2017粤教版高中物理选修2.1《探究决定导线电阻的因素》word学案
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很小)第二部分:合作探究【探究一】滑动变阻器结构,原理回顾:目的:回顾滑动变阻器的结构及原理,掌握基本操作步骤即滑片初始位置。
(完成:P40第 4题)理论提升:滑动变阻器的原理、符号及应用,并能区分各接头端小组讨论P39讨论交流1结论:。
【探究二】探制变量法电阻定律的实验:一、实验原理:1、在右边方框画出实验原理图小组讨论电压表和电流表为什么这样接入:(自主学习课教师适当提醒,主要从误差分析方面入手,即外接,内接的分析,为后边万用表的使用引入)2:实施实验,并记录数据:A、保持导线的材料和面积不变,长度不同电阻材料长度电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω平均值Ω3.一根阻值为R的均匀电阻丝,长为l、横截面积为S,设温度不变,在下列情况下其电阻阻值仍为R的是( )A.当l不变,S增大一倍时 B.当S不变,长度l增大一倍时C.当长度l和面积S都减为原来的一半时 D.当l和横截面半径都增大一倍时4.两根材料和质量相同的电阻丝,它们的长度之比为2∶3,则它们的电阻之比为( )A.2∶3 B.3∶2 C.4∶9 D.9∶45.一只“220 V100 W”的灯泡工作时电阻为484 Ω,拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻应( )A.小于484 Ω B.大于484 Ω C.等于484 Ω D.略小于484 Ω6.一同学将变阻器与一个6 V,6~8 W的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的电源E上,当S 闭合时,发现灯泡发亮.按如右图所示的接法,当滑动片P向右滑动时,灯泡将( )A.变暗 B.变亮 C.亮度不变 D.可能烧坏灯泡二、双项选择题7.某同学用伏安法测电阻时,分别采用了内接法和外接法,测得的某电阻R x的阻值分别为R1和R2,则所测阻值与真实值R x间的关系为( )A.R1>R x B.R x<R2 C.R x>R1 D.R2<R x8.下列说法中正确的是( )A.通过导体中的电流越大,导体的电阻一定越小B.导体的电阻与加在导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比C.电阻是表示导体对电流阻碍作用的物理量,温度越高,金属导体的电阻越大D.无论加在导体两端的电压如何变化,它的电压与电流的比值不变9.温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能,在右图所示的图象中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线,则( )A.图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化B.图线2反映金属导体的电阻随温度的变化C.图线1反映金属导体的电阻随温度的变化D.图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化10.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图甲所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球.小车向右做直线运动过程中,电流表示数如图乙所示,下列判断正确的是( )A.从t1到t2时间内,小车做变加速直线运动B.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动C.从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动D.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动三、非选择题11.