20172018學(xué)年高中物理直流電路2電阻定律學(xué)案教科版選修

2.電阻定律知識脈絡(luò)知識脈絡(luò)學(xué)習(xí)目標(biāo)因素.電2.理解電阻定律、電阻率的概念，1；卜并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.3.認(rèn)識導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體，H-并了解它們在電路中的作用.1.通過實(shí)驗(yàn)探究決定導(dǎo)線電阻的探究決定導(dǎo)體電阻的因素、電阻定律?基礎(chǔ)初探?［先填空］1?實(shí)驗(yàn)探究用控制變量的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究改變導(dǎo)體的長度，其他條件不變,測出導(dǎo)體的電阻，探究導(dǎo)體的電阻與長度的關(guān)系.改變導(dǎo)體的橫截面積，其他條件不變』出導(dǎo)體的電阻，探究導(dǎo)體的電阻與橫截面 積的關(guān)系.改變構(gòu)成導(dǎo)體的材料，其他條件不變』出導(dǎo)體的電阻，探究不同材料的導(dǎo)體的電 —阻是否相同.電阻定律內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比，導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān).公式：R=pS式中P稱為材料的電阻率.［再判斷］導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的長度和橫截面積兩個(gè)因素決定. (x)根據(jù)R=U可知，通過導(dǎo)體的電流改變，加在電阻兩端的電壓也改變，但導(dǎo)體的電阻不變.(V)導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積都有關(guān)系. (V)［后思考］生活中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況， 在電壓不穩(wěn)定的時(shí)候燈絲容易燒斷， 而手邊又沒有新的燈泡，我們可以通過慢慢晃動(dòng)燈泡，將斷了的燈絲接上，以解燃眉之急. 當(dāng)燈泡再次連入電路時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)比原來亮了，這是為什么？【提示】燈絲斷了又重新搭接上，燈絲長度減小，搭接處橫截面積增大，由R=pS知,I減小，S增大，R減小，又由P= U不變，R減小，P增大，所以燈泡變亮了. O核盤突破o ［合作探討］如圖2-2-1所示，將不同導(dǎo)線接入AB兩點(diǎn)間進(jìn)行測量.探討1:相同材料、相同橫截面積，電阻與長度的關(guān)系？【提示】 電阻與長度成正比.探討2:相同材料、相同長度，電阻與橫截面積的關(guān)系？【提示】 電阻與橫截面積成反比.探討3:相同長度、相同橫截面積的不同材料電阻相同嗎？【提示】不同.［核心點(diǎn)擊］1?電阻定律表達(dá)式R=pS中各符號的含義p表示導(dǎo)體材料的電阻率，與材料和溫度有關(guān)，反映了導(dǎo)體的導(dǎo)電性能. p越大,說明導(dǎo)電性能越差；p越小，說明導(dǎo)電性能越好.I表示沿電流方向?qū)w的長度.S表示垂直于電流方向?qū)w的橫截面積.2.電阻定律公式R=pS的應(yīng)用應(yīng)用電阻定律公式R=pS解題時(shí)，一般電阻率p不變，理解I、S的意義是關(guān)鍵，I是沿電流方向的導(dǎo)體長度， S是垂直于電流方向的橫截面積.對于某段導(dǎo)體，由于導(dǎo)體的體積不變，若將導(dǎo)體的長度拉伸為原來的 n倍，橫截面1 I 2積必減為原來的-■根據(jù)電阻定律R=p§知電阻變?yōu)樵瓉淼膎倍. O講練沖關(guān)O )【導(dǎo)學(xué)號：)【導(dǎo)學(xué)號：96322036】電旅方向典例如圖2-2-2所示，R和R2是材料相同、厚度相同、表面均為正方形的導(dǎo)體,R邊長為2L,R2邊長為L,若R的阻值為8Q,貝UR2的阻值為(B.8QD.64QB.8QD.64Q2LhX2Lh=8Q，LR=phL=ph=8Q,圖2-2-24QC.16Q【解析】設(shè)導(dǎo)體材料厚度為h,由R=pS,選項(xiàng)B正確.