《电阻定律》(修正版)

武胜中学吴建兵学习目标：1.了解电阻定律，能用电阻定律进行有关计算．2．理解电阻率的概念及物理意义，了解电阻率与温度的关系．重点难点：电阻定律及其计算．易错问题：混淆电阻R与电阻率ρ的物理意义．一、影响导体电阻的因素1．与导体电阻有关因素的测量方法(1)电阻丝横截面积的测量把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔)，用刻度尺测出多匝的

，然后除以

，得到电阻丝的直径，进而计算出电阻丝的横截面积，也可以使用螺旋测微器测出导线的直径，然后利用面积公式求解。长度匝数螺旋测微器的认识：

转动旋钮使测微螺杆F与测砧A接触时,可动刻度E的左边缘应该与固定刻度B的0刻线重合.测量时,如果导线刚好夹在A与F之间,那么可动刻度E的左边缘在固定刻度B上指示的数据就是导线的直径.不过,由于固定刻度的最小分度只有1mm(多数螺旋测微器在B的刻度线上方还有一组刻线,间距也是1mm,它们相当于0.5mm的刻线),在B上直接读数时只有毫米位的读数是准确的,要想得到更精确的读数,就要靠可动刻度E了.

E､D､D′每转动一周就带动F前进或后退0.5mm,也就是说,精密螺纹的螺距是0.5mm.因此,通过它们转动的多少就能得知F前进或后退的多少,而这个数值就刻在可动刻度E上.可动刻度E等分50等份,每旋转1周E前进或后退的距离为0.5mm,所以旋轮E每旋转1个分度前进或后退的距离为0.01mm,在此基础上估读一位,即读数可读到0.001mm,精确到0.01mm,所以螺旋测微器又称千分尺.

(2)螺旋测微器的读数螺旋测微器的读数包括两部分.一､大于0.5mm的刻度值由主尺读出,用m表示;二､小于0.5mm的刻度值由旋轮(即可动刻度)读出,用n表示,可动刻度要估读一位,则螺旋测微器所测量的值为m+0.01n,单位为毫米,如右下图所示螺旋测微器的读数应为(1.5+28.5×0.01)mm=1.785mm.(2)电阻丝长度的测量把电阻丝拉直，用毫米刻度尺量出它的长度．(3)电阻的测量连接适当的电路，测量电阻丝两端的电压U，通过电阻丝的电流I，由R＝

计算得到。U/I2．实验探究：(1)方案一：(实验法)在长度、横截面积、材料三个因素中，保持

因素不变，比较第三个因素对电阻的影响，这种方法叫控制变量法．通过实验发现：导体的电阻与长度成

，与横截面积成

，还与材料有关。两个正比反比(2)方案二：(逻辑推理法)利用学过的电阻的串并联知识进行逻辑推理探究导体的电阻与长度成

，与横截面积成

，然后再通过实验探究导体电阻与材料的关系。正比反比二、电阻定律1．内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成

，与它的横截面积S成

，导体的电阻还与构成它的材料有关．即:

。2．电阻率：上式中的ρ是比例系数．它与导体的材料有关，是表征材料

的物理量，在l、S一定的条件下，ρ越大，导体的电阻R

，ρ叫做这种材料的电阻率．单位是

。正比反比越大性质Ω·m3.电阻率与材料的关系：电阻率是反映材料导电能力强弱的物理量．纯金属的电阻率

，合金的电阻率

；金属的电阻率随温度的升高而

，电阻

就是利用这一规律制成的，有些合金的电阻率

影响，常用来制作

电阻。较小较大增大温度计几乎不受温度标准1.为什么串联电路的总电阻比其中任何一个电阻的阻值都大，而并联时的总电阻比其中任何一个电阻的阻值都小？

问题探究：2.滑动变阻器、电阻箱是通过改变什么来改变有效电阻值的？原因：电阻串联等效于导体长度变长了，电阻并联等效于增大了导体的横截面积。原因：是通过改变接入电路的导体长度而改变电阻的。三、电阻定律的理解1．公式中各物理量的意义R＝

是导体电阻的决定式，其中ρ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。

如图所示，一块长方体铁块若通过电流I1，则长度为a，截面积为b·c；若通过电流I2，则长度为c，截面积为a·b.实际情况分析：2．

的区别公式意义决定式定义式理解说明导体的电阻由ρ、l、S决定，即与l成正比，与S成反比。提供了一种测导体电阻的方法——伏安法．不能认为R与U成正比，与I成反比。适用范围金属导体任何导体导体被拉伸或压缩形变中，导体的横截面积随长度的变化而变化，但导体的总体积不变。即：横截面积和长度的乘积不变！

