2018-2019学年高中物理第3章从电表电路到集成电路3.3探究电阻定律学案沪科版选修3

1、3.3探究电阻定律自主预习探新知知识梳理一、 电阻定律1 实验探究：导体的电阻由多个因素决定，实验探究影响电阻的因素，要采用控制变量 _同种材料、同样的长度，测量不同粗细的导线的电阻，研究电阻与横截面积的关系；(2) 同种材料、同样的粗细，测量不同长度的导线的电阻，研究电阻与长度的关系；(3) 同样的长度、同样的粗细，测量不同材料导线的电阻，研究电阻与材料的关系2 .电阻定律(1) 内容对同种材料的导体而言，导体的电阻与它的长度成正比，占它的横截面积S成反比；导体电阻与构成导体的材料有关.(2) 公式LR=pS(3) 符号意义L表示导体沿电流方向的长度,S表示垂直于电流方向的横截面积，p 是电

2、阻率.二、 探究电阻的串联、并联和混联1 串联电路、并联电路的特点串联电路并联电路电流各处电流相等，即1=11=丨2=In总电流等于各支路电流之和，即1=11+I2+ +In学习目标1.学会探究导体电阻与材料、 长度及 横截面积的定量关系， 理解科学的探 究方法.2知道电阻定律及其表达式，理解 导体电阻率的概念.(重点)3掌握电阻的串、并联的规律，了 解电阻混联的研究方法.(重点、难 点)知识脉络电阻定律的内容电S1定律的公式并联士串联-2 -电压总电压等于各部分电压之和，即U= U+U2各支路两端电压相等，即U= U=u=-3 -+U=U总电阻总电阻等于各部分电阻之和，即R= R+F2+R总

3、电阻倒数等于各支路电阻倒数之和，刚 1111即i=ri+U.+R R F2R2.混联电路可以用等效电路的方法来处理基础自测1 思考判断(正确的打“V”，错误的打“X”.)(1) 决定导体电阻的因素有两个，即长度和横截面积.(X)(2) 导体的电阻率大，导体的电阻一定大.(X) 导体的电阻率与导体的长度和横截面积都有关系.(X)(4) 串联电路的总电阻大于电路中的每一个电阻.(V)(5) 并联电路的总电阻等于各支路电阻的倒数之和.(X)两并联电阻的电流与电阻成反比，两串联电阻的电压与电阻成正比.【提示】(1)X决定电阻的因素是长度、横截面积、材料.(2)X电阻率大，电阻不一定大.(3)X电阻率只

4、与导体的材料有关，与长度、横截面积无关.(5)X并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和.2 .根据电阻定律，电阻率p= g 对于在温度一定的某种金属导线来说，它的电阻率()A. 跟导线的电阻成正比B. 跟导线的横截面积成正比C. 跟导线的长度成反比D. 由所用金属材料本身性质决定D 电阻率与导体的电阻、导体的长度和横截面积无关，只与导体本身的性质有关.3.两根完全相同的金属丝甲和乙， 长度均为L,横截面积均为S,将乙拉长为原来的两倍后，将两根金属丝串联在同一电路中，甲、乙金属丝两端的电压之比为()(V)等效为- R*Ri图 3-3-1-4 -【导学号：69682149】A.1：2B.2：1

5、-5 -1111 萨 1： 2： 5 =10: 5：1 2 3 4,C对,合作探究攻重电阻定律的理解和应用1.公式R=pL是导体电阻的决定式，其中P为材料的电阻率，它与材料和温度有关，公式中的L是沿电流方向的导体的长度，横截面积S是垂直于电流方向的横截面积.2 应用电阻定律解题时应注意的几个问题2同一段导线的拉伸或压缩的形变中，导线的横截面积随长度而发生变化，但导线的总体 积不变，即V=SL=S L,这是隐含条件，也是解题的关键.3应用电阻定律解题时，要注意适用条件：公式R=p适用于粗细均匀的金属导体.4应用电阻定律解题时，若温度变化，应注意电阻率p随温度而发生的变化，并由此引起的电阻变化.例

6、 如图 3-3-2 所示为均匀的长方形薄片合金电阻板abed,ab边长为L1,ad边长为 Lz当端点I、n或川、W接入电路时，导体的电阻分别为R、R,贝UR:R为()II1dcW图 3-3-2A.L1:L2B.L2:L1C.L?:L2D .L2:L?思路点拨：当端点i、n接入电路时，导体接入电路的长度为C. 1：4D. 4：1C 乙拉长为原来的 2 倍时，截面积减小为原来的一半，由R=PSL可知，电阻变为原来的 4倍；两电阻串联时，电压之比等于电阻之比，故电压之比为1 : 4,故选 C.4 .三个电阻的阻值之比为R：F2:1 : 2 : 5,并联后接入电路，则通过三个支路电流的比值为(A.1:

7、2：5B.5:2：1C. 10:5：2D. 2 : 5 : 10三个电阻并联，电压相等，设为U,由欧姆定律得I=R,所以I1:12：I3=RU：舟UF3A B D 错.-6 -_L1,横截面积S=L2h.-7 -当端点川、W接入电路时，导体接入电路的长度为L2,横截面积S2=Lih.LiL22 2C设电阻板厚度为h,由电阻定律有R=p,R2=PhL，所以R:R=Li:L2,故 C 正确.规律方法公式R= p的应用技巧(1) 公式R=pS中的L是沿电流方向的导体长度，S是垂直电流方向的横截面积.(2) 一定几何形状的导体电阻的大小与接入电路的具体方式有关，在应用公式R=pS求电阻时要注意导体长度

