26电阻定律

导入新课想必大家都见过这些东西吧，它们是我们做实验或者小制作时最常用的电阻。那你知道它们的性质吗？这是我们本章讨论电阻性质主要的实验用具电阻丝。在学习正课之前我们要先认识这些东西。金属电阻温热计这些图片你可能不认识，但是它可以测得各种导体的电阻。第二章恒定电流第六节电阻定律★深化对电阻的认识，了解电阻定律，能用电阻定律来进行有关计算。★通过实验探究掌握影响导体电阻的因素。1.知识与能力★理解电阻率的物理意义，并了解电阻率与温度的关系。教学目标★了解电阻的性质，将学习的知识应用到问题中去。2.过程与方法3.情感态度与价值观★培养学生探究实验的热情，并引领提高其理论与实践相结合的能力。★提高学生观察并独立思考的能力，让其在今后生活中都受益匪浅。教学重难点重点：掌握影响导体电阻的因素。☆知道电阻定律的内容，学会运用电阻定律的公式，应用到实际问题中来。☆了解实验内容，能够通过实验紧记影响导体电阻的因素。☆影响导体电阻的因素。☆电阻定律在生活中的应用。☆知道怎样用实验得出影响导体电阻的因素。☆难点：知识导航1.影响导体电阻的因素2.电阻定律1.影响导体电阻的因素影响导体电阻的因素有哪些呢？导体的电阻是导体本身的一种性质，由导体本身的性质决定，那么，它到底由那些因素决定呢？移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻，这说明导体电阻跟它的长度有关；同是220V的灯泡，灯丝越粗用起来越亮，说明导体电阻跟横截面积有关；电线常用铜丝制造而不用铁丝，说明导体电阻跟它的材料有关。本节就来探究导体的电阻与以上这些因素的定量关系。实验时可以在铁丝、康铜丝、电炉丝（镍铬合金丝）等不同金属丝中选择几种，测量它们的横截面积、长度、电阻，从中找出关系。取一段新的紧密绕制的电炉丝，可以用刻度尺测出它的宽度，除以圈数，便是电炉丝的直径，于是可以算出电阻丝的横截面积S。测量铜丝的横截面积时，可以使用类似的方法。把电炉丝拉直，或者用一根已经被拉直的同一规格的电炉丝，用刻度尺量出它的长度l。AVARSE测电阻我们可以用如图所示的电路测量电炉丝的电阻R：闭合开关后，测出电炉丝两端的电压、通过电炉丝的电流，然后根据欧姆定律算出电炉丝的电阻。改变滑动变阻器滑片的位置，能获得多组数据，以各组电阻数据的平均值为R。通过测量得到所需数据后，怎样得出结论？以下方案可供参考。我们可以通过实验在长度、横截面积、材料三个因素中，保持两个因素的不变，比较第三个因素的影响；然后研究另外两个因素的影响。下面我们根据上述理论进行实验，测定这三个因素与导体电阻大小的具体关系。实验下页已给出：探究方案一如图所示，a、b、c、d是四条不同的金属导体。在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同：b与a长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同。实验探究导体电阻与其影响因素的定量关系VVVVR定量探究影响导体电阻大小的因素图中四段导体是串联的，每段导体两端的电压与它们的电阻成正比，因此，用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，就能知道它们的电阻之比。比较a、b的电阻之比与它们的长度之比；比较a、c的电阻之比与它们的横截面积之比；比较a、d的电阻是否相等。这样就可以得出长度、横截面积、材料这三个因素与电阻的关系。改变滑动变阻器滑片的位置，可以获得多组实验数据以得到更可靠的结论。这个实验得到的是电阻与导线长度、横截面积的比例关系，实验中不必测量电阻大小的数值。探究方案二除了上述探究思路外，我们还可以用刚刚学过的知识，通过逻辑推理来探究导体的电阻与导体长度、横截面积的关系，然后通过实验来探究导体电阻与材料的关系。分析导体电阻与它的长度的关系一条长度为l、电阻为R的导体，可以看成是由n段长度同为l1、电阻同为R1的导体串联而成的，这n段导体的材料、横截面积都相同。总长度l与每段长度l1的关系为另一方面，由串联电路的性质可知，R=nR1，即nll1nRR1即在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比。对比两式，可知11llRR研究导体电阻与它的横截面积的关系nRR1有n条导体，它们的长度相同、材料相同、横截面积相同。横截面积同为S1、电阻同为R1。把它们紧紧地束在一起，组成一根横截面积为S、电阻为R的导体。由并联电路的性质可知，，即nRR1同时所以nSS111SSRR即在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成反比。在以上两个结论的基础上，再通过实验探究导体的电阻是否跟材料有关，这时对它们的几何尺寸就可以不做限制。下面我们在通过实验探究导体电阻与材料的关系。探究导体电阻与材料的关系实验1.根据以上分析，以等式的形式写出用导体长度l、导体横截面积S表示导体电阻R的关系式，用一个与l、S无关的常量表示比例系数。2.选择至少两种不同材料的导体（例如镍铬合金丝和康铜丝），测出它们的长度、横截面积和电阻，分别计算出上述等式中的比例系数。3.分析上述比例系数的意义。2.