22电阻定律

2.2电阻定律问题：“根据欧姆定律导体的电阻R与加在导体两端的电压U成正比，跟导体中的电流I成反比，这种说法对吗？”URI实验验证：RVAAB导体的电阻与加在导体两端的电压及导体中的电流没有关系。实验结论：请仔细观察两只灯泡的照片,说出它们有哪些不同之处?回顾初中知识:影响电阻大小的因素有哪些?猜测:这些因素怎么影响电阻大小的？如何验证？与长度有关与材料有关与材料有关与横截面积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.横截面积S：用累积法测直径.电阻R：伏安法.一、决定导体电阻大小的因素有那些？实验方法:控制变量法实验方案：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探究方案（1）：导体的材料、横截面积相同，改变长度，研究电阻的变化。（2）：导体的材料、长度相同，改变横截面积，研究电阻的变化。（3）：导体的长度、横截面积相同，改变材料种类，研究电阻的变化。测电阻R方法:伏安法实验电路图:实验仪器RAV导体abcd材料镍铬合金镍铬合金镍铬合金碳钢合金长度L2L2L2L横截面积SS2SS电压U/V电流I/A电阻R/5、实验数据RSKLRL1RSLRSLRKS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。一、电阻定律二、电阻率2、物理意义：电阻率是反映材料导电性能的物理量。1、电阻率越大表明在相同长度、相同横截面积的情况下，导体的电阻越大。4、单位：3、公式：R=ρ—LSRSL欧·米（Ω·m)5、几种导体材料的电阻率你能从表中看出哪些信息1________________________________2________________________________3________________________________纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。不同材料的导体电阻率不同。5.0×10-75.0×10-75.0×10-7镍铜合金4.4×10-74.4×10-74.4×10-7锰铜合金1.44×10-71.0×10-70.89×10-7铁7.10×10-85.3×10-84.85×10-8钨3.80×10-82.9×10-82.67×10-8铝2.07×10-81.7×10-81.43×10-8铜2.07×10-81.6×10-81.48×10-8银100℃(Ω∙m)20℃(Ω∙m)0℃(Ω∙m)温度阻率金属材料的电阻率随温度的升高而增加材料电6.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7、电阻率随温度变化的运用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如图2－2－2所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc.当将A与B接入电压U(V)的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U(V)的电路中，则电流为()例1A．4IB．2IC.12ID.14I【自主解答】设沿AB方向的横截面积为S1，沿CD方向的横截面积为S2，则有S1S2＝12.AB接入电路时电阻为R1，CD接入电路时电阻为R2，则有R1R2＝ρlabS1ρlbcS2＝41，电流之比I1I2＝R2R1＝14，I2＝4I1＝4I.【答案】A【规律总结】应用电阻定律解题，对同种材料的导体来说，电阻率ρ不变，确定好l和S是解题的关键．变式训练1一根阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为R()A．当L不变、S增大一倍时B．当S不变、L增大一倍时C．当L和S都缩为原来的1/2时D．当L和横截面的半径都增大一倍时解析：选C.由R＝ρLS和V＝SL得：L不变、S增大一倍时R变为原来的1/2；S不变、L增大一倍时R变为原来的一倍；L、S都缩为原来的1/2时，R不变；L和横截面的半径都增大一倍时，R变为原来的1/2.关于电阻和电阻率，下列说法中正确的是()A．把一根均匀导线等分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半B．由ρ＝RSl可知，ρ与R、S成正比，ρ与l成反比C．材料的电阻率随温度的升高而增大D．对某一确定的导体当温度升高时，发现它电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大例2【思路点拨】导体的电阻由ρ、l、S共同决定，而ρ是由导体的材料和温度决定的．导体的电阻率由材料本身决定，并随温度的变化而变化，但并不都是随温度的升高而增大，则A、B、C错．若导体温度升高时，电阻增大，其原因就是电阻率随温度的升高而增大产生的，则D选项正确．变式训练2关于电阻率的正确说法是()A．电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关B．电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关C．电阻率大的导体，电阻一定很大D．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计B1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质，电阻率是由导体的性质决定的，所以电阻率越大，则电阻越大，对吗？