高中物理第二章6第一课时导体的电阻、螺旋测微器和游标卡尺的读数课件新人教版选修3_1

答案：A
拓展二 游标卡尺和螺旋测微器(千分尺)游标卡尺 1．结构如图：
2．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度 的差值制成．
不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总 长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1 mm.常见的游标尺 上小等分刻度有 10 个、20 个、50 个的，其规格见下表：
答案：3.205
类型六 水平刻度线对齐 【典例 7】 在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的 读数如图所示，可知该金属丝的直径 d＝_____×10－3 m.
答案：0.900
第二章 恒定电流
6 导体的电阻 第一课时 导体的电阻、螺旋测微器和游标卡尺的读数
学习目标
1.知道电阻定律及其 表达式． 2.了解导体电阻率的 概念及其与温度的 关系． 3.掌握螺旋测微器和 游标卡尺读数.
重点难点
重点
1.探究电阻定律的定量 关系．
2.掌握螺旋测微器和游 标卡尺读数．
难点
1.理解电阻定律． 2.掌握螺旋测微器和游 标卡尺读数.
小试身手 1．(多选)一根阻值为 R 的均匀电阻丝，在下列情况 中其阻值仍为 R 的是(设温度不变)( ) A．当长度不变时，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．长度和横截面积都缩小12时 D．当长度和横截面积都扩大一倍时 答案：CD
知识点二 导体的电阻 提炼知识 1．同种材料的导体，其电阻 R 与它的长度 l 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，这就是电阻定律，写成公式则是 R＝ρSl ，式中 ρ 是比例系数．
时，电流为 I；若将 C 与 D 接入电压为 U(V)的电路中，
则电流为( )
A．4I
B．2I
1
1
C.2I
D.4I
解析：设沿 AB 方向的横截面积为 S1，沿 CD 方向的
横截面积为 S2，则有SS12＝12.AB 接入电路时电阻为 R1，CD
接入电路时电阻为 R2，则有RR12＝ρρlSlSab12bc＝41，电流之比II12＝RR21 ＝14，I2＝4I1＝4I，故 A 正确．
3. 注意： (1)看半刻度是否漏出，固定刻度上刻度值是以 mm 为单位． (2)可动刻度要估读，小数点后应保留三位有效数字．
类型四 半刻度已露出 【典例 5】 下图是用螺旋测微器测量金属棒直径的 示意图，则该根金属棒的直径为：________mm.
答案：3.550
类型五 半刻度未露出 【典例 6】 某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝 的直径时，测得的结果如下图所示，则该金属丝的直径 d ＝________mm.
1．甲、乙两根异种材料的电阻丝，其长度之比是 1∶
5，横截面积之比是 2∶3，电阻之比是 2∶5，外加电压之
比是 1∶2，则甲、乙两根电阻丝的电阻率之比是( )
A．2∶3
B．3∶4Байду номын сангаас
C．4∶3
D．8∶3
答案：C
2.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长
ab＝2bc.当将 A 与 B 接入电压为 U(V)的电路中
拓展一 正确理解电阻定律
1．实验室中有一种测电阻的仪器叫欧姆表，用该表可 以直接测出“220 V 100 W”的灯泡不工作时的电阻为几十 欧姆，而用 R＝UP2计算出的电阻为 484 Ω，试探究其原因．
提示：用 R＝UP2计算出的电阻是指灯泡正常工作时电 阻，正常工作时，灯丝温度高达几千度，而用欧姆表测得的 是常温电阻，这也充分说明导体的电阻率与温度有关．
R＝UI
R＝ρSl
是电阻的定义式，其电阻 是电阻的决定式，其电
并不随电压、电流的变化 阻的大小由导体的材
而变化，只是可由该式算 料、横截面积、长度共
区别 出电路中的电阻
同决定
提供了一种测导体的电
提供了一种测 R 的方法： 只要测出 U、I 就可求出 R
阻率 ρ 的方法：只要测 出 R、l、S 就可求出 ρ
2．电阻：R＝ρSl ，式中 ρ 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．在长度、 横截面积一定的条件下，ρ 越大，导体的电阻越大，ρ 叫 作这种材料的电阻率．
电阻率还与温度有关． 金属的电阻率随温度的升高而增大．利用这一特点 可用于制造电阻温度计； 有些合金如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受 温度变化的影响，常用来制作标准电阻．
题后反思 公式 R＝ρSl 的应用策略
1．公式 R＝ρSl 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＝ρSl 求电阻时要注意导体长度 和横截面积的确定.
3．一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，这是解决此类电阻变化问题的关键．
类型一 10 分度 【典例 2】 读出游标卡尺读数为________cm.
答案：5.45 类型二 20 分度 【典例 3】 某学生用游标尺上标有 20 等分刻度的 游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如下图所示，则该 工件的长度 l＝________cm.
