内容正文:
11.2 导体的电阻
2019人教版高中物理第三册
问题1:一个金属导体两端的电压U与电流I有什么样的关系?
一、导体的电阻
RA>RB
B
A
I/A
U/V
O
0.50
1.00
1.50
2.00
0.10
0.20
0.30
0.40
一、新课导入
I
U
O
B
A
相同电压下,金属导体A产生的电流比金属导体B产生的电流小
即金属导体A对电流的阻碍比金属导体B大
定义: 把 表示导体对电流的阻碍作用,用电阻表示
1.同一个导体的 U-I 图像是一条过原点的直线;
2.同一个导体,不管电压电流怎样变化,电压跟电流之比是一个常量。
从图像可以看出:
这个常量说明了什么?
一、导体的电阻
1.电阻
电压
电流
2.欧姆定律
正比
反比
比值法定义,R与U、I无关(导体本身的性质决定)
R一定时,I∝U;U一定时,I∝1/R
例1 (多选)下列判断正确的是
A.由I=U/R可知,U一定时,通过一段导体的电流跟导体的电阻成反比
B.由I=U/R可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
C.由R=U/I可知,I一定时,导体的电阻R与U成正比,U一定时,导体的电阻R
与I成反比
D.对给定的导体,比值U/I是个定值,反映了导体本身的性质
√
√
√
二、影响导体电阻的因素
问题:导体电阻R具体由哪些因素决定?
1.猜想:
长度?
横截面积?
材料?
2.实验思想:
控制变量
3.电路图:
5.实验结果:导体电阻与导体长度成 ,与横截面积成 ,还与导体材料有关。
正比
反比
二、影响导体电阻的因素
变量
分析
不同导体 长度 横截
面积 材料 电压
a l S 铁 U
b l 2S 铁 U/2
c 2l S 铁 2U
d l S 镍铜合金 5U
4.数据记录:
U-I图像与I-U图像的斜率:
斜率表示电阻:
斜率越大,电
阻越大。
斜率表示电阻的
倒数:斜率越大,
电阻越小。
U-I图像
斜率
斜率
I-U图像
6. 理论推导R与L、S的关系:
二、影响导体电阻的因素
L1
S1
三、导体的电阻率
1.导体的电阻:
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:R=ρl / S
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。
3.单位:欧姆·米(Ω·m )
(3)不同材料的电阻率是不同的,纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。
三、导体的电阻率
3.电阻率ρ:
几种导体材料在20OC时的电阻率/( ·m)
银 —— 1.6 10-8
铜 —— 1.7 10-8
铝 —— 2.9 10-8
钨 —— 5.3 10-8
铁 —— 1.0 10-7
锰铜合金 —— 4.4 10-7
镍铜合金 —— 5.0 10-7
镍铬合金 —— 1.0 10-6
为什么标注温度是20OC?
这可能说明了什么?
R=与R=ρ的区别与联系
三、导体的电阻率
3.电阻率ρ:
(4)金属:T变大,ρ变 ,R变 ,可制作 ;
绝缘体或半导体:T变大,ρ变 ,R变 ;
某些合金:ρ几乎不随T变化,可制作 。
大
大
电阻温度计
小
小
标准电阻
超导体
表 几种导体材料在20 ℃ 时的电阻率
从表中可以看出,纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。连接电路的导线一般用电阻率小的铜来制作,必要时可在导线表面镀银。由于用电器的电阻通常远大于导线的电阻,一般情况下,可以认为导线电阻为0。
实验现象:用酒精灯给灯丝加热,发现小灯泡变暗
实验结论:温度升高,灯丝的电阻率变大了
例2.(多选)电熨斗的温度低了,为了提高其温度,可采用下列哪些方法
A.换一根同样材料、同样粗细但长度长些的电阻丝
B.换一根同样材料、同样粗细但长度短些的电阻丝
C.换一根同样材料、同样长度但细些的电阻丝
D.换一根同样材料、同样长度但粗些的电阻丝
√
√
半导体
2、半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,而且电阻不随温度的增加而增加,反而随温度的增加(光照等)而减小的材料称为半导体.
3、特性:改变半导体的温度、受光照射、在半导体中掺入微量杂质等,都会使半导体的导电性能发生显著的变化,这些性能是导体和绝缘体没有的.
1、导体电阻率一般小于10-7Ωm,绝缘体