26导体的电阻.pptx

第二章第二章 恒定电流恒定电流江西省清江中学 徐歆 CCTV-CCTV-每周质量报告每周质量报告 消息引用检验负责人的话：“不合格产品中，大部分存在电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜。再一个就是铜材质量合格，但把截面积缩小了，买2.5平方（毫米）的线，拿到手的线可能是1.5或1.5多一点的，载流量不够。另一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求上述讲话中体现了那些物理原理？上述讲话中体现了那些物理原理？根据欧姆定律根据欧姆定律 导体中的导体中的电流电流I I跟导体两端的跟导体两端的电压电压U U成成正比正比，跟导体的，跟导体的电阻电阻R R成成反比反比。不正确不正确问题：问题：导体的导体的电阻电阻R与加在导体两端的与加在导体两端的电压电压U成成正比正比，跟导体中的，跟导体中的电流电流I成成反比反比，这种说，这种说法对吗？法对吗？”导体的电阻是导体本身的一种性质，导体的电阻是导体本身的一种性质，由导体自身的因素决定，那么由导体自身的因素决定，那么一、影响导体电阻的因素一、影响导体电阻的因素跟长度跟长度l有关有关问题问题:导体的电阻导体的电阻R R到底由哪些因素决定呢到底由哪些因素决定呢?跟横截面积跟横截面积S有关有关与材料有关与材料有关横截面积横截面积S长度长度L L材料材料温度结论：导体的电阻结论：导体的电阻R跟它的长度跟它的长度l、横截面积横截面积S、材料有关。、材料有关。一、影响导体电阻的因素一、影响导体电阻的因素1 1、实验目的：、实验目的：探究导体的电阻探究导体的电阻R与导体的长度与导体的长度L、横截面积、横截面积S、材料之间的关系材料之间的关系2 2、实验方法：、实验方法：控制变量法控制变量法.一、影响导体电阻的因素一、影响导体电阻的因素 研究研究多个物理量多个物理量对材料物理性质的影响时，控制其对材料物理性质的影响时，控制其他量不改变，只他量不改变，只改变改变中的中的一个物理量一个物理量，探究它与材料性，探究它与材料性质的关系。质的关系。探究方案一：实验探究探究方案一：实验探究3 3、实验方案：、实验方案：A：同种材料，：同种材料，S一定，一定，改变改变L，比较，比较RB：同种材料，：同种材料，L一定，一定，改变改变S，比较，比较RC：不同材料不同材料，S一定，一定，L一定，比较一定，比较R基准ABCV1R1实验的电路图：实验的电路图：R2V2基准电阻对比电阻实验结论实验结论:A.A.同种材料同种材料,S S一定一定,电阻电阻R R与与L L成正比成正比 L1倍2倍3倍U1U2R1:R2A A：同种材料，：同种材料，S S一定，一定，改变改变L L，比较，比较R R实验结论实验结论:B.B.同种材料同种材料,S一定一定,电阻电阻R与与L成正比成正比S1倍2倍3倍U1U2R1:R2B B：同种材料，：同种材料，L L一定，一定，改变改变S S，比较，比较R R实验结论实验结论:C.C.不同种材料不同种材料,R不同不同材料铁镍铬锰铜U1U2R1:R2C C：不同材料不同材料，S S一定，一定，L L一定，比较一定，比较R R电阻串联电阻串联电阻并联电阻并联R RL L n条长L的电阻相串联，总长nL，R总nRn条截面积S的电阻相并联，总截面积nS，R总R/n探究方案二：逻辑推理探究方案二：逻辑推理k由导体材料决定由导体材料决定与与l、S无关无关!一、影响导体电阻的因素一、影响导体电阻的因素1.1.内容：内容：2.决定式决定式:同种材料的导体同种材料的导体,其电阻其电阻R R与它的长度与它的长度L L成成正正比比,与它的横截面积与它的横截面积S S成成反反比比;导体电导体电阻与构成它的材料有关阻与构成它的材料有关.（电阻定律）（电阻定律）二、导体的电阻二、导体的电阻3.3.适用条件：适用条件：(为电阻率)温度一定温度一定,粗细均匀的金属导体粗细均匀的金属导体,或浓度均匀的电解液或浓度均匀的电解液.R1=R2由此可知导体的电阻与表面积无关由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关只与导体的厚度有关.这样在制造电路元件时这样在制造电路元件时,可以将其表面积做得很小可以将其表面积做得很小,而不增大电阻而不增大电阻,只要保证厚度不变即可只要保证厚度不变即可,有利于电路元件的微型化有利于电路元件的微型化.R1和和R2是材料相同、厚度相同、表面是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体为正方形的导体,但但R2的尺寸比的尺寸比R1小很多小很多.通过两导体通过两导体的电流方向如图所示的电流方向如图所示.这两个导体的电阻有什么关系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你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义?:a ah hR1电流方向电流方向b bR2h h2 2、金属的电阻率随温度的升高而增大、金属的电阻率随温度的升高而增大电阻率电阻率()特点：特点：1 1、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大1 1、反映材料导电性能的物理量（与、反映材料导电性能的物理量（与L L、S S无关）无关）2 2、单位：欧姆、单位：欧姆米米 mm 锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小，锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小，利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻。