2.6导体的电阻学案(人教选修3-1)资料

1、2.6 导体的电阻学案(人教选修 3-1)学习目标定位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.知识储备区湼故追本溯鎳推陪方可知新、影响导体电阻的因素1 导体电阻与其影响因素的定性关系移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻，这说明导体电阻跟它的长度有关;同是 220 V 的灯泡，灯丝越粗用起来越亮， 说明导体电阻跟它的横截面积有关;电线常用铜丝制造而不用铁丝，说明导体电阻跟它的材料有关.2导体电阻与其影响因素的定量关系探究方案一 如图 1 所示，a、b、c、d 是四条不同的金属导体.在长度、横截面积、材料三个因素

2、方面，我们采用控制变量法研究影响电阻的因素，即b、c、d 跟 a 相比，分别只有一个因素不同：b 与 a 长度不同；c 与 a 横截面积不同；d 与 a 材料不同.图 1图中四段导体是串联的，每段导体两端的电压与它们的电阻成正比,因此，用电压表分别测量 a、b、c、d 两端的电压，就能知道它们的电阻之比.比较 a、b 的电阻之比与它们的长度之比;比较a、c 的电阻之比与它们的横截面积之比；比较 a、d 的电阻是否相等.这样就可以得出长度、横截面积、材料这三个因素与电阻的关系. 探究方案二逻辑推理法(1) 分析导体的电阻与它的长度的关系一条长度为 I，电阻为 R 的导体，可以看成是由 n 段长度

3、同为 11、电阻同为 R1的导体串联而成.因 I = n1, R= nR1,所以7R=一一R1I1(2) 研究导体的电阻与它的横截面积的关系有 n 条导体，它们的长度相同，横截面积都为 0,电阻同为 尺.把他们紧紧地束在一起，组 成一横截面积为 S、电 阻为R的导体.则R=，S=所以 R=|、导体的电阻1 电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度 I 成正比，与它的横截面积 S 成反比；导体电阻还与构成它的材料有关.公式：R=pS，式中p是比例系数，它与导体的材料有关，是表征材料性质的一个重要的物理量，p叫做这种材料的电阻率.2.电阻率p(1)单位：欧姆米，符号：Qm变化规律：

4、电阻率往往随温度的变化而变化.金属的电阻率随温度的升高而增大._(3)应用：电阻温度计、标准电阻等.学习探究区基础自学躍实軍点豆动探究一、 影响导体电阻的因素问题设计1.家中的白炽灯灯丝断了， 恰好又没有新的可换，轻轻摇晃灯泡，把断了的灯丝搭接起来，还能继续使用.这种断丝再搭接的灯泡重新连入电路中会发现它比原来更亮了，这说明灯丝的电阻发生了变化， 影响灯丝电阻的因素有哪些？如何测定灯丝的长度、横截面积、电阻？请画出测电阻的电路图.答案 长度、横截面积、材料.长度可以用刻度尺测量；可以用缠绕的方法测导线的直径进而算出横截面积；用伏安法测电阻.电路图如图所示. 丄 二：2.由于变量较多，实验中需采

5、用什么思想方法？.答案 控制变量法.一-叭要点提炼1.在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比. _2.在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成反比. _二、 导体的电阻问题设计1.观察课本 58 页表格，回答：不同导体材料的电阻率是否相同？纯净金属与合金哪种材料 的电阻率大？答案 从表中可以看出，不同导体材料的电阻率不同， 合金的电阻率比纯净金属的电阻率大.2.将日光灯灯丝(额定功率为 8 W)与演示用欧姆表(测电阻大小的仪表)连接成如图 2 所示电路，观察用酒精灯加热灯丝前后，发现灯丝加热后欧姆表示数变大了.分析金属的电阻率与温度的关系.的升高而增大.要点提炼1 公式

6、R= &中物理量的理解（1）p表示材料的电阻率，其大小与导体的形状、大小无关，与材料和温度有关.（2）1 表示沿电流方向导体的长度: S 表示垂直于电流方向导体的横截面积如图3 所示，一长方体导体，若通过电流 X，则长度为 a,横截面积为 be;若通过电流 12，则长度为 c,横 截面积为 ab.2. 公式 R=p适用条件：温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液.S3. 电阻率与温度的关系（1）金属的电阻率随温度升高而增 （可用于制造电阻温度计）.半导体和绝缘体的电阻率随温度的升高而减小（半导体的电阻率随温度变化较大，可用于 制做热敏电阻）.有些合金（如锰铜、镍铜）的电阻率

