《电阻和变阻器》PPT课件.ppt

第一节 电阻和变阻器 第十五章 探究电路常用的导线通常是用铜或常用的导线通常是用铜或铝做的，特别重要的用电铝做的，特别重要的用电设备的导线还要用昂贵的设备的导线还要用昂贵的银来做。钢铁也是导体，银来做。钢铁也是导体，又多又便宜，那么，为什又多又便宜，那么，为什么不用钢铁来做导线呢？么不用钢铁来做导线呢？你知道吗你知道吗？常见电阻常见电阻人的双手间（干燥）人的双手间（干燥）1000-5000人的双手间（潮湿）人的双手间（潮湿）200800照明灯泡（工作时）照明灯泡（工作时）1003000实验用小灯泡实验用小灯泡 550实验用导线（每根）实验用导线（每根）电阻水在水管中流动会受到阻力，有的地方水流大，有的地方水在水管中流动会受到阻力，有的地方水流大，有的地方水流小，在大水管里水流快，小水管里水流慢。同样，水流小，在大水管里水流快，小水管里水流慢。同样，电荷在导体中的定向移动也会受到阻碍，有的导线中电电荷在导体中的定向移动也会受到阻碍，有的导线中电流大，有的导线中电流小。流大，有的导线中电流小。同样，电荷在导体中的定向移动也会受到阻碍，同样，电荷在导体中的定向移动也会受到阻碍，有的导线电流大，有的导线电流小。有的导线电流大，有的导线电流小。l我们就把导体对电流的阻碍作用叫做电阻电阻电阻大通过导体的电流就小电阻大通过导体的电流就小导体对电流的阻碍作用叫做电阻。导体对电流的阻碍作用叫做电阻。电阻电阻电阻的符号电阻的符号 R 单位：欧姆单位：欧姆 常用单位：千欧（常用单位：千欧（k）兆欧（兆欧（M）1 k=103 1 M=106 电 阻导体对电流的导体对电流的阻碍阻碍作用作用叫做叫做电阻电阻。电阻用电阻用R R表示，单位：欧姆，简称表示，单位：欧姆，简称“欧欧”，符号是，符号是。常见的电阻在电路中的符号：常见的电阻在电路中的符号：1.1.电阻的定义电阻的定义欧姆这个单位并不大，所以在电阻的单位里面还有欧姆这个单位并不大，所以在电阻的单位里面还有 千欧（千欧（k k）和和兆欧（兆欧（M M）1M1M=1000 k=1000 k 1 1=1000=1000 欧姆欧姆(1789-1854)：l乔治乔治西蒙西蒙欧姆，他是德国物理欧姆，他是德国物理学家。生于巴伐利亚埃尔兰根城学家。生于巴伐利亚埃尔兰根城。l他最主要的贡献是通过实验发现了他最主要的贡献是通过实验发现了电流公式，后来被称为欧姆定律。电流公式，后来被称为欧姆定律。1826年，他把这些研究成果写成题年，他把这些研究成果写成题目为金属导电定律的测定的论目为金属导电定律的测定的论文，发表在德国化学和物理学杂文，发表在德国化学和物理学杂志上。志上。l此外他对声学以及数学上也有卓越此外他对声学以及数学上也有卓越的贡献。的贡献。l人们为了纪念他的卓越成就，用他人们为了纪念他的卓越成就，用他的名字欧姆作为电阻的单位。的名字欧姆作为电阻的单位。提出探究的问题：提出探究的问题：影响导体电阻大小的因素会有哪些？影响导体电阻大小的因素会有哪些？常见用电器常见用电器电阻电阻R/白炽电灯白炽电灯3227白炽电灯白炽电灯807电熨斗电熨斗80.7电烤箱电烤箱54电炉电炉48.4常见用电器正常工作时的电阻阻值常见用电器正常工作时的电阻阻值影响电阻大小的因素 提出问题：电阻是有大小的，那么你知道电阻提出问题：电阻是有大小的，那么你知道电阻的大小与哪些因素有关吗？