超导现象超导现象:有些物质当温度降低到绝对零度附近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时它们的电阻率会突然变为零半导体半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻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，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、掺入微量杂质等如改变温度、光照、掺入微量杂质等几种导体材料的电阻率几种导体材料的电阻率银 1.6 10-8铜 1.7 10-8铝 2.9 10-8钨 5.3 10-8铁 1.0 10-7锰铜合金 4.4 10-7镍铜合金 5.0 10-7镍铬合金 1.0 10-6单位：单位：单位：单位：mm（20200 0C C）几种绝缘材料的电阻率几种绝缘材料的电阻率（20200 0C C）电阻率电阻率与温度与温度的关系的关系金属：金属：t半导体：半导体：t如：热敏电阻如：热敏电阻合金：合金：有些几乎不随有些几乎不随t变化变化 标准电阻标准电阻电阻温度计电阻温度计超导体超导体:某些材料当温度降低到一定温度时某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0半导体的半导体的导电性能导电性能具有具有可控性可控性(m)020100银银14810816108207108铜铜14310817108207108铝铝26710829108380108钨钨48510853108710108铁铁08910710107144107锰铜合金锰铜合金441074410744107镍铜合金镍铜合金501075010750107几种材料在不同温度下的电阻率几种材料在不同温度下的电阻率电阻温度计 CCTV CCTV-每周质量报告每周质量报告 消息引用检验负责人的话：消息引用检验负责人的话：“不合格产品中，大部分存在电阻不不合格产品中，大部分存在电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜。再一合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜。再一个就是铜材质量合格，但把截面积缩小了，买个就是铜材质量合格，但把截面积缩小了，买2.52.5平方（毫米）的线，拿到平方（毫米）的线，拿到手的线可能是手的线可能是1.51.5或或1.51.5多一点的，载流量不够。另一个问题是绝缘层质量不多一点的，载流量不够。另一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求 谈一谈，这位负责人讲话中体现了哪些物理原理？谈一谈，这位负责人讲话中体现了哪些物理原理？说一说说一说1 1、合金的电阻率比纯金属的大、合金的电阻率比纯金属的大2 2、截面积小，同等条件下电阻大、截面积小，同等条件下电阻大3 3、绝缘层电阻率达不到会漏电，还有触电危险。、绝缘层电阻率达不到会漏电，还有触电危险。实验探究实验探究理论探究理论探究导体的电阻导体的电阻决定式决定式电阻率电阻率区分：区分：是定义式是定义式是决定式是决定式答：不对答：不对;电电阻阻率率反反映映导导体体材材料料导导电电性性能能的的优优劣劣,电电阻阻率率大大,不不一一定定电电阻阻大大,由由电电阻阻定定律律,电阻还与电阻还与 l l 和和S S有关有关.1 1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质，、有人说电阻是导体阻碍电流的性质，电阻率是由导体材料的性质决定的，所以电阻率是由导体材料的性质决定的，所以电阻率越大，则电阻越大，对吗电阻率越大，则电阻越大，对吗?为什么为什么?2 2、一白炽灯泡铭牌显示一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”220V,100W”字字样，由计算得出灯泡灯丝电阻样，由计算得出灯泡灯丝电阻R=484R=484，该，该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的电阻值是工作时的电阻值还是不工作时的电阻值，两者一样吗阻值，两者一样吗?为什么为什么?不一样不一样100W100W是额定功率是额定功率,是灯泡正常工作时是灯泡正常工作时的功率的功率,所以所以484484 是工作时的电阻是工作时的电阻;当灯泡当灯泡不工作时不工作时,由于温度低由于温度低,电阻比正常工作时电阻比正常工作时的电阻小，所以小于的电阻小，所以小于484484。3 3、一段均匀电阻丝对折两次后并联在一起，、一段均匀电阻丝对折两次后并联在一起，测得其电阻为测得其电阻为0.5 0.5，导线原来的电阻多，导线原来的电阻多大？大？4040（体积不变，拉长（体积不变，拉长3 3倍的同时，截面积倍的同时，截面积变小为变小为1/3,1/3,前一半电阻由前一半电阻由44变为变为36 36，后，后一半不变，一半不变，36+436+44040）若把这根若把这根电阻丝电阻丝的一半均匀拉长为三倍，的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻多大？另一半不变，其电阻多大？88（对折一次，长度变为一半，截面积增大到（对折一次，长度变为一半，截面积增大到2 2倍，电阻变为倍，电阻变为1/41/4，对折二次为，对折二次为1/161/16）4 4、如图所示、如图所示,均匀的长方形薄片合金电均匀的长方形薄片合金电阻板阻板abcd,ababcd,ab边长为边长为L L1 1;ad;ad边长为边长为L L2 2,当端点当端点1 1、2 2或或3 3、4 4接入电路时接入电路时,R,R1212:R:R3434是是 ()()A、L1:L2 B、L2:L1C、1:1 D、L12:L22D1234abcdL2L1L2L1