【答案】 B兩根完全相同的金屬導(dǎo)線A和B,如果把其中的一根A均勻拉長到原來的兩倍，把另一根導(dǎo)線對折后絞合起來，則它們的電阻之比為多少？【導(dǎo)學(xué)號：96322037】【解析】 金屬導(dǎo)線原來的電阻為R=p￡，拉長后：I'=21，因?yàn)轶w積V=IS不變,L SI'所以s'=2，R'=-pS'=4pS=4R對折后：I〃=2，s〃=2S,所以R=PS^=p?弓S=R，貝UR：R=16:1.【答案】16【答案】16:1應(yīng)用R=p￡的兩點(diǎn)注意(1)公式R=p￡只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解液 (但其他任何材料都有對應(yīng)的電阻率).(2)計(jì)算出來的電阻是某一特定溫度下的電阻，因?yàn)殡娮杪?p隨溫度而變.I I|my- 電阻率、導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體 O基礎(chǔ)初探O ［先填空］電阻率TOC\o"1-5"\h\z意義：反映材料導(dǎo)電性能的物理量，電阻率越小，材料的導(dǎo)電性能越好. _單位：歐姆?米，符號Q?m.決定因素：電阻率由導(dǎo)體的材料和溫度決定.導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體導(dǎo)體的電阻率很小,絕緣體的電阻率很大,半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間. 許多半導(dǎo)體在光照、溫度變化高時(shí)，電阻率將發(fā)生明顯變化. ［再判斷］1?任何導(dǎo)電材料的電阻率都是隨溫度的升高而增大. (X)2.導(dǎo)體的橫截面積越大電阻率越小.(X)3?用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻的錳銅和鎳銅合金的電阻率幾乎不隨溫度的變化而變化. (V)［后思考］電位器是怎樣改變接入電路中的阻值的？【提示】 電位器是通過改變接入電路中電阻線的長度來改變電阻的. O核幽突破o ［合作探討］分析表中數(shù)據(jù)材料p/(Q?m)材料p/(Q?m)銀1.6X10「8鐵1.0X10'銅1.7X10一8錳銅合金一74.4X10鋁2.9X10「8鎳銅合金5.0X10一7鎢5.3X10-8鎳鉻合金1.0X10-6探討1:回答什么樣的金屬電阻率大？什么樣的金屬電阻率小?【提示】 合金的電阻率大，純凈金屬的電阻率小.探討2:在電路中導(dǎo)線一般用什么材料制作？【提示】 在電路中的導(dǎo)線一般用電阻率小且造價(jià)低的鋁或銅制作.［核心點(diǎn)擊］電阻率和電阻的區(qū)別

電阻R電阻率p描述對象導(dǎo)體材料物理意義反映導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，R大，阻礙作用大反映材料導(dǎo)電性能的好壞，p大，導(dǎo)電性能差決定因素由材料、溫度和導(dǎo)體形狀決疋由材料、溫度決定，與導(dǎo)體形狀無關(guān)單位歐姆（Q）歐姆?米（Q?m）聯(lián)系R=ps，p大，R不一定大，導(dǎo)體對電流阻礙作用不一定大； R大，p不一定大，導(dǎo)電性能不一定差2.電阻率的大小跟溫度的關(guān)系（1） 金屬的電阻率隨溫度升高而增大.（2） 絕緣體和半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小，并且變化是非線性的.（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.⑷當(dāng)溫度降到-273°C附近時(shí)，有些金屬材料的電阻率突然減小到零成為超導(dǎo)體. o講練沖關(guān)? 典例關(guān)于電阻和電阻率的下列說法中正確的是 典例關(guān)于電阻和電阻率的下列說法中正確的是 （ ）A.B.丄 1由A.B.丄 1由p=—可知，pxRPXTC.材料的電阻率隨溫度的升高而增大把一根均勻?qū)Ь€分成等長的兩段，則每部分的電阻、電阻率均變?yōu)樵瓉淼囊话隓.對于某一確定的導(dǎo)體，當(dāng)溫度升高時(shí)，若不計(jì)導(dǎo)體的體積和形狀變化，發(fā)現(xiàn)它電阻D.