物理：2.1 探究決定導(dǎo)線電阻的因素 課件（粵教版選修3-1）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第一節(jié)探究決定導(dǎo)線電阻的因素 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解電阻是導(dǎo)體對電流具有阻礙作用的體現(xiàn) 2 知道導(dǎo)體的電阻與其他因素的關(guān)系 會計(jì)算電阻的大小 3 知道電阻率與溫度的關(guān)系 4 了解控制變量法在物理實(shí)驗(yàn)探究中的作用 重點(diǎn)難點(diǎn) 電阻與其他因素的關(guān)系 電阻定律 一 電阻定律的實(shí)驗(yàn)探究1 不同導(dǎo)體的電阻存在大小差異 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體的 和 有關(guān) 與導(dǎo)體的材料有關(guān) 長度 橫截面積 2 在實(shí)驗(yàn)探究決定導(dǎo)體電阻因素的實(shí)驗(yàn)中 采用的是 在保持導(dǎo)體的材料和橫截面積不變時 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是 導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的 成正比 在保持導(dǎo)體的材料和長度不變時 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是 導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的 成反比 在保持導(dǎo)體的長度和橫截面積不變時 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是 導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的 成正比 控制變量法 長度 橫截面積 電阻率 3 電阻定律 實(shí)驗(yàn)表明 均勻?qū)w的電阻R跟它的長度l成 跟它的橫截面積S成 用公式表示為 正比 反比 思考感悟1 白熾燈泡燈絲斷了后 輕輕搖晃燈泡 斷了的燈絲還能搭接上 把燈泡再接入電路時 會發(fā)現(xiàn)比原來更亮了 為什么 二 電阻率1 電阻定律中比例常量 跟導(dǎo)體的 有關(guān) 是一個反映材料 的物理量 稱為材料的電阻率 值越大 材料的導(dǎo)電性能 2 電阻率的單位是 讀作歐姆米 簡稱歐米 材料 導(dǎo)電性能 越差 m 3 材料的電阻率隨溫度的變化而改變 金屬的電阻率隨溫度的升高而 錳銅合金和鎳銅合金的電阻率受溫度影響很小 常用來制作 思考感悟2 用錳銅合金可以制成電阻溫度計(jì)嗎 提示 不能 增大 標(biāo)準(zhǔn)電阻 核心要點(diǎn)突破 2 電流表的兩種接法 圖2 1 1 試觸法 適用于Rx RV RA的阻值關(guān)系都不能確定的情況 如圖2 1 1所示 把電壓表的接線端分別接b c兩點(diǎn) 觀察兩電表的示數(shù)變化 若電流表的示數(shù)變化明顯 說明電壓表的分流對電路影響大 應(yīng)選用內(nèi)接法 若電壓表的示數(shù)有明顯變化 說明電流表的分壓作用對電路影響大 所以應(yīng)選外接法 2 電路的連接 1 導(dǎo)線長度l是連入電路中導(dǎo)線的有效長度 即兩接線柱之間的導(dǎo)線的長度 2 由于待測導(dǎo)線電阻較小 約為幾歐 一般采用電流表外接法 3 測量時 電流不宜過大 電流表用0 0 6A量程 通電時間不宜過長 以免因發(fā)熱使電阻率變化 4 伏安法測電阻時 應(yīng)改變滑片的位置 讀出幾組電壓 電流值 分別算出R值 再求平均值 3 誤差分析 1 在探究電阻與導(dǎo)線長度的關(guān)系時 接入電路的導(dǎo)線有效長度不滿足2 1的關(guān)系而出現(xiàn)誤差 2 在探究電阻與導(dǎo)線橫截面積或材料的關(guān)系時 接入電路的導(dǎo)線的有效長度不相等而出現(xiàn)誤差 3 由于伏安法測電阻時采用電流表外接法 導(dǎo)致R測 R真 4 通電電流太大或通電時間過長 致使電阻絲發(fā)熱 電阻隨之發(fā)生變化 4 數(shù)據(jù)處理如圖2 1 2 把導(dǎo)體A接在電路中的M N兩點(diǎn)間閉合S調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片 可以得到關(guān)于導(dǎo)體A的幾組電壓和電流數(shù)據(jù) 下表是測得的一組數(shù)據(jù) 圖2 1 2 