成一根 它的电阻变为原来的 设拉长与绞合时温度不变 课堂互动讲练 方法总结 某导体形状改变后 因总体积不变 电阻率不变 当长度l和面积S变化时 应用V Sl来确定S和l在形变前后的关系 分别用电阻定律即可求出l和S变化前后的电阻关系 单选 如图2 1 4所示 厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab 2bc 当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比RAB RCD为 A 1 4B 1 2C 2 1D 4 1 图2 1 4 答案 D 2011年蚌埠模拟 如图2 1 5所示 P是一根表面镀有很薄的发热电阻膜 粗细均匀的长陶瓷管 其长度l为50cm左右 直径D为10cm左右 镀膜材料的电阻率 已知 管的两端有导电箍M N 现有刻度尺 电压表V 电流表A 图2 1 5 电源E 滑动变阻器R 开关S和若干导线 请设计一个测定膜层厚度d的实验方案 1 实验中应测定的物理量是 2 画出测量电路图 3 计算膜层厚度的公式是 图2 1 6 答案 见精讲精析 方法总结 用伏安法测电阻 由于待测电阻较小 故采用电流表外接法 另外 要善于运用数学知识解决有关的物理问题 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全