电阻定律
物体的电阻和欧姆定律

物体的电阻和欧姆定律电阻是描述物体对电流的阻碍程度的物理量,它是电流的比例系数。
欧姆定律是描述电压、电流和电阻之间关系的基本规律。
本文将详细介绍物体的电阻和欧姆定律的概念、公式以及其在实际应用中的重要性。
一、电阻的概念电阻是指物体对电流流动的阻抗程度,是电流流过物体时所受到的阻碍。
通常用符号R来表示,单位为欧姆(Ω)。
电阻与电流的关系可以用欧姆定律来表示。
二、欧姆定律的概念欧姆定律是描述电流、电压和电阻之间关系的基本定律。
它可以表示为以下公式:U = I × R其中,U代表电压,单位为伏特(V);I代表电流,单位为安培(A);R代表电阻,单位为欧姆(Ω)。
根据欧姆定律可知,电流的大小与电压成正比,与电阻成反比。
三、电阻与电流的关系根据欧姆定律,电流I通过电阻R时,产生的电压U与电流I成正比,与电阻R成反比。
换言之,当电阻增大时,电流减小;当电阻减小时,电流增大。
这一关系可以用以下公式来表示:I = U / R其中,I代表电流,U代表电压,R代表电阻。
可以看到,电流I与电压U成正比,与电阻R成反比。
四、电阻的测量方法在实际测量中,我们可以使用电阻计来测量电阻的大小。
电阻计是一种专门用来测量电阻的仪器,它通过在电路中加入一个已知电流,然后测量所产生的电压来计算电阻的大小。
另外,根据欧姆定律的公式U = I × R,我们也可以通过测量电流和电压的值来计算电阻的大小。
五、电阻的应用电阻是电路中的重要元素,它在各种电子设备和电路中起到重要的作用。
以下是一些电阻的应用:1. 限流器:电阻可以用来限制电路中的电流,防止电路中的元件因过大的电流而受损。
2. 分压器:电阻可以用来将电压分成不同的比例,满足不同电路的需求。
3. 发热元件:电阻在电器中可以作为发热元件使用,例如电热器、电暖器等。
4. 传感器:电阻可以用来制作各种传感器,例如温度传感器、湿度传感器等。
以上仅仅是电阻在电路中的一些应用,实际上电阻在各个领域都有广泛的应用。
电阻与欧姆定律

电阻与欧姆定律电阻是指材料对电流流动的阻碍程度,是电路中重要的基本参数。
欧姆定律是描述电阻与电流、电压之间关系的基本定律。
本文将详细介绍电阻和欧姆定律的相关概念、公式以及应用。
一、电阻的概念和单位电阻是指材料对电流运动的阻碍程度,常用符号为R,单位为欧姆(Ω)。
电阻的大小取决于材料本身的特性,例如材料的导电性质、长度、横截面积等。
电阻与电流流过的截面积成反比,与电流流过的长度成正比。
二、欧姆定律的表达式欧姆定律是描述电阻与电流、电压之间关系的基本定律,可以用以下公式表示:U = IR其中U表示电压(单位为伏特),I表示电流(单位为安培),R表示电阻(单位为欧姆)。
三、欧姆定律的应用欧姆定律是电路分析中最基本的定律之一,广泛应用于各种电路和电器设备中。
通过欧姆定律,我们可以计算电阻、电流或电压的大小,也可以确定电路中其他元件的参数。
1. 计算电阻根据欧姆定律的公式,我们可以通过已知的电压和电流来计算电阻的大小。
例如,如果我们测量到一个电路中的电压为5伏特,电流为2安培,那么根据欧姆定律可得电阻为2.5欧姆。
2. 计算电流如果已知电阻和电压,我们可以利用欧姆定律来计算电流的大小。
例如,某电路中的电压为10伏特,电阻为3欧姆,那么根据欧姆定律可得电流为3.33安培。
3. 计算电压当已知电阻和电流时,我们可以应用欧姆定律计算电压。
例如,某电路中的电阻为4欧姆,电流为2安培,那么根据欧姆定律可得电压为8伏特。
四、电阻的分类和特性根据电阻的性质和应用,可以将电阻分为固定电阻和可变电阻。
1. 固定电阻固定电阻是指阻值固定不变的电阻。
常见的固定电阻有炭膜电阻、金属膜电阻、金属氧化物电阻等。
固定电阻在电路中常用来限制电流、分压、分流等。
2. 可变电阻可变电阻是指阻值可以调节的电阻。
可变电阻的阻值可以通过旋钮或滑动变片来调节。
可变电阻在电路中常用于调节电流、电压和信号的幅度等。
电阻的另一重要特性是功率耗散能力。
功率可以通过以下公式来计算:P = IV其中P表示功率(单位为瓦特),I表示电流,V表示电压。
3-3电阻定律

用电器的串并联
一、串联电路的基本特点。
R1 U1 R2 U2 R3 U3
V 1、电流
I=I1=I2= *** =In
U=U1+U2+***+Un R=R1+R2+***+Rn
R
2、电压
3、等效电阻
