§2.6導(dǎo)體的電阻課堂引入

我們知道，導(dǎo)體對(duì)電流有阻礙作用，這就是電阻。由歐姆定律，還可得到電阻R=U/I。那么電阻的大小是不是與導(dǎo)體兩端所加的電壓U成正比，與導(dǎo)體內(nèi)通過的電流I成反比呢？實(shí)驗(yàn)表明：1)電阻R的大小由導(dǎo)體本身決定，與電壓和電流無關(guān)。2）R=U/I只是提供了一種測(cè)電阻的方法：伏安法問題：那么，電阻R與導(dǎo)體本身的哪些因素有關(guān)呢？定性感知影響導(dǎo)體電阻的因素實(shí)例1、移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，可以改變電阻的大??；實(shí)例2、同樣是額定電壓為220V的燈泡，燈絲越粗，使用時(shí)越亮；實(shí)例3、生活中的電線，常見的是銅線和鋁線，而從沒有聽過鐵絲做的電線?！獙?dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度有關(guān)——導(dǎo)體的電阻與橫截面有關(guān)——導(dǎo)體的電阻與材料有關(guān)探究方案一

根據(jù)串聯(lián)電路中電流強(qiáng)度處處相同，電壓與電阻成正比的特點(diǎn)，可設(shè)計(jì)如下的實(shí)驗(yàn)電路：

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較分析電阻之比，與長(zhǎng)度之比、橫截面積之比及材料之間的關(guān)系。探究方案二

根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，邏輯理論推導(dǎo)電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)找出電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系：1、比較分析電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系：

將長(zhǎng)為L(zhǎng)、電阻為R的導(dǎo)體，看成是N段長(zhǎng)為L(zhǎng)0、電阻為R0的導(dǎo)體串聯(lián)而成2、比較分析電阻與橫截面積的關(guān)系：

將橫截面積為S、電阻為R的導(dǎo)體，看成是N段橫截面積為S0、電阻為R0的導(dǎo)體并聯(lián)而成正比反比電阻定律R=ρL/S

導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度L成正比，跟它的橫截面積S成反比，公式表示：——其中ρ為比例系數(shù)1、純金屬的電阻率較小，故導(dǎo)線常用鋁或銅；2、合金的電阻率較大，故常用來制作電爐和電阻器等的電阻絲。常見材料在20℃的電阻率及應(yīng)用金屬導(dǎo)體的電阻率與溫度的關(guān)系1、金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而增大2、電阻溫度計(jì)：利用金屬鉑的電阻隨溫度升高而增大的特點(diǎn)。合金的電阻率與溫度的關(guān)系1、有些合金導(dǎo)體的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，如錳銅合金和鎳銅合金。2、利用合金的電阻率的這個(gè)特點(diǎn)，制作了標(biāo)準(zhǔn)電阻。旋鈕式電阻箱

旋鈕式電阻箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如左圖所示，它是由9個(gè)1000Ω、9個(gè)100Ω、9個(gè)10Ω、9個(gè)1Ω的電阻器組成，只要調(diào)節(jié)面板上的四個(gè)旋鈕便可得到從0到9999Ω范圍內(nèi)的任何整數(shù)電阻值。旋鈕式電阻箱

例：在左圖中，電阻箱的電阻值是：3627Ω電阻與電阻率

電阻R和電阻率ρ是有區(qū)別的，電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的物理量，其大小與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積及材料決定；電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，是影響電阻的一個(gè)因素，電阻率的大小與材料及溫度有關(guān)。滑動(dòng)變阻器

滑動(dòng)變阻器的變阻原理：改變導(dǎo)體的長(zhǎng)度。討論：要得到下圖所示的兩個(gè)電路，滑動(dòng)變阻器實(shí)物應(yīng)如何連接？思考與討論1、如下圖所示是總阻值為100Ω的滑動(dòng)變阻器，當(dāng)將A、B分別與M、N連接時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為多大？CD接入呢？若A與M，D與N連接，則當(dāng)滑片P向右移時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值將如何變化？2、用歐姆表測(cè)出一只燈泡的電阻為R1，若將此燈泡接入電路中，用伏安法測(cè)出它的電阻為R2，則R1和R2的大小關(guān)系如何？R1<R2UI0

割線斜率的倒數(shù)即為某點(diǎn)的電阻，由圖知隨燈泡兩端電壓的升高，電流增大，溫度升高，電阻變大。思考與討論P(yáng)IPUP思考與討論4、中央電視臺(tái)2002年12月播放了北京市技術(shù)質(zhì)量監(jiān)督局對(duì)市場(chǎng)中電線電纜產(chǎn)品質(zhì)量抽查的消息，消息引用了檢驗(yàn)負(fù)責(zé)人的話：“十幾個(gè)不合格產(chǎn)品中，大部分存在導(dǎo)體電阻不合格問題，主要是銅材質(zhì)量不合格，使用了再生銅或含雜質(zhì)很多的銅。再一個(gè)就是銅材質(zhì)量可能合格，但把截面積縮小，買25平方毫米的線，拿到手的線可能是15或15多一點(diǎn)，載流量不夠。還有一個(gè)問題是絕緣層質(zhì)量不合格，用再生塑料制作電線外皮，電阻率達(dá)不到要求……”想一想，這位負(fù)責(zé)人的講話中體現(xiàn)了哪些物理原理？1、兩根同種材料制成的導(dǎo)線，質(zhì)量之比為2：1，長(zhǎng)度之比為3：1，則它們的電阻之比為多少？2、一根粗細(xì)均勻的金屬絲，直徑為d，電阻為R，把它拉成直徑為原來的十分之一的粗細(xì)均勻細(xì)絲后，它的電阻變?yōu)槎嗌伲空n堂練習(xí)3、如圖所示的導(dǎo)體，長(zhǎng)為a寬為b高為c，材料的電阻率為ρ，則將1、2接線柱接入電壓為U的電路中時(shí)，導(dǎo)體的電阻為多少？在時(shí)間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量又為多少？若將3、4接線柱接入電路，則導(dǎo)體的電阻又為多少？1234abc思考與討論5、自動(dòng)恒溫裝置中，某種半導(dǎo)體材料的電阻率與溫度的關(guān)系如圖，這種材料具有發(fā)熱和控溫的雙重功能，則通電后其電功率（）A、先增大后減少B、先減少后增大AC、一直不變D、無法確定A、t1不變B、t2不變C、t1與t2之間的某值不變D、大于t2的某