第13講 探究決定導線電阻的因素.doc

第13講 探究決定導線電阻的因素第一部分 知識網(wǎng)絡一、探究決定導線電阻的因素：1伏安法測電阻：R=U/I2實驗電路圖：如右圖3通過變量控制進行實驗探究。（如下圖）A保持導線的材料和面積不變，長度不同結(jié)論：同種材料，橫截面積S一定，電阻R隨長度L成正比。 B保持導線的材料和長度不變，面積不同結(jié)論：同種材料，長度L一定，電阻R隨橫截面積S成反比。 C保持導線的長度和面積不變，而材料不同結(jié)論：橫截面積S和長度L相同時，不同材料電阻關(guān)系不相等。4定理推理：同種材料，當S、L都改變時，又怎樣決定R呢？引導學生思考。 ，其中k物理學中叫電阻率，用表示。對于同種材料，相同，對于不同材料，不同，說明了由材料決定。5測定金屬的電阻率（同時練習使用螺旋測微器）伏安法實驗電路一般可分為兩部分：測量電路部分和供電電路部分（1）測量電路測量電路有兩種方法：電流表內(nèi)接法和電流表外接法甲圖中:,誤差R=R外RX=乙圖中:, 誤差R=R內(nèi)RX=RA確定內(nèi)接法還是外接法，有三種方法：a直接比較法：當Rx RA時用內(nèi)接法，當RxRv時用外接法b臨界值計算法：當內(nèi)、外接法相對誤差相等時，有(RARv)為臨界值當,(即Rx為大電阻）時用內(nèi)接法；當（即Rx為小電阻）時用外接法；時內(nèi)、外接法均可當時，用電流表外接法；當時，用電流表內(nèi)接法c測試判斷法：當Rx，RA，Rv大約值都不清楚時用此法 如圖所示，將單刀雙擲開關(guān)S分別接觸a點和b點，若看到電流表讀數(shù)變化較大，說明電壓表分流影響較大，應該選用內(nèi)接法；若看到電壓表讀數(shù)變化較大，說明電流表分壓影響較大，應該選用外接法 在測定金屬電阻率電路中，由于電阻絲電阻較小，所以實驗室采用電流表外接法；而測電池的電動勢和內(nèi)電阻，通常只采用電流表內(nèi)接法（對R來說）（2）供電電路供電電路一般由電源和滑動變阻器按一定的連接方式組成，滑動變阻器在供電電路中有兩種接線方式：限流式和分壓式如圖.限流式可省一個耗電支路，分壓式電壓調(diào)節(jié)范圍大，應根據(jù)需要選用. 變阻器的分壓與限流接法,雖然兩種電路均可調(diào)節(jié)負載電阻電壓和電流的大小，但在不同條件下，調(diào)節(jié)效果大不一樣 a負載電阻的阻值Rx遠大于變阻器的總電阻R，須用分壓式電路 b要求負載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式電路 c負載電阻的阻值Rx小于變阻器總電阻R或相差不多，且電壓電流變化不要求從零調(diào)起時，可采取限流接法 d兩種電路均可使用的情況下，應優(yōu)先采用限流式接法，因為限流接法總功率較小 e特殊問題中還要根據(jù)電壓表和電流表量程以及電阻允許通過的最大電流值來反復推敲，以便能減小誤差的連接方式為好二、電阻定律：1內(nèi)容在溫度不變時，導線的電阻與它的長度成正比，跟它的橫截面積成反比。2表達式 ( 長度 S橫截面積 電阻率)三、電阻率1單位： m2物理意義：反映材料導電性能的優(yōu)劣。 3電阻率與溫度有關(guān)。（1）金屬材料的電阻率隨溫度升高而增大。 （2）材料的電阻率有的隨溫度改變而變化大，可以利用制成溫度計（電阻溫度計），但也有些材料的電阻率幾乎不隨溫度改變而變化，用來制成標準電阻。（3）某些材料溫度降低電阻率減小，溫度足夠低時電阻率為零，電阻為零的現(xiàn)象為超導現(xiàn)象典型例題：例1 一粗細均勻的鎳鉻絲，截面直徑為d，電阻為R。把它拉制成直徑為d10的均勻細絲后，它的電阻變?yōu)?（ ）AR1000 BR100C100R D10000R例2 關(guān)于導體和絕緣體的如下說法正確的是 （ ）A超導體對電流的阻礙作用等于零B自由電子在導體中走向移動時仍受阻礙C絕緣體接在電路中仍有極微小電流通過D電阻值大的為絕緣體，電阻值小的為導體例3 電壓恒定的電源與一根玻璃管中的水銀柱組成電路，水銀柱中通過的電流為01A。今將這些水銀倒進另一根玻璃管中，管的內(nèi)徑是原管的2倍，重新與該電源組成電路，則流過水銀柱的電流為_A。例4 相距40km的A、B兩地架兩條輸電線，電阻共為800，如果在A、B間的某處發(fā)生短路，這時接在A處的電壓表示數(shù)為10V，電流表的示數(shù)為40mA，求發(fā)生短路處距A處有多遠？如圖2所示。例5 用伏安法測量某一電阻Rx阻值，現(xiàn)有實驗器材如下：待測電阻Rx（阻值約5 ，額定功率為1 W）；電流表A1（量程00.6 A，內(nèi)阻0.2 ）；電流表A2（量程03 A，內(nèi)阻0.05 ）；電壓表V1（量程03 V，內(nèi)阻3 k）；電壓表V2（量程015 V，內(nèi)阻15 k）；滑動變阻器R0（050 ），蓄電池（電動勢為6 V）、開關(guān)、導線.為了較準確測量Rx阻值，電壓表、電流表應選_，并畫出實驗電路圖.