n
Ri
i1
4、串联电路的分压作用
各电阻分担的电压与其电阻值成正比。
U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3=I 5、电功率 与其电阻值成正比
∵1/R=1/R1+1/R2> 1/R1 ∴ R<R1 ∵1/R=1/R1+1/R2> 1/R2 ∴R<R2
R3
R1
R2
用电器的混连
(1)电流法 (2)等电势点法(电 路变形,原结构不变)
R1 R2 R3 R4
A)滑动变阻器的使用
1、变阻器的两种接法 串联 RX 限流 式
a b c d
R=ρL/S
V
A
三、电阻率
导体的电阻是导体本身的性质,与是否加电压, 是否有电流通过无关。在温度不变时,导体的 电阻与长度成正比,与横截面积成反比,还与 导体的材料有关。
R=ρL/S
L_长度(米)S_面积(米2) R_电阻(欧姆) 电阻率ρ=RS/L(欧· 米),是由导体的材 料决定,并且与温度有关。在温度一定时, 物质的电阻率是一定的。(见表)。
3-3电阻定律
一、电阻; 二、电阻定律; 三、电阻率,超导现象;
一、电阻R。
电阻R是导体阻碍电流的性质,它等于导 体两端的电压U与流过导体的电流强度I之比。 R=U/I 单位:伏特/安培=欧姆(Ω)
二、电阻定律。
导体的电阻是导体本身的性质,与是否加电压,是否 有电流通过无关。在温度不变时,导体的电阻与长度 成正比,与横截面积成反比,还与导体的材料有关。
电阻定律

教学内容:预习第二节 电阻定律【基础知识精讲】在温度不变时,导体的电阻与其长度成正比,与其横截面积成反比,即R=ρS l . A.在公式R=ρSl 中,l 、S 是导体的几何特征量,比例系数ρ(电阻率)是由导体的物理特性决定的.不同的导体,它们的电阻率不相同.B.对于金属导体,它们的电阻率一般都与温度有关,温度升高时电阻率增大,导体的电阻也随之增大.电阻定律是在温度不变的条件下总结出来的物理规律,因此也只有在温度不变的条件下才能适用.温度变化时,就要考虑温度对电阻率的影响.注意物理规律的适用范围,不能随意把物理规律应用到它所适用的范围之外去..................................,这是非常重要的.根据一定条件下总结出来的物理规律作出某些推论,其正确性也必须通过实践(实验)来检验.C.有人根据欧姆定律I=R U 推导出公式R=IU ,从而错误地认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流强度成反比.对于这一错误推论,可以从两个方面来分析:第一,电阻是由导体的自由结构特性决定的,与导体两端是否有电压、有多大的电压、导体中是否有电流通过、有多大电流通过没有直接关系,加在导体上的电压大,通过的电流也大,导体的温度会升高,导体的电阻会有所变化,但这只是间接影响,而没有直接关系;第二,伏安法测电阻,是根据欧姆定律,用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电阻的电流,由公式R=IU 计算出电阻值,这是测量电阻的一种方法.D.半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,电阻随温度的升高而减小的材料.改变半导体的温度,使半导体受到光照,在半导体中加入其他微量杂质等,可使半导体的导电性能发生显著变化,正是因为这种特性,使它在现代科学技术中发挥了重要作用.E.超导现象:当温度降低到绝对零度(0K)附近时,某些材料(金属、合金、化合物)的电阻率突然减小到零.这种现象叫做超导现象.处于这种状态的导体,叫做超导体.材料由正常状态转变为超导状态的温度叫做转变温度(记为T C ).目前高温超导体的研究已在世界范围内形成热潮,这一研究的目标是实现得到在室温条件下工作的超导材料,以使之广泛应用.【重点难点解析】重点:(1)电阻公式的来源(2)电阻的大小是由导体的自身结构特性决定的,与导体两端是否有电压、有多大电压及电流大小没有直接关系.难点:电阻与温度有直接的关系,课本中给定的几种材料的电阻率都是指在20℃时的值.例1 关于电阻率,下列说法正确的是( )A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度升高而增大C.