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文本内容:
第节导体的电阻6教学目标知识与技能理解电阻定律和电阻率,能利用电阻定律进行有关的分析和计算
1.了解电阻率与温度的关系
2.过程与方法用控制变量法,探究导体电阻的决定因素,培养学生利用实验抽象概括出物理规律的能力情感、态度与价值观通过实验探究,体会学习的快乐重点电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题难点利用实验,抽象概括出电阻定律是本节课教学的难点教学手段电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、电键、导线若干、实验所需合金导线、日光灯灯丝、酒精灯
一、影响导体电阻的因素猜想
1.我手头用各种各样的导线,请猜想如果要考虑导线电阻的话,影响导体电阻的因素有哪些?导体的长度,导体的粗细(半径、横截面积),导体的材料,导体的温度请进一步猜想它们之间有什么关系?导体的长度越长,电阻大;导体越粗,电阻小;导体的温度越高,电阻越大你希望它们之间有什么关系?导体的电阻与长度成正比,与截面积成反比导体的电阻与材料、长度、横截面积都有关系,可以采用什么方法进行研究?能够使复杂的事情转变为简单的事情?控制变量法理论探究
2.
①电阻与长度的关系R即在截面积、材料相同的条件下,导体据串联电路的规律,总电阻为二〃,则有一=ORr假设每条导线电阻为心长度为/,将〃条这样的导线串联在一起,总长度为根的电阻与长度成正比,即R8/
②电阻与截面积的关系假设每条导线电阻为r,截面积为将〃条这样的导线并联联在一起,总截面积为S=〃s,s,r R,根据串联电路的规律,总电阻为则有一=二即在长度、材料相同的条件下,导R=—,n rS体的电阻与截面积成正比,即Roc,S这样就轻而易举的得出结论,是否觉得太简单了点是否可以下课了?你相信吗?Rx1r/还差不多,就感觉到不踏实,因为电阻并联有现在是导线并在一起,一样Hoc—H=—,S n吗?对这样的疑问,怎么办?用实验进行检验实验探究
3.电阻的测定方法根据欧姆定律可得,R=UII,伏安法/=U/R在探究电阻与长度、截面积关系时,是否是一定要测量电流与电压?在电流相同的情况下,电压与电阻成正比只要测定电压与长度、截面积的关系,就可以推断电阻与长度、截面积的关系这又是把问题简单化的方法,因为这就用不着电流表了
①研究导体电阻与导体长度的关系关系实验得电压与导线长度成正比,由于电流相同,电阻与电压成正比,因此,电阻与长度成正比这个规律最典型的应用就是滑动变阻器
②研究导体电阻与导体横截面积的关系一组条导线并联,一组条导线并联,一组一条导线,他42们的长度相同,组导线串联一起3测定各组的电压,寻找电压与并联条数的关系实验表明,表明电阻与与导线的横截面积成反比这个规律用在多股导线绞合成一条导线,既能增大面积以减小电阻,又能增大导线的软性,便于铺设线路在高压输电线路中,四条导线是并联的
③探究导体的电阻与材料的关系应该是相同长度,相同粗细的不同材料的导线实验室找不到两种材料得导线横截面积相同,怎样对比研究电阻丝短而粗,铜丝长而细,本来人<Z.Si Z5225,将他们串联接在电路上,结果口>%,表明电阻由此得到导体电阻与材料有关
二、导体的电阻内容同种材料的导体的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比;导
1.R LS体电组与构成它的材料有关这就是电阻定律公式R=P—
2.S式中夕是比例常数,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
3.0
①电阻率是反映材料导电性能的物理量思考如何测定某种金属的电阻率?用伏安法测电阻,需要测量、/,测长度测直径U3d,根据二夕整理得夕=理R1S4/L单位欧•米•m
②几种导体材料在时的电阻率20°材料银铜铝钙铁钵铜合金银铜合金银格合金夕/Q*m
1.6X
