趣话高中物理选修3第2章恒定电流第6节导体的电阻.docx

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1、第6节导体的电阻这一节由实验引入，探究电阻与导体的长度、粗细、材料的关系，其实与温度也有关系，这点在第三节已经有过类似实验，这里不再叙述。如图是伏安法测电阻的电路图，因为一般金属的电阻较小，电流表外接。滑动变阻器采用分压接法，这个问题比较严重，因为旧课本可是限流接法啊。考试题目采用什么接法问题就比较麻烦了。看题目中有没有要求吧。如果没有，看看滑动变阻器的电阻和被测电阻的阻值谁大，如果滑动变阻器较小，且电流够用，则采用分压接法，否则可以考虑限流接法。导体的直径用螺旋测微仪测量，长度用刻度尺就好。测量不同长度导

2、体的电阻，找出长度与电阻的关系，测量不同直径导体的电阻，看看截面积与电阻的关系，更换不同材料的金属，看看不同材料导体的电阻。实验结果是，电阻与长度成正比，与截面积成反比，与材料有关。根据以上实验依据，可以总结出导体电阻的公式，（不是导体也可用）R=ρlS这个公式称为电阻定律，式中R为导体的电阻，l和S为导体的长度和截面积。ρ为电阻率，单位是Ωm，电阻率的大小主要与材料有关，同时与温度有关。根据电阻率的不同，将材料分为4种。一般把电阻率较大的物体称为绝缘体，我们认为绝缘体是不导电的，可以用来隔绝电流，如低压导

3、线的包皮就是用的绝缘材料，电容器中的电介质也是，一般用于不导电的场合，如电工操作时最好脚下垫上绝缘垫。当然，绝缘是相对的，在电压不高时绝缘的物体在高压时会导电，称为“击穿”。电阻稍微小一些的物体称为半导体，其导电性能不好，但是我们认为是导电的，一般随着温度的升高，电阻率变小。半导体一般是单质，在元素周期表中位于金属与非金属交界处的第ⅢA、ⅣA和ⅤA族的元素。用量最大的是硅和锗两种元素。用半导体制作的电子元件广泛应用于各种电子产品当中，如二极管、三极管、集成电路等等都是用半导体制作的。电阻小的物体称为导体，主

4、要以金属居多，有些非金属如石墨也是导电的，导体的电阻率随温度升高而变大，与半导体相反。前面小灯泡的实验就说明这个问题，灯泡里面的灯丝就是金属钨做成的。有些导体的电阻随温度变化不大，适合做标准电阻，有些随温度的变化电阻率成线性变化，适合做测温元件。人们发现，有些材料在低温下电阻突变为零。后来人们经过多年研究，将这个温度提高很多，但仍在零下一百多摄氏度左右，这种现象称为超导现象，对于超导的研究，我国还是比较先进的国家，不过与诺贝尔奖失之交臂。超导体如果用作电线可以减免电路能量损失，不过温度问题使这个愿望很难实现

5、，现在超导主要用于磁悬浮列车。如果用超导体做成一个圆环，并使之有电流，由于没有阻力，电流会一直存在。2006年第22题第（2）问现要测量某一电压表的内阻。给定的器材有：待测电压表（量程2V，内阻约为4kΩ）；电流表mA（量程1.2mA，内阻约500Ω）；直流电源E（电动势约2.4V，内阻不计）；固定电阻3个：R1=4000Ω，R2=10000Ω，R3=15000Ω；电键S及导线若干要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。i.试从3个固定电阻中选用1个，与其它器材一起组成测量电路，并在虚线框内画出测量电路

6、的原理图。（要求电路中各器材用题中给定的符号标出。）ii.电路接通后，若电压表读数为U，电流表读数为I，则电压表内阻RV＝______________。【解析】首先计算电压表的最大电流I=2/4000=0.5mA，小于电流表量程的一半，因此，并联上一个4000Ω的就和电流表差不多了。至于电源，电动势为2.4V，电压表与固定电阻并联后加上电流表内阻为2500Ω，此时电压表电压略小于2V，电路如图。流过电压表的电流IV=I-U/R1，则RV=2008年第22题第.Ⅱ.问（12分）一直流电压表，量程为1V，内阻为

7、1000Ω,现将一阻值为5000~7000Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程.为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为6~7V，内阻可忽略不计），一阻值R2=2000Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干线.（1）为达到上述目的，将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图.（2）连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70V，由此可以计算出改装后电压表的量程为V，电源电动势为V.【解析】题目中的元件串联即可

8、，将开关S2与电阻R2并联，可以将其短路，可以控制R2是否接入电路，我们关键是测量R1的电阻，由于电压表的电压示数与其电流成正比，电源电动势不变，则有RV+R10.9RV=RV+R1+R20.7RV解得，R1=6000Ω，则电压表量程为原来的7倍，为7V，电源电动势6.3V。2009年第24题.(15分)（注意：在试题卷上作答无效）材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ＝ρ0(1+at),其中α称为电阻温度系数，ρ0