电压相同,并测出电流。比较通过L1、L2电流的不同,得出导线电阻与导线长度的关系。
学生:从实验知道,电流与导线的长度成反比,表明导线的电阻与导线的长度成正比。
(2)研究导体电阻与导体横截面积的关系
教师:将与A、B连接的导线分别接在L2、L3两端,调节变阻器R,保持导线两端的电压相同,并测出电流。比较通过L2、L3电流的不同,得出导线电阻与导体横截面积的关系。
学生:从实验知道,电流与导线的横截面积成正比,表明导线的电阻与导线的横截面积成反比。
(3)研究导体的电阻与导体材料的关系
教师:将与A、B连接的导线分别接在L3、L4两端,重做以上实验。
学生:从实验知道,电流与导体的材料有关,表明导线的电阻与材料的性质有关。
师生共同活动:小结实验结论,得出电阻定律。
电阻定律:
(1)内容:同种材料的导体的电阻R跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比;导体电阻与构成它的材料有关。
(2)数学表达式:R=ρ
教师指出:式中ρ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ρ:
(1)电阻率是反映材料导电性能的物理量。
(2)单位:欧·米(Ω·m)
【投影1】几种导体材料在20 ℃时的电阻率
材料 ρ/Ω·m 材料 ρ/Ω·m 银 1.6×10-8 铁 1.0×10-7 铜 1.7×10-8 锰铜合金 4.4×10-7 铝 2.9×10-8 镍铜合金 5.0×10-7 钨 5.3×10-8 镍铬合金 1.0×10-6
锰铜合金:85%铜,3%镍,12%锰。
镍铜合金:54%铜,46%镍。
镍铬合金:67.5%镍,15%铬,16%铁,1.5%锰。
学生思考:
(1)纯净金属与合金哪种材料的电阻率大?
(2)制造输电电缆和线绕电阻时,怎样选择材料的电阻率?
[参考解答]
(1)从表中可以看出,合金的电阻率大。
(2)制造输电电缆时应选用电阻率小的铝或铜来制做。制造线绕电阻时应选用电阻率大的合金来制作。
2.电阻率与温度的关系
演示实验:将日光灯灯丝(额定功率为8 W)与演示用欧姆表调零后连接成下图电路,观察用酒精灯加热灯丝前后,欧姆表示数的变化情况。