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常都用它制作标准电阻解析 本题涉及到的知识,在教材中都有相当简洁、明确的说明,都是必须了解的基本知识,认真阅读教材,就可知道选项B 、C 、D 都是正确的.例2 下列说法中正确的是( )A.由R=U/I 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比B.由I=U/R 可知,通过导体的电流强度跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻成反比C.导体的电阻率由导体本身的物理条件决定,任何物理变化都不能改变导体的电阻率D.欧姆定律I=U/R ,不仅适用于金属导体的导电情况,对于别的电路也适用.解析 由电阻定律知,导体的电阻是由本身的物理条件决定的,与加在它两端的电压和通过它的电流无关.所以A 错.导体的电阻率是由导体的材料决定的,与温度有关.温度发生变化,电阻率也会改变,所以C 错.部分电路欧姆定律只适用于电阻电路,不一定适合于一切电路,所以D 错.故正确答案为B.评注 此题帮助我们正确理解欧姆定律的物理意义及电阻率的概念.【难题巧解点拨】例1 一只标有“220V 60W ”的白炽灯泡,加上的电压U 由零逐渐增大到220V.在此过程中,电压U 和电流I 的关系可用图线表示.在如图所示的四个图线中,肯定不符合实际的是( )解析 由电阻的定义式R=IU 知:在U —I 图线上,某一点的纵坐标U 和该点的横坐标I 的比值U/I 就对应着电阻值R.由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220V 时,钨丝由红变到白炽,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大.A 图线表示U/I 为一定值,说明电阻不变,不符要求;C 图线上各点的U/I 值随U的增大而减小,也不符合实际;D 图线中U/I 的值开始随U 的增大而增大,后来随U 的增大而减小,也不符合实际;只有B 图线中U/I 的值随U 的增大而变化,符合实际.此答案应选A 、C 、D.评注 要从题目中挖掘出电压由零逐渐增大到220V 的含义,即热功率增大,白炽灯钨丝的电阻会随温度的升高而增大.不要认为白炽灯钨丝的电阻是固定不变的,这是这道题解答的关键地方.例2 下图是a 、b 两个导体的I-U 图象:(1)在a 、b 两个导体加上相同的电压时,通过它们的电流强度I A ∶I B = .(2)在a 、b 两个导体中通过相等的电流时,加在它们两端的电压U A ∶U B = .(3)a 、b 两个导体的电阻R A ∶R B = .解析 本题给出的是I-U 图象,纵轴表示通过导体的电流,横轴表示加在导体两端的电压.(1)加在a 、b 两端的电压相等时,通过它们的电流比为B A I I =︒︒30tan 60tan =3/13=13 (2)通过a 、b 的电流相等时,a 、b 两端的电压比为B A U U =︒︒30cot 60cot =33/1=31 (3)由(1)或(2)都可以推导出a 、b 两个导体的电阻比为B A R R =31【课本难题解答】课本第130页(2)把导线对折起来,长度变为原来的21,而横截面积变为原来的2倍.由电阻与长度成正比,与横截面积成反比可知,电阻R=4Ω将变为原来的41,即1Ω.把它拉长到原来的2倍时,设导线的体积不变,则横截面积变为原来的21,电阻R=4Ω变为原来的4倍即16Ω. (4)A 、C 接入电路时,左半边电阻丝PA 被接入电路.当滑片P 由B 向A 移动时,接入电路中的电阻丝的长度变小,因而接入电路中的电阻变小.A 、D 接入电路中,P 向A 移动时,电阻变小.B 、C 接入电路中,P 向B 移动时,电阻变小.B 、D 接入电路中,P 向B 移动时,电阻变小.【命题趋势分析】1.电阻定律的应用,伏安曲线2.超导现象【典型热点考题】例1 如图所示,一块半圆形的导体如图甲连接时,电阻阻值为R ,如图乙连接时,电阻阻值为多少?如图丙连接时,电阻阻值为多少?解析 因为图甲的电阻阻值为R ,那么将甲图补充为一个完整的图形(如图丙),注意到丙图与甲图相比,是关于竖直直径对称的,故可等效地认为丙图是将甲图的长度增大一倍,而横截面积不变,根据电阻定律可得丙图导体电阻阻值为2R ;而丙图乙图相比,丙图沿水平直径平分的一半即为乙图,即相当于:丙图与乙图长度相等,横截面积为乙图的2倍,根据电阻定律可得:R 乙=2R 丙=4R.