高一高教版《电工基础》 1.6 电阻和电阻定律教案

1.6 电阻和电阻定律 一、教学目标 1、理解电阻的含义。 2、了解电阻定律。 3、了解电阻与温度的关系。 二、教学重点、难点分析 重点与难点： 电阻定律是教学重点与教学难点。 三、教具 略。 四、教学方法 讲授法，多媒体课件。 五、教学过程 Ⅰ.导入 在我们日常接触到的物质中，有的可以导电，有的不能导电。根据物质导电能力的强弱，我们将物质分为导体、半导体、绝缘体。 提问：同学们，我们常见的用于传输电能的物质都有哪些啊？ 答：铜、铁。 总结：我们最常接触到的用于传输电能的导体都是用金属制成的，这些材料有铜、铁、银等等。实际上，电解液也是可以导电的。 提问：同学们，我们常见的不能导电的物质都有哪些啊？ 答：略。 除了能导电的导体与不能导电的绝缘体外，还有一些物质的导电能力介于这两者之间，我们叫它们半导体。半导体比较常见的有硅、锗等。 从本质上来说，之所以存在导体、半导体、绝缘体的区别是由于物质对于电流的阻碍作用大小不同而造成的。为了表征物质对于电流的阻碍作用，电学中引入了电阻这个物理量。 II.新课 一、电阻 定义：表示物质对带电粒子定向移动存在阻碍作用的物理量称为电阻。 本质：导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动。作定向运动的自由电子，要与在平衡位置附近不断振动的原子核发生碰撞，阻碍了自由电子的定向运动。这种阻碍作用使自由电子定向运动的平均速度降低，自由电子的一部分动能转换成分子热能。 在一般条件下，任何物质都存在分子热运动，所以任何物体都有电阻。当有电流流过时，都要消耗一定的能量。 （二）电阻定律 经实验证明，在温度不变时，一定材料制成的导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的截面积成反比。这个实验规律叫做电阻定律。 均匀导体的电阻可用公式表示为 （式1-7） 式中 ρ——电阻率，其值由导体材料的性质决定，单位是欧[姆]米，符号为Ω·m，可查表1-1（教材）； L——导体的长度，单位是米，符号为m； S——导体的截面积，单位是平方米，符号为㎡； R——导体的电阻，单位是欧[姆]，符号为Ω。 在国际单位制中，电阻的常用单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）： 1 kΩ = 103 Ω 1 MΩ = 103 kΩ= 106 Ω 提问一：导体电阻的大小由哪些因素决定，写出导体电阻大小的决定式。 答：略。 提问二：导线一定是越长电阻越大吗？ 答：不一定。同种材质，截面积相同的导线，电阻才成与长度正比。 提问三：长导线的电阻比粗导线大吗？ 答：略。 三、电阻与温度的关系 对金属导体而言，温度升高使分子的热运动加剧，而自由电子数几乎不随温度变化，电荷运动时碰撞运动次数增多，受到的阻碍作用加大，导体的电阻增加。 有些半导体，温度升高自由电荷数目增加所起的作用超过分子热运动加剧所起的阻碍作用，电阻减少。 电阻随温度的变化关系可表示为 （式1-8） 式中 R1——导体在温度t1时的电阻； R2——导体在温度t2时的电阻； α——导体的温度系数，单位为1/℃。 III.例题讲解，巩固练习 【例题1】一根铜导线长L=2 000 m ，截面积S = 2㎜2，导线的电阻是多少？ 解：查表可知铜的电阻率，由电阻定律可求得 【例题2】有一根阻值为1Ω的电阻丝，将它均匀拉长为原来的3倍，拉长后的电阻丝的阻值为（ ）。 A．1Ω B.3Ω C.6Ω D.9Ω 解：设电阻丝长为L，截面积S，则它的体积V=SL。 ① 在均匀拉长过程中，体积V不变，L’=3L，则S’=S/3。 ② 由②/①得 所以，正确的答案为D。 IV.小结 （1）电阻表示的是对物质中带电粒子定向移动的阻碍作用强弱。 （2）在温度不变时，一定材料制成的导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的截面积成反比。这个实验规律叫做电阻定律。 （3）注意电阻与温度的关系： A．对于金属导体，温度越高，导体电阻越高； B．有些半导体和电解液，温度越高，导体电阻越低。 V. 作业 略。 学科网（北京）股份有限公司 $