高中物理 第二章 電路 第一節(jié) 探究決定導(dǎo)線電阻的因素學(xué)案 粵教版選修3-1

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1、 第一節(jié)　探究決定導(dǎo)線電阻的因素 學(xué)習(xí)目標 重點難點 1．知道什么是電阻，了解電阻器在電路中的作用． 2．能記住電阻的大小跟哪些因素有關(guān)，會應(yīng)用電阻定律． 3．能記住材料的電阻率的概念及其物理意義、單位、與溫度的關(guān)系． 重點：電阻定律． 難點：電阻率． 一、電阻定律 1．在實驗探究中，常常使用控制變量法，當(dāng)探究的物理量與其他幾個物理量有關(guān)時，可選擇研究的量與其中一個量的關(guān)系而其他量________． 2．滑動變阻器是電阻值________的電阻． 3．均勻電阻的阻值計算公式是R＝______，式中ρ是________．l是導(dǎo)體的______，S是導(dǎo)體的___

2、_____． 預(yù)習(xí)交流 一根阻值為R的均勻電阻絲，在下列哪些情況下阻值仍為R（設(shè)溫度不變）（　?。? A．當(dāng)長度不變，橫截面積增大一倍時 B．當(dāng)橫截面積不變，長度增大一倍時 C．當(dāng)長度和橫截面半徑都縮小一半時 D．當(dāng)長度和橫截面積都擴大一倍時 二、電阻率 1．電阻率ρ跟導(dǎo)體的______和____有關(guān)，是一個反映材料________的物理量． 2．單位：______，簡稱歐米，符號：______． 在預(yù)習(xí)中還有哪些問題需要你在聽課時加以關(guān)注？請在下列表格中做個備忘吧！ 我的學(xué)困點 我的學(xué)疑點 答案： 一、1．保持不變 2．可以改變 3．ρ　比例常量　

3、長度　橫截面積 預(yù)習(xí)交流：D　提示：由電阻定律R＝ρ可知，選項A中，R′＝；選項B中，R′＝2R；選項C中，R′＝2R；選項D中，R′＝R，故D項正確． 二、1．材料　溫度　導(dǎo)電性能 2．歐姆米　Ω·m 一、電阻定律 歐姆定律與電阻定律的區(qū)別． 公式 R＝ρ R＝ 意義 理解 適用范圍 一段粗細均勻的鎳鉻絲，橫截面的直徑是d，電阻是R，把它拉制成直徑為d/10的均勻細絲后，它的電阻變成（　　）． A．10 000R　　　　　　　 B．R/10 000 C．100R D．R/10 1．利用控制

4、變量法探究導(dǎo)線電阻與導(dǎo)線的長度、橫截面積、材料三個量的關(guān)系．通過分析實驗數(shù)據(jù)得出同一種材料的電阻R∝，材料不同時，其比例系數(shù)不同． 2．實驗電路如圖所示，BC為待測導(dǎo)線． 由R＝得導(dǎo)線電阻． 3．實驗過程 （1）把材料、橫截面積相同，但長度不同的導(dǎo)線先后接入電路中，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使導(dǎo)線兩端的電壓相同，測出導(dǎo)線中的電流，從而確定導(dǎo)線電阻與長度的關(guān)系． （2）把材料、長度相同，橫截面積不同的導(dǎo)線先后接入電路中，用類似的方法確定導(dǎo)線電阻與橫截面積的關(guān)系． （3）把長度、橫截面積相同，但不同材料的導(dǎo)線先后接入電路中，確定出導(dǎo)線電阻與材料有關(guān)． 為了便于總結(jié)電阻的變化與導(dǎo)體長度、橫截

5、面積和材料的關(guān)系，可以成比例地改變導(dǎo)體的長度和橫截面積，同時應(yīng)采用多次測量取平均值的方法以便減小誤差． 4．螺旋測微器 （1）讀數(shù)時注意固定刻度上的半毫米刻度線是否已露出． （2）可動刻度上讀數(shù)時要估讀一位． （3）最后讀數(shù)以mm為單位，小數(shù)點后應(yīng)有三位數(shù)． 二、電阻率 電阻率的計算和物理意義． （2011·西安高二檢測）下列關(guān)于電阻率的說法中，正確的是（　　）． A．各種材料的電阻率都隨溫度的升高而增大 B．用來制作標準電阻的錳銅和鎳銅的電阻率幾乎不隨溫度的變化而變化 C．金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大 D．對金屬材料，其電阻率與溫度無關(guān) 1．電阻率ρ是一

6、個反映材料導(dǎo)電性能的物理量，是材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、大小無關(guān)． 2．各種材料的電阻率一般不同，純金屬的電阻率較小，合金的電阻率較大． 3．電阻率與溫度的關(guān)系：電阻率往往隨溫度的變化而變化． （1）金屬的電阻率隨溫度升高而增大（可用于制造電阻溫度計）； （2）半導(dǎo)體和絕緣體的電阻率隨溫度的升高而減?。ò雽?dǎo)體的電阻率隨溫度變化較大，可用于制作熱敏電阻）； （3）有些合金如錳銅、鎳銅的電阻率幾乎不受溫度變化的影響（可用來制作標準電阻）； （4）當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小到零成為超導(dǎo)體． 4．電阻與電阻率的區(qū)別 電阻R 電阻率ρ 描述對象 導(dǎo)

