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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-1,恒定電流,第二章,6 導(dǎo)體的電阻,第二章,電阻器是利用材料對電流產(chǎn)生阻礙作用的特性制造的電路元件，是電器設(shè)備中應(yīng)用最多的元件之一。 如下圖所示的滑動變阻器，它有四個接線柱A、B、C、D，為什么當(dāng)滑動觸頭P滑動時可以改變接入電路的電阻呢？ 導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)呢？,,影響導(dǎo)體電阻的因素,1.探究與導(dǎo)體電阻有關(guān)的因素 (1)電阻絲橫截面積的測量 把電阻絲緊密繞在一個圓柱形物體上(例如鉛筆)，用刻度尺測出多匝的________，然后除以________，得到電阻絲的直徑，進(jìn)而計算出電阻絲的橫截面積。,寬度,匝數(shù),刻度尺,2．用實驗探究電阻與導(dǎo)體的材料、橫截面積、長度之間的關(guān)系 (1)實驗方法：____________。 (2)實驗原理：串聯(lián)電路中電壓跟電阻成__________。 (3)實驗方法： 下圖中a、b、c、d是四條不同的金屬導(dǎo)體，b與a長度不同；c與a截面積不同，d與a材料不同，利用歐姆定律分別測算出它們的電阻值，探究電阻跟長度、截面積和導(dǎo)體材料的關(guān)系。,控制變量法,正比,,(4)實驗結(jié)論 導(dǎo)體的電阻與____________成正比，與________________成反比，還與導(dǎo)體材料有關(guān)。,導(dǎo)體的長度,導(dǎo)體的橫截面積,R∝l,不同,導(dǎo)體的電阻,1.電阻定律 同種材料的導(dǎo)體，其R與它的長度l成________，與它的橫截面積S成________，還跟導(dǎo)體的________有關(guān)。 2．公式 R＝__________。公式中比例系數(shù)ρ是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，稱為材料的電阻率。,正比,反比,材料,3．電阻率 (1)計算公式：ρ＝__________。 (2)單位：__________ (3)意義：跟導(dǎo)體的材料有關(guān)，是反映材料______________的物理量。,Ωm,導(dǎo)電性能好差,(4)特性：電阻率與________________有關(guān)，而與導(dǎo)體的長度和橫截面積_______。金屬材料的電阻率隨溫度升高而______，利用電阻率隨溫度變化明顯的金屬制成__________，利用電阻率幾乎不受溫度變化影響的合金制成__________。 但絕緣體和半導(dǎo)體的電阻率卻隨溫度的升高而減小。 當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小到零成為__________。,導(dǎo)體材料的溫度,無關(guān),增大,電阻溫度計,標(biāo)準(zhǔn)電阻,超導(dǎo)體,,如圖所示，一長方體導(dǎo)體若通過電流I1，則長度為a，截面積為bc；若通過電流I2，則長度為c，橫截面積為ab。,3.電阻率與電阻的區(qū)別與聯(lián)系,[特別提醒]各種材料的電阻率一般都隨溫度的變化而變化。 (1)金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。 (2)半導(dǎo)體(熱敏電阻)的電阻率隨溫度的升高而減小。,生活中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況，在電壓不穩(wěn)定的時候燈絲容易燒斷，而手邊又沒有新的燈泡，我們可以通過慢慢晃動燈泡將斷了的燈絲接上，以解燃眉之急。當(dāng)燈泡再次進(jìn)入電路時，會發(fā)現(xiàn)比原來亮了，這是為什么？,二、應(yīng)用實例——滑動變阻器 1．原理 利用改變連入電路的電阻絲的長度改變電阻。 2．構(gòu)造 如圖所示，A、B是繞在絕緣筒上的電阻絲的兩個端點，電阻絲間相互絕緣，C、D是金屬桿的兩個端點，電阻絲上能夠與滑片P接觸的地方，絕緣漆已被刮去，使滑片P能夠把金屬桿與電阻絲連接起來。,,3．在電路中的使用方法 結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，要使滑動變阻器起限流作用時，正確的連接是接A與D(或C)及B與C(或D)，即“一上一下”；要使滑動變阻器起分壓作用，要將AB全部接入電路，另外再選擇A與C(或D)及B與C(或D)與負(fù)載相連，當(dāng)滑片P移動時，負(fù)載將與AP間或BP間的不同長度的電阻絲并聯(lián)，從而得到不同的電壓。,,4．滑動變阻器的兩種接法的比較,[特別提醒]選用兩種接法的原則。 (1)當(dāng)電壓表或電流表的量程太小時，若采用限流接法，電路中實際電壓(或電流)的最小值仍超過電壓表或電流表的量程，必須采用分壓式接法。 (2)負(fù)載電阻的阻值R0遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻R，須用分壓式電路；,(3)要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式電路； (4)負(fù)載電阻的阻值R0小于變阻器總電阻R或相差不多，且電壓電流變化不要求從零調(diào)起時，可采用限流接法； (5)兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因為限流式接法總功耗較小。,如下圖所示為滑動變阻器示意圖，下列說法中正確的是( ) A．a(chǎn)和b串聯(lián)接入電路中，P向右移動時電流增大 B．b和d串聯(lián)接入電路中，P向右移動時電流增大 C．b和c串聯(lián)接入電路中，P向右移動時電流增大 D．a(chǎn)和c串聯(lián)接入電路中，P向右移動時電流增大 答案：BC,解析：當(dāng)a和c或d接入電路且P向右移動時，串聯(lián)接入電路的有效電阻絲增長，電阻增大，電流減小，因此D錯。當(dāng)b和c或d接入電路且P向右移動時，接入電路的有效電阻絲變短，電阻變小，電流變大，B、C都對。