内容正文:
第3节
电阻
第十六章 电压 电阻
铁也是导体,既多又便宜,却很少拿它做导线,为什么?
观察与思考
铜导线
银导线
金导线
演示实验:观察比较小灯泡的亮度
把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察电路中小灯泡的亮度。
分析
在相同的电压下
通过铜丝的电流比较大,表明铜丝对电流的阻碍作用比较小;
通过镍铬合金丝的电流比较小,表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用比较大。
实验现象
实验表明:
不同的导体对电流的阻碍作用不同。
1.在物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。
导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用就越大。
导体的电阻通常用字母R 表示。
2.单位:欧姆(ohm),简称欧,符号Ω。
3.电阻的单位还有:兆欧(MΩ)、 千欧(kΩ)
换算关系是:
电阻
1 kΩ = 103 Ω
1 MΩ =106 Ω
4.在电子技术中,我们常用到有一定电阻值的元件——电阻器,也叫作定值电阻,简称电阻。电路图中用符号 表示。
欧姆 (1789-1854)
乔治·西蒙·欧姆,德国物理学家,出生于德国埃尔兰根。
欧姆在物理学中的主要贡献是发现了欧姆定律。另外,欧姆还发现了电阻与导线的长度及横截面的关系。
为纪念他,电阻的单位“欧姆”,以他的姓氏命名。
影响电阻大小的因素有哪些?
电阻的大小可能跟导线的长度有关;
电阻的大小可能跟导线的粗细有关;
电阻的大小可能跟导线的材料有关。
探究影响导体电阻大小的因素
提出问题:
猜想假设:
设计电路:
A
A
B
本实验采用控制变量法
通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小
(转换法)
实验1:探究电阻与导体材料的关系
材料 长度
横截面积 电流
/A 对电流的阻碍作用(填“大”或“小”) 电阻
锰铜合金 相同 相同
镍铬合金 相同 相同
导体的电阻与材料有关。
记录数据:
结论:
小
大
小
大
大
小
实验2:探究电阻与导体长度的关系
材料 长度
横截面积 电流
/A 对电流的阻碍作用(填“大”或“小”) 电阻
镍铬合金 长 相同
镍铬合金 短 相同
导体的电阻与长度有关。
材料、横截面积相同,导体越长,电阻越大。
记录数据:
结论:
小
大
小
大
大
小
实验3:探究电阻与导体横截面积的关系
材料 长度
横截面积 电流
/A 对电流的阻碍作用(填“大”或“小”) 电阻
镍铬合金 相同 小
镍铬合金 相同 大
导体的电阻与横截面积有关。
材料、长度相同,导体的横截面积越大,电阻越小。
记录数据:
结论:
小
大
小
大
大
小
实验4:探究电阻与温度的关系
导体的电阻与温度有关。
对大多数导体来说(如纯金属),温度越高,电阻越大。碳和绝缘体随温度升高电阻减小;半导体电阻与温度关系很大。有的合金电阻与温度变化的关系不大。
结论:
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第二级
第三级
第四级
第五级
实验结论
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度 、横截面积和温度。
①长度、横截面积和温度相同时,材料不同,导体的电阻不同。
②材料、横截面积和温度相同时,导体越长,导体的电阻就越大。
③材料、长度和温度相同时,导体横截面积越小,导体的电阻就越大。
④导体的电阻与温度有关。
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第二级
第三级
第四级
第五级
甲、乙、丙三根镍铭合金线,甲、乙粗细相同,甲比乙短,乙、丙长短一样,乙比丙粗,则三根导线按其电阻由大到小排列是( )
A.R甲>R乙>R丙
B.R甲>R丙>R乙
C.R乙>R甲>R丙
D.R丙>R乙>R甲
例题
D
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在不考虑温度对电阻影响的情况下,下列说法中正确的是( )
A.铜丝的电阻一定比铁丝的电阻小
B.粗细相同的两根导线,长的那根的电阻一定大
C.长短相同的两根导线,细的那根的电阻一定大
D.同种材料制成的长短相同的导线,细的那根电阻一定大
D
针对练习
在其他条件相同的情况下,电阻较小的材料导电性能较强;反之,电阻较大,导电性能较弱。
右图展示的是不同材料在导电性能上的排序,从上至下,材料的导电性能依次减弱。
绝缘体和导体并没有绝对界限。
电阻与材料
半导体和超导现象
导电能力介于导体和绝缘体之间的导体叫做半导体。
某些物质在很低的温度时,电阻就变成了零,这就是超导现象。
半导体的电阻比导体大,但比绝缘体小得多,常见物质:锗、硅、砷化镓等。 通常用半导体材料可以制作二极管和三极管。它被广泛应用于各种电子设备。
能够发生超导现象的物质叫做超导体。