
燈泡亮度不同-電路中的電流不同-接入電路中的導(dǎo)體的電阻不同
導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)系呢?
問題與猜想制定計劃收集證據(jù)分析與結(jié)論評估與交流
導(dǎo)體電阻的大小與哪些因素有關(guān)?
▲生活中常見的導(dǎo)線多是銅芯或鋁芯,而不用鐵芯;
▲有的導(dǎo)線比較粗有的比較細(xì);
▲不同規(guī)格的電爐子,電爐絲的長短、粗細(xì)不同;
▲常溫下玻璃是絕緣體,加熱后可以變成導(dǎo)體。
猜想:導(dǎo)體電阻大小與材料、長度、橫截面積、溫度有關(guān)
1.沒有測量電阻大小的儀器,如何判斷導(dǎo)體 電阻的大?。?br/>通過電流大小或燈泡的亮度可以間接的判斷電阻大小
2.有多個影響因素時,實驗中應(yīng)用到什么方法?
實驗器材:電源、小燈泡、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線、不同規(guī)格的導(dǎo)體(長度不同的銅絲(b、d)、粗細(xì)不同的銅絲(b、c)、長度和粗細(xì)完全相同的鐵絲和銅絲(a、b))
▲探究導(dǎo)體電阻大小與材料的關(guān)系。
控制不變的量有 、 、 。
▲探究導(dǎo)體電阻大小與長度的關(guān)系。
▲探究導(dǎo)體電阻大小與橫截面積的關(guān)系。
把不同的導(dǎo)線接入電路,進(jìn)行實驗,得到數(shù)據(jù)并進(jìn)行記錄
(1)分析1、2可知,導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的 有關(guān)。(2)分析2、3可知,導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的 有關(guān),且導(dǎo)體 ,電阻越小。(3)分析2、4可知,導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的 有關(guān),且導(dǎo)體 ,電阻越小。
(1)材料 (2)粗細(xì) 越粗 (3)長度 越短
▲材料、橫截面積相同,長度越長,電阻越大。
▲材料、長度相同,橫截面積越小,電阻越大。
▲橫截面積、長度相同,材料不同,電阻不同。
▲電阻是導(dǎo)電體特性,大小取決于其自身特點。
與加在它兩端的電壓和通過它的電流無關(guān)。
控制電阻大小的因素電阻元件的電阻值大小一般與溫度有關(guān),還與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料有關(guān)。衡量電阻受溫度影響大小的物理量是溫度系數(shù),其定義為溫度每升高1 ℃時電阻值發(fā)生變化的百分?jǐn)?shù)。多數(shù)(金屬)的電阻隨溫度的升高而升高,一些半導(dǎo)體卻相反。在溫度一定的情況下,有公式R= 。其中ρ就是電阻率,l為材料的長度,單位為m,S為面積,單位為m2。可以看出,材料的電阻大小正比于材料的長度,而反比于其面積。
二、導(dǎo)體的電阻受溫度的影響
通過探究實驗,我們知道常溫下導(dǎo)體的電阻和它的材料、長度和橫截面積有關(guān)。那么,導(dǎo)體的溫度改變時,它的電阻會不會發(fā)生變化呢?
如圖所示,閉合開關(guān)后,用酒精燈給細(xì)鐵絲加熱。在鐵絲溫度逐漸升高并發(fā)紅的過程中,觀察電流表的示數(shù)和小燈泡亮度的變化情況。你能得出什么結(jié)論?將細(xì)鐵絲換成細(xì)鎢絲等其他材料進(jìn)行實驗,是否能觀察到相似的現(xiàn)象?從這些實驗現(xiàn)象中你能得出什么結(jié)論?
