13版高中物理《課時講練通》2.6導(dǎo)體的電阻（人教版選修3-1）

1、6 導(dǎo)體的電阻,1.深化對電阻的認(rèn)識，了解電阻定律，能用電阻定律來進(jìn)行有關(guān)計算。2.了解電阻率與溫度的關(guān)系。3.理解電阻率的物理意義及概念。,重點(diǎn)：1.實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積、材料的關(guān)系。 2.對電阻定律的理解。難點(diǎn)：1.邏輯推理探究電阻與長度和橫截面積的關(guān)系。 2.對電阻率的理解。,一、影響導(dǎo)體電阻的因素1.伏安法測電阻(1)原理：用電壓表測出導(dǎo)體兩端的_____，用電流表測出導(dǎo)體中

2、的_____，利用公式R=___求出導(dǎo)體的電阻。(2)電路圖：,電壓,電流,2.探究實(shí)驗(yàn)(1)合理猜想：影響電阻R的因素有導(dǎo)體的_____、__________和_____。(2)探究方法：___________。(3)探究過程①保持材料和S不變,R與l的關(guān)系:_______。②保持材料和l不變,R與S的關(guān)系:_______。③保持l和S不變,R與材料的關(guān)系:材料不同,_____不同。,長度l,橫截面積S,材料,控制變量

3、法,成正比,成反比,電阻,二、導(dǎo)體的電阻1.電阻定律(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的_____成正比，與它的__________成反比，導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的_____有關(guān)。(2)公式：_______，式中ρ稱為材料的_______。,長度l,橫截面積S,材料,電阻率,2.電阻率(1)意義：反映材料_________強(qiáng)弱的物理量，電阻率越小，材料的導(dǎo)電性能越___。(2)單位：_________，符號：______

4、。(3)決定因素：電阻率由導(dǎo)體的_____和_____決定。(4)變化規(guī)律:各種材料的電阻率一般都隨_____的變化而變化。(5)應(yīng)用：電阻溫度計、標(biāo)準(zhǔn)電阻等。,導(dǎo)電性能,強(qiáng),歐姆·米,Ω·m,材料,溫度,溫度,【判一判】(1)一根長導(dǎo)線截成等長的三段，每段的電阻是原來的1/3，電阻率也是原來的1/3。( )(2)導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積共同決定。( )(3)材料的電阻率隨溫度的升高

5、而增大。( )(4)純金屬的電阻率比合金的電阻率大。( ),提示：(1)電阻率是材料本身的一種電學(xué)特征，與導(dǎo)體的長度、橫截面積無關(guān)，故每段的電阻率與原來的一樣，故(1)錯；(2)導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積有關(guān)，故(2)對；(3)金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料則相反，故(3)錯；(4)純金屬的電阻率比合金的電阻率小，故(4)錯。,探究影響導(dǎo)體電阻的因素1.實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定

6、量關(guān)系。(1)實(shí)驗(yàn)的原理是怎樣的？ 提示：a、b、c、d四段導(dǎo)體串聯(lián)，每段導(dǎo)體兩端的電壓與它們的電阻成正比，因此用電壓表分別測量它們兩端的電壓，就能知道它們的電阻之比。比較a、b的電阻之比與它們的長度之比；比較a、c的電阻之比與它們的橫截面積之比；比較a、d的電阻是否相等。這樣就可得出長度、橫截面積、材料三個因素與電阻的關(guān)系。,(2)實(shí)驗(yàn)中如何實(shí)現(xiàn)控制變量法？ 提示：在橫截面積、長度、材料三個因素方面，b、c、d跟a相比分別只有一

7、個因素不同：b與a長度不同，c與a橫截面積不同，d與a材料不同。(3)設(shè)計實(shí)驗(yàn)電路提示：實(shí)驗(yàn)電路如圖。,(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是怎樣的？ 提示：在誤差允許范圍內(nèi)，導(dǎo)體的電阻與長度成正比，與橫截面積成反比，不同材料的導(dǎo)體電阻不同。,2.通過邏輯推理探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長度、橫截面積的關(guān)系。(1)建立研究R與l關(guān)系的模型(如圖甲)：一根長度為l，電阻為R的導(dǎo)體，可以看成是由n段長度同為l1，電阻同為R1的導(dǎo)體串聯(lián)而成；如何得出R與l的關(guān)系？

