您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 中学教育 > 初中教育 > 趣话高中物理选修3第2章恒定电流第6节导体的电阻
趣话高中物理(人教版)选修3第2章第6节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,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○V的内阻。给定的器材有:待测电压表○V(量程2V,内阻约为4kΩ);电流表(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mA趣话高中物理(人教版)选修3第2章第6节2S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=R1UR1I-U2008年第22题第.Ⅱ.问(12分)一直流电压表,量程为1V,内阻为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,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+𝑅1)0.9𝑅𝑉=(𝑅𝑉+𝑅1+𝑅2)0.7𝑅𝑉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是材料在t=0℃时的电阻率.在一定的温度范围内α是与温度无关的常数。金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温数系数.利用趣话高中物理(人教版)选修3第2章第6节3具有正负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知:在0℃时,铜的电阻率为1.7×10–8Ω•m,碳的电阻率为3.5×10-5Ω•m,附近,在0℃时,.铜的电阻温度系数为3.9×10–3℃-1,碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长1.0m的导体,要求其电阻在0℃附近不随温度变化,求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化).【解析】设所需碳棒的长度为1L,电阻率为1,电阻温度系数为1;铜棒的长度为2L,电阻率为2,电阻温度系数为2。根据题意有11011t22021t式中10、20分别为碳和铜在0℃时的电阻率。设碳棒的电阻为1R,铜棒的电阻为2R,有111LRS222LRS式中S为碳棒与铜棒的横截面积。碳棒与铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为12RRR012LLL式中01.0Lm联合以上各式得10112022121020LLLLRtSSS要使R不随t变化,此式中t的系数必须为零。即10112022LL得20210202101LL代入数据解得313.810Lm2010年第23题(12分)(注意:在试题卷上作答无效............)一电流表的量程标定不准确,某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程mI。趣话高中物理(人教版)选修3第2章第6节4所用器材有:量程不准的电流表1A,内阻r1=10.0,量程标称为5.0mA;标准电流表A2,内阻r2=45,量程为1.0mA;标准电阻R,阻值10;滑动变阻器R,总电阻约为3000;电源E,电动势为3.0V,内阻不计;保护电阻R2;开关S;导线。回答下列问题:(1)在答题卡上(图2所示)的实物图上画出连线。(2)开关S闭合前,滑动变阻器的滑动端c应滑动至端。(3)开关S闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表A1满偏;若此时电流表A2的读数为I2,则A1的量程Im=。(4)若测量时,A1未调到满偏,两电流表的示数如图3所示,从图中读出A1的示数I1=,A2的示数I2=;由读出的数据计算得Im=。(保留3位有效数字)趣话高中物理(人教版)选修3第2章第6节5(5)写一条提高测量准确度的建议:。【解析】连线如图由于滑动变阻器是限流接法,开始时阻值应该为最大,应在b端。A1的内阻为r1=10.0A2和R,串联阻值为55,故A1的量程为A2示数的5.5倍,为5.5I2。读数分别为3.00mA,0.660mA,Im=5.5×0.660=6.05mA2011年第17题.通常一次闪电过程历时约0.2~O.3s,它由若干个相继发生的闪击构成。每个闪击持续时间仅40~80μs,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中。在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×910v,云地间距离约为lkm;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C,闪击持续时间约为60μs。假定闪电前云地间的电场是均匀的。根据以上数据,下列判断正确的是A.闪电电流的瞬时值可达到1×510AB.整个闪电过程的平均功率约为l×1410WC.闪电前云地间的电场强度约为l×106V/mD.整个闪电过程向外释放的能量约为6×610J答案:AC解析:第一个闪击过程的平均电流约为5661106010qIAAt,A正确;第一个闪击过程的平均功率约为95141.010110110PUIWW,但不等于整个闪电过趣话高中物理(人教版)选修3第2章第6节6程的平均功率,B错误;9631.010/110/110UEVmVmd,C正确;W=qU=6×1.0×109=6×109J,D错误。2012年第22题(5分)某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示,测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为_________mm,图(b)所示读数为_________mm,所测金属板的厚度为_________mm。【解析】千分尺使用前先校对零点,如果有正负误差,可适当减去或加上这个误差以使读数更加准确。答案0.010;6.870;6.860
本文标题:趣话高中物理选修3第2章恒定电流第6节导体的电阻
链接地址:https://www.777doc.com/doc-2008710 .html