1081.7X
1082.9X10-
85.3XW
81.0X10-
74.4X10-
75.0X10-
71.0X10-6镐铜合金铜,银,钵85%3%12%银铜合金铜,银54%46%银铭合金
67.5%银,15%铭,16%铁,
1.5%镒思考金属的电阻率有什么特点?纯金属的电阻率小,合金的电阻率大思考电阻率大是好还是坏?制造输电电缆时应选用电阻率小的铝或铜来做(为何不用银?必要时在导线上镀银,如高级音像的信号线)制造线绕电阻时应选用电阻率大的合金来制作
③电阻率与温度的关系演示实验将日光灯灯丝(额定功率为)与小灯泡串联在电路上,发现用嘴吹灯丝,小8W灯泡变亮,用火烧灯丝,小灯泡变暗,如何解释?当温度升高时,表明金属灯丝的电阻增大,从而可以得出金属的电阻率随着温度的升高而增大几种材料在不同温度下的电阻率pQ・m0℃20℃100℃银
1.48x10-
81.60x10-
82.07x1O-
81.43x10-
81.70x10-8铜
2.07x10-8铝
2.67x1O-
82.90x1O-
83.80x1O-
84.85x10-
87.10x10-8鸨
5.30x1O-8铁
0.89X10-
71.00x10-
71.44X10-7镒铜合金
4.40x10-
74.40x1O-
74.40x1O-7银铜合金
5.00x1O-
75.00x1O-
75.00x1O-7思考电阻率随温度而变化是好还是坏?钵铜合金和银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金属的电阻率随温度的升高而增大,利用它们的这种性质,常用来制作电阻温度计主要材料的、鸨,熔点高,变化明显介绍电阻温度计的主要构造,进行演示实验
三、超导现象金属电阻率随温度升高而增大,温度降低而减小,根据这一特点,你有什么大胆的猜想?会不会温度降到一定程度,电阻率减小到这样一来,导体就没有电阻了?0,1911年,荷兰莱顿大学的卡末林•昂内斯研究发现发现,将汞(水银)冷却到-
268.98C(
4.17K)时,汞的电阻突然消失;后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性昂内斯称之为超导现象昂内斯由此获得了年诺贝尔奖1913・
268.98C是液态氮的温度,低温技术要求很高以后好多物理学家研究超导的机理和应用开放,后来发现了在液态氮的温度下实现超导现象的氧化物在常压下,氧气和氮气的沸点分别约为、这是我们永康也能实现的-183℃-196℃,温度(氧气制造)这下子超导就具有使用价值因为没有电阻,能够通过很大的电流,并且不要电源维持,只要维持低温如医院的CT在超导中,有很多怪异的现象,同学们学习以后知识会逐渐明白视频低温超导磁悬浮超导如此神奇,你还有什么大胆的猜想在常温下实现超导那就必须从材料上进行研究了
四、应用一一导线中央电视台年月播放了北京技术质量监督局对市场中电线电缆产品质量抽查的
1.200212消息消息引用检验负责人的话“十几个不合格产品中,大部分存在导体电阻不合格问题,主要是铜材质量不合格,使用了再生铜或含杂质很多的铜再一个就是铜材质量可能合格,但把截面积缩小了,买平方(毫米)的线,拿到手的线可能是或多一点的,载流量不
2.
51.
51.5够还有一个问题是绝缘层质量不合格,用再生塑料制作电线外皮,电阻率达不到要求……”请用所学习的物理知识解读上述表述使用了再生铜或含杂质很多的铜一一电阻率增大把截面积缩小了一一电阻增大了再生塑料制作电线外皮,电阻率达不到要求一一绝缘性能降低去买导线的时候,有经验的人是折一折,剥一剥做导线最好是紫铜,差的导线掺杂黄铜,导线就变硬了绝缘皮剥一剥,再生塑料没有韧性导线的长度
2.我去买导线,大概儿十米,老板说你先整卷(100米)拿去,不要拆散,不要隆脏,用后拿回来,我就知道你用了多少请大家想想,老板是用什么方法知道我用了多少米的?测电阻,电阻与长度成正比测质量,质量与长度成正比这些都是物理书呆子的方法,我曾经也是这样想的实际上,导线印刷有生产厂家、规格、性能,还有长度。