一、
1.理解电阻的大小跟那些因素有关,知道电阻定律。
2.了解电阻率的物理意义以及与温度的关系。
二、
通过控制变量法,研究导体电阻的决定因素,并培养学生的实验抽象概括能力。
三、
通过实验探究,体会学习的快乐。
电阻定律的内容及其运用。
电阻率的物理意义。
一、
教师:高压输电线为什么做得这么粗?导体中产生电流的条件是什么?既然电压是导体中电流产生的前提,那么导体中的电流与两端电压之间存在何种关系呢?
1.连接电路:
2.数据处理:
结论:对同一导体,导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
3.确定常数:
教师提问:
(1)为什么说常数反映了导体本身的性质?
(2)常数反映了导体的什么性质?
(3)用常数反映了导体对电流的阻碍作用方便吗?
(4)怎样改进才能方便地反映导体对电流的阻碍作用?
学生回答:
【过渡】引出电阻这个物理量。
二、
1.引入目的:反映了导体对电流的阻碍作用的大小。
2.度量方式:
强调:比值法。测量式。与无关。
3.决定因素:导体本身的性质决定。
4.矢量标量:
5.单位换算:
6.测量方法:伏安法等。
导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
教师:电阻是导体对电流的阻碍程度,同学们想知道导体的电阻受哪些因素影响呢?你为什么觉得和这些因素有关呢?
学生:和导体长度,横截面积,材料,温度有关。
教师:为什么你猜测和这些因素有关呢?
教师:在初中阶段,我们认识到导体的电阻与多个因素相关,并且了解到线圈长度L越大,电阻R越大;而横截面积S越大时,电阻R反而越小。
今天咱们就来定量的研究导体和这些因素的关系。
教师:研究一个量和几个量的关系我们要用到什么实验方法啊?
学生:
1.实验方法:
2.实验原理:
教师:我们如何通过测量确定导体的长度与横截面积的关系?接下来,我们将探讨如何测定导体的电阻。
学生:用伏安法测电阻。
教师:高中阶段,伏安法测电阻通常采用两种电路:分压式电路和限流式电路。他们都可以通过改变滑动变阻器的阻值来对导体的电阻进行多次测量。
说明:图甲为分压式,图乙为限流式。
教师:是否有一种简便的方法,能在更换电阻后多次测量时避免繁琐操作?
a和b:
a和c:
a和d:
长度L(mm)
横截面积S
材料
两端电压(V)
R1
500
2S
铜
R2
500
S
铜
R3
500
2S
镍铬
R4
250
2S
铜
结论:导体的电阻跟长度成正比,跟横截面积成反比,还跟材料有关。
电阻定律:同种材料的导体,其电阻与其长度成正比,与横截面积成反比;导体电阻还取决于材料本身。
决定式:
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。
1.意义:反映材料导电性能好坏的物理量。
2.定义式:(??由材料和温度决定,与??、
3.单位:
4.电阻率与温度关系:
0℃(Ω?m
20℃(Ω?m
100℃(Ω?m
银
1.48
1.6×
2.07×
铜
1.43×
1.7×
2.07×
铝
2.67×
2.9×
3.80×
钨
4.85×
5.3×
7.10×
铁
0.89×
1.0×
1.44×
锰铜合金
4.4×
4.4×
4.4×
镍铜合金
5.0×
5.0×
5.0×
(1)金属电阻率随温度升高而增大。应用:电阻温度计。
(2)部分合金如锰铜、镍铜电阻率几乎不受温度的影响。应用:标准电阻。
(3)半导体的电阻率随温度的升高而减小。应用:热敏电阻,光敏电阻。
(4)超导体:某些材料当温度降低到一定温度时,电阻率为零。
1.什么叫导体的伏安特性曲线?
导体中的电流随导体两端的电压变化的图线。图像和图像都叫做导体的伏安特性曲线。
2.定值电阻和小灯泡的伏安特性曲线。对比两个图像的异同,并确定出在这两个图像中如何求电阻?图线斜率的物理意义是什么?
导体B的伏安特性曲线表现为直线,其斜率即为电阻值,在实验过程中持续变化。
1.伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线的电学元件叫做线性元件。
2.伏安特性曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件。
(1)线性元件与纯电阻元件是不同的概念。
(2)线性元件仅指纯电阻元件,但纯电阻元件未必是线性元件(例如,小灯泡虽为纯电阻,其伏安特性曲线却呈非线性)。
施加正向电压时,二极管的电阻较小,导致通过其的电流较大;而施加反向电压时,二极管的电阻显著增大,使得通过的电流微小。
反向电压很大时,二极管击穿,反向电流很大。
表明二极管具有单向导电性。
三、
例题1.和是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但的尺寸比小很多。通过两导体的电阻有什么关系?你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义?
由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关。在制造电路元件时,通过减小表面积而不增加电阻,只要保持厚度不变,这有助于实现电路元件的微型化。
例题2.有人认为电