用描點(diǎn)法在直角坐標(biāo)系中作出U I圖象 得到一條過原點(diǎn)的直線 換用另一導(dǎo)體B代替A進(jìn)行實(shí)驗(yàn)又可得到導(dǎo)體B的幾組電壓 電流數(shù)據(jù) 如下表 圖2 1 3 在圖2 1 3的坐標(biāo)系中再作出其U I圖象 也是一條過原點(diǎn)的直線 從A B圖線的比較可以看出導(dǎo)體中的電流跟它的電阻成反比 跟電壓成正比 這就是歐姆定律 U I圖線的斜率即為電阻 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 1 某待測電阻約為100 直流毫安表 量程0 10mA 內(nèi)阻50 直流電壓表 量程0 3V 內(nèi)阻5k 要準(zhǔn)確地測量待測電阻的阻值 需要用 接法 測量值比真實(shí)值偏 解析 比較待測電阻與直流電流表和直流電壓表的阻值可知 待測電阻為小電阻 需要選用外接法 測量值為待測電阻與電壓表的總電阻 所以測量值比真實(shí)值偏小 答案 外小 解析 選D 導(dǎo)體的電阻率由材料本身性質(zhì)決定 并隨溫度而變化 導(dǎo)體的電阻與長度 橫截面積有關(guān) 與導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)體中電流大小無關(guān) 故A B C錯誤 電阻率反映材料的導(dǎo)電性能 電阻率常與溫度有關(guān) D正確 三 電阻與電阻率的區(qū)別 特別提醒 各種材料的電阻率一般都隨溫度的變化而變化 1 金屬的電阻率隨溫度的升高而增大 2 半導(dǎo)體 熱敏電阻 的電阻率隨溫度的升高而減小 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 3 單選 關(guān)于材料的電阻率 下列說法中正確的是 A 把一根長導(dǎo)線截成等長的三段 則每段的電阻率都是原來的1 3B 材料的電阻率隨溫度的升高而增大C 純金屬的電阻率較合金的電阻率小D 電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量 電阻率越大的導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大 解析 選C 電阻率是材料本身的一種電學(xué)特性 與導(dǎo)體的長度 橫截面積無關(guān) A選項(xiàng)錯 金屬材料的電阻率隨溫度升高而增大 半導(dǎo)體材料則相反 B選項(xiàng)錯 合金的電阻率比純金屬的電阻率大 C選項(xiàng)對 電阻率大表明材料的導(dǎo)電性能差 不能表明對電流的阻礙作用一定大 因?yàn)殡娮璨攀欠从硨﹄娏髯璧K作用大小的物理量 而電阻還跟導(dǎo)體的長度 橫截面積有關(guān) D選項(xiàng)錯 一根粗細(xì)均勻的金屬裸導(dǎo)線 若把它均勻拉長為原來的3倍 電阻變?yōu)樵瓉淼?倍 若將它截成等長的三段再絞合成一根 它的電阻變?yōu)樵瓉淼?設(shè)拉長與絞合時溫度不變 課堂互動講練 方法總結(jié) 某導(dǎo)體形狀改變后 因總體積不變 電阻率不變 當(dāng)長度l和面積S變化時 應(yīng)用V Sl來確定S和l在形變前后的關(guān)系 分別用電阻定律即可求出l和S變化前后的電阻關(guān)系 單選 如圖2 1 4所示 厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長ab 2bc 當(dāng)將A與B接入電路或?qū)與D接入電路中時電阻之比RAB RCD為 A 1 4B 1 2C 2 1D 4 1 圖2 1 4 答案 D 2011年蚌埠模擬 如圖2 1 5所示 P是一根表面鍍有很薄的發(fā)熱電阻膜 粗細(xì)均勻的長陶瓷管 其長度l為50cm左右 直徑D為10cm左右 鍍膜材料的電阻率 已知 管的兩端有導(dǎo)電箍M N 現(xiàn)有刻度尺 電壓表V 電流表A 圖2 1 5 電源E 滑動變阻器R 開關(guān)S和若干導(dǎo)線 請?jiān)O(shè)計(jì)一個測定膜層厚度d的實(shí)驗(yàn)方案 1 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測定的物理量是 2 畫出測量電路圖 3 計(jì)算膜層厚度的公式是 圖2 1 6 答案 見精講精析 方法總結(jié) 用伏安法測電阻 由于待測電阻較小 故采用電流表外接法 另外 要善于運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決有關(guān)的物理問題 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全