内容正文:
第二节 决定导体电阻大小的因素
1.通过实验探究导体电阻大小与其影响因素的定量关系,理解控制变量法.
2.掌握决定导体电阻的因素及电阻定律.
3.理解电阻率的概念及物理意义,了解电阻率在生活生产中的应用.
一 电阻定律
1.内容:在一定温度下,均匀导体的电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比.
2.公式:R=ρ,式中ρ是比例常量,反映材料对导体电阻的影响.
二 电阻率
1.概念:电阻定律中的比例常量ρ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.
2.单位:国际单位制中,ρ的单位是Ω·m,读作欧姆米,简称欧米.
3.材料的电阻率随温度的变化而改变,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大.
4.一般情况下,金属单质的电阻率较小,合金的电阻率较大.
判一判
(1)由R=ρ知,材料相同的两段导体,长度大的导体的电阻一定比长度小的导体的电阻大.( )
(2)把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都不变.( )
(3)电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体导电性能越差.( )
(4)电阻率小说明材料导电性能强,所以电阻也小.( )
(5)一般金属材料的电阻率随温度升高而增大.( )
(6)电阻率与导体的长度和横截面积有关.( )
提示:(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)×
课堂任务 电阻定律
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”.
实验记录表
接入的导线
导线长度
横截面积
材料
电压U/V
电流I/A
电阻R/Ω
B1C1
——
锰铜导线
B2C2
——
锰铜导线
B3C3
——
锰铜导线
B4C4
——
锰铜导线
B5C5
——
锰铜导线
B6C6
——
锰铜导线
B7C7
——
——
锰铜导线
——
B8C8
——
——
镍铬导线
——
B1C1、B2C2、B3C3:材料、横截面积相同,长度不同的锰铜导线
B4C4、B5C5、B6C6:材料、长度相同,横截面积不同的锰铜导线
B7C7、B8C8:长度、横截面积相同,材料不同的导线
活动1:对于待测导线,我们怎样得到它的阻值?
提示:根据伏安法,即通过电压表测得待测导线两端电压,电流表测得流经待测导线的电流,根据R=得到待测导线的电阻.(因实验有误差,需多次测量,取平均值,减小误差)
活动2:根据实验记录表,如何分析待测导线的电阻与长度、横截面积及材料之间的关系?
提示:(1)导体电阻与长度的关系:B1C1、B2C2、B3C3长度不同,横截面积、材料相同.比较B1C1、B2C2、B3C3的电阻之比与它们的长度之比.
(2)导体电阻与横截面积的关系:B4C4、B5C5、B6C6横截面积不同,长度、材料相同.比较B4C4、B5C5、B6C6的电阻之比与它们的横截面积之比.
(3)导体电阻与材料的关系:B7C7、B8C8材料不同,长度、横截面积相同.比较B7C7、B8C8的电阻是否相等.
1.影响导体电阻的因素
通过实验探究可以得出: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;导体电阻还与构成它的材料有关.写成公式则是R=ρ.
式中ρ是与导体材料有关的比例常量,是表征材料性能的一个重要的物理量,叫作这种材料的电阻率.
2.R=ρ与R=的比较
R=ρ
R=
意义
电阻定律的表达式,也是电阻的决定式
电阻的定义式,R与U、I无关
作用
提供了测定电阻率的一种方法:ρ=R
提供了测定电阻的一种方法:伏安法
联系
导体的电阻取决于导体本身的材料、长度和横截面积,而不是U和I
例1 如图所示,均匀的长薄片合金电阻板abcd,ab边长为L1,ad边长为L2,当端点1、2或3、4接入电路中时,R12∶R34为( )
A.L1∶L2 B.L2∶L1 C.1∶1 D.L∶L
实践探究 当端点1、2或3、4接入电路中时,电阻是否一样?
提示:不一样.
[规范解答] 设薄片厚度为h,端点1、2接入电路中时,电阻R12=ρ,端点3、4接入电路中时,电阻R34=ρ,所以R12∶R34=L∶L.
[答案] D
规律点拨 应用公式R=ρ要注意以下三点
(1)公式中的l是沿电流方向的导体长度,S是垂直于电流方向的横截面积.
(2)一定几何形状的导体,电阻的大小与接入电路的具体方式有关,在应用公式R=ρ求电阻时要注意导体长度和横截面积的确定.
(3)一定几何形状的导体,当长度和横截面积发生变化时,导体的电阻率不变,体积不变,由V=Sl可知l和S成反比,这是解决此类电阻变化问题的关键.
[变式训练1] 给装