教科版高中物理必修第三冊(cè)第二章電路及其應(yīng)用3電阻定律電阻率課件

知識(shí)點(diǎn)1電阻定律3

電阻定律電阻率知識(shí)清單破1.電阻定律(1)內(nèi)容:同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的長(zhǎng)度l成正比,與它的橫截面積S成反比;導(dǎo)體電阻還

與構(gòu)成它的材料有關(guān)。(2)公式:2.電阻率(1)概念:電阻率是表征材料導(dǎo)電性質(zhì)的物理量,是材料本身的屬性,與材料的形狀、大小無關(guān)。(2)計(jì)算式:ρ=R

。(3)單位是歐·米,符號(hào)為Ω·m。(4)影響電阻率的兩個(gè)因素是材料和溫度。①金屬材料的電阻率一般隨溫度升高而增大;②部分半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小,并且變化也不是線性的;③有些合金(如錳銅合金)的溫度系數(shù)很小,其電阻率幾乎不隨溫度的變化而變化;(3)單位是歐·米,符號(hào)為Ω·m。(4)影響電阻率的兩個(gè)因素是材料和溫度。①金屬材料的電阻率一般隨溫度升高而增大;②部分半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小,并且變化也不是線性的;

③有些合金(如錳銅合金)的溫度系數(shù)很小,其電阻率幾乎不隨溫度的變化而變化;④當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí),某些材料的電阻率突然減小為零,出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象。1.限流電路:如圖甲所示限流電路中,器件D(電阻為R)兩端電壓的變化范圍是

U~U。

甲

乙2.分壓電路:如圖乙所示分壓電路中,器件D(電阻為R)兩端電壓的變化范圍是0~U。知識(shí)點(diǎn)2限流電路和分壓電路1.有人認(rèn)為,金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的主要原因是熱脹冷縮導(dǎo)致導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積

發(fā)生了變化,這種說法對(duì)嗎?2.由R=

知,金屬元件的電阻由其兩端的電壓和通過的電流共同決定,你同意這個(gè)觀點(diǎn)嗎?3.將金屬導(dǎo)線對(duì)折絞合后其電阻發(fā)生變化,是因?yàn)槠潆娮杪拾l(fā)生了變化。這種說法你認(rèn)為正

確嗎?知識(shí)辨析一語破的1.不對(duì)。金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化主要是由于其電阻率隨溫度的升高而增大。2.不同意。導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體自身的性質(zhì)決定的,與其兩端所加的電壓和通過的電流無

關(guān)。3.不正確。將金屬導(dǎo)線對(duì)折絞合后其電阻發(fā)生變化,是因?yàn)閷?dǎo)線的長(zhǎng)度和橫截面積發(fā)生了變

化,而其電阻率在溫度不變時(shí)是沒有變化的。關(guān)鍵能力定點(diǎn)破定點(diǎn)1對(duì)電阻定律的理解和應(yīng)用1.對(duì)電阻定律的理解(1)公式R=ρ

是導(dǎo)體電阻的決定式,如圖所示為一塊長(zhǎng)方體鐵塊,若通過電流I1,則R1=ρ

;若通過電流I2,則R2=ρ

。(說明:導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì),是由導(dǎo)體本身性質(zhì)決定的)

(2)適用條件:溫度一定,粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解質(zhì)溶液。(3)電阻定律是通過大量實(shí)驗(yàn)得出的規(guī)律。2.R=

與R=ρ

的區(qū)別與聯(lián)系

R=ρ

R=

區(qū)別意義電阻定律的表達(dá)式,也是電阻的決定式電阻的定義式作用提供了測(cè)定導(dǎo)體電阻率的一種方法——ρ=R

提供了測(cè)定導(dǎo)體電阻的一種方法——伏安法適用范圍適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解液等純電阻元件聯(lián)系

R=ρ對(duì)R=補(bǔ)充說明了導(dǎo)體的電阻不取決于U和I,而是取決于導(dǎo)體本身的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度典例1神經(jīng)系統(tǒng)中,把神經(jīng)纖維分為有髓鞘與無髓鞘兩大類?，F(xiàn)代生物學(xué)認(rèn)為,髓鞘是由多層

(幾十到幾百層不等)類脂物質(zhì)——髓質(zhì)累積而成的,髓質(zhì)具有很大的電阻。已知蛙有髓鞘神

經(jīng),髓鞘的厚度只有2μm【1】左右,而它在每平方厘米的面積上產(chǎn)生的電阻【2】卻高達(dá)1.6×105

Ω。(1)若不計(jì)髓質(zhì)片層間的接觸電阻【3】,計(jì)算髓質(zhì)的電阻率;(2)若有一圓柱體是由髓質(zhì)制成的,該圓柱體的體積【4】為32πcm3,當(dāng)在其兩底面上加上1000