评注 本题曾出现在全国物理奥赛初赛试卷上,初看此题,好象与电阻定律毫无联系,但仔细揣摩之后就会发现,图甲、图乙所示电阻恰好是图丙所示电阻分别沿纵向和横向直径分开后的一半,从而可分别等效为长度和面积为图丙的一半,然后就可用电阻定律求解.例2 有一根导线长为l ,横截面积为S ,它是由电阻率不均匀的材料制成,从一端到另一端,电阻率变化规律为ρ=ρ0+Kl ,试求这根导线的电阻.解析 由于电阻率ρ不是定值,因此不能直接用电阻定律R=ρS l 求解.将R=ρSl 变形为RS=ρl ,由于ρ是l 的函数,作出ρ—l 图象(如图所示),阴影部分的面积就是RS 的值.∴RS=21 (ρ0+ρ0+Kl)·l 即 R=Sl Kl 2)(20+ρ 评注 图象法在中学物理解题应用很广,也很重要.《力学》中还有利用υ—t 图象求位移S ,利用F —S 图象求功W ,利用F —t 图象求冲量I 等,同学们应认真体会.【同步达纲练习】1.如图所示,直线a 、b 是电阻R 1、R 2的U-I 图线.将R 1、R 2并联后接入电路之中,则( )A.R 1的阻值较大B.R 2的阻值较大C.R 1消耗的电功率较大D.R 2消耗的电功率较大2.同种材料制成的两根粗细均匀的直导线A 和B ,首尾相接串联在电路中,A 的长度为l ,B 的长度为2l ,测得导线A 两端的电压与导线B 两端的电压比U A ∶U B =3∶2,则A 、B 的横截面积比为( )A.3∶2B.2∶3C.3∶1D.1∶33.a、b两根不同材料制成的电阻丝,长度比为1∶5,横截面积之比为2∶3,串联后接入电路中两端电压比为2∶5,可知这两种材料的电阻率之比为( )A.2∶5B.3∶4C.4∶3D.8∶34.如图所示,a、b、c、d是滑线变阻器的四个接线柱,把它串联接入电路之中,要求滑动触片P向接线柱d移动时,电路中的电流不断减小,则接入电路中的接线柱可以是( )A.a和cB.a和dC.b和aD.b和c5.一根粗细均匀的金属导线,电阻为R.把这根导线截成等长的n段,然后将这n段导线并联起来,其电阻等于;若把这根导线均匀地拉长到原来的n倍,则拉长后的电阻为 .6.两个定值电阻R1和R2,已知R1>R2,试证明R1、R2并联后的总电阻一定小于R2.7.用多大的电阻R′和定值电阻R并联,能使并联后的总电阻为R/n?8.用多大的电阻R′和定值电阻R串联,能使串联后的总电阻为nR?【素质优化训练】1.下列说法中正确的是( )A.电阻率越大的导体,电阻一定也越大B.电阻率是材料的固有属性,任何情况下不可能为零C.温度升高时,有些材料电阻率增大,有些材料的电阻率不变,有些材料电阻率减小D.以上说法均不对2.白炽灯的灯丝是由钨制成的下列说法中,正确的是( )A.由于白炽灯正常工作时的灯丝和未接入电路时的灯丝是同一个导体,故两种情况下电阻是相同B.白炽灯正确工作时灯丝电阻大于未接入电路时灯丝电阻C.白炽灯正常工作时灯丝电阻小于未接入电路时灯丝电阻D.不能确定3.电阻定律的内容是:;用公式表示为 .4.随着温度的变化,不同材料的电阻率的变化也各不相同;纯金属的电阻率随着温度的升高而,如金属铂;某些合金锰铜和钅康铜的电阻率几乎不受温度变化的影响,常用来制作;还有些电子器件,如二极管等随温度的升高而 .5.滑动变阻器是利用来改变电阻的.其构造如图所示:AB是一根,其电阻可视为,C、D间是电阻率较大,长度较长的电阻丝,P是滑动触片,能将金属杆与电阻丝连通.若将AB直接接入电路当中,其电阻为;若将CD直接接入电路中,电阻是;起不到 .正确的连接方法是将接入电路中,如将A与D,连入电路的电阻就是部分,当P向右滑动,电阻阻值 .6.变电站用铜导线(ρ=1.7×10-8Ω·m)向1km外的用户供电,变电站输出电压237V,若输电线中的电流是5A,为使用户所获得的电压不低于220V,应选用横截面积最小= mm2的导线?7.如图所示,将一长方体接入电路中,按图(甲)接入时,电路的电流为I,如果按图(乙)接入时,其电流为多大?(a=3b,电压维持不变)【生活实际运用】例电源通过导线ab和cd对负裁R供电.电源加在a、c间的电压恒定为U ac=600V,a端电势高(如图1所示).