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(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 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(huì)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(diǎn)：電阻定律． 難點(diǎn)：電阻率． 一、電阻定律 1．在實(shí)驗(yàn)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(gè)物理量有關(guān)時(shí)，可選擇研究的量與其中一個(gè)量的關(guān)系而其他量________． 2．滑動(dòng)變阻器是電阻值________的電阻． 3．均勻電阻的阻值計(jì)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(zhǎng)度不變，橫截面積增大一倍時(shí) B．當(dāng)橫截面積不變，長(zhǎng)度增大一倍時(shí) C．當(dāng)長(zhǎng)度和橫截面半徑都縮小一半時(shí) D．當(dāng)長(zhǎng)度和橫截面積都擴(kuò)大一倍時(shí) 二、電阻率 1．電阻率ρ跟導(dǎo)體的______和____有關(guān)，是一個(gè)反映材料________的物理量． 2．單位：______，簡(jiǎn)稱歐米，符號(hào)：______． 在預(yù)習(xí)中還有哪些問題需要你在聽課時(shí)加以關(guān)注？請(qǐng)?jiān)谙铝斜砀裰凶鰝€(gè)備忘吧！ 我的學(xué)困點(diǎn) 我的學(xué)疑點(diǎn) 答案： 一、1．保持不變 2．可以改變 3．ρ　比例常量　

3、長(zhǎng)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(xiàng)A中，R′＝；選項(xiàng)B中，R′＝2R；選項(xiàng)C中，R′＝2R；選項(xiàng)D中，R′＝R，故D項(xiàng)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(xì)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(xì)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(zhǎng)度、橫截面積、材料三個(gè)量的關(guān)系．通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出同一種材料的電阻R∝，材料不同時(shí)，其比例系數(shù)不同． 2．實(shí)驗(yàn)電路如圖所示，BC為待測(cè)導(dǎo)線． 由R＝得導(dǎo)線電阻． 3．實(shí)驗(yàn)過程 （1）把材料、橫截面積相同，但長(zhǎng)度不同的導(dǎo)線先后接入電路中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使導(dǎo)線兩端的電壓相同，測(cè)出導(dǎo)線中的電流，從而確定導(dǎo)線電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系． （2）把材料、長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度和橫截面積，同時(shí)應(yīng)采用多次測(cè)量取平均值的方法以便減小誤差． 4．螺旋測(cè)微器 （1）讀數(shù)時(shí)注意固定刻度上的半毫米刻度線是否已露出． （2）可動(dòng)刻度上讀數(shù)時(shí)要估讀一位． （3）最后讀數(shù)以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后應(yīng)有三位數(shù)． 二、電阻率 電阻率的計(jì)算和物理意義． （2011·西安高二檢測(cè)）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(biāo)準(zhǔn)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(duì)金屬材料，其電阻率與溫度無關(guān) 1．電阻率ρ是一

6、個(gè)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(jì)）； （2）半導(dǎo)體和絕緣體的電阻率隨溫度的升高而減小（半導(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(biāo)準(zhǔn)電阻）； （4）當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí)，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(duì)象 導(dǎo)

7、體 材料 物理意義 反映導(dǎo)體對(duì)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(duì)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(zhǎng)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(qiáng)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(jì) 2．一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)體絲截成長(zhǎng)度相等的三段，再將它們并聯(lián)起來，測(cè)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(cè)）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(zhǎng)到原來的兩倍，把另一根導(dǎo)線對(duì)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(cè)）如圖所示，均勻的長(zhǎng)方形薄片合金板abcd，ab邊邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1，ad邊邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2，當(dāng)端點(diǎn)1、2或3、4接入電路時(shí)，R12∶R

9、34是（　　）． A．L1∶L2 B．L2∶L1 C．1∶1 D．L∶L 5．一根電阻絲長(zhǎng)20 m，截面積為0.2 mm2，兩端加上15 V的電壓時(shí)，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(shí)的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來并進(jìn)行識(shí)記． 知識(shí)精華 技能要領(lǐng) 答案： 活動(dòng)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(cè)電阻的方法——伏安法．不能認(rèn)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(dòng)與探究2：答案：（1）由電阻定律可得電阻率大小的計(jì)算公式ρ＝． （2）電阻率在數(shù)值上等于長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(cuò)，C正確．制作標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)電阻的合金材料，B正確． 當(dāng)堂檢測(cè) 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(zhǎng)度和橫截面積有關(guān)． 2．C　解析：原導(dǎo)體絲長(zhǎng)為截?cái)嗪蟮?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(zhǎng)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(zhǎng)后：l′＝2l，因?yàn)閂＝lS不變，所以S′＝，R′＝ρ＝4ρ＝4R，對(duì)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(xiàng)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