的大小与哪些因素有关吗？4 4、电阻的大小可能与导线的、电阻的大小可能与导线的温度温度有关。有关。1 1、电阻的大小可能与导线的、电阻的大小可能与导线的长短长短有关。有关。2 2、电阻的大小可能与导线的、电阻的大小可能与导线的材料材料有关有关。3 3、电阻的大小可能与导线的、电阻的大小可能与导线的粗细粗细有关。有关。猜想：猜想：猜想与假设猜想与假设决定电阻大小的因素可能有决定电阻大小的因素可能有:长度横截面积 材料温度导线导线1234材料材料锰铜锰铜镍铬镍铬镍铬镍铬镍铬镍铬横截面积横截面积0.5mm20.5mm20.5mm21mm2长度长度1m1m0.5m1m 在本研究中应该在本研究中应该控制导体的控制导体的_和和_不变不变,再研再研究当导体的粗细发究当导体的粗细发生变化时生变化时,导体电阻导体电阻的变化情况的变化情况.材料材料长度长度探究电阻大小与横截面积的关系探究电阻大小与横截面积的关系实验结论实验结论:材料材料长度相同的导长度相同的导体体,横截面积越横截面积越大大,电阻越小电阻越小.在本研究中应该控在本研究中应该控制导体的制导体的_和和_ 不变不变,再研再研究当导体的长度发生究当导体的长度发生变化时变化时,导体电阻的导体电阻的变化情况变化情况.材料材料横截面积横截面积 探究电阻的大小与长度的关系探究电阻的大小与长度的关系 实验结论实验结论:材料材料横截面积相同横截面积相同的导体的导体,长度越长长度越长,电阻越大电阻越大.探究电阻的大小与材料的关系探究电阻的大小与材料的关系 实验结论实验结论:粗粗细细长度相同的长度相同的导体导体,电阻与材电阻与材料有关料有关.在本研究中应该在本研究中应该控制导体的控制导体的_和和_不变不变,再再研究当导体的材料研究当导体的材料发生变化时发生变化时,导体导体电阻的变化情况电阻的变化情况.长度长度横截面积横截面积探究电阻的大小与温度的关系探究电阻的大小与温度的关系长度长度横截面积横截面积材料材料 实验表明实验表明,金金属导体的电阻与属导体的电阻与温度温度有关有关.在本研究中应该控在本研究中应该控制导体的制导体的_、_和和 不不变变,再研究当导体的温再研究当导体的温度发生变化时度发生变化时,导体电导体电阻的变化情况阻的变化情况.温度温度升高升高,金属导体的电阻会金属导体的电阻会增大增大.温度温度降低降低,金属导体的电阻会金属导体的电阻会减少减少.某些材料的温度降低到一定程某些材料的温度降低到一定程度时度时,电阻会突然消失电阻会突然消失.这就是这就是超超导现象导现象.实验表明：实验表明：非金属结论正好相反，如石墨非金属结论正好相反，如石墨3.3.总结总结：电阻大小与哪些因素有关电阻大小与哪些因素有关情况情况电流电流电阻电阻材料不同材料不同导线越长导线越长导线越短导线越短横截面小横截面小横截面大横截面大温度高温度高金属金属温度低温度低金属金属不同不同大大大大大大大大大大不同不同大大小小小小小小小小小小小小 导体的电阻决定于它本身的导体的电阻决定于它本身的材料材料、长度长度、横截面积横截面积和和温度温度，与其它，与其它因素无关。所以说，电阻是导体因素无关。所以说，电阻是导体本身的一种基本性质。本身的一种基本性质。长长1m、横截面积、横截面积1 m的导体材料在的导体材料在20时的电阻值时的电阻值材料材料电阻电阻R银银0.016铜铜0.017铝铝0.027铁铁0.096镍铬合金镍铬合金1.091.12电木电木104 108橡胶橡胶10710101、所有的物体都有电、所有的物体都有电阻，只是电阻的大小不阻，只是电阻的大小不一样。