为了检测输电导线ab和cd对地绝缘情况,将内阻R g=200kΩ的电压表通过单刀双掷开关S按图示方法分别与两根输电导线相接,电压表的另一端接地.当S与1接通时,电压表的读数为“-300V”;当S与2接通时,电压表的读数为“+120V”.求两根输电导线对地(绝缘)电阻各多大?图1解析 如图1所示,设ab 对地(绝缘)电阻为R 1,cd 对地(绝缘)电阻为R 2.S 与1接通时,等效电路如图2(甲)所示;S 与2接通时的等效电路如图2(乙)所示.图2根据图2(甲)和(乙)及已知条件,可列方程组:gg R R R R R +221=VV 300300=1 211R R R R R gg+=V V 480120=41 解这两个方程,可得R 1=120k Ω,R 2=350k Ω,表明输电导线cd 对地绝缘性能比ab 好.【知识验证实验】电流通过导体的时候,导体对它有一定的阻碍作用,人们把这种阻碍作用叫做导体的电阻。
电阻定律-部分电路欧姆定律

特别提示
要区分是 —U 图线还是U— 图线. 对线性元件: ;对非线性元件 ,应注意,线性元件不同状态时 比值不变,非线性元件不同状态时比值不同.
题型1 电流定义的理解与应用
题型探究
【例1】如图2是静电除尘器示意图,A接 高压电源的正极,B接高压电源的负极, AB之间有很强的电场,空气被电离为电 子和正离子,电子奔向正极A的过程中, 遇到烟气中的煤粉,使煤粉带负电,吸附 到正极A上,排出的烟就成为清洁的了.已知每千克煤粉会吸附n mol电子,每昼夜能除尘m kg,计算高压电源的电流强度 .(已知电子的电荷量为e,阿伏加德罗常数为NA,一昼夜时间为t)
两图线交点为(2 V,0.3 A),可得此种情况下电流
为0.3 A.
通过电流表的电流值为IA=2I=0.6 A 灯泡的电阻为R= = Ω=6.7 Ω 答案 (1)0.4 A 10 Ω (2)0.6 A 6.7 Ω
方法归纳 解决这类问题的基本思路:
首先分清是I-U图线还是U-I图线. 搞清图线斜率的物理意义.即k=R(或k= ) 为了搞清这个问题,最好是将图象的斜率转化为物 理公式,看k= ,还是k= . 必要时配合部分电路欧姆定律.
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连接电路用的导线一般用合金来制作 电炉、电热器的电阻丝一般用合金来制作 电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合 金来制作 标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的 金属材料制作 解析 电路中导线输送电能,但由于导线本身有电 阻,所以导线也要消耗电能,并转化为热量,导线电 阻越小,在其他条件一定的情况下,损耗的电能也 越小,故应选择电阻率小的材料,由提供的信息知 纯金属较合适;电炉与电热器是利用电流的热效应
一、电流
形成
在外加电场的作用下,导线中的自由电荷的 形成电流
2.2. 电阻定律

h
电流方向
R2
b h
l a R S ah h
R1 = R2
1.关于电阻率,下列说法不正确的是(
BD
)
A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大, 其导电性能越好 B.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率一般随温 度升高而增大 C.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻.因此,只有导体 有电流通过时,才具有电阻 D.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用它们 制作标准电阻
②半导体的应用:
a.热敏电阻:能够将温度的变化转化成电信号,测 量这种电信号,就可以知道温度的变化. b.光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的 自动控制设备中起到自动开关的作用. c.晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连 成集成电路. d.半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池 等.