當(dāng)a和b串聯(lián)接入電路時，無論P向何方移動，接入電路的電阻絲長度不變，電阻不變，電流就不變，A錯。因此，本題正確選項為B、C。,(雅安中學(xué)2013～2014學(xué)年高二上學(xué)期期中)關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說法中，正確的是( ),對電阻和電阻率的理解,C．將一根導(dǎo)線一分為二，則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來的二分之一 D．某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度降低會突然減小為零，這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象時，溫度不是熱力學(xué)溫度零度,解析：導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫做導(dǎo)體的電阻，它只與導(dǎo)體的幾何形狀和材料性質(zhì)有關(guān)，與導(dǎo)體是否通電以及通電電流的大小均無關(guān)。電阻率的大小和導(dǎo)體幾何形狀無關(guān)，只與材料性質(zhì)和溫度有關(guān)。一般金屬合金和化合物的電阻率隨溫度升高而增大，隨溫度降低而變小，當(dāng)溫度降低到某一轉(zhuǎn)變溫度(大于0K)時，某些金屬、合金、化合物的電阻率會突然減小為零，呈超導(dǎo)電現(xiàn)象。 答案：D 點評：要正確理解電阻與電阻率的物理意義。,(重慶市主城區(qū)2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期六校期末聯(lián)考)某金屬導(dǎo)線的電阻率為ρ，電阻為R，現(xiàn)將它均勻拉長到直徑為原來的一半，那么該導(dǎo)線的電阻率和電阻分別變?yōu)? ) A．4ρ和4R B．ρ和4R C．16ρ和16R D．ρ和16R 答案：D,如圖是一均勻?qū)嵭陌肭蛐螌?dǎo)體，球心為A，頂點為B，CD為底面直徑。若按甲圖的方式將其接在兩個電極之間，測得它的電阻為R，若按乙圖的方式接在兩個電極之間，其電阻R′為多大？(電極的電阻不計),電阻定律的應(yīng)用,,解析：解法1：本題中的半球?qū)w可等分成兩塊四分之一球形材料。將甲圖作如下等效變換，如圖所示，不難看出：R′＝4R。 解法2：設(shè)想將半球形導(dǎo)體補齊成一個球，則可以作如圖所示的等效變換。得：R′＝4R。 答案：4R,,,點評：上述兩種方法，一種是化整為零的“分割法”，另一種是化零為整的“補齊法”。通過等效變換，靈活變通地應(yīng)用電路串聯(lián)、并聯(lián)的性質(zhì)，就能圓滿地求得結(jié)果。 通過本例題得出這樣一個結(jié)論：對于一個給定的電阻物塊，其電阻并不單一，具體由連接方式而定。不同的連接方式，一般將呈現(xiàn)不同的電阻值。,(河南新鄭市2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期期中)如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬片，邊長ab＝10cm，bc＝5cm當(dāng)A與B間接入的電壓為U時，電流為1A．若C與D間接入的電壓為U時，其電流為( ) A．4A B．2A C．0.5A D．0.25A 答案：A,,(青島市2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期六校聯(lián)考)實驗室購買了一捆標(biāo)稱長度為100m的銅導(dǎo)線，某同學(xué)想通過實驗測其實際長度。該同學(xué)首先測得導(dǎo)線橫截面積為1.0mm2，查得銅的電阻率為1.710－8Ωm，再利用圖甲所示電路測出銅導(dǎo)線的電阻Rx，從而確定導(dǎo)線的實際長度。可供使用的器材有：,滑動變阻器的使用,電流表：量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω； 電壓表：量程3V，內(nèi)阻約9kΩ； 滑動變阻器R1：最大阻值5Ω； 滑動變阻器R2：最大阻值20Ω； 定值電阻：R0＝3Ω 電源：電動勢6V，內(nèi)阻可不計；開關(guān)、導(dǎo)線若干。,,回答下列問題： (1)實驗中滑動變阻器應(yīng)選________(填“R1”或“R2”)，閉合開關(guān)S前應(yīng)將滑片移至________端(填“a”或“b”)。 (2)在實物圖中，已正確連接了部分導(dǎo)線，請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接。,,(3)調(diào)節(jié)滑動變阻器，當(dāng)電流表的讀數(shù)為0.50A時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為________V。 (4)導(dǎo)線實際長度為________m(保留2位有效數(shù)字)。 解析：(1)滑線變阻器采用的是限流式接法，電流表的量程為0.50A，所以變阻器最小阻值為9Ω，故選R2。閉合開關(guān)前應(yīng)將滑片移至a端防止燒壞用電器。 (2)根據(jù)電路圖正確畫出實物圖。,答案：(1)R2；a (2)如下圖所示 (3)2.30(2.29、2.31均正確)。 (4)94(93～95均正確)。,,(棗莊市2014～2015學(xué)年高二上學(xué)期三校聯(lián)考)如圖所示為用伏安法測定一個定值電阻阻值的實驗所需的器材實物圖，器材規(guī)格如下：,,(1)待測電阻Rx(約100Ω)； (2)直流毫安表(量程0～20mA，內(nèi)阻50Ω)； (3)直流電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻5kΩ)； (4)直流電源(輸出電壓6V，內(nèi)阻不計)； (5)滑動變阻器(阻值范圍0～15Ω，允許最大電流1A)； (6)開關(guān)1個，導(dǎo)線若干。 根據(jù)器材規(guī)格及實驗要求，在本題的實物圖上連線。,答案：,,,正確答案：D,