内容正文:
第三章 恒定电流
第2节
鲁科版2019
高中物理必修三
电阻
一
电阻
当电流通过导体时,导体对电流会有阻碍作用。我们称导体的这种阻碍作用为电阻
电阻的大小可以用多用电表直接测量。中学实验中常用伏安法来测得电阻的阻值。
1、物理意义:
反映导体对电流的阻碍作用
2、测量:
3、定义:
一、电阻
如果用电压表测得导体两端的电压U、电流表测得导体两端的电流I,则导体的电阻R,则
4、单位:
欧姆(Ω)
思考与讨论
导体电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比吗?
从实验现象可知:当电阻两端电压发生变化时,通过电阻的电流也会发生变化,但U/I的值保持不变。
导体电阻与哪些因素有关?
二
导体电阻与相关因素的定量关系
跟长度L有关
跟横截面积S有关
跟材料有关
思考与讨论
导体的电阻可能与哪些因素有关?
控制变量法
同种材料,S一定,改变L,测R
同种材料,L一定,改变S,测R
不同材料,L一定,S一定,测R
实验与探究
二、导体电阻与相关因素的定量关系
1、电阻定律:
导体的电阻R跟导体的长度l成正比,跟导体的横截面积S成反比,还跟导体的材料有关。
电阻大小的决定式
①内容:
②公式:
③适用条件:
温度一定,粗细均匀的金属导体,或浓度均匀的电解液.
2、电阻率ρ:
二、导体电阻与相关因素的定量关系
①意义:
反映材料导电性能的物理量
②定义式:
由材料和温度决定,与l、S无关.
③单位:
欧姆·米
金属材料的电阻率一般会温度的升高而变大,绝缘体和半导体的电阻率大多会随温度的升高而减小。
实验与探究
三
伏安特性曲线(I-U图象)
三、伏安特性曲线(I-U图象)
0
I/A
U/V
不虑温度因素时,在电阻两端加上电压,可以得到流过电阻R的电流。
以横坐标表示电压,纵坐标表示电流,可以建立起I-U图象。
U2
I1
I2
U1
导体的伏安特性曲线
U2
I1
I2
U1
①金属导体的伏安特性曲线一般呈线性。半导体与气体导体的伏安特性曲线不是线性。
②伏安特性曲线呈线性的电学元件称线性元件。
④图象的斜率表示导体阻值的倒数。
③由图象坐标值可以计算某一电压值时导体的电阻。
⑤如果是U-I图象。则图象斜率表示电阻的大小
IB
三、伏安特性曲线(I-U图象)
电压越高,图象的斜率越小,即小灯泡的电阻越大。
电压1V时,灯泡电阻:
电压3V时,灯泡电阻:
①同一导体材料,温度不同时,电阻率不同。随温度的升高而增大。
②电流越大、通电时间越长,导体温度越高。
思考与讨论
分析某次实验得到的小灯泡伏安特性曲线
1、小灯泡电阻的变化情况
2、电阻产生变化的原因
如图所示,把一个长方体铜柱的a、b 端,c、d 端,e、f 端分别接入电路,已知其电阻率为ρ铜,计算接入电路中的电阻分别是多大。
解:
思考与讨论
一定材料、一定形状的导体,其阻值还与接入的方式有关
在上题中,如果已知铜的电阻率ρ铜=1.7×108Ω·m, m=2cm, n=4cm, l=8cm,
请分别计算题中三种接入方式的电阻大小。若将此长方体铜柱重新熔制成一个正方体,其相对的两端面间电阻又为多大?
熔为正方体后体积不变
思考与讨论
四
电阻的应用
滑动变阻器:
色环电阻:
可通过滑片左右移动改变电阻的大小
可通过色环读出电阻的阻值
电阻箱:
可通过旋钮调为不同阻值的电阻
定值电阻:
外壳上标有电阻的阻值
电位器:
阻值可调的电阻,常用于音量、灯光调节。
1、常见电阻器
四、电阻的应用
人体也是一个可变电阻,皮肤干燥、低压环境,电阻大;高压、皮肤潮湿,电阻小。
贴片电阻
体积小、稳定性好、精度高
阻值读数:常用3位或4位数表示。
1、常见电阻器
四、电阻的应用
(1)表面涂一层釉,使之光滑且不易粘染污垢。
高压电线的绝缘子,长期暴露在空气中,会因沉积灰尘污垢而漏电
(2)制成一节节皱褶的形状。
增大漏电电流沿表面流过的距离,增大绝缘子电阻,减少漏电。
四、电阻的应用
1、常见电阻器
高压电线绝缘子
2、滑动变阻器
滑动变阻器是通过调节接入电路的金属丝的长度来改变电路中的电流或电压。
如果只接C、D两接线柱
如右图
短路
如果只接A、B两接线柱
全阻值接入
例:
滑片P移动时,接入电路的阻值变大,请设计接法。
1、接 ,滑片P 。
滑动变阻器电路符号
P
A
B
四、电阻的应用
2、接 ,滑片P 。
3、接 ,滑片P 。
A、C
A、D
B、C
右移
右移
左移
4、接 ,滑片P 。
B、D
左移
思考与讨论
滑动变阻器电路符号
P
A
B
四、电阻的应用
思考与讨论
如果滑动变阻器上A、B 间缠绕电阻丝部分的绝缘筒长度为 l,电阻丝总电阻为 R,现电路中需接入
的可调电阻,应如何连接接线柱和调节滑片?
解:
四种接法。
1、接A和C ,
2、接A和D ,
3、接B和C ,
4、接B和D ,
滑片P在距A 的范围内滑动
滑片P在距B 的范围内滑动
D
例题分析
1、两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示。由图可知( )
A、R2的电阻随电压的增大而减小
B、R1的电阻
C、当U = 1V时,R2的电阻小于R1的电阻
D、当U= 1V 时,R2的电阻等于R1的电阻
图象切线的斜率的变化可表示阻值倒数的变化,R2图象切线斜率随电压的增大而减小,故阻值越来越大,A错。当坐标标度不同是,不能倾角正切值表示直线的斜率,B错。U=1V时,通过R1、R2的电流相同,故R1=R2。
2、两电阻丝R1、R2的U-I图象如图所示。由图可知( )
例题分析
BC
A、R1的电阻率大于R2
B、R1的电阻大于R2
C、若将R1对折,其阻值将变为
D、若将R2长度拉伸为原来2倍,其阻值将变为2R2
由图象可知R1>R2,但其长度、横截面积均不知,所以不能判断电阻率的大小。
若将R1对折,由
得
若将R2拉伸,由
得
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