7、几乎不受温度变化的影响（可用来制做标准电阻）.当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体.延伸思考白炽灯的灯丝断了，轻轻摇晃把断了的灯丝搭接上后，再接入电路时，会发现 比原来更亮了，怎么解释这种现象？一IU2答案 灯丝断了又重新搭接上，灯丝长度变短，由R=p可知，I 减小，R 减小，根据 P= R可知，U 不变，R 减小，P 增大，所以灯泡变亮.典例精析一、电阻定律的理解【例 1 如图 4 所示，P 是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为 D，镀膜的厚度为 d，管两端有导电金属箍 M、N.现把它接入电路中，测得它两端电压为 U，通过答案 当温度升高时，欧

8、姆表的示数变大,表明金属灯丝的电阻增大，金属的电阻率随温度加热图 2C它的电流为 I，则金属膜的电阻为多少？镀膜材料电阻率为多少?解析由欧姆定律可得 R=UU，沿着长陶瓷管的方向将膜层展开，Q如图所示，则膜层等效为一个电阻，其长为L,横截面积为管的周_长X厚度 d.【例 2目前集成电路的集成度很高，要求里面的各种电子元件都微型化，集成度越高，电 子元件越微型化、 越小.图 5 中 Ri和 R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体, 但 R2的尺寸远远小于Ri的尺寸通过两导体的电流方向如图所示，则关于这两个导体的电A. Ri R2C. Ri= R2答案 C解析 设正方形导体表面的边长为a

9、,厚度为 d,材料的电阻率为p根据电阻定律得 R=p=p =p可见正方形电阻的阻值只和材料的电阻率及厚度有关，与导体的其他尺寸无关, ad d选项 C 正确.、对电阻率、电阻的理解【例 3 关于电阻率的说法中正确的是（）A.电阻率p与导体的长度 I 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，可用来制作电阻温度计由电阻定律 R=p可得:R=pLnDDd，则半=盘，解得：nJDdp=ILUnUDdI ILB. Ri R2D.无法确定图 4答案阻 Ri、R2关系的说法正确的是解析 电

10、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I 和横截面积S 无关，故 A 错，B 对；由 R= S 知P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针对训练 一只白炽灯泡，正常发光时灯丝的电阻为121Q,当这只灯泡停止发光一段时间后灯丝的电阻应是（）A .大于 121 Q B .小于 121 QC.等于 121QD .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灯丝的电阻大，停止发光一段时间后，灯丝温度降低，电阻减小，故选B.课堂要点小结自我，检测区1.（电阻定律 R=直的应用）

11、一根粗细均匀的导线，当其两端电压为U 时，通过的电流为 I,若将此导线均匀拉长到原来的2 倍时，电流仍为 I，导线两端所加的电压变为（）A . U/2 B . UC. 2UD . 4U答案 DISI 2I解析 导线原来的电阻为 R=ph，拉长后长度变为 2I,横截面积变为所以 R =p=p2=4R.导线原来两端的电压为 U = IR，拉长后为 U = IR = 4IR = 4U.RS2.（电阻率的理解）根据电阻定律，电阻率p=，对于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导怵的电检测学习效果炼验咸功快乐*遵循规律电齟定律擬制变扯法解析 电阻率反映材料导电能力的强弱，只与材

12、料及温度有关，与导体的长度I 和横截面积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解析材料的电阻率与其电阻、横截面积、长度、导体的形状无关，与材料本身和温度有关， 故选项 D 正确.答案 D3.（公式 R= 的计算）一根粗细均匀的金属裸导线， 若把它均匀拉长为原来的 3 倍，电阻变 为原来的多少倍？若将它截成等长的三段再绞合成一根，它的电阻变为原来的多少？（设拉长与绞合时温度不变）1答案 9 倍-解析 金属裸导线原来的电阻为 R=P,，拉长后长度变为 31，因体积 V=Sl 不变，所以导线S横截面积变为原来的即 S，故导线拉长为原来的 3 倍后，电阻 R =P

13、S =譽丄 9R.3丄同理，三段绞合后，长度为 3，横截面积为 3S,电阻 R =pS=40分钟课时作业操千曲而后晓声，观千劃而后识器题组一 电阻定律的应用1.一根阻值为 R 的均匀电阻丝，在下列哪些情况中其阻值仍为R（设温度不变）（）A .当长度不变，横截面积增大一倍时B .当横截面积不变，长度增加一倍时C.当长度和横截面积都缩小为原来的一半时D .当长度和横截面积都扩大一倍时答案 CD解析 根据电阻定律 R= 可知，只有电阻丝的长度和横截面积都扩大或缩小相同比例倍数S时，电阻丝的电阻才能保持不变，故选C、D.2.两段材料和质量都相同的均匀电阻线，它们的长度之比为L-: L2= 2 : 3,

14、则它们的电阻之比 R-: R2为（）A.2 : 3 B. 4 : 9 C. 9 : 4 D. 3 : 2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L-: L2= 2 : 3故横Li截面积之比 S1: S2= 3 : 2由电阻定律得电阻之比为* =空=些=2X2=4R2L2L2Si3 3 93神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质一一髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为p=8X106Q.m.某生物体中某段髓质神经纤维可看做高20 cm、半径为 4 cm 的圆柱体，当在其两端加上电压 U = 100 V 时

