【教育资料】2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-1学案：第二章第1讲探究决定导线电阻的因素学习

1、教育资源教育资源目标定位 1.知道电阻与哪些因素有关，能够探究电阻与各因素的关系.2.掌握电阻定律， 并能进行有关计算.3.理解电阻率的概念、意义及决定因素一、电阻定律的实验探究1实验电路如图1 所示，用控制变量法研究影响电阻的因素图 1 (1)在材料相同、横截面积相同的情况下，导体的电阻与导体的长度成正比(2)在材料相同、长度相同的情况下，导体的电阻与导体的横截面积成反比(3)在长度和横截面积相同的情况下，导体的电阻与材料有关2电阻定律(1)内容：均匀导体的电阻r 跟它的长度l 成正比，跟它的横截面积s成反比(2)表达式： rls. 是比例常量，l 是沿电流方向导体的长度，s是垂直于电流方向

2、的横截面积深度思考公式 rls与公式 rui有什么区别？答案公式 rui是电阻的定义式，但电阻r 与 u、i 无关；公式rls是电阻的决定式，电阻大小与长度l、横截面积s和导体材料 (电阻率 )有关例 1“探究导体电阻与导体长度、横截面积、 材料的关系”的实验电路如图2 所示，a、b、c、d 是四种不同的金属丝现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如下表所示图 2 编号材料长度 (m)横截面积 (mm2)a镍铬合金0.80.8b镍铬合金0.50.5c镍铬合金0.30.5d镍铬合金0.31.0e康铜丝0.30.5f康铜丝0.80.8 (1)电路图 2 中四条金属丝应分别选上表中的_(用编号表示

3、)；(2)在相互交流时，有位同学提出用如图3 所示的电路， 只要将图中p 端分别和触点1、2、3、4 相接，读出电流，利用电流跟电阻成反比的关系，也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系，你认为上述方法是否正确，如正确请说出理由；若不正确，请说出原因图 3 教育资源教育资源解析(1)用控制变量法研究，选电阻丝时要注意尽量选择有相同参数(材料、长度、横截面积 )的；从上述材料看以看出，b、c、e 横截面积相同，b、c、d 材料相同， c、d、e 长度相同；(2)接不同的电阻时，电流不同，故电阻分得的电压不同，电流与电阻成反比的前提是导体两端的电压一定答案(1)bcde (2)不正确，因为p 端分

4、别和触点1、2、3、4 相接时，电阻两端的电压不一定相同，只有电压不变时， 利用电流跟电阻成反比的关系，才能探究出导体的电阻与其影响因素的定量关系例 2如图 4 所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab2bc，当将 a 与 b 接入电路或将c 与d 接入电路中时电阻之比rabrcd为() 图 4 a14b 12 c21d41 解析设沿 ab 方向横截面积为s1，沿 cd 方向横截面积为s2，则有s1s2lbclab12.根据电阻定律有rabrcd labs1 lbcs2lablbcs2s1212141，d 选项正确答案d (1)电阻定律反映了导体的电阻由导体自身决定，只与导体的材料、长度和横截面积

5、有关，与其他因素无关(2)电阻定律适用于温度一定，粗细均匀的导体或浓度均匀的电解质溶液二、电阻率1电阻率 (1)物理意义：反映材料导电性能的物理量(2)单位： m，读作欧姆米，简称欧米2电阻率与温度的关系：金属的电阻率随温度的升高而增大；合金的电阻率较大，一般不随温度的变化而变化深度思考小灯泡的电阻随温度升高怎样变化呢？答案小灯泡的灯丝是由钨丝制成的，因为金属的电阻率随温度的升高而增大，所以小灯泡教育资源教育资源的电阻随温度的升高而增大例 3关于电阻率的说法中正确的是() a电阻率与导体的长度l 和横截面积s有关b电阻率反映材料导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关c电阻率大的导体，电

6、阻一定很大d有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计解析电阻率反映材料导电能力的强弱，只与材料及温度有关，与导体的长度l 和横截面积s无关，故a 错， b 对；由 rls知 大， r 不一定大，故c 错；有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻，故d 错答案b 1 电阻率是一个反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关 . 2 电阻率与温度的关系及应用金属的电阻率随温度的升高而增大，可用于制作电阻温度计. 半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻 . 有些合金，电阻率几乎不受温度变化的

