[精品]高二物理3-1：导体的电阻

第二章 恒定电流
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陈云伟
一、影响导体电阻的因素
(一)大胆猜想
导体的电阻是导体本身的一种性质， 由导体自身的因素决定，那么
问题1:导体的电阻R到底由哪些因素决定呢?
跟长度l有关
跟横截面积 S有关
与材料有关
结论：导体的电阻R跟它的长度l、 横截面积S、材料有关。
横截面积S
长度L
温度
材料
一、影响导体电阻的因素
1．6×10－8 1．7×10－8 2．9×10－8 5．3×10－8 1．0×10－7 4．4×10－7 5．0×10－7
2．07×10－8 2．07×10－8 3．80×10－8 7．10×10－8 1．44×10－7 4．4×10－7 5．0×10－7
区别：导体的电阻和材料的电阻率
• 电阻反映导体对电流阻碍作用大小 的性质，电阻大的导体对电流的阻 碍作用大．
2、实验方法：控制变量法 3、实验过程：
长度l、横截面积S、电阻R的测量及方法： 长度l：用mm刻度尺测. 横截面积S：用螺旋测微器测量.
电阻R：伏安法.
伏安法测电阻的原理图：
V
电流表外接法
Rx A
分压式接法
伏安法测电阻的原理图：
V
电流表内接法
R A
限流式接法
伏安法测电阻电路
设计一
设计二
V
L
A2
L/m 1 2 3 U/V I/A R/Ω
A
RL
实验结论: 1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比
一、影响导体电阻的因素
k由导体材料决定 与l、S无关!!!
探究导体电阻与其影响因素的定量关系 实验电路: 电流表外接法 限流式电路
实验电路图:
V
实验数据:
长度,材料相同
S/mm2 1
2
3
U/V
I/A
问题2:导体的电阻R与这些因素 (l、S)的定性关系怎样?
导体的长度 l 越大导体电阻 R越小. 导体横截面积 S越大导体电阻 R越小.
一、影响导体电阻的因素
问题3:导体的电阻R 与这些因素的定量关系怎样?
一、影响导体电阻的因素
(二)实验探究
1、实验目的：探究导体的电阻R与导体的 长度l、横截面积S、材料之间的关系.
超导体:某些材料当温度降低到一定温度时
=0
R=0
4.电阻率与温度关系:
改变温度试验
几种材料在不同温度下的电阻率
ρ(Ω·m)
0℃
20℃
100℃
银 铜 铝 钨 铁 锰铜合金 镍铜合金
1．48×10－8 1．43×10－8 2．67×10－8 4．85×10－8 0．89×10－7 4．4×10－7 5．0×10－7
a
b
c
控制变量法
d
电压表先测a的电压Ua，再测c的电压Uc
实验探究电阻的影响因素 V
a
b
c
控制变量法
d
电压表先测a的电压Ua，再测d的电压Ud
实验数据
材料
同种材料
不同材料
长度和面积 L、S 2L、S L、2S L、S
电压表示数U(V) 3
6
1.5
4.5
一、影响导体电阻的因素
V
V
V
V
a
b
c
d
结论：导体的电阻 R跟长度 l成正比， 跟横截面积 S成反比，还跟材料有关.
为了操作方便简A单，有没有更2L 好的设A1计呢
设计三
V1
V2
2L
L
实验探究电路图
V
V
V
V
a
b
c
d
a 和 b ：长度l不同 限流式接法 a 和 c ：横截面积S不同 a 和 d ：材料不同
实验探究电阻的影响因素 V
a
b
c
控制变量法
d
电压表先测a的电压Ua，再测b的电压Ub
实验探究电阻的影响因素 V
2.决定式: R l
s
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.
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1．一根阻值为R的均匀电阻丝，在下列哪些情况 下阻值仍为R(设温度不变)( ) A．当长度不变，横截面积增大一倍时 B．当横截面积不变，长度增大一倍时 C．当长度和横截面半径都缩小一半时 D．当长度和横截面积都扩大一倍时
R/Ω
实验结论:
A
R 1
S
2.同种材料,L一定,电阻与S成反比
探究导体电阻与其影响因素的定量关系 实验电路: 电流表外接法 限流式电路
实验电路图:
V
实验数据:
长度,横截面积相同
材料 1 2 U/V I/A R/Ω
A
实验结论: 3.不同种材料,R不同
小结（课堂笔记）
一、影响导体电阻的因素
（一）大胆猜想 （二）实验探究 （三）理论探究
Rk l s
经历探究过程
二、电阻定律
1、内容： 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.
R 2、决定式： l 与材料有关,与l、S无关!
s
3、实用条件：温度一定,粗细均匀的金属 导体,或浓度均匀的 电解液.
作业
P59 问题与练习3、4题
三、电阻率
1.意义:反映材料导电性能好坏的物理量.
2.定义式： RS
l 由材料和温度决定,
与l、S无关!!!
3.单位:欧·米( m )
4.电阻率与温度关系:
金属： t
电阻温度计
电阻率 与温度 的关系
半导体：t
热敏电阻 光敏电阻
半导体的导电性能具有可控性
合金： 有些几乎不随t变化 标准电阻
一、影响导体电阻的因素
(三)理论探究(逻辑推理)
探究方案二
1.理论探究导体的电阻R与长度l的关系 2.理论探究导体的电阻R与横截面积S的关系 3.实验探究导体的电阻R与材料的关系
理论探究和实验探究相结合
1.理论探究导体的电阻R与长度l的关系
l1、R1
l1、R1
l1、R1
l1、R1
l nl1
R1 l1 Rl
Rl
2.理论探究导体的电阻R与横截面积S的关系
S1
R1
1
2
3
n
R
S
R R1 n
s ns1
R1 s R s1
R1 s
理论探究
同种材料：
Rl
R1 s
R l s
Rk l s
k是与l、S 无关的常数!!!
二、电阻定律
1.内容：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.
• 电阻率反映材料导电性能好坏的性 质，电阻率小的材料导电性能好．
思考与讨论
1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质， 电阻率是由导体材料的性质决定的，所以 电阻率越大，则电阻越大，对吗?为什么?
答：不对;
电阻率反映导体材料导电性能的优劣, 电阻率大,不一定电阻大,由电阻定律,电 阻还与 l 和S有关.
2、一段均匀导线对折两次后并联 在一起，测得其电阻为0.5 Ω，导线
原来的电阻多大？ 8Ω
若把这根导线的一半均匀拉长
为三倍，另一半不变，其电阻是
原2、3、4
探究导体电阻与其影响因素的定量关系 实验电路: 电流表外接法 限流式电路
实验电路图:
V
实验数据:
横截面积,材料相同