资源简介 (共35张PPT)第十一章 电路及其应用2.导体的电阻c导入新课观看视频“西安地铁问题电缆报道”思考并回答:电缆的质量是否达标包含着怎样的物理原理?一、电阻1、在用电器及各种电子产品里面有各式各样的电阻,它们的阻值各不相同。请根据初中所学的知识,想一想:如何测它们的阻值?交流讨论学生电源、电流表、电压表、开关、导线、滑动变阻器原理图一、电阻2、我们已经知道,导体两端有电压,导体中才有电流,那么导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢?●●●●IUO电阻是一个只跟导体本身性质有关而与通过电流无关的物理量;图线斜率反映了导体电阻的大小。一、电阻3、U-I 图像中图线斜率的意义分别是什么?IUO图线斜率反映了导体电阻的大小;图线的斜率越大,电阻越大R1R2R1< R2电阻的大小一、电阻4、比较下列两幅图,图线斜率的意义分别是什么?UIOIUO电阻的大小的倒数(一)电阻1、物理意义:反映导体对电流的阻碍作用。2、定义:导体两端的电压U与通过导体的电流 I 的比值。一、电阻梳理深化3、定义式: (R只与导体本身性质有关)。4、单位:国际单位制 欧姆(Ω)常用的还有千欧(kΩ)兆欧(MΩ)。(二)欧姆定律1、内容:导体中的电流 I 跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R成反比。一、电阻2、表达式: 。3、适用条件:纯电阻电路,如金属导电和电解液导电。对含电动机等非纯电阻电路、气体导电等不适用。4、图线:在导体的 U-I 图像中,斜率反映了导体电阻的大小;在导体的 I -U 图像中,斜率反映了导体电阻的大小的倒数。一、电阻IUOBAI-U 图线IUOBAU-I 图线【例1】用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上的电压的一半,那么通过A、B的电流IA和IB的关系是( )A.IA=2IB B.IA=IB C.IA= D.IA=D一、电阻巩固提升解析:根据R= ,结合两者的电压之比1∶2,即可得出二者的电流之比为1∶4,所以D项正确。一、电阻练习1、(多选)下列判断正确的是( )A.由I= 知,U一定时,通过一段导体的电流跟导体的电阻成反比B.由I= 可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比C.由R= 可知,I一定时,导体的电阻R与U成正比,U一定时,导体的电阻R与I成反比D.对给定的导体,比值 是个定值,反映了导体本身的性质ABD二、影响导体电阻的因素1、滑动变阻器通过触片的调节来改变输出的电阻,其本质是改变了什么?交流讨论由此猜想:电阻与什么因素有关?电阻的长度电阻的长度二、影响导体电阻的因素2、观察左边图片中两盏灯的亮度有何区别;再对照右边图片中灯丝的情况,猜想:灯丝的电阻与什么因素有关?灯丝的横截面积二、影响导体电阻的因素3、下面两幅图中均为电阻,除了形状外观之外,你还能观察到其他不同之处吗?电阻材料二、影响导体电阻的因素4、由以上讨论我们可以猜想出电阻与哪些因素有关?长度、横截面积、材料5、要进行探究,应采用什么物理方法?控制变量法6、如何进行实验方案的设计?实验器材、实验电路、变量的控制、实验结果【实验】研究导体电阻与长度、横截面积及材料的关系二、影响导体电阻的因素【实验方法】控制变量法【实验方案】不同导体串联到电路中,测U 比较R① 同种材料,S一定,改变l;②同种材料,l一定,改变S;③不同材料,l一定,S一定(如图所示)abcd二、影响导体电阻的因素【实验过程】把以上a、b、c、d四条不同的金属导体连接成如图所示的电路,导体b、c、d分别在长度、横截面积、材料上与导体a不同。二、影响导体电阻的因素【实验结果】长度 横截面积 材料 电压a l S 铁b 2l S 铁c l 2S 铁d l S 镍铜合金U2U5U三个因素及电压不同导体二、影响导体电阻的因素【实验结论】(1)对比导体a和b说明电阻和长度有什么关系?(2)对比导体a和c说明什么?(3)对比导体a和d 说明什么?材料、横截面积一定时,导体的电阻与其长度成正比。材料、长度一定时,导体的电阻与其横截面积成反比。导体的电阻与导体的材料有关。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;导体电阻还与构成它的材料有关。2、公式:ρ是比例系数,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。二、影响导体电阻的因素梳理深化3、特别提醒:(1)适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体;(2)注意公式中l是沿电流方向的导体长度,S是垂直电流的导体横截面积。二、影响导体电阻的因素Sl【例2】有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且a>b>c。电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻的阻值最小的是( )A二、影响导体电阻的因素巩固提升练习2、两根同种材料制成的导线,质量之比为2∶1,长度之比为3∶1,则它们的电阻之比为( )A.1∶4 B.4∶1 C.9∶2 D.2∶9C二、影响导体电阻的因素解析:两根同种材料制成的导线,质量之比为2∶1,则它们的体积之比是2∶1,长度之比为3∶1,则横截面积之比,根据 得, ,所以C正确。