例6 用螺旋測微器測量一矩形小零件的長和寬時，螺旋測微器上的示數(shù)如圖（a）和圖（b）所示。圖（a）的讀數(shù)是_mm，圖（b）的讀數(shù)是_mm。第二部分 課堂練習一、選擇題 1下列關(guān)于電阻率的敘述，錯誤的是 A當溫度極低時，超導材料的電阻率會突然減小到零B常用的導線是用電阻率較小的鋁、銅材料做成的C材料的電阻率取決于導體的電阻、橫截面積和長度D材料的電阻率隨溫度變化而變化2用電器離電源L米，線路上的電流為I，為使在線路上的電壓降不超過U，已知輸電線的電阻率為。那么，輸電線的橫截面積的最小值是（ ）ALR B2LIUCULI D2ULI3一根阻值為R的均勻電阻絲，長為L，橫截面積為S，設(shè)溫度不變，在下列哪些情況下其電阻值仍為R？（ ）A當L不變，S增大一倍時B當S不變，L增大一倍時C當L和S都縮為原來的時D當L和橫截面的半徑都增大一倍時。4有長度相同，質(zhì)量相同，材料不同的金屬導線A、B各一根。已知A的密度比B的大，A的電阻率比B的小。則A、B兩根導線的電阻為 （ ）ARARB BRARBCRA= RB D無法判斷5一只白熾燈泡，正常發(fā)光時的電阻為121，當這只燈泡停止發(fā)光一段時間后的電阻應是（ ）A大于121 B小于121C等于121 D無法判斷二、填空題 6材料的電阻率在數(shù)值上等于用這種材料制成的長為_m，橫截面積為_m2的一條導線的電阻；在國際單位制中，電阻率的單位為_。7兩種材料不同的電阻絲，長度之比為15，截面積之比為23，電阻之比為25，則材料的電阻率之比為_。8一根金屬絲，將其對折后并起來，則電阻變?yōu)樵瓉淼腳倍。9甲導線長L 截面直徑為d， 兩端電壓為U同樣材料的乙導線長2L，截面直徑為2d，兩端電壓為2U，則甲、乙兩導線中電流之比為_。10有一根粗細均勻的電阻絲，當兩端加上 2V電壓時通過其中的電流為 4A，現(xiàn)將電阻絲均勻地拉長，然后兩端加上1V電壓，這時通過它的電流為05A。由此可知，這根電阻絲已被均勻地拉長為原長的_倍。11兩長度和橫截面積均相同的電阻絲的伏安特性曲線如圖1所示，則兩電阻絲的電阻值之比 R1R2_。電阻率之比12=_。12A、B兩根完全相同的金屬裸導線，如果把導線A均勻拉長到原來的 2倍，導線 B對折后結(jié)合起來，則它們的電阻之比 RARB為_，然后分別加上相同的電壓，相同時間內(nèi)通過導線橫截面的電流之比IAIB為_。三、計算題 13在一根長l=5m，橫截面積S=3.5 10-4m2的銅質(zhì)導線兩端加2510-3V電壓。己知銅的電阻率=1.7510-8m，則該導線中的電流多大？14要研究一個“2.5 V 0.1 W”小電珠的伏安特性，給出下列器材： （1）“2.5 V 0.1 W”小電珠（2）直流毫安表A1（量程010 mA，內(nèi)阻50 ）（3）直流毫安表A2（量程050 mA，內(nèi)阻30 ）（4）直流電壓表V1（量程03 V，內(nèi)阻5 k）（5）直流電壓表V2（量程010 V，內(nèi)阻10 k）（6）直流電源（E=4 V，r=0）（7）滑動變阻器R（阻值變化范圍010 ，允許最大電流1 A）根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求，為使實驗結(jié)果盡可能準確，直流毫安表應選_.直流電壓表應選_，應采用電流表_接法，滑動變阻器應采用_接法。第三部分 課后練習1下列說法中正確的是()A通過導體的電流越大,導體的電阻一定越小B導體的電阻與加在導體兩端的電壓成正比,與通過導體的電流成反比C電阻是表示導體對電流阻礙作用的物理量,溫度越高,金屬導體的電阻越大D無論加在導體兩端的電壓如何變化,它的電壓與電流的比值都不變2如圖所示為均勻的長方形金屬板abcd.ab邊長為L1,ad邊長為L2,當接點A、B接入電路時電阻阻值為R1,當接點C、D接入電路時電阻阻值為R2,則R1R2等于()A.L1L2 B.L2L1 C.L12L22 D.L22L123兩根材料和質(zhì)量相同的電阻絲,它們的長度之比為23,則它們的電阻之比為( )A.23B.32C.49D.944由同種材料制成甲、乙的兩根保險絲,直徑分別為d1=0.5 mm,d2=1 mm,熔斷電流分別為2 A和6 A.把以上保險絲各取等長一段并聯(lián)后再接入電路中,允許通過的最大電流是()A.6 AB.7.5 AC.8 AD.10 A5在自動恒溫裝置中,某種半導體材料的電阻率與溫度的關(guān)系如圖2-1-6所示,這種材料具有發(fā)熱和控溫雙重功能.通電后,其電功率()A先增大后減小B先減小后增大C一直不變D無法確定6導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì)，對于同種材料的導體，下列表述正確的是A橫截面積一定，電阻與導體的長度成正比B長度一定，電阻與導體的橫截面積成正比C電壓一定，電阻與通過導體的電流成正比D電流一定，電阻與導體兩端的電壓成反比7當光照射到光敏電阻上時，光敏電阻的阻值 （填“變大”、“不變”或“變小”）.半導體熱