答案：6.165
类型三 50 分度 【典例 4】 下图中游标卡尺(游标尺上有 50 个等分 刻度)读数为________cm.
答案：1.090
螺旋测微器 1．构造：如图．
2．原理和读数：固定刻度上的最小刻度为 0.5 mm(在 中线的上侧)；可动刻度每旋转一圈前进(或后退)0.5 mm. 在可动刻度的一周上平均刻有 50 条刻线，所以相邻两条 刻线间代表 0.01 mm.读数方法：L＝固定刻度示数＋可动 刻度示数(估读一位)×分度值．
作用的大小，R 大，阻 好坏，ρ 大，导电性
碍作用大
能差
由材料、温度和导体形 由材料，温度决定，
状决定
与导体形状无关
欧姆(Ω)
欧姆·米(Ω·m)
R＝ρSl ，ρ 大，R 不一定大，导体对电流阻碍
作用不一定大；R 大，ρ 不一定大，导电性
能不一定差
3.R＝UI 与 R＝ρSl 的区别与联系．
比较 项目
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．
探究方案二：逻辑推理法． (1)分析导体电阻与它的长度的关系． 一条长度为 l、电阻为 R 的导体，可以看成是由 n 段 长度同为 l1，电阻同为 R1 的导体串联而成．因 l＝nl1，R ＝nR1，所以RR1＝ll1．
(1)导线 A 和 B 的电阻值之比； (2)相同时间内导线 A 和 B 产生的热量之比． 解析：(1)导线的形状改变后，其总体积不变，电阻 率也不变．设导线 A 和 B 原来的长度为 l，横截面积为 S， 电阻为 R，则 lA′＝2l，
SA′＝12S，
lB′＝12l， SB′＝2S， 由电阻定律表达式得：R＝ρSl ， 则 RA′∶RB′＝16∶1. (2)由焦耳定律表达式 Q＝I2Rt 和欧姆定律表达式 I＝ UR可得 Q＝UR2t. 故导线 A 和 B 产生的热量之比 QA∶QB＝1∶16.
2．在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中我们得 到的图象是曲线，你能解释其原因吗？
提示：随着 U 和 I 增大 P 变大温度升高 P 变大，R 变大．
1．公式 R＝ρSl 中各物理量的意义． (1)ρ 表示材料的电阻率，与材料和温度有关，反映了 导体的导电性能，在数值上等于用这种材料制成 1 m 长、 横截面积为 1 m2 的导线的电阻值，ρ 越大，说明导电性 能越差；ρ 越小，说明导电性能越好． (2)l 表示沿电流方向导体的长度．
判断正误 (1)由 ρ＝RlS知，导体电阻率与导体的电阻和横截面 积的积 RS 成正比，与导体的长度 l 成反比．( ) (2)电阻率是由导体材料本身决定的．( ) (3)电阻率大的导体，电阻一定很大．( ) 答案：(1)× (2)√ (3)×
小试身手 2．(多选)下列说法正确的是( ) A．把一根金属导线均匀拉长为原来的 4 倍，电阻相 应增大为原来的 6 倍 B．导体中的电流越大，导体的电阻越小 C．所谓超导体，是当其温度降低到某个临界温度时， 它的电阻率突然变为无穷大 D．某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通 常用它们制作标准电阻 答案：AD
(3)S 表示垂直于电流方向导体的横截面积． 如图所示，一长方体导体若通过电流 I1， 则长度为 a.横截面积为 bc；若通过电流 I2， 则长度为 c，横截面积为 ab.
2．电阻与电阻率的区别．
比较项目 描述对象 物理意义
决定因素 单位
联系
电阻 R
电阻率 ρ
导体
材料
反映导体对电流阻碍 反映材料导电性能的
知识点一 影响导体电阻的因素 提炼知识 1．探究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，同样是 220 V 的灯泡，灯丝越 粗用起来越亮，说明导体电阻跟横截面积有关，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．探究导体电阻与其影响因素的定量关系． 探究方案一：控制变量法． 如图所示，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．
(2)研究导体电阻与它的横截面积的关系． 有 n 条导体，它们的长度相同，材料相同，横截面 积同为 S1，电阻同为 R1，把它们紧紧地束在一起，组成 一根横截面积为 S、电阻为 R 的导体，则 R＝Rn1，S＝nS1， 所以RR1＝SS1．
判断正误 (1) 探 究 影 响 导 体 电 阻 的 因 素 时 用 的 是 控 制 变 量 法．( ) (2)导体的电阻既与导体材料有关，又与导体两端的 电压和通过导体的电流有关．( ) (3)导体的电阻与导体的横截面积、长度、材料、温 度等有关．( ) 答案：(1)√ (2)× (3)√