三、导体的电阻率1、阅读《常见的导线分类》,思考影响导线电阻的因素还有哪些。常见的导线分类一常用的导线一般可分为硬导线和软导线两大类。其中,硬线又分单股、多股以及多混合股之分。导线又可分为裸线和包有绝缘层的绝缘线两大类。裸线中又有截面为圆形的导线和截面为矩形、管形等母线和汇流排的区别。一般为铝质和铜质材料。软线多为绝缘线,其芯线是多股细铜丝。交流讨论三、导体的电阻率铝导线的导电性能、耐腐蚀能力比铜导线差,但其重量轻,价格便宜,故多用于架空线路、照明线路、母线和汇流排。铜导线的带电性能、焊接特性、机械强度、耐腐蚀能力和使用寿命比铝线好,故较重要的线路或要求可靠性较高的电气设备如桥式起重机的动力、控制和照明线路以及各种电机、变压器的绕组都采用铜线。三、导体的电阻率2、下图是某一手机的用户手册中的重要安全提示,其中一条规定了使用温度范围,这说明了什么?金属的电阻(电阻率)受温度的影响1.物理意义:电阻率是反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关。2.单位:欧姆·米,符号为Ω·m。三、导体的电阻率梳理深化几种导体材料在20℃时的电阻率 材料 ρ/(Ω m) 材料 ρ/(Ω m)银 1.6×10-8 铁 1.0×10-7铜 1.7×10-8 锰铜合金 4.4×10-7铝 2.9×10-8 镍铜合金 5.0×10-7钨 5.3×10-8 镍铬合金 1.0×10-63.影响电阻率的两个因素:材料和温度。(1)金属的电阻率随温度的升高而增大,可用于制作电阻温度计。(2)大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小,半导体的电阻率随温度的变化较大,可用于制作热敏电阻。(3)有些合金,电阻率几乎不受温度变化的影响,常用来制作标准电阻。(4)许多导体在温度特别低时电阻率可以降到零,这个现象叫作超导现象。三、导体的电阻率4.在实际应用中,常用横坐标表示电压U,纵坐标表示电流I,这样画出的I-U 图像叫作导体的伏安特性曲线。伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线的电学元件叫作线性元件;伏安特性曲线不是直线的电学元件叫作非线性元件。三、导体的电阻率【例3】关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确的是( )A.导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻,因此,只有导体有电流通过时,才具有电阻B.由R= 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C.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零三、导体的电阻率D巩固提升练习3、(多选)如图所示,为某一金属导体的伏安特性曲线,由图像可知( )A.该导体的电阻随电压的升高而增大B.该导体的电阻随电压的升高而减小C.导体两端电压为2 V时,电阻为0.5 ΩD.导体两端电压为2 V时,电阻为1 ΩAD三、电流的微观解释课堂小结电阻影响导体电阻的因素导体的电阻率电阻的物理意义电阻的U—I 图像决定因素探究过程电阻的表达式物理意义决定因素超导现象伏安特性曲线导体的电阻半导体的常见用途半导体是指在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。光伏应用半导体材料光生伏特效应是太阳能电池运行的基本原理。现阶段半导体材料的光伏应用已经成为一大热门 ,是目前世界上增长最快、发展最好的清洁能源市场。太阳能电池的主要制作材料是半导体材料,判断太阳能电池的优劣主要的标准是光电转化率 ,光电转化率越高 ,说明太阳能电池的工作效率越高。根据应用的半导体材料的不同 ,太阳能电池分为晶体硅太阳能电池、薄膜电池以及III-V族化合物电池。课外拓展照明应用LED是建立在半导体晶体管上的半导体发光二极管 ,采用LED技术半导体光源体积小,可以实现平面封装,工作时发热量低、节能高效,产品寿命长、反应速度快,而且绿色环保无污染,还能开发成轻薄短小的产品 ,一经问世 ,就迅速普及,成为新一代的优质照明光源,目前已经广泛的运用在我们的生活中。如交通指示灯、电子产品的背光源、城市夜景美化光源、室内照明等各个领域 ,都有应用。课外拓展大功率电源转换交流电和直流电的相互转换对于电器的使用十分重要 ,是对电器的必要保护。这就要用到等电源转换装置。碳化硅击穿电压强度高 ,禁带宽度宽,热导性高,因此SiC半导体器件十分适合应用在功率密度和开关频率高的场合,电源装换装置就是其中之一。碳化硅元件在高温、高压、高频的又一表现使得现在被广泛使用到深井钻探,发电装置中的逆变器,电气混动汽车的能量转化器,轻轨列车牵引动力转换等领域。由于SiC本身的优势以及现阶段行业对于轻量化、高转换效率的半导体材料需要,SiC将会取代Si,成为应用最广泛的半导体材料。课外拓展 展开更多...... 收起↑ 资源预览