某同学想要了解导线在质量相同时,电阻与横截面积的关系,选取了材料相同、质量相等的5卷导线,进行了如下实验:该同学经实验测量及相关计算得到的数据电阻R/Ω121.050.023.910.0 3.1导线直径0.8010.999 1.201 1.494 1.998d/mm导线横截面0.5040.784 1.133 1.753 3.135积S/mm2(1)请你根据以上数据判断,该种导线的电阻R与横截面积S是否满足反比关系?(若满足反比关系,请说明理由;若不满足,请写出R与S应满足的关系.)(2)若导线的电阻率ρ=5.1×10-7Ω·m,则表中阻值为 3.1 Ω的导线长度l=________m(结果保留两位有效数字).12.如图2-1-12所示,一圈粗细均匀的导线长1200 m,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 A,如果剪去BC段,在A、C两端加同样电压时,通过导线的电流变为0.6 A,则剪去的BC段多长?图2-1-12高二物理 2-1 探究决定导线电阻的因素参考答案第一部分:课前自学1、 并联、串联2、描述导体对电流的阻碍作用3、长度 横截面积 质量 密度 体积 质量4、均匀导体的电阻R 跟它的长度L 成正比,跟它的横截面积成反比。
第一节探究决定导线电阻的因素1.导体的电阻与导体的横截面积、长度、材料、温度等有关。
探究影响电阻的因素用控制变量法。
2.电阻定律的表达式R =ρl S是电阻的决定式,公式R =UI是电阻的定义式。
3.电阻率是反映材料导电性能的物理量,其大小与材料和温度均有关。
一、电阻定律的实验探究 1.相关因素的测量方法 (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宽度,然后除以圈数,得到电阻丝的直径,进而计算出电阻丝的横截面积;或用螺旋测微器测出电阻丝的直径,进而得到电阻丝的横截面积。
(2)电阻丝长度的测量把电阻丝拉直,用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 和通过电阻丝的电流I ,由R =UI计算得到电阻。
2.实验探究图211(1)实验目的:探究导体电阻与长度、横截面积、材料的关系。
(2)实验方法:控制变量法。
(3)实验电路:如图211所示。
(4)实验过程①在材料、横截面积相同的条件下,在A 、B 间分别接入不同长度的导线,测量并比较A 、B 间的电阻值。
②在长度、材料相同的条件下,在A 、B 间分别并联接入不同根数的导线,测量并比较A 、B 间的电阻值。
③在长度、横截面积相同的条件下,在A 、B 间分别接入不同材料的导线,测量并比较A 、B 间的电阻值。
(5)结论:在材料、横截面积相同的条件下,导体的电阻与长度成正比;在长度、材料相同的条件下,导体的电阻与横截面积成反比;导体的电阻还与材料有关。
二、电阻定律及电阻率 1.电阻定律(1)内容:实验说明,均匀导体的电阻R 跟它的长度l 成正比,跟它的横截面积S 成反比,这就是电阻定律。
(2)公式:R =ρlS,式中ρ是比例常量,反映材料对导体电阻的影响。
2.电阻率(1)物理意义:电阻率ρ是反映导体导电性能的物理量,与导体的形状、大小无关,它的单位是欧姆米,国际符号是Ω·m。
第一节 探究决定导线电阻的因素问题探究白炽灯的灯丝是由金属钨制成的,当用万用表测量白炽灯的灯丝电阻时,测得的电阻值与其正常工作时用欧姆定律计算的电阻值相同吗?为什么?解析:由于白炽灯工作时要发热,温度会升高,而材料的电阻率因此会发生较大的变化,故其工作电阻应大于不发光时的电阻.答案:不同,理由略自学导引1.滑动变阻器是电阻值______________的电阻,方法是__________________________而改变电阻值.答案:可以改变 通过改变接入电路中的导体的长度2.均匀电阻的阻值计算公式是_________________________,式中ρ是_____________________,l 是______________________,S 是_______________________.答案:S l p R 材料的电阻率 导体的长度 导体的横截面积 3.导体的电阻率ρ与导体的____________和____________有关,通常把________________叫绝缘体,而用电阻率受温度影响较小的材料制作_____________. 答案:材料 温度 电阻率较大的材料 标准电阻4.