《電阻定律》(修正版)

1、武勝中學(xué)武勝中學(xué) 吳建兵吳建兵學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解電阻定律，能用電阻定律進(jìn)行有關(guān)計(jì)算2理解電阻率的概念及物理意義，了解電阻率與溫度的關(guān)系重點(diǎn)難點(diǎn)：電阻定律及其計(jì)算易錯(cuò)問(wèn)題：混淆電阻R與電阻率的物理意義一、影響導(dǎo)體電阻的因素1與導(dǎo)體電阻有關(guān)因素的測(cè)量方法(1)電阻絲橫截面積的測(cè)量把電阻絲緊密繞在一個(gè)圓柱形物體上(例如鉛筆)，用刻度尺測(cè)出多匝的 ，然后除以 ，得到電阻絲的直徑，進(jìn)而計(jì)算出電阻絲的橫截面積，也可以使用螺旋測(cè)微器測(cè)出導(dǎo)線的直徑，然后利用面積公式求解。長(zhǎng)度長(zhǎng)度匝數(shù)匝數(shù)螺旋測(cè)微器的認(rèn)識(shí)：螺旋測(cè)微器的認(rèn)識(shí)： 轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕使測(cè)微螺桿F與測(cè)砧A接觸時(shí),可動(dòng)刻度E的左邊緣應(yīng)該與固定刻度B的0刻線重合.測(cè)

2、量時(shí),如果導(dǎo)線剛好夾在A與F之間,那么可動(dòng)刻度E的左邊緣在固定刻度B上指示的數(shù)據(jù)就是導(dǎo)線的直徑.不過(guò),由于固定刻度的最小分度只有1 mm(多數(shù)螺旋測(cè)微器在B的刻度線上方還有一組刻線,間距也是1 mm,它們相當(dāng)于0.5 mm的刻線),在B上直接讀數(shù)時(shí)只有毫米位的讀數(shù)是準(zhǔn)確的,要想得到更精確的讀數(shù),就要靠可動(dòng)刻度E了. E D D每轉(zhuǎn)動(dòng)一周就帶動(dòng)F前進(jìn)或后退0.5 mm,也就是說(shuō),精密螺紋的螺距是0.5 mm.因此,通過(guò)它們轉(zhuǎn)動(dòng)的多少就能得知F前進(jìn)或后退的多少,而這個(gè)數(shù)值就刻在可動(dòng)刻度E上. 可動(dòng)刻度E等分50等份,每旋轉(zhuǎn)1周E前進(jìn)或后退的距離為0.5 mm,所以旋輪E每旋轉(zhuǎn)1個(gè)分度前進(jìn)或后退的距

3、離為0.01 mm,在此基礎(chǔ)上估讀一位,即讀數(shù)可讀到0.001 mm,精確到0.01 mm,所以螺旋測(cè)微器又稱千分尺. (2)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)包括兩部分.一 大于0.5 mm的刻度值由主尺讀出,用m表示;二 小于0.5 mm的刻度值由旋輪(即可動(dòng)刻度)讀出,用n表示,可動(dòng)刻度要估讀一位,則螺旋測(cè)微器所測(cè)量的值為m+0.01 n,單位為毫米,如右下圖所示螺旋測(cè)微器的讀數(shù)應(yīng)為(1.5+28.50.01)mm=1.785 mm.(2)電阻絲長(zhǎng)度的測(cè)量把電阻絲拉直，用毫米刻度尺量出它的長(zhǎng)度(3)電阻的測(cè)量連接適當(dāng)?shù)碾娐罚瑴y(cè)量電阻絲兩端的電壓U，通過(guò)電阻絲的電流I，由R計(jì)算得到。U/I2

4、實(shí)驗(yàn)探究：(1)方案一：(實(shí)驗(yàn)法)在長(zhǎng)度、橫截面積、材料三個(gè)因素中，保持 因素不變，比較第三個(gè)因素對(duì)電阻的影響，這種方法叫控制變量法通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度成，與橫截面積成 ，還與材料有關(guān)。兩個(gè)兩個(gè)正比正比反比反比(2)方案二：(邏輯推理法)利用學(xué)過(guò)的電阻的串并聯(lián)知識(shí)進(jìn)行邏輯推理探究導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度成，與橫截面積成 ，然后再通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系。正比正比反比反比二、電阻定律1內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長(zhǎng)度l成 ，與它的橫截面積S成 ，導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)即: 。2電阻率：上式中的是比例系數(shù)它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，是表征材料 的物理量，在l、S一定的條件下，越大