15、，该神经发生反应，则引起神经纤维产生感觉的最小电流为（）A0.31（1AB0.62（iAC0.15（1AD0.43（1A答案 A解析 由 R= p/S 得 R3.18X08Q,所以 1=U/R0.31 卩 A.4如图 1 所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab= 2bc.当将 A 与 B 接入电路或将 C 与 D 接入电路中时电阻之比RAB:RCD为（A 1 : 4B 1 : 2C. 2 : 1D 4 : 1答案 D解析 设沿 AB 方向横截面积为 S1,沿 CD 方向的横截面积为 翁 则有|1= A、B 接入电Q 2LabPS A 路时电阻为RAB, C、D 接入电路时电阻为RCD，则有 RA

16、B二1= .RCDLbc1PS2题组二电阻率的理解及计算5当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时，熔丝就要熔断由于种种原因，熔丝的横截面积略有差别那么熔丝熔断的可能性较大的是（）A 横截面积大的地方B 横截面积小的地方C 同时熔断D .可能是横截面积大的地方，也可能是横截面积小的地方答案 B解析 根据电阻定律，横截面积小的地方电阻较大，当电流通过时电阻大的位置发热量大易熔断.选项 B 正确.6关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是（）A 由 R=pS 知，导体的电阻与长度 I、电阻率p成正比，与横截面积 S 成反比B .由 R= U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.

17、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，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端的电压及导体中的电流无关，A 对，B、C 错电阻率反映材料导电性能的强弱，电阻率常随温度的变化而变化，D 对.7两长度和横截面积均相同的电阻丝的伏安特性曲线如图 为_，电阻率之比为_.答案 1 : 31 : 3解析 在 I U 图线中，图线的斜率表示电阻的倒数，所以值之比詐琵；由于两电阻丝的长度和横截面积均相同，所以电阻率之比p=譽 i&如图 3 甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，

18、P、Q 为电极，设 a= 1 m, b= 0.2 m , c=0.1 m,当里面注满某电解液，且P、Q 加上电压后，其 U I 图线如图乙所示，当U = 10 V时，电解液的电阻率p=_m.图 3答案 40解析 由题图乙可求得电解液的电阻为U 10R=I=5X103Q=2 000Q由题图甲可知电解液长为I = a= 1 m2 所示，求两电阻丝的电阻值之比R= F 盘，则两电阻丝的电阻横截面积为 S= bc= 0.02 m2由电阻定律 R=总得RS 2 000X0.02p= =Qm 40 m.l1题组三综合应用9.滑动变阻器的原理如图 4 所示，则下列说法中正确的是（）A 若将 a、c 两端连在

19、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，变阻器的阻值减小C.将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，必须连入三个接线柱D 将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，必须连入三个接线柱答案 AD解析 若将 a、c 两端连在电路中，aP 部分将连入电路，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，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.A、B 两个选项中均为限流式接法，可

20、见在限流式接法中，a、b 两个接线柱中任意选一个，c、d 两个接线柱中任意选一个， 接入电路即可，C 错误在 滑动变阻器的分压式接法中，a、b 两个接线柱必须接入电路，c、d 两个接线柱中任意选一个，接入电路即可，D 正确.10.在如图 5 所示电路中，AB 为粗细均匀、长为 L 的电阻丝，以 A、B 上各点相对 A 点的电 压为纵坐标，各点离 A 点的距离 x 为横坐标，则各点电势 U 随 x 变化的图线应为（）图 4LE答案 AE RE解析 由 U = IRx= -RX=X，其中 E、L 均为定值，故 U 与 x 成正比.A 项正确.R L L11.两根材料相同的均匀导线x 和 y 串联在

21、电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图 6 中的 ab 段和 be 段图线所示，B.1 : 2A 图甲产生的热量比图乙产生的热量多B 图甲产生的热量比图乙产生的热量少C.图甲产生的热量和图乙产生的热量一样多D 因为是形状不规范的导体，所以判断不出哪一个产生的热量多 答案 Ar，图甲中等效为两个电阻并联，2R甲=r,图乙中等效为两个电阻串联，R = 2r,又因为两端的电压是相等的，故由 P = U 知2R电阻小的产热多，A 正确，B、C、D 错误.13. 一根长为 1 = 3.2 m、横截面积 S= 1.6X103m2的铜棒，两端加电压 U = 7.0X102V.铜8的电阻率p=1.75X10Q*m求：则导线 x 和 y 的横截面积之比为()C.6 : 1D. 1 : 6答案 B解析两导线串联，电流相等,1 尸 12,从两段图线上截取相同的电压，AU1=A