增大，說明該導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而增大【解析】導(dǎo)體的電阻率由材料本身決定， 并隨溫度的變化而變化，但并不都是隨溫度的升高而增大，則A、B、C錯(cuò).若導(dǎo)體溫度升高時(shí)，電阻增大，又不考慮體積和形狀的變化,其原因就是電阻率隨溫度的升高而增大，則 D選項(xiàng)正確.【答案】 D（多選）下列說法中正確的是（ ）【導(dǎo)學(xué)號：96322038】據(jù)R=學(xué)可知，當(dāng)加在電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?2倍時(shí)，導(dǎo)體的電阻也變?yōu)樵瓉淼?倍據(jù)R=U可知，通過導(dǎo)體的電流改變時(shí)，加在電阻兩端的電壓也改變，但導(dǎo)體的電阻不變據(jù)P=廠可知，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)體的長度I成反比導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的長度I、橫截面積S、導(dǎo)體的電阻R均無關(guān)【解析】 導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，其決定式為 R=￥，而R=U為電阻的定義式?電阻率是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、長短無關(guān).【答案】BD金屬鉑的電阻值對溫度的高低非?！懊舾小?， 下列I-U圖像中能表示金屬鉑電阻情況TOC\o"1-5"\h\z的圖像是（ ）【解析】在I-U圖像中，圖像的斜率表示電阻的倒數(shù)， 由于鉑的電阻率隨溫度的升高而變大，故I-U圖像中圖線的斜率應(yīng)減小.因此能反映金屬鉑電阻情況的圖像為 C.【答案】 C電阻與電阻率的兩個(gè)不一定（1） 電阻率越大，材料的導(dǎo)電性能越差，但用這種材料制成的電阻不一定大，決定電阻大小的因素和決定電阻率大小的因素是不同的.（2） 導(dǎo)體的電阻越大，說明導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大，導(dǎo)體的電阻率不一定越大.I I學(xué)業(yè)分層測評（八）

（建議用時(shí)：45分鐘）1.關(guān)于電阻率，下列說法中正確的是 （ ）電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大，其導(dǎo)電性能越好各種材料的電阻率大都與溫度有關(guān)，純金屬的電阻率隨溫度的升高而減小所謂超導(dǎo)體，是當(dāng)其溫度降低到接近絕對零度的某個(gè)臨界溫度時(shí)，它的電阻率突然變?yōu)闊o窮大某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，通常都用它們制作標(biāo)準(zhǔn)電阻【解析】 電阻率是表征材料導(dǎo)電性能好壞的物理量， 電阻率越大，說明其導(dǎo)電性能越

差，A錯(cuò)；各種材料的電阻率大都與溫度有關(guān)，純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，超導(dǎo)體是當(dāng)溫度降低到絕對零度附近某個(gè)臨界溫度時(shí)，電阻率突然減小到無法測量， B、C均錯(cuò);TOC\o"1-5"\h\z某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，通常用于制作標(biāo)準(zhǔn)電阻， D對.【答案】 D（多選）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）（ ）當(dāng)長度不變時(shí)，橫截面積增大一倍時(shí)當(dāng)橫截面積不變，長度增加一倍時(shí)長度和橫截面積都縮小原來的一半時(shí)當(dāng)長度和橫截面積都擴(kuò)大一倍時(shí)【解析】 根據(jù)電阻定律R=p￡可知，只有電阻絲的長度和橫截面積都擴(kuò)大或縮小相同倍數(shù)時(shí)，電阻絲的電阻才能保持不變，故選 CD.【答案】 CD（多選）如圖2-2-3所示，ABCD是滑動(dòng)變阻器的4個(gè)接線柱?