8、和横截面积的确定.(3) 定形状的几何导体当长度和横截面积发生变化时，导体的电阻率不变，体积不变，由V=SL可知L和S成反比，这是解决此类电阻变化问题的关键.针对训练1.一段长为L、电阻为R的均匀电阻丝，把它拉成 3L长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为()RRA.3 B . 3RC.9D.R39LL2D 根据R=pS=p；L可知，原电阻丝被拉长 3 倍后的总阻值为 9R,再切成三段后每段的阻值为 3R把它们并联后的阻值为 R,故选项 D 正确.2.如图 3-3-3 所示，R和R是材料相同、厚度相同、表面均为正方形的导体，R边长为 2L,F2边长为L,若R的阻值为

9、8Q,贝 U 艮的阻值为()【导学号：69682150】图 3-3-3B.8QC. 16 QD. 64QI2|IB 设导体材料厚度为h,根据电阻定律R=p得R=phx2L=h= 8Q，P=h=8Q, B 正确.A.4Q-8 -懼輕串、并联电路及混联电路1 串、并联电路中总电阻R总的比较比较串联电路的总电阻R总并联电路的总电阻R总不同点n个相同电阻R串联，总电阻只总=nRRn个相同电阻R并联，总电阻只总=匸nR总大于任一电阻阻值R总小于任一电阻阻值一个大电阻和一个小电阻串联时，总电 阻接近大电阻一个大电阻和一个小电阻并联时， 总电阻接近小电阻相同点多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小

10、，总电阻也随之增大或减小2混联电路的简化技巧(1)在电路中连接电阻的导线其电阻一般看作零，因此其长度可以任意伸长或缩短，形状可任意改变，若题目中明确给出导线具有电阻(如很长的输电导线)，则应在等效电路图中画出等效电阻.(2)电路中的电压表和电流表有电阻对电路会有影响，应把电表的电阻当作电路的一部分， 画在等效电路中，若题目不要求考虑电表对电路的影响，即把电压表和电流表看作是理想电表 (Rg,RA= 0)，即画等效电路时，电压表两端视作断路，电流表两端可视作短路，可直接用导 线代替.(3)电路中含有电容器的电路，在直流电路中，当电路达稳定状态时，可看作电容断路，则可将电容器及所含支路一同去掉.(

11、1)求a、d之间的总电阻.a、d两端，通过每个电阻的电流是多少?故Rid=8Q +4Q +2Q =14Q.由欧姆定律知I=R= 14 A = 3 A，此即通过R、R的电流.设通过F3、艮的电流分别为Rd14卜3-3-4 所示.R= 8Q, R= 4Q, Rj= 6Q, R思路点拨： 电路连接方式为R与R并联，再与R、R串联.【解(1)由图可知 Rd =6X36+3由 4 个电阻连接成的混联电路如图a ._h ,_ c丑s图 3-3-4如果把 42 V 的电压加在-9 -I3、I4,则由并联电路电压相等，有I3Ri=I4只，即卩 6I3= 3I4，而I3+I4= 3 A，解得I3= 1 A ,I

12、4=2 A.【答案】(1)14 Q (2)3 A 3 A 1 A 2 A规律方法串、并联电路的分析技巧(1) 计算时首先要分清电路的串、并联关系.(2) 如果是混联电路，可以把部分电路进行等效，把整体电路简化为串联电路或并联电路.(3) 串联电路具有分压作用，并联电路具有分流作用.(4) 分析串联电路要从电流处处相等入手，分析并联电路要从各支路电压都相等入手.IJ针对训练3 如图 3-3-5 所示电路，电压U保持不变，当开关 S 断开时，理想电流表 A 的示数为 0.6 A, 当开关 S闭合时，理想电流表的示数为0.9 A，则两电阻阻值之比R：艮为()【导学号：69682151】选项 A 正确

13、.后流过 R 的电流是 S 接通前的(A.1：2C. 2：3图 3-3-5B.2：1D. 3：2当开关 S 断开时，U= 0.6 AXR；当 S 闭合时：U= 0.9 AX联立解得:R:R2= 1 : 2,4.如图 3-3-6 所示电路中，电阻R、R2、R3的阻值相等，电池的电阻不计那么开关S 接通-10 -B 设电池提供的电压为U,每个电阻的阻值为 RS 接通前，通过艮的电流I=；U.S1 2 1込B. 3 C. 3D.S图 3-3-614-11 -1U1接通后，通过R的电流l= -X= - X2f , YR 2R+ R+ R1 关于电阻和电阻率的下列说法中正确的是【导学号：69682152

14、】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丄R乞川1B.由P =可知，p* R,p*LC. 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，发现它的电阻增大， 说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大D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，则 A、B C 错；若导体温度升高时，电阻增大，又不考虑体积和形状的变化，其原因就是电阻率随温度的升高而增大，则 D 选项正确.2 .有三根电阻丝，它们的长度、横截面积、电阻率分别如下表所示:电阻电阻丝长度横截面积电阻率RLS2p艮L2

15、SPR32LS2p则阻值最大的电阻丝是（）A.RB.艮C. RD.三根电阻丝的阻值一样大C 根据电阻定律 R=pS知，R 的电阻最大.则可知电阻 R 和 R 之比为（）F2,根据欧姆定律可得：I=昔，开关断开时电路中两电阻串U_U R+0.5R=3R23, B 项正确.当堂达标固双基3.如图 3-3-7 所示电路，电源电压U不变，开关 S 断开和闭合时电流表示数之比是1 : 3,A.1：3B.1：2C.2：1图 3-3-7D . 3 : 1C 开关闭合时电路中只有电阻-12 -UR亠R3联，根据欧姆定律可得，I =口丄，贝 V5=才，解得R： R=2 : 1，选项 C 正确.R十民民 14.如图 3-3-8 所示