特别说明：例1:两根完全相同的金属导线A和B,如果把其中的一根A均匀拉长到原来的两倍,把另一根导线对折后绞合起来,则它们的电阻之比为多少?答案:16:13.应用实例——滑动变阻器(1)原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻。(2)构造：A、B是绕在绝缘筒上的电阻丝的两个端点，电阻丝间相互绝缘，C、D是金属杆的两个端点，电阻丝能够与滑片P接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能够把金属杆与电阻丝连接起来．四、对电阻率的理解1.物理意义电阻率是表征材料导电性质的物理量。在数值上等于长度为1m，面积为1m2的某种材料导体的电阻值。2.决定因素(1)电阻率可以用

计算，但电阻率只与导体材料有关，与导体长度l、横截面积S无关。(2)电阻率与温度有关．例如金属材料的电阻率随温度的升高而增大；半导体材料的电阻率随温度的升高而减小；还有些材料电阻率几乎不受温度的影响，可制作标准电阻。(3)超导现象：当温度降低到一定温度时某些材料的电阻率突然减小到零的现象。例2：金属铂的电阻随温度变化比较明显,在下图中,正确表示金属铂导体伏安特性曲线的是()答案:C例3:下列说法中正确的是()

A.据可知,当通过导体的电流强度不变,加在电阻两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻也变为原来的2倍

B.据可知,通过导体的电流强度改变,加在电阻两端的电压也改变,但导体的电阻不变

C.据可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体的长度l成反比

D.导体的电阻率与导体的长度l､横截面积S､导体的电阻R皆无关答案:BD3.与电阻的区别

物理量比较内容

电阻率ρ电阻R物理意义电阻率是反映材料导电性能的物理量电阻是反映导体对电流的阻碍性能的物理量决定因素由导体的材料和温度决定，它与导体的长度和导体的横截面积无关，电阻率是“材料”的电阻率由导体的材料、长度、横截面积共同来决定，一般地说，不同的导体有不同的电阻，电阻是“导体”的电阻单位欧·米(Ω·m)欧(Ω)1.一根粗细均匀的导线,当其两端电压为U时,通过的电流是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/2B.UC.2UD.4U巩固练习：答案:D2.两个用同种材料制成的均匀导体A､B,其质量相同,当它们接入电压相同的电路时,其电流之比IA:IB=1:4,则横截面积之比SA:SB为()A.1:2B.2:1C.1:4D.4:1答案:A3.一根阻值为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.长度和横截面半径都缩小一倍时D.长度和横截面积都扩大一倍时答案:D4.关于导体､绝缘体和超导体,下列说法错误的是()A.超导体对电流的阻碍作用几乎为零B.电解液通电时,正负离子仍有阻碍作用C.绝缘体内也有自由电子,但很少D.绝缘体接入电路后,一定没有电流通过解析:导体中存在大量的自由电子,绝缘体中也存在自由电子,但数目极少.绝缘体接入电路后,也有电流通过,但很小,可以近似看作零.答案:D5.一只白炽灯泡,正常发光时的电阻为121Ω,当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应是()A.大于121ΩB.小于121ΩC.等于121ΩD.无法判断解析:金属的电阻率随着温度的升高而增大,随着温度的降低而减小,故B选项正确.答案:B6.一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36W与36V,若把灯泡接到输出电压为18V的电源两端,则灯泡消耗的功率()A.等于36W B.小于36W,大于9WC.等于9W D.小于9W答案:B7.如图所示,两个截面不同､长度相等的均匀铜棒接入电路,两端电压为U,则()A.通过两棒的电流相等B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相同C.两棒内的电场强度不同,细棒内场强大D.细棒的电压U1大于粗棒的电压U2解析:设两段铜棒,细端电阻为R1,粗端为R2,则R1>R2.由于两电阻串联,故电流相等I1=I2,U1>U2,故A､D正确.由

知细棒内的场强E1大于粗棒内的场强E2,所以C正确.又由I=neSv可知,两段铜棒I､n､e相同,而S1<S2,故自由电子定向移动速度v1>v2,所以B错误.答案:ACD8.在横截面积为S的粗细均匀的铜导体中流过恒定电流I,铜的电阻率为ρ,电子的电荷量为e,则电子在铜导体中运动时受到的电场作用力为()A.0 B.Iρe/SC.IS/ρe

D.Ie/ρS答案:B9.一同学将变阻器与一只6V,8W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,发现灯泡发亮.按右图的接法,当滑片P向右滑动时,灯泡将()A.变暗 B.变亮C.亮度不变D.可能烧坏灯泡解析:由题意可知滑动变阻器接入电路的电阻为PB段电阻,当滑片P向右滑动时,PB段电阻减小,电路中的电流增大,灯泡变亮,故B正确.答案:B10.如图所示为将不同电压加在一段金属导体两端,在温度不变的情况下所测得的I-U图线.试根据图线回答:若将这段金属导体在保持长度不变的前提下增大其横截面积,则这段导体的电阻()A.等于4.0ΩB.大于2.0ΩC.小于2.0ΩD.等于2.0Ω解析:由图像知R=2Ω,若保持长度不变,增大横截面积,则电阻要变小,故C正确.答案:C11.如下图所示,一圈粗细均匀的导线长1200m,在两端点A､B间加上恒定电压时,测得通过导线的电流为0.5