U R= I
l R=ρ S l R=ρ 是电阻的决定式,其电阻 S 的大小由导体的材料、横截面 积、长度共同决定
U R= 是电阻的定义式 I
提供了一种测 R 的方法:只要测 出 U、I 就可求出 R。伏安法 金属导体或电解液适用
提供了一种测导体的 ρ 的方法: 只要测出 R、l、S 就可求出 ρ 适合任何均匀的柱体材料
答案
40 Ω·m
l 思维突破 应用公式 R=ρS解题时, 要注意 公式中各物理量的变化情况, 特别是 l 和 S 的变化情况,通常有以下几种情况: (1)导线长度 l 和横截面积 S 中只有一个发 生变化,另一个不变. (2)l 和 S 同时变化,有一种特殊情况是 l 与 S 成反比, 即导线的总体积 V=lS 不变.
4、几种导体材料的电阻率
电 阻率 温度 材料 银 铜 铝 钨 铁 锰铜合金 镍铜合金 0℃ (Ω∙m) 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 20℃(Ω∙m) 100℃(Ω∙m) 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
物理知识点总结电阻与电阻定律
物理知识点总结电阻与电阻定律电阻与电阻定律电阻是物理学中的重要概念,指的是物体对电流的阻碍程度。
在电路中,电阻起着调整和限制电流的作用。
本文将对电阻的概念、电阻定律以及相关知识点进行总结。
一、电阻的概念电阻是指导体对电流流动的阻碍程度,单位用欧姆(Ω)表示。
电阻的大小取决于导体的物质材料、几何形状、长度和温度等因素。
导体材料中的自由电子与原子的碰撞会造成电阻,阻碍电流的流动。
二、欧姆定律欧姆定律是描述电流、电压和电阻之间关系的基本定律。
它由德国物理学家Georg Simon Ohm在19世纪提出。
根据欧姆定律,电流(I)与电压(V)之间的关系可以用以下公式表示:I = V / R其中,I代表电流,单位是安培(A);V代表电压,单位是伏特(V);R代表电阻,单位是欧姆(Ω)。
根据欧姆定律,当电压保持不变时,电流与电阻成反比关系;当电阻保持不变时,电流与电压成正比关系。
三、串联电阻与并联电阻在电路中,多个电阻可以串联或并联连接。
1. 串联电阻当多个电阻依次连接在同一电路中,形成一个像串珠一样的连接方式时,称为串联电阻。
在串联电阻中,总电阻等于各个电阻之和。
例如,若电路中有三个串联的电阻R₁、R₂和R₃,它们的总电阻Rₜ可以通过下式计算得到:Rₜ = R₁ + R₂ + R₃2. 并联电阻当多个电阻分别连接在电路的不同支路上,形成一个类似分叉的连接方式时,称为并联电阻。
在并联电阻中,总电阻的倒数等于各个电阻倒数之和的倒数。
例如,若电路中有三个并联的电阻R₁、R₂和R₃,它们的总电阻Rₜ可以通过下式计算得到:1/Rₜ = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃串联电阻和并联电阻是电路中最常见的两种连接方式,对于电路的分析和计算具有重要意义。
四、热效应与电阻温度系数电阻在通过电流时,会因为电能转化成热能而产生热效应。
根据“焦耳定律”,这种热量与电流强度、电阻值和时间有关。
另外,电阻的电阻值还会受到温度的影响。
电阻计算法则
电阻计算法则电阻计算法则是电路分析中非常重要的一部分。
电阻是电路中的一个基本元件,它的主要功能是限制电流通过的大小。
在电路中,我们经常需要计算电阻值、电流和电压之间的关系,这就需要运用电阻计算法则。
电阻计算法则有两个主要部分:欧姆定律和串、并联电路的计算方法。
首先,我们来介绍欧姆定律。
欧姆定律表明,电流与电压和电阻之间存在线性关系。
具体来说,如果我们知道电阻的大小和电压的大小,就可以用欧姆定律计算电流的大小。
根据欧姆定律,电流等于电压除以电阻,用公式表示为:I = V/R其中,I代表电流,V代表电压,R代表电阻。
这个公式非常有用,因为通过它我们可以计算任意电阻下的电流大小。
接下来,我们介绍串、并联电路的计算方法。
在电路中,电阻可以连接在一起,形成串联或并联电路。
串联电路中,电阻是依次连接的,电流从一个电阻流过再流到下一个电阻。
在并联电路中,电阻是并排连接的,并且电流可以选择流过其中任意一个电阻。
计算串、并联电路的总电阻时,我们有以下规则:1. 串联电路:总电阻等于各个电阻之和。
即 R = R1 + R2 + R3 + ...2. 并联电路:总电阻等于各个电阻的倒数之和的倒数。
即 1/R =1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...利用这些计算规则,我们可以轻松计算任意串、并联电路的总电阻。
这对于电路分析和设计非常重要。
此外,还有一些其他常用的电阻计算方法。
