《导体的电阻》PPT课件

第二章恒定电流电功和电功率、电热和热功率三、电热Q定义:电流通过导体产生的热量.公式：Q=I2Rt单位：J焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积．一、电功W定义：电场力(或电流)所做的功.公式：W=IUt单位：J1kWh=3.6×106J二、电功率P定义：单位时间内电流所做的功公式：P=W/t=IU单位：WkW四、热功率P热定义：单位时间内的发热量公式：P热=Q/t=I2R单位：WkW对纯电阻电路:电功=电热电功率=热功率对非纯电阻电路:电功电热电功率热功率１．电功UItW３．电功率UItWP４．热功率RItQP2２．焦耳热RtIQ2知识回顾任何电路都适用知识回顾纯电阻电路适用电功tRURtIUItW22电功率RURIUItWP22热功率RUUIRItQP22焦耳热tRUUItRtIQ22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，那么问题1:导体的电阻R到底由哪些因素决定呢?(一)大胆猜想一、影响导体电阻的因素跟长度l有关跟横截面积S有关与材料有关横截面积S长度L材料温度结论：导体的电阻R跟它的长度l、横截面积S、材料有关。(一)大胆猜想一、影响导体电阻的因素1、实验目的：探究导体的电阻R与导体的长度l、横截面积S、材料之间的关系.2、实验方法：控制变量法.3、实验过程：长度l、横截面积S、电阻R的测量及方法：长度l：用mm刻度尺测.(二)实验探究一、影响导体电阻的因素横截面积S：用累积法测直径.电阻R：伏安法.实验方案：同种材料，S一定，改变L，测R同种材料，L一定，改变S，测R不同材料，L一定，S一定，测R实验方法：控制变量法。abcdAVR伏安法测电阻的原理图：电流表外接法分压式接法探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验电路:实验电路图:电流表外接法限流式电路VAL/m123U/VI/AR/Ω实验数据:横截面积,材料相同实验结论:1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比LR探究方案一探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验电路:实验电路图:电流表外接法限流式电路VAS/mm2123U/VI/AR/Ω实验数据:长度,材料相同实验结论:2.同种材料,L一定,电阻与S成反比SR1探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验电路:实验电路图:电流表外接法限流式电路VA材料12U/VI/AR/Ω实验数据:长度,横截面积相同实验结论:3.不同种材料,R不同a和b：长度l不同探究方案二aVVVVbcda和c：横截面积S不同a和d：材料不同限流式接法实验探究电阻的影响因素控制变量法电压表先测a的电压Ua，再测b的电压UbabcdV实验探究电阻的影响因素控制变量法电压表先测a的电压Ua，再测c的电压UcabcdVabcdV实验探究电阻的影响因素控制变量法电压表先测a的电压Ua，再测d的电压UdSR1实验结论:1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比2.同种材料,L一定,电阻与S成反比LR3.不同种材料,R不同aVVVVbcd理论探究电阻串联电阻并联R∝LSR1k由导体材料决定与l、S无关!!!一、影响导体电阻的因素1.内容：2.决定式:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.二、电阻定律3.适用条件：温度一定,粗细均匀的金属导体,或浓度均匀的电解液.电阻定律1.内容：同种材料的导体,其电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.2.表达式:SlR是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。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：Ω·m电阻率与温度的关系金属：t半导体：t热敏电阻光敏电阻合金：有些几乎不随t变化标准电阻电阻温度计超导体:某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0半导体的导电性能具有可控性4、金属的电阻率随温度的升高而增大电阻率()3、纯金属的电阻率小，合金的电阻率大1、反映材料导电性能的物理量2、单位：欧姆·米Ω·m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。超导现象: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．半导体: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，如改变温度、光照、掺入微量杂质等三、电阻率1.意义:反映材料导电性能好坏的物理量.2.定义式：lRS由材料和温度决定,与l、S无关!!!3.单位:欧·米()m4.电阻率与温度关系:你能设计实验探究导体电阻与温度的关系吗？结论：金属导体温度越高，电阻越大，温度越低，电阻越小。ρ(Ω·m)0℃20℃100℃银1．48×10－81．6×10－82．07×10－8铜1．43×10－81．7×10－82．07×10－8铝2．67×10－82．9×10－83．80×10－8钨4．85×10－85．3×10－87．10×10－8铁0．89×10－71．0×10－71．44×10－7锰铜合金4．4×10－74．4×10－74．4×10－7镍铜合金5．0×10－75．0×10－75．0×10－7几种材料在不同温度下的电阻率电阻温度计R1=R2SlRhaah由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关.这样在制造电路元件时,可以将其表面积做得很小,而不增大电阻,只要保证厚度不变即可,有利于电路元件的微型化.R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R2的尺寸比R1小很多.通过两导体的电流方向如图所示.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?思考与讨论:ahR1电流方向bR2h实验探究理论探究电阻定律决定式电阻率重视：1、探究思想、方法.2、实验过程.区别：导体的电阻和材料的电阻率•电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．•电阻率反映材料导电性能好坏的性质，电阻率小的材料导电性能好．区别：是定义式是决定式IUR公式答：不对;电阻率反映导体材料导电性能的优劣,电阻率大,不一定电阻大,由电阻定律,电阻还与l和S有关.1、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，所以电阻率越大，则电阻越大，对吗?为什么?思考与讨论2、一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”字样，由计算得出灯泡灯丝电阻R=484，该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?为什么?不一样100W是额定功率,是灯泡正常工作时的功率,所以484是工作时的电阻;当灯泡不工作时,由于温度低,电阻比正常工作时的电阻小，所以小于484。3、一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为0.5Ω，导线原来的电阻多大？5倍若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍?8Ω课堂练习1、关于电阻率的说法正确的是（）A.电阻率与导体的长度和横截面积有关B.电阻率表示了材料的导电能力强弱，由材料决定，且与温度有关C.电阻率大的导体，电阻一定大D.有些金属的电阻率几乎不受温度的变化影响，可以用来制作电阻温度计2、一均匀导线，电阻为R，先将它均匀的拉长，使其直径变为原来的一半,电阻变为_______，然后再截去长度的1/4，剩余部分的电阻为__________。3、两根电阻丝的长度之比为1：5，横截面积之比为2：3，加上相同的电压后流过的电流强度之比为5：2，则两个电阻丝的电阻之比为______,材料的电阻率之比为_________。5、同一半圆形金属片，如图所示，从不同方向测量其电阻(1)Ra、Rb是否相等？(2)如果不等，Ra、Rb谁大？Ra、Rb比值是多少？1.不等(a)又短又“胖”,(b)又长又“瘦”;RaRb2.若1/4圆形金属片电阻为R0,则(a)为两R0并联,Ra=R0/2;(b)为两电阻串联,Rb=2R0,Ra:Rb=1:46、如图示,两个截面积不同长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端电压为U,则()A.通过两棒的电流强度相等B.两棒的自由电子定向移动的平均速率不同C.两棒内的电场强度不同,细棒内的场强E1大于粗棒内的场强E2D.细棒两端的电压U1大于粗棒两端的电压U2ABCDI1I2U1U27、甲乙两根保险丝均由同种材料制成,直径分别是d1=0.5mm和d2=1mm,熔断电流分别为2.0A和6.0A,把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是()A、0.6AB、7.5AC、10.0AD、8.0AB