在实验探究中,常常使用控制变量法,方法是当探究的物理量与其他几个物理量有关时,可选择研究探究的量与其中一个物理量的关系而保持_____________________.答案:其他物理量不变疑难剖析理解电阻的物理意义【例1】 下列说法中正确的是( )A.通过导体的电流越大,导体的电阻一定越小B.导体的电阻与加在导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比C.电阻是表示导体对电流阻碍作用的物理量,温度越高,金属导体的电阻越大D.无论加在导体两端的电压如何变化,它的电压与电流的比值都不变 解析:电阻反映导体对电流阻碍作用的强弱,它只与导体本身有关,与外界因素无关,导体的电阻与其通过的电流无关,故选项A 错.导体的电阻与加在导体两端的电压无关,故选项B 错.正确的选项为CD.答案:CD温馨提示:导体的电阻值与导体的材料和温度有关,与其他因素无关,虽然导体在工作时通过的电流发生变化时,也会引起温度的变化,但实际中一般不考虑这种变化.导体电阻的计算【例2】 如图211所示为均匀的长方形金属板abcd.ab 边长为L 1,ad 边长为L 2,当接点A 、B 接入电路时电阻阻值为R 1,当接点C 、D 接入电路时电阻阻值为R 2,则R 1∶R 2等于…( )图2-1-1A.L 1∶L 2B.L 2∶L 1C.L 12∶L 22D.L 22∶L 12解析:本题可直接用电阻定律先表达出两种接法的电阻阻值,再求出两电阻的比值.设金属板的电阻率为ρ,厚度为d,当接点A 、B 接入电路时,由电阻定律知d L L p R 121= 当接点C 、D 接入电路时,由电阻定律知d L L pR 211= 由此可知R 1∶R 2=L 22∶L 12正确选项为 D.答案:D温馨提示:本题求解的是电阻的比值,在求解的过程中引入了未知量ρ、d,主要是帮助理顺思路,而最后的计算中再根据规律消除未知量,这是一种解决问题的有效方法.电阻率的理解【例3】 下列说法中正确的是( )A.电阻率越大的导体,电阻一定也越大B.电阻率是材料的固有属性,任何情况下不可能为零C.温度升高时,有些材料电阻率增大,有些材料电阻率不变,有些材料电阻率减小D.以上说法均不对解析:导体的电阻不同于电阻率,电阻率大电阻不一定大,故选项A 错.导体在处于超导的状态时电阻率为零,故选项B 错.温度升高时,金属材料的电阻率增大,半导体的电阻率减小,处于超导状态的物质,其电阻率不变,故选项C 正确,从而确定D 选项错.答案:C温馨提示:电阻反映的是导体阻碍电流的强弱,电阻率反映的是材料的导电性能,两者的物理意义不同,电阻率高并不说明电阻一定大,相反,电阻大也不说明电阻率大.拓展迁移如图2-1-2所示,一块匀质半圆形的导体板按图甲的方式连接时电阻阻值为R,如果按图乙的方式连接,求此连接方式下的电阻阻值.图2-1-2解析:此题中的导体板的形状是半圆形,不可能根据电阻定律直接求解导体的电阻,但可以将导体板分成对称的两部分(每部分为四分之一圆周),假设每部分的电阻为R 1,由图可知,图甲应为两个R 1的并联,图乙应为两个R 1的串联,则,2211R R R R R =⇒==甲R 乙=2R 1=4R. 答案:4R启示:此题灵活运用了等效的方法,将不能由公式求解的物理量转化为可以求解的量,利用这种方法往往会收到事半功倍、柳暗花明的效果.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1.据《世说新语》记载,晋明帝司马昭在回答“汝意谓长安与日孰远”时,一句“举目望日,不见长安”惊愕群臣。
第1讲探究决定导线电阻的因素[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.一、电阻定律的实验探究1.实验探究(控制变量) 如图1所示,用控制变量法研究影响电阻的因素.(1)在材料相同、粗细相同的情况下,导体的电阻与导体的长度成正比。
(2)在材料相同、长度相同的情况下,导体的电阻与导体的横截面积成反比。
(3)对于同种导体,材料电阻率相同,对不同种导体,材料电阻率不同,说明导体的电阻与材料有关.图12。
电阻定律:均匀导体的电阻R跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成反比.这就是电阻定律。