一样。2、直到现在，人们还、直到现在，人们还没有发现或者发明一种没有发现或者发明一种没有电阻的材料。没有电阻的材料。想一想：平时我们用的想一想：平时我们用的导线一般都是铜丝或者导线一般都是铜丝或者铝线，为什么不用铁丝铝线，为什么不用铁丝做导线呢？做导线呢？请注意：请注意：l 电压表电阻很大，可以看做电压表电阻很大，可以看做断路，断路，R=R=l 导线、开关、电流表电阻很小，导线、开关、电流表电阻很小，可以看做没有电阻，可以看做没有电阻，R=0R=01.有两条粗细相同、材料相同的导线，一条有两条粗细相同、材料相同的导线，一条长长20 厘米厘米,另一条长米，哪条导线电阻大，另一条长米，哪条导线电阻大，为什么？为什么？2.有两条长短相同、材料相同的导线有两条长短相同、材料相同的导线，一一条横截面积厘米条横截面积厘米2，另一条，另一条2毫米毫米2，哪条导，哪条导线电阻大，为什么？线电阻大，为什么？3.“铜导线比铁导线的电阻小。铜导线比铁导线的电阻小。”这种说这种说法对吗？应当怎么说？法对吗？应当怎么说？4甲、乙两条长度相同的镍铬合金电甲、乙两条长度相同的镍铬合金电阻线，阻线，R甲甲 R乙乙,则甲的横截面积则甲的横截面积 乙乙的横截面积（选填的横截面积（选填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”）。）。5导体电阻的大小还受导体电阻的大小还受 影响，影响，同一盏电灯，发光时的电阻比不发光同一盏电灯，发光时的电阻比不发光时的电阻时的电阻 （选填（选填“大大”或或“小小”）。）。大于大于温度温度大大6有关导体电阻的说法，正确的是有关导体电阻的说法，正确的是（）A粗细相同的两根导线，长度大的，电粗细相同的两根导线，长度大的，电阻一定大阻一定大B长度相同的两根导线，横截面积小的，长度相同的两根导线，横截面积小的，电阻一定大电阻一定大C同种材料制成的长短相同的两根导线，同种材料制成的长短相同的两根导线，横截面积小的，电阻一定大横截面积小的，电阻一定大 D铝导线的电阻一定比铜导线的电阻大铝导线的电阻一定比铜导线的电阻大 C7决定导体电阻大小的因素是决定导体电阻大小的因素是（）A加在导体两端的电压加在导体两端的电压 B通过导体的电流强度通过导体的电流强度 C导体的质量、密度导体的质量、密度 D导体的材料、长度、横截面积导体的材料、长度、横截面积8两段长短粗细和材料都不同的导体分别接在电压两段长短粗细和材料都不同的导体分别接在电压相同中的电路中，则下列判断正确的是相同中的电路中，则下列判断正确的是 （）A.长导体中的电流一定大些长导体中的电流一定大些 B.短导体中的电流一定大些短导体中的电流一定大些 C.导体被拉长后，通过的电流都一定变小导体被拉长后，通过的电流都一定变小 D.导体被冷却后，通过的电流都一定变小导体被冷却后，通过的电流都一定变小DC9通过一个通过一个50电阻的电流若减少为原来的电阻的电流若减少为原来的1/2时，时，不计温度的影响，此时该电阻的阻值大小为不计温度的影响，此时该电阻的阻值大小为 （）A100 B50 C25 D无法确定电阻大小无法确定电阻大小10如果在粗细相同中的铜丝、铁丝、镍铬合金丝如果在粗细相同中的铜丝、铁丝、镍铬合金丝中选择做电学实验连接电路用的导线，最好选用中选择做电学实验连接电路用的导线，最好选用 （）A铜丝铜丝 B铁丝铁丝 C镍铬合金丝镍铬合金丝 D三种材料都一样三种材料都一样 BA11.