8、,提示：總長度l與每段長度l1的關(guān)系為：由串聯(lián)電路的性質(zhì)可知， 聯(lián)立以上兩式可得：,(2)建立研究R與S關(guān)系的模型(如圖乙)：一根橫截面積為S，電阻為R的導(dǎo)體，可以看成是由n段橫截面積同為S1，電阻同為R1的導(dǎo)體并聯(lián)而成；如何得出R與S的關(guān)系？提示：由并聯(lián)電路的性質(zhì)可知： 同時 所以,【知識點(diǎn)撥】伏安法測電阻(1)伏安法測電阻原理由 可知，用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測

9、出通過電阻的電流，就可求出待測電阻的阻值。(2)電流表內(nèi)、外接的選擇方法①直接比較法：適用于Rx、RA、RV的大小大致可以估計的情況，當(dāng) 時，采用內(nèi)接法，當(dāng) 時，采用外接法，即大電阻用內(nèi)接法，小電阻用外接法，可記憶為“大內(nèi)小外”。,②計算法:若 采用外接法；若 采用內(nèi)接法。③試觸法：適用于Rx、RV、RA的阻值關(guān)系都不能確定的情況。如圖所示，把電壓表的接線端分別接b

10、、c兩點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化，若電流表的示數(shù)變化明顯，說明電壓表的分流對電路影響大，應(yīng)選用內(nèi)接法；若電壓表的示數(shù)有明顯變化，說明電流表的分壓作用對電路影響大，應(yīng)選用外接法。,【探究歸納】影響導(dǎo)體電阻的因素1.在橫截面積、材料相同的條件下，導(dǎo)體的電阻與長度成正比。2.在長度、材料相同的條件下，導(dǎo)體的電阻與橫截面積成反比。,【典例1】如圖所示，a、b、c為同一種材料做成的電阻，b與a的長度相等，橫截面積是a的兩倍；c與a的

11、橫截面積相等，長度是a的兩倍。當(dāng)開關(guān)閉合后，三個理想電壓表的示數(shù)關(guān)系是( )A. 的示數(shù)是 的2倍 B. 的示數(shù)是 的2倍C. 的示數(shù)是 的2倍 D. 的示數(shù)是 的2倍,【思路點(diǎn)撥】解答本題要注意以下兩點(diǎn)：(1)注意電阻a、b、c各量之間的關(guān)系。(2)在串聯(lián)電路中電流處處相等?！窘馕觥窟xB。根據(jù)R∝ 可知， 三個電阻串聯(lián)，電壓

12、分配與阻值成正比，即U1∶U2∶U3=2∶1∶4,故B正確。,【變式訓(xùn)練】(2012·南充高二檢測)把一根電阻為64 Ω的均勻電阻絲截成等長的n段后，再并聯(lián)起來，電阻變?yōu)? Ω，則n等于( )A．32 B．24 C．12 D．8【解析】選D。每段電阻絲的電阻為 并聯(lián)起來電阻變?yōu)?解得n=8，故選D。,導(dǎo)體的電阻1.下面表格是幾種金屬導(dǎo)體材料在不同溫度下

13、的電阻率,觀察上面表格，回答下列問題：不同材料的導(dǎo)體的電阻率是否相同？純凈金屬與合金哪種材料的電阻率大？提示：從表中可以看出，不同材料的導(dǎo)體的電阻率不同，合金的電阻率比純凈金屬的電阻率大。,2.探究電阻率與溫度的關(guān)系演示實(shí)驗(yàn)：將日光燈燈絲(額定功率為8 W)與演示用歐姆表連接成下圖電路，觀察用酒精燈加熱燈絲前后，發(fā)現(xiàn)燈絲加熱后歐姆表示數(shù)變大了。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)與探究1的表格數(shù)據(jù)，探究電阻率與溫度的關(guān)系。,提示：當(dāng)溫度升高時，歐姆表的示數(shù)變