公式:R=ρ错误!中ρ是比例常量.想一想家用白炽灯泡,灯丝断了,搭上后为什么更亮了?答案灯丝断了,搭上后长度变小了,所以电阻变小了,而灯两端电压不变,所以电流变大了,灯泡变亮了.二、电阻率1.电阻率:在R=ρ错误!中ρ是比例常量,跟导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量.称为材料的电阻率;单位是Ω·m,读作欧姆米,简称欧米。
2.电阻率与温度的关系:金属的电阻率随温度的升高而增大;合金的电阻率较大,一般不随温度的变化而变化。
想一想小灯泡的电阻随温度升高怎样变化呢?答案小灯泡的灯丝是由钨丝制成的,因为金属的电阻率随温度的升高而增大,所以小灯泡的电阻随温度的升高而增大。
一、电阻定律(1)表达式R=ρ错误!.(2)适用条件:温度一定,粗细均匀的导体或浓度均匀的电解液.①电阻定律反映了导体的电阻由导体自身决定,只与导体的材料、长度和横截面积有关,与其他因素无关.②表达式中的l是沿电流方向导体的长度、横截面积是垂直于电流方向的横截面的面积.例1如图2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R AB∶R CD为()图2A.1∶4B.1∶2C。
2∶1 D.4∶1答案D解析设沿AB方向横截面积为S1,沿CD方向横截面积为S2,则有错误!=错误!=错误!,设AB接入电路时电阻为R1,CD接入电路时电阻为R2,则有错误!=错误!=错误!·错误!=错误!×错误!=错误!,D选项正确.针对训练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3中R1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R1的尺寸。
2017粤教版高中物理选修(3-1)2【学习目标】1、能记住电阻器在电路中的作用及电阻的大小跟那些因素有关2、会运用电阻定律及电阻率的物理意义,并了解电阻率与温度的关系。
3、体验超导体【学习重点与难点】1、电阻定律2、电阻率与温度的关系【使用讲明与学法指导】1、带着预习案中咨询题导学中的咨询题自主设计预习提纲,通读教材P37-P40页内容,阅读随堂优化训练资料P21-P22页内容,对概念、关键词、等进行梳理,作好必要的标注和笔记。
2、认真完成基础知识梳理,在“我的疑咨询”处填上自己不明白的知识点,在“我的收成”处填写自己对本课自主学习的知识及方法收成。
3、熟记、明白得基础知识梳理中的重点知识。
一、咨询题导学1、电阻的大小与哪些因素有关?2.电阻定律公式是如何样的?3.电阻率与温度什么关系?4、什么是超导体?二、知识梳理1.通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时刻t的比值称为电流强度,用I表示,I ,单位,规定电流的方向与定向移动的方向一致。
方向不随时刻而改变的电流称为直流,方向和强弱都不随时刻而改变的电流称为恒定电流。
2.电阻是导体本身的一种性质,它描述导体对电流的________作用。
3.实验表明,平均导体的电阻R跟它的长度l成__ __比,跟它的横截面积S成__ __比,这确实是电阻定律。
公式表示为R=ρ________。
4.电阻定律中的比例常数ρ跟__________有关,是一个反映材料___ _______的物理量,称为材料的电阻率.在国际单位制中ρ的单位是_____ ___。
1m ρ=Ω⋅的意义是 .5.实验表明,材料的电阻率随温度的变化而_______,金属的电阻率随温度的升高而____。
6.什么是超导体:三、预习自测1.导体的电阻是导体本身的一种性质,关于同种材料的导体,下列表述正确的是A .横截面积一定,电阻与导体的长度成正比B .长度一定,电阻与导体的横截面积成正比C .电压一定,电阻与通过导体的电流成正比D .电流一定,电阻与导体两端的电压成反比探究案一、合作探究探究1、电阻率:例1: 【例1】关于电阻率,以下讲法中正确的是 ( )A .纯金属的电阻率小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率更大B .金属的电阻率随温度的升高而减小,绝缘体的电阻率随温度的升高而增大C .导体的电阻率由导体本身的性质决定,与其他因素(如温度)无关D .电阻率的大小只随温度的变化而变化,而与材料本身无关思路小结:探究2、电阻定律:【例2】把电阻是1Ω的一根金属丝,拉长为原先的2倍后,导体的电阻是多大?思路小结:探究3、电阻率与温度的关系:【例3】一只“220 V ,100 W ”的灯泡工作时电阻为484 Ω,拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻,下列讲法中正确的是( )A .小于484 ΩB .大于484 Ω思路小结:二、总结整理:1、电阻与材料、横截面积、长度和温度有关。
