【学与练】高中物理粤教2019版必修3：第3章2决定导体电阻大小的因素学案(学生版)

第二节决定导体电阻大小的因素学习任务1．知道影响导体电阻的因素，了解电阻定律，知道电阻率的概念及与温度的关系。2．掌握电阻定律并能进行相关的计算，能够分析电阻率与温度的关系，解决实际问题。3．能用控制变量法探究导体电阻与长度、横截面积和材料的关系，学会设计电路，提高实验能力。知识点一电阻定律1．内容：在一定____下，均匀导体的电阻R与它的长度l成____，与它的横截面积S成____。2．公式：R＝_______。3．ρ为比例常量，反映____对导体电阻的影响。知识点二电阻率1．物理意义：反映了材料导电性能的好坏。当l、S一定时，电阻率越__，表示这种材料的导电性能越好。2．决定因素：导体的材料和____。3．单位：Ω·m。4．金属的电阻率：随温度的升高而____。当温度降低到特别低时，金属的电阻降到0，这种现象叫超导现象。思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)导体的长度越大，电阻越大。 ()(2)金属的电阻率随温度的升高而增大，可以制成金属电阻温度计。 ()(3)有些材料的电阻率几乎不随温度变化而变化，可制成标准电阻。 ()如图所示，当通过导体的电流沿I1和I2方向时，导体的电阻之比是多少？对电阻定律的理解公式R＝UI和R＝ρl两个公式R＝UR＝ρl区别电阻的定义式电阻的决定式提供了一种测电阻R的方法提供了一种测导体电阻率ρ的方法适用于任何导体适用于金属导体类比：E＝Fq，C＝类比：E＝kQr2，C联系R＝ρlS是对R＝UI的进一步说明，即导体的电阻与U和【典例1】一根均匀导线，现将它均匀拉长，使导线的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为64Ω，则导线原来的电阻值为()A．128ΩB．32ΩC．4ΩD．2Ω思路点拨：(1)电阻计算要用R＝ρlS(2)一根导线总体积V＝l·S不变。[听课记录]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________公式R＝ρlS(1)公式R＝ρlS中的l是沿电流方向的导体长度，S(2)一定形状的几何导体，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。[跟进训练]1．一根阻值为R的均匀电阻丝，长度为L，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为R()A．当L不变、S增大一倍时B．当S不变、L增大一倍时C．当L和S都缩为原来的12D．当L和横截面的半径都增大一倍时电阻和电阻率的比较1．电阻率是一个反映导体材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关。2．电阻R与电阻率ρ的比较物理量电阻R电阻率ρ物理意义反映导体对电流阻碍作用的大小，R越大，阻碍作用越大反映材料导电性能的好坏，ρ越大，导电性能越差决定因素由材料、温度和导体形状决定由材料、温度决定，与导体形状无关单位欧姆(Ω)欧姆米(Ω·m)区别ρ大，R不一定大，导体对电流的阻碍作用不一定大；R大，ρ不一定大，导电性能不一定差【典例2】下列关于电阻及电阻率的说法中，正确的是()A．导体对电流的阻碍作用称为导体的电阻，因此，只有导体中有电流通过时导体才具有电阻B．由R＝UIC．将一根导线从中间一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D．某些金属、合金的电阻率随温度降低会突然减小为零，这种现象称为超导现象思路点拨：(1)电阻R由导体自身因素决定，与有无电压、电流无关。(2)材料、温度不变，一般导体的电阻率不变。[听课记录]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[跟进训练]2．根据电阻定律可得电阻率ρ＝RSlA．跟导线的电阻成正比B．跟导线的横截面积成反比C．由所用金属材料本身特性决定D．跟导线的长度成正比1．(多选)下列说法正确的是()A．据R＝UIB．据R＝UI可知，通过导体的电流改变，加在电阻两端的电压也改变，但导C．据ρ＝RSl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lD．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2．一根粗细均匀的导线，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．U2B．UC．2UD．43．一根粗细均匀的镍铬丝，电阻率为ρ，横截面的直径是d，电阻是R。把它拉成直径为d10A．ρ、10-3R B．104ρ、104RC．ρ、1100R D．ρ、1044．(新情境题，以“磁悬浮列车”为背景，考查超导电阻)2019年5月23日，时速600公里高速磁悬浮试验样车在青岛下线。磁悬浮列车是利用高温超导技术制成的。高温超导体通常是指在液氮温度(77K)以上超导的材料。目前，科学家们已在250K(－23℃)温度下实现了氢化镧的超导性。这项成果使我们真正意义上接近了室温超导。问题：超导体中一旦有了电流，还需要电源来维持吗？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________回归本节知识，自我完成以下问题：1．试写出“导体电阻与相关因素的定量关系”、实验中采取的科学方法以及实验结论。2．写出电阻定律的公式及各个符号的含义。3．什么是电阻率？它的单位是什么？第二节决定导体电阻大小的因素[必备知识·自主预习储备]知识点一1．温度正比反比2．ρlS知识点二1．小2．温度4．增大体验：(1)×(2)√(3)√[关键能力·情境探究达成]情境探究提示：当电流沿I1方向时R1＝ρabc；当电流沿I2方向时R2＝ρcab，解得R1∶R2＝a2∶c典例1C[一根均匀导线，现将它均匀拉长，使导线的直径减小为原来的一半，则横截面积变为原来的14，因为导线的体积不变，则长度变为原来的4倍，根据电阻定律R＝ρl跟进训练1．C[由R＝ρLS得：L不变、S增大一倍时，R变为原来的12，A错误；S不变、L增大一倍时，R变为原来的2倍，B错误；L、S都缩为原来的12时，R不变，C正确；L和横截面的半径都增大一倍时，R典例2D[导体对电流的阻碍作用称为导体的电阻，它只跟导体的长度、横截面积和材料有关，跟导体中是否有电流通过及电流的大小均无关；电阻率的大小和导体的几何形状无关，只跟材料的性质和温度有关，选项A、B、C错误；一般金属、合金的电阻率随温度升高而增大，随温度降低而减小，当温度降低到某一温度(大于0K)时，某些金属、合金的电阻率会突然减小为零，这种现象称为超导现象，选项D正确。]跟进训练2．C[导线的电阻率与导线的电阻大小、横截面积、长度无关，由材料本身特性决定，故C正确。][学习效果·随堂评估自测]1．BD[导体的电阻是由导体本身的性质决定的，其决定式为R＝ρlS，而R＝UI为电阻的定义式，选项A错误，B正确；而ρ＝R2．D[导线原来的电阻为R＝ρlS，由V＝l·S知拉长后长度变为2l，横截面积变为S2，所以R′＝ρl'S'＝ρ2lS2＝4R。导线原来两端的电压为U＝IR，拉长后为U3．D[导线的拉伸不会影响电阻率，所以电阻率不变。横截面直径为d的镍铬丝拉制成直径为d10的均匀细丝后，根据S＝〖1/4〗πd^2)得知，横截面积变为原来的1100，镍铬丝的体