5、，導(dǎo)體的電阻R ，叫做這種材料的電阻率單位是 。正比正比反比反比越大越大性質(zhì)性質(zhì)m3.電阻率與材料的關(guān)系：電阻率是反映材料導(dǎo)電能力強(qiáng)弱的物理量純金屬的電阻率 ，合金的電阻率；金屬的電阻率隨溫度的升高而 ，電阻 就是利用這一規(guī)律制成的，有些合金的電阻率影響，常用來(lái)制作電阻。較小較小較大較大增大增大溫度計(jì)溫度計(jì)幾乎不受溫度幾乎不受溫度標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)1.為什么串聯(lián)電路的總電阻比其中任何一個(gè)電阻的阻值都大，而并聯(lián)時(shí)的總電阻比其中任何一個(gè)電阻的阻值都?。?問(wèn)題探究：2.滑動(dòng)變阻器、電阻箱是通過(guò)改變什么來(lái)改變有效電阻值的？原因：電阻串聯(lián)等效于導(dǎo)體長(zhǎng)度變長(zhǎng)了，電阻并原因：電阻串聯(lián)等效于導(dǎo)體長(zhǎng)度變長(zhǎng)了，電阻并聯(lián)等效

6、于增大了導(dǎo)體的橫截面積。聯(lián)等效于增大了導(dǎo)體的橫截面積。原因：是通過(guò)改變接入電路的導(dǎo)體長(zhǎng)度而改變電原因：是通過(guò)改變接入電路的導(dǎo)體長(zhǎng)度而改變電阻的。阻的。三、電阻定律的理解1公式中各物理量的意義R 是導(dǎo)體電阻的決定式，其中為材料的電阻率，它與材料和溫度有關(guān)，公式中的l是沿電流方向的導(dǎo)體的長(zhǎng)度，橫截面積S是垂直于電流方向的橫截面積。 如圖所示，一塊長(zhǎng)方體鐵塊若通過(guò)電流I1，則長(zhǎng)度為a，截面積為bc；若通過(guò)電流I2，則長(zhǎng)度為c，截面積為ab.實(shí)際情況分析：實(shí)際情況分析：2的區(qū)別公式公式意義決定式定義式理解說(shuō)明導(dǎo)體的電阻由、l、S決定，即與l成正比，與S成反比。提供了一種測(cè)導(dǎo)體電阻的方法伏安法不能認(rèn)為R

7、與U成正比，與I成反比。適用范圍金屬導(dǎo)體任何導(dǎo)體 導(dǎo)體被拉伸或壓縮形變中，導(dǎo)體的橫截面積隨長(zhǎng)度的變化而變化，但導(dǎo)體的總體積不變。即：橫截面積和長(zhǎng)度的乘積不變！ 特別說(shuō)明：特別說(shuō)明：例例1:1:兩根完全相同的金屬導(dǎo)線兩根完全相同的金屬導(dǎo)線A A和和B,B,如果把其中的如果把其中的一根一根A A均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的兩倍均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的兩倍, ,把另一根導(dǎo)線對(duì)折把另一根導(dǎo)線對(duì)折后絞合起來(lái)后絞合起來(lái), ,則它們的電阻之比為多少則它們的電阻之比為多少? ?答案答案:16:1:16:13.應(yīng)用實(shí)例滑動(dòng)變阻器(1)原理：利用改變連入電路的電阻絲的長(zhǎng)度改變電阻。(2)構(gòu)造：A、B是繞在絕緣筒上的電阻絲的兩個(gè)端點(diǎn)，

8、電阻絲間相互絕緣，C、D是金屬桿的兩個(gè)端點(diǎn)，電阻絲能夠與滑片P接觸的地方，絕緣漆已被刮去，使滑片P能夠把金屬桿與電阻絲連接起來(lái)四、對(duì)電阻率的理解1.物理意義電阻率是表征材料導(dǎo)電性質(zhì)的物理量。在數(shù)值上等于長(zhǎng)度為1m，面積為1 m2的某種材料導(dǎo)體的電阻值。2.決定因素(1)電阻率可以用 計(jì)算，但電阻率只與導(dǎo)體材料有關(guān)，與導(dǎo)體長(zhǎng)度l、橫截面積S無(wú)關(guān)。(2)電阻率與溫度有關(guān)例如金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大；半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而減?。贿€有些材料電阻率幾乎不受溫度的影響，可制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。(3)超導(dǎo)現(xiàn)象：當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí)某些材料的電阻率突然減小到零的現(xiàn)象。例2：金屬鉑的電阻隨溫度變化