第一节 探究决定导线电阻的因素(第2课时)【自主学习】 一、学习目标1. 理解电阻的大小跟哪些因素有关,知道电阻定律。
(学习使用变量控制法)2. 了解材料的电阻率的概念、物理意义、单位及其与温度的关系。
(区分电阻、电阻率的物理意义)3. 了解超导体的特性及物理前景 二、重点难点1. 学会运用变量控制法进行实验探究,培养实验数据分析能力2. 电阻率的概念及其物理意义 自主学习1. 通过导体横截面的电荷量q 跟通过这些电荷量所用的时间t 的比值称为电流强度,用I 表示,I ,单位 ,规定电流的方向与 定向移动的方向一致。
方向不随时间而改变的电流称为直流,方向和强弱都不随时间而改变的电流称为恒定电流。
2. 电阻的物理意义是3. 电阻定律的内容: 公式:由初中欧姆定律推导的电阻公式: ,简述两个公式的区别: 4. 电阻率的物理意义是: ,单位: 5. 用来制用电阻温度计的材料利用的是电阻随 变化的性质制成的。
6. 用来制用标准电阻的材料必须它们的 受温度的变化影响 。
(填很大、很小) 合作探究 【探究一】1. 猜想:导体的电阻与哪些因素有关2. 本实验中用到的物理方法是:3. 在右边方框画出实验原理图4. 小组讨论电压表和电流表为什么这样接入:2:实施实验,并记录数据:A 、保持导线的材料和面积不变,长度不同结论: B 、保持导线的材料和长度不变,面积不同结论:C、保持导线的长度和面积不变,而材料不同,结论:。
思考:本实验结果是否有误差,原因何在阅读P38表2-1-4,并思考材料不同决定的是:,不同。
影响因素还有:。
阅读P39资料活页,当温度降低到一定时,突然消失,即:减小到0。
【探究二】滑动变阻器结构回顾滑动变阻器的结构及原理,掌握基本操作步骤即滑片初始位置。
(完成:P40第 4题)小组讨论P39讨论交流1结论:。
【探究三】测量金属丝的电阻率某实验小组设计了如下的电路测定金属丝电阻率,思考:1.根据左边原理图连接好右边实物图2.实验中该组同学测出金属丝的长度l、直径d。
第一节研究决定导线电阻的要素学习目标要点难点1.知道什么是电阻,认识电阻器在电路中的作用.2.能记着电阻的大小跟哪些要素有要点:电阻定律.关,会应用电阻定律.难点:电阻率.3.能记着资料的电阻率的观点及其物理意义、单位、与温度的关系.一、电阻定律1.在实验研究中,经常使用控制变量法,当研究的物理量与其余几个物理量相关时,可选择研究的量与此中一个量的关系而其余量________.2.滑动变阻器是电阻值________的电阻.3.均匀电阻的阻值计算公式是R=______,式中ρ是________.l 是导体的______,S 是导体的 ________.预习沟通R(设温度不变)().一根阻值为R的均匀电阻丝,在以下哪些状况下阻值仍为A.当长度不变,横截面积增大一倍时B.当横截面积不变,长度增大一倍时C.当长度和横截面半径都减小一半时D.当长度和横截面积都扩大一倍时二、电阻率1.电阻率ρ 跟导体的______和____相关,是一个反应资料________的物理量.2.单位: ______,简称欧米,符号:______.在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注?请在以下表格中做个备忘吧!我的学困点我的学疑点答案:一、 1.保持不变2.能够改变l3.ρS比率常量长度横截面积l R预习沟通:D提示:由电阻定律R=ρ S可知,选A 中,R′= 2;选项B 中,R′=项2R;选项 C中,R′= 2R;选项 D 中,R′=R,故 D 项正确.二、 1.资料温度导电性能2.欧姆米Ω·m一、电阻定律欧姆定律与电阻定律的差别.l U公式R=ρS R=I意义理解合用范围一段粗细均匀的镍铬丝,横截面的直径是d,电阻是R,把它拉制成直径为d/10的均匀细丝后,它的电阻变为().A. 10 000 C. 100R RDB .R/10 000. R/101.