現(xiàn)把此變阻器串聯(lián)接入電路中，并要求滑片P向接線柱C移動(dòng)時(shí)，電路中的電流減小，則接入電路的接線柱可能是（ ）【導(dǎo)學(xué)號：96322120】圖2-2-3B.A和CD.B和DA.A和BB.A和CD.B和DC.B和C【解析】當(dāng)滑片P向左滑動(dòng)時(shí)，電路中電流減小，則接入電路的電阻增大，即連接BC端或BD端.【答案】 CD用一個(gè)提供恒定電壓的電源，給一個(gè)用絕緣的圓管子裝滿的水銀供電， 電流為0.1A,若把全部水銀倒在一個(gè)內(nèi)徑大一倍的絕緣圓管子里， 那么通過的電流將是（ ）【導(dǎo)學(xué)號：96322121】A.0.4A B.0.8AC.1.6A D.3.2A12【解析】 大圓管子內(nèi)徑大一倍，由 S=：nD可得橫截面積為原來的 4倍，由于水銀4、、 1 I 1體積不變，故水銀咼度變?yōu)樵瓉淼?4，則由公式R=ps知電阻變?yōu)樵瓉淼暮?，由歐姆定律知電流變?yōu)樵瓉淼?6倍，即1.6A，故選項(xiàng)C正確.【答案】 C一段粗細(xì)均勻的鎳鉻絲，橫截面的直徑是d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￡的均勻細(xì)絲后，它的電阻變?yōu)椋?）【導(dǎo)學(xué)號：96322122】RA.10000電I。000C.100C.100RD.TOC\o"1-5"\h\zpl Q【解析】 均勻鎳鉻絲拉制成直徑d'=和時(shí)，其橫截面積減小到S'=而，由于鎳鉻I-絲的體積不變，則其長度變?yōu)?l'=100I.根據(jù)電阻定律，拉長后的電阻為：R=ps-=100I I 斗 ”pS/100=10000pS=10000R故A正確.【答案】 A一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線，當(dāng)其兩端電壓為 U時(shí)，通過的電流是I，若將此導(dǎo)線均勻拉長到原來的2倍時(shí)，電流仍為I，導(dǎo)線兩端所加的電壓變?yōu)椋?）A.U/2 B.UC.2U D.4U=—-SP4-RS一2P【解析】 導(dǎo)線拉長后，體積不變，故V=IS=21?=—-SP4-RS一2PU^，得U=4U,故D正確.4R【答案】 D7?用電器距離電源為L,線路上的電流為I，為使在線路上的電壓降不超過 U,已知輸電線的電阻率為p.那么，輸電線的橫截面積的最小值為 （ ）【導(dǎo)學(xué)號：96322123】C.U C.U 2ULpLID.Ip【解析】輸電線的總長為2L,由公式R=U,R=p￡得S= ，故B正確.【答案】 B&測量液體的電阻率，工業(yè)上采用一種稱為“電導(dǎo)儀”的儀器，其中一個(gè)關(guān)鍵部件如圖2-2-4所示，A、B是兩片面積為1cm2的正方形鉑片，間距為d=1cm，把它們浸在待測液體中，若通過兩根引線加上一定的電壓 u=6V時(shí)，測出電流I=1卩A,則這種液體的電阻率為多少？圖2-2-4TOC\o"1-5"\h\zU6 6【解析】 由R^：-=-6Q=6X10QI10—2 一42由題意知I=d=10m,S=10m由R=pS得6 一4RS6X10x10 4p=—= 三Q?m=6x10Q?m.\o"CurrentDocument"HI 10【答案】 6x104Q?m9?一根粗細(xì)均勻的電阻絲截成長度相等的三段， 再將它們并聯(lián)起來，測得阻值為3Q,則此電阻絲原來的阻值為（ ）A.9Q B.8QC.27Q D.3Q1【解析】 設(shè)原來長度為I，橫截面積為S,則截后的長為才，橫截面積為3S,則R=1TOC\o"1-5"\h\zi_ , _LpS，R=p3S=p9S=3Q.RpS=，即R=9R=27Q，故C正確.\o"CurrentDocument"R lp9S【答案】C如圖2-2-5所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長 ab=10cm,bc=5cm,當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時(shí)，電流為1A;若將C與D接入電壓為U的電路中，則電流為（ ）【導(dǎo)學(xué)號：96322124】圖圖2-2-5B.2AA.4AB.2A1 1C-AD.-A2 4【解析】設(shè)將A與B連入電路時(shí)，電阻為R,C與D連入電路時(shí)，電阻為金屬片厚度為h.由電阻定律R=p§得ab be2ab be2pbC^h，R2=p冇U所以R:Rl=4:1，故由I=R得電流之比11:丨2=R2:R,所以I