为什么?不对阻率反映导体导电性能的优劣,电阻率大,不一定电阻大,由电阻定律,电阻还与L和S有关课堂训练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？8Ω4、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,所以Ra:Rb=1:45.如图所示,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U2ABCDI1I2U1U2电流计：1.作用：测量电路中的电流2.原理：磁场对电流的作用3.连接：串接4.内阻：电流计本身的电阻6.量程：满偏电流（Ig）、满偏电压（Ug）5.电路图符号：G7.读数：也可读电压8.测量实际电流、电压的困难0123mA灵敏电表的参数1.满偏电流电流表指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫满偏电流．2.电流表的内阻表头G的电阻Rg叫做电流表的内阻。用Rg表示表头线圈的电阻一般为几百到几千欧．说明：①如果电流超过满偏电流，不但指针指不出示数，表头还可能被烧毁．②每个电流表都有它的Rg值和Ig值．Rg和Ig是电流表的两个重要参数．3.满偏电压——表头G通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫做满偏电压，根据欧姆定律可知：Ug=IgRg问题：电流表能够测量的电流不超过毫安级，为了测量几安培的电流，甚至更大的电流，可以采用什么方法？说明：这样，在测量大电流时，通过电流表G的电流也就不致超过满偏电流Ig，并联了分流电阻，则在表头刻度盘上标出相应的电流值，不是表示通过电流表G的电流，而是表示通过电流表A的电流．电流表的改装：例题1电流表G，内阻Rg=25Ω，满偏电流Ig=3mA，要改装成量程为0.6A的电流表，应该如何改装？问题1：量程为0.6A的电流表的含义是什么？问题2：此电流表(量程0.6A)的表头内阻为多少？小结：从上面的分析可以看出：1.把电流表G改装成电流表，需要给电流表并联一个阻值小的电阻2.改装后的电流表量程越大，需要给电流表G并联的分流电阻R越小，改装后的电压表内阻就越小．思考：多量程的电流表如何改装？原理是什么？电流表的改装如图：由(I-Ig)R=IgRgR=IgRg／(I-Ig)若I=nIgn为放大倍数GIIgRgRI-Ig则R=IgRg／(I-Ig)=Rg／(n-1)gRn1R并即：电流表的改装1）若要将电流表G改装成大量程电流表需要：并联一个电阻；分流2）若改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联的电阻的阻值为gRn1R并电流表的改装练习1.若电流表的内阻Rg=1000Ω满偏电流Ig=100μA怎样把它改装成量程为10mA的电流表？解：R=IgRg／(I-Ig)=0.1×1000／9.9=10.1Ω或R=Rg／(n-1)=1000／99=10.1Ω问题：电压表能够测量的电压也是有限的，为了测量更大的电压可以采用什么方法？电压表的改装电压表的改装说明：电压表V刻度盘上的电压值不表示加在电流表G上的电压，而是表示加在电压表上的电压。分压电阻：串联电阻R的作用是分担一部分电压，作这种用途的电阻叫分压电阻。【例题2】一电流表G，内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA，把它改装成3V的电压表，需串联一个多大的电阻？【问题1】量程为3V的电压表的含义是什么？【问题2】该电压表的内阻多大?强调：电压表的内阻RV等于表头内阻Rg和分压电阻R串联时的总电阻。即：RV=R+Rg=1000Ω电压表的改装电压表的改装小结：从上面的分析可以看出：1.把电流表改装成电压表，需要给电流表串联一个阻值大的电阻2.改装后的电压表量程越大，需要给电流表G串联的分压电阻越大，改装后的电压表内阻越大。思考：多量程的电压表如何改装？原理是什么？由：电压表的改装RUURUggg令：U=nUg则有ggggRnRUUUR)1(GUUgU-UgRgR电压表的改装2）若改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联电阻的阻值为1gRnR串联一个电阻；分压1）若要将电流表G改装成电压表需要：电压表的改装练习1.若电流表的内阻Rg=1000Ω满偏电流Ig=100μA怎样把它改装成量程为U=3V的电压表？解：Ug=IgRg=0.1Vn=U/Ug=30∴R=(n-1)Rg=29000Ω=29kΩ练习2.有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA。要把它改装为量程为0～3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？电压表的改装32.97990310XVRAΩ1000R内Ω1.若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联电阻的阻值为2.若要将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联的电阻的阻值为小结gRnR)1(1nRRg伏安法测电阻电阻的测量用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值RIUR伏安法伏安法测电阻的两种电路电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”AV