閉合開關(guān),對導(dǎo)體不斷加熱,隨著鐵絲的溫度升高,電流表的示數(shù)變小,說明鐵絲的電阻 (選填“變大”“不變”或“變小”),故可說明電阻的大小與導(dǎo)體的 有關(guān)。導(dǎo)體的溫度越高,導(dǎo)體的電阻 。
導(dǎo)體的電阻與溫度有關(guān)。對大多數(shù)導(dǎo)體來說(比如金屬),溫度越高,電阻越大。但也有少數(shù)導(dǎo)體(比如半導(dǎo)體),電阻隨溫度的升高而減小。
當(dāng)溫度降低到某一溫度時,物質(zhì)的電阻就變?yōu)榱?,這中現(xiàn)象叫作超導(dǎo)現(xiàn)象。
能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)叫做超導(dǎo)體。 物質(zhì)電阻變?yōu)榱愕臏囟冉凶鬟@種物質(zhì)的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度(或超導(dǎo)臨界溫度)。
當(dāng)外界溫度低于該物質(zhì)的臨界溫度時該物質(zhì)具有超導(dǎo)性。如鋁在 -271.76℃ 以下電阻就變成了零。
如果把超導(dǎo)現(xiàn)象應(yīng)用于實際,會給人類帶來很大的好處。在電廠發(fā)電、運輸電力、儲存電力等方面若能采用超導(dǎo)材料,就可以大大降低由于電阻引起的電能消耗。如果用超導(dǎo)材料制造電子元件,由于沒有電阻,不必考慮散熱的問題,元件尺寸可以大大縮小,進(jìn)一步實現(xiàn)電子設(shè)備的微型化。
一、常溫下的導(dǎo)體電阻大小的影響因素
影響因素:長度、材料、橫截面積方法:控制變量法、轉(zhuǎn)換法
1.某段粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體,對其電阻大小說法正確的是( )A.當(dāng)其兩端的電壓為零時,導(dǎo)體的電阻為零B.當(dāng)均勻拉長到原來的2倍時,其電阻也增加2倍C.電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),不論溫度如何變化,電阻也不會為零D.電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與電壓和電流無關(guān)
2.我國科研人員研發(fā)了第二代高溫超導(dǎo)材料,使中國躋身該技術(shù)領(lǐng)域國際先進(jìn)行列。假如在下列用電器和用電工程中用到超導(dǎo)體,哪種應(yīng)用是正確的( ?。〢.白熾燈燈絲B.輸電線C.電飯鍋發(fā)熱體D.保險絲
3.如圖所示的鎢絲是一個白熾燈去除玻璃罩制成的,閉合開關(guān)S,小燈泡L發(fā)光,鎢絲不發(fā)光;向鎢絲吹氣時,小燈泡L變亮;用酒精燈給鎢絲加熱,小燈泡L逐漸變暗直至熄滅,由實驗可知( ?。〢.鎢絲的電阻隨溫度升高而減小B.給鎢絲加熱時,電路中的電流變大C.向鎢絲吹氣時,鎢絲電阻變小D.小燈泡L發(fā)光而鎢絲不發(fā)光是因為通過鎢絲的電流小于小燈泡L的電流
4.如圖所示,線路板上的三根合金絲長度相同,①和②粗細(xì)相同但比③細(xì),小樂用該裝置探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素。下列說法錯誤的是( )A.通過比較電燈亮暗來確定電阻大小,這種方法叫轉(zhuǎn)換法B.探究電阻大小與導(dǎo)體材料是否有關(guān),應(yīng)選合金絲①和③C.探究電阻大小與導(dǎo)體長度是否有關(guān),選合金絲②即能完成D.電路中再串聯(lián)一個電流表,可更準(zhǔn)確地比較導(dǎo)體電阻大小
5.石墨烯是單層碳原子,其結(jié)構(gòu)如圖所示。2018年12月18日,世界頂尖學(xué)術(shù)期刊英國《自然》雜志發(fā)布2018年度科學(xué)人物,位居榜首的是1996年出生,在美國麻省理工學(xué)院攻讀博士的中國學(xué)生曹原。曹原等人展示了如何將兩張彼此疊置并以直角扭曲的薄片變成超導(dǎo)材料,當(dāng)時《Nature》雜志來不及排版就連發(fā)兩篇關(guān)于轉(zhuǎn)角石墨烯的重大成果,并配以評述,石墨烯超導(dǎo)重大發(fā)現(xiàn)!下列有關(guān)說法錯誤的是( ?。〢.石墨烯超導(dǎo)可以用于遠(yuǎn)距離輸電B.石墨烯超導(dǎo)可以用于電飯鍋的發(fā)熱絲C.石墨烯變成超導(dǎo)體時其電阻為零D.石墨烯超導(dǎo)可以用于制造發(fā)電機(jī)線圈
6.用同種材料制成兩段長度相等,橫截面積不同的圓柱形導(dǎo)體,甲比乙的橫截面積小。如圖所示將它們串聯(lián)在電路中,通電一段時間后,下列說法正確的是( ?。〢.甲導(dǎo)體的電流大于乙導(dǎo)體B.甲導(dǎo)體的電阻大于乙導(dǎo)體C.甲導(dǎo)體的電流小于乙導(dǎo)體D.甲導(dǎo)體的電阻小于乙導(dǎo)體
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