例如,当我们需要计算两个并联电阻的等效电阻时,可以使用以下公式:R = (R1 * R2) / (R1 + R2)此公式可以简化并联电阻的计算过程,只需输入两个并联电阻的数值,即可得到等效电阻的数值。
最后,我们需要注意的是电阻的单位。
电阻的常用单位是欧姆(Ω),但在实际应用中,常常需要用到千欧姆(kΩ)或兆欧姆(MΩ)。
总结一下,电阻计算法则是电路分析中的基础知识,主要包括欧姆定律和串、并联电路的计算方法。
通过运用这些计算法则,我们可以准确地计算电阻、电流和电压之间的关系,为电路分析和设计提供了重要的依据。
电阻定律-部分电路欧姆定律
分析规律
误差分析
观察图表,分析电压、电流和电阻之间的 关系,验证部分电路欧姆定律的正确性。
分析实验过程中可能存在的误差来源,例 如测量误差、电路连接误差等,并尝试减 小误差对实验结果的影响。
THANKS
谢谢
适用范围
总结词
部分电路欧姆定律适用于金属导线和电解液等线性电阻元件组成的电路,不适用于非线性电阻元件组成的电路。
详细描述
部分电路欧姆定律适用于金属导线和电解液等线性电阻元件组成的电路,因为这些材料的电阻值与其长度成正比, 与截面积成反比,满足欧姆定律的条件。然而,对于某些非线性电阻元件,如二极管、晶体管等,其电阻值会随 着电流的变化而变化,不满足欧姆定律的条件,因此不适用。
。
调整电阻值
选择一个阻值的电阻器,并将 其接入电路中。
记录数据
调整电源电压,记录电流表和 电压表的读数。
重复实验
更换不同阻值的电阻器,重复 上述步骤,收集足够的数据。
实验结果分析
数据整理
绘制图表
将实验中收集到的数据整理成表格,包括 电阻值、电压和电流。
将实验数据绘制成图表,例如电压-电流曲 线图。
验证实验
总结词
通过测量不同阻值的线性电阻元件在不同电压下的电流值,可以验证部分电路欧姆定律 的正确性。
详细描述
验证实验中,需要使用恒压电源和精确的电流表来测量不同阻值的线性电阻元件在不同 电压下的电流值。通过比较测量结果与欧姆定律的理论值,可以验证该定律的正确性。 此外,还可以通过改变电阻元件的温度或材料来研究温度系数和电阻率的变化,进一步
这是因为温度升高会导致导体内 部的原子或分子的运动速度增加, 从而影响电子在导体中的流动。
02
CHAPTER
电阻的定义与欧姆定律的推导
电阻的定义与欧姆定律的推导电阻是描述电流通过导体时受到的阻碍程度的物理量。
而欧姆定律是描述电流、电压与电阻之间的关系。
本文将从电阻的定义开始,逐步推导欧姆定律,并讨论其在电路分析中的应用。
一、电阻的定义电阻是指导体抵抗电流流动的特性。
通常用R表示,单位是欧姆(Ω)。
电阻的值取决于导体的物理性质、几何形状和温度等因素。
一般情况下,电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比。
二、欧姆定律的推导欧姆定律是由德国物理学家乔治·西蒙·欧姆于1827年提出的。
它表明电流I通过导体的电压V与导体的电阻R之间存在简单的线性关系,可以表示为以下公式:V = IR其中,V代表电压,I代表电流,R代表电阻。
为了推导出欧姆定律,我们假设在导体中存在自由电子,这些电子在电场的作用下运动。
假设导体距离L,截面积为A,有N个自由电子。
我们假设电子在单位时间内受到电场力F,电子的速度增加Δv,在该速度下,电子到下一个碰撞所需的平均时间为Δt。
根据牛顿第二定律,可以得到以下关系式:F = mΔv/Δt其中,m为电子的质量。
根据电阻的定义,电阻R可以表示为:R = ρL/A其中,ρ为导体的电阻率。
由于单位时间内电子由于碰撞的原因,其速度几乎不发生改变,即Δv ≈ 0,因此上述关系式可以简化为:F = 0这意味着在稳态下,电子受到的电场力与导体中存在的阻力相等:eE = nevτ其中,e为电子的电荷,E为电场强度,n为单位体积内的自由电子数目,τ为电子的平均碰撞时间。
根据电场强度的定义,有E = V/L,代入上式可得:Ve/L = nevτ即:V = nevL/τ根据电流的定义,有I = nAv,代入上式可得:V = IL/Anτ将导体的电阻表示为R = ρL/A,代入上式可得:V = IρL/Anτ对比欧姆定律的公式V = IR,可得:R = ρ/(nτe^2)三、欧姆定律的应用欧姆定律是电路分析中最基本的定律之一,广泛应用于电流、电压和电阻之间的相关问题。
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8Ω
5倍
课堂训练
2、同一半圆形金属片,如图所示,从不同方向 测量其电阻 (1)Ra、Rb是否相等? (2)如果不等,Ra、Rb谁大? Ra、Rb比值是多少? (1)不等(a)又短又“胖”,(b)又长又“瘦”; Ra <
Rb
(2)若1/4圆形金属片电阻为R0,则(a)为两R0并联, Ra = R0 /2;(b)为两电阻串联, Rb =2 R0,所以 Ra :Rb=1:4
n R3 铜 lm
祝同学们学习愉快!