7、影响，常用来制作标准电阻. 当温度降到绝对零度时，某些导体变成超导体. 例 4滑动变阻器的原理如图5 所示，则下列说法中正确的是() 图 5 a若将 a、c 两端连在电路中，则当滑片op 向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值增大b若将 a、d 两端连在电路中，则当滑片op 向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值减小c将 c、b 两端接入电路中，则当滑片op 向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值增大d将 a、b 两端接入电路中，则当滑片op 向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值增大解析若将 a、c 两端连在电路中，ap 部分连入电路，则当滑片op 向右滑动时，该部分的导线长度变长，变阻器接入电路中的阻值将

8、增大，a 正确若将a、d 两端连在电路中，也是将 ap 部分连入电路， 则当滑片op 向右滑动时， 该部分的导线长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，b 错误将c、b 两端连在电路中，连入电路的是pb 部分，向右滑，该部分教育资源教育资源的导线长度变短，变阻器接入电路中的阻值将减小，c 错误；若将a、b 两端接入电路中，则将电阻丝全部接入了电路，滑片op 向右滑，无法改变接入电路的电阻，d 错误答案a 滑动变阻器的原理及使用原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻变阻器的结构图如图6 甲所示， 若采用限流式接法可将a、 c(或 d)接入电路， 也可将 b、c(或d)接入电路即一上、一下接

9、法如图乙所示，将滑动变阻器接入电路，当滑片向右滑动时，滑动变阻器的电阻将变小图 6 1(影响导体电阻的因素)在“探究决定导线电阻的因素”实验中，某实验小组提出了如下猜想：猜想一：导体电阻跟导体长度有关；猜想二：导体电阻跟导体粗细有关；猜想三；导体电阻跟导体材料有关同学们想利用如图7 的电路和表中的导体特征验证上述猜想图 7 导体代号长度 /m横截面积 /mm2材料a1.00.2锰铜b1.00.4锰铜c1.00.6锰铜d0.50.4锰铜e1.50.4锰铜f1.00.6镍铬合金g1.00.6铁(1)请将猜想一的实验设计思路补充完整选取_和_相同、 _不同的导体，分别将其接入如图电路中，通过比较电路

10、中_的大小，判断导体电阻的大小(2)验证猜想三时， 若需对比三个实验数据，则应从上表中选取导体_(填写导体代号来进行实验 )答案(1)材料横截面积长度电流(2)c、f、g 解析(1)为了研究导体电阻与导体长度的关系，则需使导体的材料和横截面积相同，长度不教育资源教育资源同，应选用的三种导体是b、d、e，分别将其接入如题图电路中通过比较电路中电流的大小，判断导体电阻的大小；(2)为了研究导体电阻与导体材料的关系，则需使导体的长度和横截面积相同，材料不同，应选用的三种导体是c、f、g，分别将其接入如题图电路中通过比较电路中电流的大小，判断导体电阻的大小2(对电阻率的理解)关于下列电阻和电阻率的说法

11、正确的是() a把一根均匀导线分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半b由 rsl可知， 与 r、s成正比，与l 成反比c所有材料的电阻率随温度的升高而增大d对某一确定的导体，当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大答案d 解析导体的电阻率由材料本身决定，并随温度的变化而变化，但并不都是随温度的升高而增大，半导体的电阻率随温度升高而减小，选项a、b、 c 错误；若导体温度升高时，电阻增大，又不考虑导体的体积和形状变化，其原因就是电阻率随温度的升高而增大产生的，选项 d 正确3(电阻定律的理解和应用)(多选 )某根标准电阻丝

12、的电阻为r，接入电压恒定的电路中，要使接入电路的电阻变为12r，可采取的措施是() a剪其一半的电阻丝接入b并联相同的电阻丝接入c串联相同的电阻丝接入d对折原电阻丝后再接入答案ab 解析由电阻定律rls可知，剪去一半的电阻丝，长度变为原来的12，电阻减小为12r，选项a 正确；并联相同的电阻丝后，横截面积变为原来的2 倍，电阻减小为12r，选项 b 正确；串联一根相同的电阻丝后，长度变为原来的2 倍，电阻为原来的2 倍，选项 c 错误；对折原电教育资源教育资源阻丝后，长度变为原来的12，横截面积变为原来的2 倍，总电阻变为原来的14，选项 d 错误4(滑动变阻器的使用)按图 8 所示的接法，