14、大，表明金屬燈絲的電阻增大，從探究1中的表格看出金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大。從而可以得出：金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。【誤區(qū)警示】好多同學(xué)受學(xué)習(xí)歐姆定律的影響，往往認(rèn)為導(dǎo)體的電阻是不變的，在有些實(shí)際問題中，比如發(fā)光的電燈，一段時間后電阻率會變大，同學(xué)們在分析此類問題時，要注意此類隱含條件。,【知識點(diǎn)撥】對 的進(jìn)一步理解(1)長度l是沿電流方向?qū)w的長度,橫截面積S是垂直電流方向?qū)w的橫截面積。(2)電阻

15、率ρ是一個反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量,是導(dǎo)體材料本身的屬性,與導(dǎo)體的形狀、大小無關(guān)。(3)適用條件:溫度一定、粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解質(zhì)溶液。,【規(guī)律方法】電阻公式 與 的區(qū)別(1)公式 是電阻的決定式，說明導(dǎo)體的電阻由ρ、l、S決定，即與l成正比，與S成反比，公式適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解質(zhì)溶液。(2)公式 是電阻的定義式，不能認(rèn)為R與U成正比，與I成

16、反比，公式適用于任何導(dǎo)體。,【探究歸納】電阻定律1.電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量。2.材料的電阻率隨溫度的變化而改變；某些材料的電阻率會隨溫度的升高而增大(如金屬材料)；某些材料的電阻率會隨溫度的升高而減小(如半導(dǎo)體材料、絕緣體等)。,【典例2】(2012·金華高二檢測)如圖所示，a、b分別表示由相同材料制成的兩條長度相同、粗細(xì)均勻電阻絲的伏安特性曲線，下列判斷中正確的是( )A．a(chǎn)代表的電阻絲較粗B

17、．b代表的電阻絲較粗C．a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值D．圖線表示的電阻絲的阻值與電壓成正比,【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)明確I-U圖像的斜率的含義。(2)運(yùn)用 分析R與S的關(guān)系。,【解析】選B。在I-U圖像中，圖線的斜率的倒數(shù)表示電阻的阻值大小，從圖中可以看出圖線a的斜率小于圖線b的斜率，則a電阻絲的阻值大于b電阻絲的阻值，C錯；由電阻公式 可知，ρ、l相同時，電阻R大, 電阻絲橫截面

18、積小，故a代表的電阻絲較細(xì)，b代表的電阻絲較粗，A錯，B對；對于確定的電阻絲來說，電阻不變，圖線表示的是通過電阻絲的電流與電壓成正比，D錯。,【變式訓(xùn)練】(2012·南京高二檢測)下列關(guān)于電阻率的說法正確的是( )A．電阻率與導(dǎo)體的長度和橫截面積有關(guān)B．電阻率由導(dǎo)體的材料決定，且與溫度有關(guān)C．電阻率大的導(dǎo)體，電阻一定大D．有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制成標(biāo)準(zhǔn)電阻,【解析】選B、D。對溫度一定的某種

19、金屬導(dǎo)體，其電阻率由材料決定，與導(dǎo)體的電阻、橫截面積和長度都無關(guān)，A錯，B對；由公式 可知，電阻率大，電阻不一定大，電阻還與導(dǎo)體的橫截面積、長度有關(guān)，C錯；有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，如錳銅合金材料，可用來制成標(biāo)準(zhǔn)電阻，D對。,【溫馨提示】同種材料的電阻，其阻值與橫截面積成反比，與長度成正比。對于一個導(dǎo)體來講，接入電路的方式不同，其電阻也會變化，明確導(dǎo)體的長度、橫截面積是解決問題的關(guān)鍵。,【典例】如圖所

20、示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長ab=10 cm，bc=5 cm，當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時，電流為1 A；若將C與D接入電壓為U的電路中，則電流為( )A．4 A B.2 A C. D.,【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)明確兩種連接方式的導(dǎo)體的長度、橫截面積。(2)運(yùn)用公式 求電阻的比值。(3)運(yùn)用公式 求電流的比值。,【解析】選A。設(shè)將A與B