电阻定律定义：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。公式：SlρR式中是比例系数，它与导体的材料有关，是表征材料性质的一个重要的物理量。在长度、横截面积一定得条件下，越大，导体的电阻越大。叫做这种材料的电阻率。让我们通过下表各种不同金属的电阻率，总结一下不同金属电阻率有哪些关系。材料材料银铁铜锰铜合金铝镍铜合金钨镍铬合金几种导体材料在20。C的电阻率m)ρ/(Ωm)ρ/(Ω8106.18107.18102.98105.37101.07104.47105.06101.0从上表可以看出，纯净金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。连接电路的导线一般用电阻率小的铝或铜来制作，必要时可在导线上镀银。各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化。金属的电阻率随温度的升高而增大。电阻温度计就是利用金属的电阻随温度变化而制成的，可以用来测量很高的温度。精密的电阻温度计是用铂做的。已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道温度。有些合金如锰铜合金和镍铬合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。课堂小结影响导体电阻的因素有导体的长度、横截面积、材料。掌握探究导体电阻的因素的实验。学会分析导体电阻与它的长度的关系及探究导体电阻与它的横截面积的关系。1.影响导体电阻的因素2.电阻定律同种材料的导体，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，这就是电阻定律。公式：式中是比例系数，它与导体的材料有关，是表征材料性质的一个重要的物理量。在长度、横截面积一定得条件下，越大，导体的电阻越大。叫做这种材料的电阻率。SlρR课堂练习1．有关电阻率的叙述中错误的是（）。A．当温度极低时超导材料的电阻率会突然减小到零B．用的导线是由电阻率较小的铝、铜材料做成的C．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度D．材料的电阻率会随温度的变化而变化C2．一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段，再将它们并联起来，测得阻值为3Ω，则此电阻丝原来的阻值为（）A．9ΩB．8ΩC．27ΩD．3ΩC3．现有半球形导体材料，接成下图所示两种形式，则两种接法的电阻之比1：44．A、B两地间铺有通讯电缆，长为L，它是由两条并在一起彼此绝缘的均匀导线组成的，通常称为双线电缆。在一次事故中经检查断定是电缆上某处的绝缘保护层损坏，导致两导线之间漏电，相当于该处电缆的两导线之间接了一个电阻.检查人员经过下面的测量可以确定损坏处的位置：（1）令B端的双线断开，在A处测出双线两端间的电阻RA；（2）令A端的双线断开，在B处测出双线两端的电阻RB；（3）在A端的双线间加一已知电压UA，在B端用内阻很大的电压表测出两线间的电压UB。试由以上测量结果确定损坏处的位置.答：距A处5．如图所示，A、B、C、D是滑线变阻器的四个接线柱，现把此变阻器串联接人电路中，并要求滑片P向接线柱C移动时电路中的电流减小，则接人电路的接线柱可以是()A．A和BB．A和CC．B和CD．A和DB高考链接1．家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是PTC，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的用电器，其电阻率与温度的关系如图所示，由于这种特性，因此，PTC元件具有发热、控温双重功能.对此，下列判断中正确的组合是（）.(A)通电后，其电功率先增大后减小(B)通电后，其电功率先减小后增大(C)当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1或T2不变(D)当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1～T2的某一值不变AD本题的四个选项相对独立，分项进行讨论，从题干提供的信息可得到结果。注意问题与练习1.答：小灯泡的电阻为若铜丝长为10cm，横截面直径为1mm，则铜丝的电阻为可见，比R小得多，故可以不计导线电阻。12ΩΩ0.253IUR32381017.24)101(1.0107.1SlRR2.答：导线的电阻为空调正常工作时，电流为导线上损失的电压为说明：可以引导学生讨论，为什么远距离输电时，电阻不能忽略。在计算完导线上损失的电压后，还可以拓展：计算导线损失的电功率；讨论导线中的电功率与那些因素有关。17.04)105.2(50107.1SlR238A220105.1UPI316V.117V.0220105.1IRU33.答：盐水柱的体积不变，故横截面积变为原来的3/4，因此9163434SSllRR21121212R916R4.答：214112SlρSlρRR乙乙乙甲甲甲乙甲（1）并联时，（2）串联时，21RRPP：：：乙甲乙甲12RRPP：：：甲乙乙甲