一根金属导体，把它拉长后，跟原来比较它的一根金属导体，把它拉长后，跟原来比较它的电阻电阻 -。（填。（填“不变不变”，“变大变大”或或“变变小小”）变大变大12.一段导体当它两端的电压从一段导体当它两端的电压从3V变到变到6V时它的电阻时它的电阻 ；当它两端的电压变为零时它的电阻；当它两端的电压变为零时它的电阻 。（填（填“不变不变”，“变大变大”或或“变小变小”）不变不变不变不变13在做在做“决定电阻大小的因素决定电阻大小的因素”实验时，需要在电阻相同的条件实验时，需要在电阻相同的条件下，比较通过不同导线的电流。下表是给出的几种不同的导线。下，比较通过不同导线的电流。下表是给出的几种不同的导线。l为研究电阻与导体材料是否有关，应在上表中选用导线为研究电阻与导体材料是否有关，应在上表中选用导线C和导和导线线 。l为研究电阻与导体的长度是否有关，应在上表中选用导线为研究电阻与导体的长度是否有关，应在上表中选用导线C和和导线导线 。l为研究电阻与导体横截面积是否有关，应在上表中选用导线为研究电阻与导体横截面积是否有关，应在上表中选用导线A和导线和导线 。导线导线ABCDEFG材料材料锰铜锰铜钨钨镍铬镍铬锰铜锰铜钨钨锰铜锰铜镍铬镍铬长度长度m）1.00.51.51.01.21.50.5横截面积横截面积3.20.81.20.81.21.21.2FGD这些元件是根据什么原理来工作的？这些元件是根据什么原理来工作的？方法有改变导体的、和。方法有改变导体的、和。而最方便的是改变。而最方便的是改变。电阻变化电阻变化电流变化电流变化结果结果思考思考：用什么办法可以改变导体的电阻？：用什么办法可以改变导体的电阻？哪种方法最简单？哪种方法最简单？材料材料 长度长度 粗细温度粗细温度导体的长度导体的长度ABP滑动变阻器 常用的变阻器是靠常用的变阻器是靠改变接入电路的电改变接入电路的电阻丝的有效长度来改变电阻大小阻丝的有效长度来改变电阻大小.符号为符号为:实验室中常用的变阻器有实验室中常用的变阻器有滑动变阻器滑动变阻器和和电阻箱电阻箱。2、滑动变阻器的构造、滑动变阻器的构造滑片滑片P金属棒金属棒A、B、C、D为接线柱为接线柱2.结构示意图和符号结构示意图和符号1.实物及名称实物及名称瓷筒瓷筒支架支架线圈线圈ABCDABCDPP2.2.滑动滑动变阻器变阻器的使用方法的使用方法：(1)(1)使用使用C C、D D（上边两个）接线柱：（上边两个）接线柱：滑动变阻器的电阻线没有接入电路，所以起不到滑动变阻器的电阻线没有接入电路，所以起不到改变电阻，从而改变电流的作用。这是一种错误用法。改变电阻，从而改变电流的作用。这是一种错误用法。A AC CD DA AB B(2)(2)使用使用A A、B B（下边两个）接线柱：（下边两个）接线柱：相当于接入电路中一个定值电阻相当于接入电路中一个定值电阻,同样起不到改变电同样起不到改变电阻，从而改变电流的作用。阻，从而改变电流的作用。A AC CD DA AB BP P(3)(3)使用使用A A、（一上一下）两个接线柱：、（一上一下）两个接线柱：APAP段电阻线接入电路，当滑片段电阻线接入电路，当滑片P P远离远离A A端滑动时，端滑动时，APAP段电阻线变长，电阻变大，电流变小，灯变暗。