7、體 材料 物理意義 反映導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，R越大，阻礙作用越大 反映材料導(dǎo)電性能的好壞，ρ越大，導(dǎo)電性能越差 決定因素 由材料、溫度和導(dǎo)體形狀決定 由材料、溫度決定，與導(dǎo)體形狀無關(guān) 單位 歐姆（Ω） 歐姆米（Ω·m） 聯(lián)系 R＝ρ，ρ大，R不一定大，導(dǎo)體對電流阻礙作用不一定大；R大，ρ不一定大，導(dǎo)電性能不一定差 1．關(guān)于電阻率的正確說法是（　?。? A．電阻率ρ與導(dǎo)體長度l和橫截面積S有關(guān) B．電阻率表征了材料的導(dǎo)電能力的強弱，由導(dǎo)體的材料決定，且與溫度有關(guān) C．電阻率大的導(dǎo)體，電阻一定很大 D．有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制

8、成電阻溫度計 2．一根粗細均勻的導(dǎo)體絲截成長度相等的三段，再將它們并聯(lián)起來，測得阻值為3 Ω，則此導(dǎo)體原來的阻值為（　?。? A．9 Ω　　　 B．8 Ω　　　 C．27 Ω　　　 D．3 Ω 3．（2011·衡水高中檢測）兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中的一根均勻的拉長到原來的兩倍，把另一根導(dǎo)線對折后絞合起來，則它們的電阻之比為（　　）． A．2∶1 B．4∶1 C．8∶1 D．16∶1 4．（2011·黃岡高二檢測）如圖所示，均勻的長方形薄片合金板abcd，ab邊邊長為L1，ad邊邊長為L2，當(dāng)端點1、2或3、4接入電路時，R12∶R

9、34是（　?。? A．L1∶L2 B．L2∶L1 C．1∶1 D．L∶L 5．一根電阻絲長20 m，截面積為0.2 mm2，兩端加上15 V的電壓時，通過的電流為0.3 A，這根電阻絲的電阻率為______Ω·m． 提示：用最精煉的語言把你當(dāng)堂掌握的核心知識的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來并進行識記． 知識精華 技能要領(lǐng) 答案： 活動與探究1：答案： 公式 R＝ρ R＝ 意義 決定式 定義式 理解 說明導(dǎo)體的電阻由ρ、l、S決定，即同種材料的電阻與l成正比，與S成反比 提供了一種測電阻的方法——伏安法．不能認為R與U成

10、正比，與I成反比 適用 范圍 金屬導(dǎo)體和電解液 純電阻 遷移與應(yīng)用1：A　解析：根據(jù)電阻定律R＝ρ得直徑變?yōu)樵瓉淼?，則S′＝，而V不變，所以l′＝100l，因此R′＝ρ＝ρ＝10 000ρ＝10 000R． 活動與探究2：答案：（1）由電阻定律可得電阻率大小的計算公式ρ＝． （2）電阻率在數(shù)值上等于長度為1 m，橫截面積為1 m2的導(dǎo)體的電阻大?。? （3）電阻率是反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的長度和形狀無關(guān)． （4）合金的電阻率通常情況下要比純金屬的電阻率大． 遷移與應(yīng)用2：BC　解析：電阻率是材料本身的一種電學(xué)特性，與導(dǎo)體的長度、橫截面積無關(guān)．金

11、屬材料的電阻率隨溫度升高而增大，而半導(dǎo)體材料則相反，A、D錯，C正確．制作標準電阻要求材料的電阻率較高，且受溫度變化的影響很小，錳銅和鎳銅是很好的制作標準電阻的合金材料，B正確． 當(dāng)堂檢測 1．B　解析：電阻率由構(gòu)成導(dǎo)體的材料決定，與導(dǎo)體形狀無關(guān)，電阻與電阻率、導(dǎo)體長度和橫截面積有關(guān)． 2．C　解析：原導(dǎo)體絲長為截斷后的3倍，橫截面積為并聯(lián)后的1/3，由于導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度成正比；與導(dǎo)體的橫截面積成反比，故R/9＝3 Ω，R＝27 Ω，C正確． 3．D　解析：金屬線原來的電阻為R＝ρl/S，拉長后：l′＝2l，因為V＝lS不變，所以S′＝，R′＝ρ＝4ρ＝4R，對折后l″＝，S″＝2S，所以R″＝ρ＝ρ·＝，則R′:R″＝16:1． 4．D　解析：設(shè)薄片厚度為d，由電阻定律得 R12＝ρ　R34＝ρ 所以R12:R34＝L:L，D項正確． 5．答案：5×10－7 解析：根據(jù)歐姆定律R＝＝Ω＝50 Ω 由電阻定律R＝ρ得ρ＝＝Ω·m＝5×10－7 Ω·m． 5