9、比較明顯,在下圖中,正確表示金屬鉑導(dǎo)體伏安特性曲線的是( )答案答案:C例3:下列說(shuō)法中正確的是( )A.據(jù) 可知,當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度不變,加在電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí),導(dǎo)體的電阻也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B.據(jù) 可知,通過(guò)導(dǎo)體的電流強(qiáng)度改變,加在電阻兩端的電壓也改變,但導(dǎo)體的電阻不變C.據(jù) 可知,導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的電阻和橫截面積的乘積RS成正比,與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l成反比D.導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l 橫截面積S 導(dǎo)體的電阻R皆無(wú)關(guān)URIURIRSl答案答案:BD3.與電阻的區(qū)別物理量比較內(nèi)容電阻率電阻R物理意義電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙性能的物理量決定因素由導(dǎo)體的

10、材料和溫度決定，它與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和導(dǎo)體的橫截面積無(wú)關(guān)，電阻率是“材料”的電阻率由導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積共同來(lái)決定，一般地說(shuō)，不同的導(dǎo)體有不同的電阻，電阻是“導(dǎo)體”的電阻單位歐米(m)歐()1.1.一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線, ,當(dāng)其兩端電壓為當(dāng)其兩端電壓為U U時(shí)時(shí), ,通過(guò)的電流是通過(guò)的電流是I,I,若將此導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的若將此導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的2 2倍時(shí)倍時(shí), ,電流仍為電流仍為I,I,導(dǎo)線兩端導(dǎo)線兩端所加的電壓變?yōu)樗拥碾妷鹤優(yōu)? )( )A.U/2 B.UA.U/2 B.UC.2U D.4UC.2U D.4U鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)：:R2,4,D1,2.lSUIR解析 由

11、電阻定律可知當(dāng)導(dǎo)線拉長(zhǎng)到原來(lái)的 倍時(shí)截面面積為原來(lái)的則電阻為原來(lái)的 倍由歐姆定律可知 選項(xiàng)正確答案答案:D2.兩個(gè)用同種材料制成的均勻?qū)wA B,其質(zhì)量相同,當(dāng)它們接入電壓相同的電路時(shí),其電流之比IA:IB=1:4,則橫截面積之比SA:SB為( )A.1:2 B.2:1C.1:4 D.4:12222AB:,U,IR,R :R4:1.R,V1,111,.442,RABABABURIVlVSSSSSSRSSRS解析 由可知 在 一定時(shí) 與 成反比 即又根據(jù)電阻定律可知 當(dāng) 一定時(shí)即有所以答案答案:A3.一根阻值為R的均勻電阻絲,在下列哪些情況中其阻值仍為R(設(shè)溫度不變)( )A.當(dāng)長(zhǎng)度不變,橫截面

12、積增大一倍時(shí)B.當(dāng)橫截面積不變,長(zhǎng)度增加一倍時(shí)C.長(zhǎng)度和橫截面半徑都縮小一倍時(shí)D.長(zhǎng)度和橫截面積都擴(kuò)大一倍時(shí):R,D.lS解析 根據(jù)電阻定律可知 只有電阻絲的長(zhǎng)度和橫截面積都擴(kuò)大一倍時(shí)電阻絲的電阻才能保持不變 故選答案答案:D4.關(guān)于導(dǎo)體 絕緣體和超導(dǎo)體,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )A.超導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用幾乎為零B.電解液通電時(shí),正負(fù)離子仍有阻礙作用C.絕緣體內(nèi)也有自由電子,但很少D.絕緣體接入電路后,一定沒(méi)有電流通過(guò)解析:導(dǎo)體中存在大量的自由電子,絕緣體中也存在自由電子,但數(shù)目極少.絕緣體接入電路后,也有電流通過(guò),但很小,可以近似看作零.答案:D5.一只白熾燈泡,正常發(fā)光時(shí)的電阻為121 ,當(dāng)