13、一同学将滑动变阻器与一只“6v68w”的小灯泡 l 及开关 s 串联后接在6v 的电源 e 上，当 s 闭合时，发现灯泡发光当滑片p 向右滑动时，灯泡将() 图 8 a变暗b变亮c亮度不变d可能烧坏灯泡答案b 解析由题图可知，滑动变阻器接入电路的是pb 段的电阻丝，由于灯泡的额定电压等于电源电压， 所以不可能烧坏灯泡当滑片 p 向右滑动时， 接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮， b 选项正确题组一对电阻率的理解1(多选 )关于材料的电阻率，下列说法正确的是() a电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大b金属的电阻率随温度的升高而增大c银材料的电阻率较

14、锰铜合金的电阻率小d金属丝拉长为原来的两倍，电阻率变为原来的2 倍答案bc 解析电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、横截面积无关，d 错误；金属材料的电阻率随温度升高而增大，b 对；合金的电阻率比纯金属的电阻率大，电阻率大表明材料的导电性能差，不能表明对电流的阻碍作用一定大，因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量， 而电阻除跟电阻率有关外还跟导体的长度、横截面积有关， 所以 a 错误，c 对教育资源教育资源2金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响

15、根据以上的信息，判断下列的说法中正确的是() a连接电路用的导线一般用合金来制作b电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作c电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作d标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作答案b 解析纯金属的电阻率小，故连接电路用的导线一般用纯金属来制作，a 错误；合金的电阻率大，故电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作，b 正确；有的金属的电阻率随温度变化而显著变化，故电阻温度计一般用纯金属来制作，c 错误；有的合金的电阻率几乎不受温度的影响，故标准电阻一般用合金材料制作，d 错误故选b. 3一只白炽灯泡，正常发光时的电阻为121 ，当这只灯泡停止发光一段

16、时间后的电阻应是() a大于 121b小于 121c等于 121d无法判断答案b 解析由于金属的电阻率随温度的升高而增大，故白炽灯泡正常发光时的电阻大，停止发光一段时间后，灯丝温度降低，电阻减小，故选b. 题组二导体的电阻4(多选 )关于导体电阻，下列说法中正确的是() a由 rls知，导体的电阻与导体的长度l、电阻率 成正比，与横截面积s成反比b由 rui可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比c将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一d电阻率往往随温度的变化而变化答案ad 解析导体的电阻率由材料本身的性质决定，并随温度的变化而变化，导体的电阻与导体

17、的长度、横截面积和构成它的材料有关，与导体两端的电压及导体中的电流无关，a 对，b、c教育资源教育资源错电阻率反映材料导电性能的强弱，电阻率往往随温度的变化而变化，d 对5一根粗细均匀的金属裸导线，其电阻为r.分别把它均匀拉长为原来的3 倍和截成等长的三段再绞合成一根，则它的电阻变为(设拉长与绞合时温度不变)() a3r19rb 3r13rc9r19rd9r13r答案c 6(多选 )温度能影响金属导体和半导体材料的导电性能，在如图1 所示的图象中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则() 图 1 a图线 1反映半导体材料的电阻随温度的变化b图线 2 反映金属导体的电阻随温度的变化

18、c图线 1 反映金属导体的电阻随温度的变化d图线 2反映半导体材料的电阻随温度的变化答案cd 解析金属导体随着温度升高，电阻率变大，从而导致电阻增大，对于半导体材料，电阻随着温度升高而减小，因此由题图可知，图线1 表示金属导体的电阻随温度的变化，图线2 表示半导体材料的电阻随温度的变化故c、d 正确， a、b 错误7两段材料和质量都相同的均匀电阻线，它们的长度之比为l1 l223，则它们的电阻之比 r1r2为() a23 b 49 c94 d32 答案b 解析材料和质量都相同的均匀电阻线的体积是相同的，又因长度之比l1l223， 故截面积之比 s1s232.由电阻定律得电阻之比为r1r2l1s1l2s2l1l2s2s1232349. 8.(多选 )如图 2 所示， r1和 r2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但r1的尺寸比r2的尺寸大，在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是 () 图 2 ar1中的电流小于r2中的电流教育资源教育资源br1中的电流等于r2中的电流cr1中自由电荷定向移动的速率大于r2中自由电荷定向移动的速率dr1中自由电荷定向移动的速率小于r2中自由电荷定向移动的速率答案bd 9如图 3 所示， p 为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极a、b 之间，然后将它再按图乙方式接在电极c