段电阻线变长，电阻变大，电流变小，灯变暗。A AC CD DA AB B(4)(4)使用使用A A、D D（一上一下）两个接线柱：（一上一下）两个接线柱：AP AP段电阻线接入电路，当滑片段电阻线接入电路，当滑片P P远离远离A A端滑动时，端滑动时，APAP段电阻线变长，电阻变大，电流变小，灯变暗。段电阻线变长，电阻变大，电流变小，灯变暗。A AC CD DA AB BP P(5)(5)使用使用B B、C C（一上一下）两个接线柱：（一上一下）两个接线柱：BP BP段电阻线接入电路，当滑片段电阻线接入电路，当滑片P P向向B B端滑动时端滑动时,BP,BP段电段电阻线变短，电阻变小，电流变大，灯变亮。阻线变短，电阻变小，电流变大，灯变亮。P PA AC CD DA AB B(6 6)使使用用B B、D D（一一上上一一下下）两两个个接接线线柱柱：BP BP段电阻线接入电路，当滑片段电阻线接入电路，当滑片P P向向B B端滑动时，端滑动时，BPBP段段电阻线变短，电阻变小，电流变大，灯变亮。电阻线变短，电阻变小，电流变大，灯变亮。ACDABP P1.滑动变阻器电阻大小只与下接线柱有关与滑动变阻器电阻大小只与下接线柱有关与上接线柱无关上接线柱无关2.滑片距下接线柱的距离：滑片距下接线柱的距离：距离越大，电阻越大；距离越大，电阻越大；距离越小，电阻越小。距离越小，电阻越小。P P怎怎 么么 连连？or电阻箱电阻箱电阻箱读数练习电阻箱读数练习变阻器变阻器滑动变阻器滑动变阻器电阻箱电阻箱优点可以连续的调节电阻的大小可以准确的读出电阻的大小缺点不知道具体的电阻值不能连续的调节电路电阻的大小4.4.一个滑动变阻器铭牌上标有一个滑动变阻器铭牌上标有“20 1A”“20 1A”的字的字样，它的意思是指变阻器的样，它的意思是指变阻器的()()D(A)电阻最小值是电阻最小值是20,允许通过的最大电流是允许通过的最大电流是1A(B)电阻最小值是电阻最小值是20,允许通过的最小电流是允许通过的最小电流是1A(C)电阻最大值是电阻最大值是20,允许通过的最小电流是允许通过的最小电流是1A(D)电阻变化范围是电阻变化范围是020,允许通过的最大电流允许通过的最大电流 是是1A2.如图示，当把滑动变阻器接入电路后，滑片如图示，当把滑动变阻器接入电路后，滑片P向右滑动时，电路电阻变大，此时与电路相连接向右滑动时，电路电阻变大，此时与电路相连接的接线柱应是的接线柱应是（）（A）C和和D （B）B和和D（C）A和和C （D）B和和A课堂练习课堂练习1.1.滑动变阻器是靠改变接入电路中的滑动变阻器是靠改变接入电路中的来改变电阻的器件。来改变电阻的器件。电阻长度电阻长度CABCDPABCDP甲甲ABCDP乙乙ABCDP丙丙ABCDP丁丁D3.如图示的滑动变阻器四种接法中，当变阻器的滑片如图示的滑动变阻器四种接法中，当变阻器的滑片P向左移动时，都能使电路中的电流变大的是向左移动时，都能使电路中的电流变大的是（）（A）甲和乙甲和乙 （B）丙和丁丙和丁（C）甲和丙甲和丙 （D）甲和丁甲和丁5.下图为观察滑动变阻器作用的实验器材，将所有下图为观察滑动变阻器作用的实验器材，将所有器件连接起来，要求滑动变阻器滑片器件连接起来，要求滑动变阻器滑片P向右滑动，向右滑动，电流表示数变大，灯泡变亮。电流表示数变大，灯泡变亮。_