13、這只燈泡停止發(fā)光一段時(shí)間后的電阻應(yīng)是( )A.大于121 B.小于121 C.等于121 D.無(wú)法判斷解析:金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大,隨著溫度的降低而減小,故B選項(xiàng)正確.答案:B6.一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36 W與36 V,若把燈泡接到輸出電壓為18 V的電源兩端,則燈泡消耗的功率( )A.等于36 W B.小于36 W,大于9 WC.等于9 W D.小于9 W222:R,R36 ,18 V,36 ,18 V,36 ,9 W189,3,6B.URPUPWWR解析 白熾燈正常工作時(shí)的電阻由得當(dāng)接入電壓時(shí) 假設(shè)燈泡的電阻也為則它消耗的功率但當(dāng)燈泡接入電壓時(shí) 它的發(fā)熱功率減小

14、燈絲溫度較正常工作時(shí)溫度低 其電阻率較小 所以其電阻小于其實(shí)際功率大于故 正確答案答案:B7.如圖所示,兩個(gè)截面不同 長(zhǎng)度相等的均勻銅棒接入電路,兩端電壓為U,則( )A.通過(guò)兩棒的電流相等B.兩棒的自由電子定向移動(dòng)的平均速率相同C.兩棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同,細(xì)棒內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)大D.細(xì)棒的電壓U1大于粗棒的電壓U2解析:設(shè)兩段銅棒,細(xì)端電阻為R1,粗端為R2,則R1R2.由于兩電阻串聯(lián),故電流相等I1=I2,U1U2,故A D正確.由知細(xì)棒內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)E1大于粗棒內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)E2,所以C正確.又由I=neSv可知,兩段銅棒I n e相同,而S1v2,所以B錯(cuò)誤.UEd答案答案:ACD8.在橫截面積為在橫截面積為S

15、的粗細(xì)均勻的銅導(dǎo)體中流過(guò)恒定電流的粗細(xì)均勻的銅導(dǎo)體中流過(guò)恒定電流I,銅的銅的電阻率為電阻率為,電子的電荷量為電子的電荷量為e,則電子在銅導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)時(shí)受則電子在銅導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的電場(chǎng)作用力為到的電場(chǎng)作用力為( )A.0 B.Ie/SC.IS/e D.Ie/S:E,l,UE,l,B,.UElESII eIEFEelRSSS解析 設(shè)導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為導(dǎo)體長(zhǎng)度為 則由所以所以電子受電場(chǎng)力故 正確答案答案:B9.一同學(xué)將變阻器與一只6 V,8 W的小燈泡L及開(kāi)關(guān)S串聯(lián)后接在6 V的電源E上,當(dāng)S閉合時(shí),發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)亮.按右圖的接法,當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)時(shí),燈泡將( )A.變暗 B.變亮C.亮度不變 D.可能燒壞

16、燈泡解析:由題意可知滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為PB段電阻,當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)時(shí),PB段電阻減小,電路中的電流增大,燈泡變亮,故B正確.答案:B10.10.如圖所示為將不同電壓加在一段金屬導(dǎo)體兩端如圖所示為將不同電壓加在一段金屬導(dǎo)體兩端, ,在溫度不在溫度不變的情況下所測(cè)得的變的情況下所測(cè)得的I-UI-U圖線圖線. .試根據(jù)圖線回答試根據(jù)圖線回答: :若將這段若將這段金屬導(dǎo)體在保持長(zhǎng)度不變的前提下增大其橫截面積金屬導(dǎo)體在保持長(zhǎng)度不變的前提下增大其橫截面積, ,則這則這段導(dǎo)體的電阻段導(dǎo)體的電阻( )( )A.等于4.0 B.大于2.0 C.小于2.0 D.等于2.0 解析:由圖像知R=2 ,若保持長(zhǎng)度不變,增大橫截面積,則電阻要變小,故C正確.答案:C11.如下圖所示,一圈粗細(xì)均勻的導(dǎo)線長(zhǎng)1 200 m,在兩端點(diǎn)A B間加上恒定電壓時(shí),測(cè)得通過(guò)導(dǎo)線的電流為0.5 A.如剪去BC段,在A C兩端加同樣電壓時(shí),通過(guò)導(dǎo)線的電流變?yōu)?.6 A,則剪去的BC段多長(zhǎng)?12112112221122x120.55.0:ABR ,ACR .UI RI R ,AC1200 m1000 m,B.