V的電壓時(shí),通過該圓柱體的電流為10πμA,求該圓柱體的底面半徑和高。信息提取

【1】【2】由題意構(gòu)建髓鞘模型,長(zhǎng)l=2μm,橫截面積S=1cm2?！?】髓質(zhì)的電阻率相同?！?】圓柱體的體積V=Sh=πr2h,其中r為底面半徑,h為高度。解析

(1)由R=ρ

,解得ρ=

=

Ω·m=8×106Ω·m(由【1】【2】【3】得到)。(2)設(shè)該圓柱體的底面半徑為r,高為h。圓柱體的電阻R'=

且R'=ρ

,S'=πr2,可得

=

=

m-1,而V=πr2h=32π×10-6m3(由【4】得到),聯(lián)立解得h=0.02m=2cm,r=0.04m=4cm。答案

(1)8×106Ω·m(2)4cm

2cm定點(diǎn)2電阻R和電阻率ρ的比較

電阻R電阻率ρ描述對(duì)象導(dǎo)體材料物理意義反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的

大小:R大,阻礙作用大反映材料導(dǎo)電性能的好壞:ρ

大,導(dǎo)電性能差決定因素由材料、溫度和導(dǎo)體形狀決定由材料、溫度決定,與導(dǎo)體形狀無關(guān)單位歐姆(Ω)歐·米(Ω·m)聯(lián)系R=ρ,ρ大,R不一定大,導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用不一定大;R大,ρ不一定大,材料的導(dǎo)電性能不一定差1.兩種接法對(duì)比定點(diǎn)3滑動(dòng)變阻器限流式和分壓式接法

限流式接法分壓式接法電路圖

閉合開關(guān)前滑片位置在最左端,以保證滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大在最左端,開始時(shí)R兩端的電壓為零負(fù)載兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍

U~U0~U通過負(fù)載的電流調(diào)節(jié)范圍

~

0~

2.兩種接法的選擇原則(1)滑動(dòng)變阻器必須采用分壓式接法的四種情況①要求回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)(如:測(cè)定導(dǎo)體的伏安特

性、校對(duì)改裝后的電表等電路),或要求大范圍內(nèi)測(cè)量電壓和電流時(shí),必須采用分壓式接法,即

“零起必分”。②當(dāng)待測(cè)用電器的電阻R遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值R0時(shí),必須采用分壓式接法,即“滑小必

分”。③當(dāng)電壓表或電流表的量程太小時(shí),若采用限流式接法,電路中實(shí)際電壓(或電流)的最小值仍

超過電壓表(或電流表)的量程,只能采用分壓式接法,即“燒表必分”。④在題目中有以下語言暗示時(shí),比如:要求多測(cè)幾組測(cè)量數(shù)據(jù),要求精確測(cè)量等,一般也采用分

壓式接法。(2)當(dāng)R0>R時(shí)(或兩者相差不多),雖然兩種電路都可以對(duì)負(fù)載電流有明顯的調(diào)節(jié)和控制,或兩

種電路都滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí),但限流電路具有節(jié)省電能、電源負(fù)擔(dān)輕等優(yōu)點(diǎn),選限流電路較

好。典例2如圖所示,滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值是200Ω,R2=100Ω,A、B兩端電壓UAB=6V。

(1)當(dāng)S斷開時(shí)【1】,移動(dòng)滑片P,R2兩端可獲得的電壓變化范圍是多少?(2)當(dāng)S閉合時(shí)【2】,移動(dòng)滑片P,R2兩端可獲得的電壓變化范圍是多少?信息提取

【1】滑動(dòng)變阻器為限流式接法?！?】滑動(dòng)變阻器為分壓式接法。思路點(diǎn)撥

解此題的關(guān)鍵有以下兩點(diǎn)(1)明確電路結(jié)構(gòu),分清并聯(lián)和串聯(lián)電路。(2)正確利用部分電路歐姆定律進(jìn)行計(jì)算。解析

(1)S斷開時(shí),滑動(dòng)變阻器R1為限流式接法,R1滑片P下方部分不接入電路中,當(dāng)滑片P在

最上端時(shí),R1接入電路的電阻為0,R2獲得最大電壓,為6V;當(dāng)滑片P在最下端時(shí),R1與R2串聯(lián),此

時(shí)R2兩端的電壓最小,