再见!
l R S
是比例常数,它与导体的材料
有关,是一个反映材料导电性能的 物理量,称为材料的电阻率。
电阻率
1、反映材料导电性能的物理量 2、单位:欧姆· 米
Ω· m
3、纯金属的电阻率小,合金的电阻率大 4、金属的电阻率随温度的升高而增大 锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化 极小, 利用它们的这种性质,常用来制作标 准电阻。
物理新人教版选修3-1 2.6 电 阻 定 律
请仔细观察两只灯泡的照片, 说出它们有哪些不同之处 ?
影响电阻大小的因素有哪些?
这些因素怎么影响电阻大小的?
如何验证?
探究实验中可以在铜丝、康铜丝、铁丝等不同金属 丝中选择几种,测量它们的长度、横截面积、电阻。从 中找出它们的定量关系。
长度---刻度尺 刻度尺
思考题
1、有人说电阻是导体阻碍电流的性质, 电阻率是由导体的性质决定的,所以 电阻率越大,则电阻越大,对吗?为 什么? 不对 电阻率反映导体导电性能的优劣,电 阻率大,不一定电阻大,由电阻定律,电阻 还与L和S有关
思考题
2、一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W” 字样,由计算得出灯泡灯丝电阻 R=484,该阻值是工作时的电阻值还 是不工作时的电阻值,两者一样吗? 为什么? 不一样 100W是额定功率,是灯泡正常工作 时的功率,所以484是工作时的电阻;当 灯泡不工作时,由于温度低,电阻比正常 工作时的电阻小,所以小于484。
横截面积---
金属丝
电阻测量---
分压式
限流式
实验验证
实验方法:控制变量法
实验方案:
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
一、探究导体电阻与它的长度的关系。(材料相同、 横截面积相同)
a
b
c
d
1L
2L
3L
4L
E
S
长度 电压 电阻
1L
2L
3L
4L
3:如图所示,把一个长方体铜柱
的ab端、cd端、ef端分别接入 电路,计算接入电路中的电阻 各是多大?
d n a m e c b f
解:根据电阻定律
l mn m ln
R
L S
得:
d
f b
当接入a、b端,电阻为
R1 铜
n a m
e
c
当接入e、f端时,电阻为
几种导体材料在200C的电阻率
单位:
银
铜 铝
m
—— 1.6 10-8
—— 1.7 10-8 —— 2.9 10-8
钨
铁
—— 5.3 10-8
—— 1.0 10-7
锰铜合金 —— 4.4 10-7
镍铜合金 —— 5.0 10-7 镍铬合金 —— 1.0 10-6
各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化
二、探究导体电阻与它的横截面积的关系。(材料相 同、长度相同)
1S
2S
3S
4S
E
S
横截面积 1S 电压 电阻
2S
3S
4S
结论:
同种材料,S一定,电阻R与L成正比
R ∝L
同种材料,L一定,电阻与S成反比
1 R S
理论探究和验证
电阻串联
R∝L
电阻并联
1 R S
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. 2.表达式:
思考题3
两 个 导 体 材料相同 厚度相同
h ρ
电流方向 R1
a
上表面是正方形
R2
这两个导体的电阻 有什么样的关系?
b h
R 1 = R2
课堂训练
1、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?若把这 根导线的一半均匀拉长为三倍, 另一半不变,其电阻是原来的 多少倍?