利用控制变量法研究导线电阻与导线的长度、横截面积、资料三个l量的关系.经过剖析实验数据得出同一种资料的电阻R∝S,资料不一样时,其比率系数不一样.2.实验电路如下图,BC为待测导线.U由 R=I得导线电阻.3.实验过程(1)把资料、横截面积同样,但长度不一样的导线先后接入电路中,调理滑动变阻器,使导线两头的电压同样,测出导线中的电流,进而确立导线电阻与长度的关系.(2)把资料、长度同样,横截面积不一样的导线先后接入电路中,用近似的方法确立导线电阻与横截面积的关系.( 3)把长度、横截面积同样,但不一样资料的导线先后接入电路中,确立出导线电阻与资料相关.为了便于总结电阻的变化与导体长度、横截面积和资料的关系,能够成比率地改变导体的长度和横截面积,同时应采纳多次丈量取均匀值的方法以便减小偏差.4.螺旋测微器(1)读数时注意固定刻度上的半毫米刻度线能否已露出.(2)可动刻度上读数时要估读一位.(3)最后读数以 mm为单位,小数点后应有三位数.二、电阻率电阻率的计算和物理意义.( 2011·西安高二检测)以下对于电阻率的说法中,正确的选项是().A.各样资料的电阻率都随温度的高升而增大B.用来制作标准电阻的锰铜和镍铜的电阻率几乎不随温度的变化而变化C .金属资料的电阻率随温度的高升而增大D .对金属资料,其电阻率与温度没关1.电阻率 ρ 是一个反应资料导电性能的物理量,是资料自己的属性,与导体的形状、大小没关.2.各样资料的电阻率一般不一样,纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大. 3.电阻率与温度的关系:电阻率常常随温度的变化而变化.( 1)金属的电阻率随温度高升而增大(可用于制造电阻温度计);( 2)半导体和绝缘体的电阻率随温度的高升而减小 (半导体的电阻率随温度变化较大,可用于制作热敏电阻) ;( 3)有些合金如锰铜、 镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响 (可用来制作标准电阻) ;( 4)当温度降低到绝对零度邻近时,某些资料的电阻率忽然减小到零成为超导体. 4.电阻与电阻率的差别电阻 R 电阻率 ρ描绘对象导体资料反应导体对电流阻挡作用 反应资料导电性能的利害, 物理意义的大小, R 越大,阻挡作用 ρ 越大,导电性能越差越大决定要素由资料、温度和导体形状决 由资料、温度决定,与导体 定形状没关单位欧姆( Ω)欧姆米( Ω ·m )lR =ρ S ,ρ 大,R 不必定大,联系导体对电流阻挡作用不一定大; R 大, ρ 不必定大,导电性能不必定差1.对于电阻率的正确说法是().A .电阻率 ρ 与导体长度 l 和横截面积S 相关B .电阻率表征了资料的导电能力的强弱,由导体的资料决定,且与温度相关C .电阻率大的导体,电阻必定很大D .有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制成电阻温度计 2.一根粗细均匀的导体丝截成长度相等的三段, 再将它们并联起来, 测得阻值为 3 Ω ,则此导体本来的阻值为( ). A .9Ω B .8Ω C .27Ω D .3Ω3.(2011·衡水高中检测) 两根完整同样的金属裸导线, 假如把此中的一根均匀的拉长 到本来的两倍,把另一根导线对折后绞合起来,则它们的电阻之比为().A .2∶1B .4∶1C .8∶1D .16∶14.( 2011·黄冈高二检测)如下图,均匀的长方形薄片合金板abcd ,ab 边边长为L 1,ad 边边长为 L 2,当端点1、 2 或 3、 4 接入电路时, R 12∶ R 34 是().A .L ∶LB.L ∶L1122C .1∶122D .L 1∶L 225.一根电阻丝长 20 m ,截面积为 15 V 的电压时,经过的电流为 0.30.2 mm ,两头加上 A ,这根电阻丝的电阻率为 ______Ω ·m .提示:用最精髓的语言把你当堂掌握的中心知识的精髓部分和基本技术的要领部分写下来并进行识记.知识精髓技术要领答案:活动与研究1:答案:公式l U R=ρS R=I意义决定式定义式说明导体的电阻由ρ、 l 、 S供给了一种测电阻的方法理解决定,即同种资料的电阻与l ——伏安法.不可以以为 R与U成正比,与 S 成反比成正比,与 I 成反比合用金属导体和电解液纯电阻范围l1S 迁徙与应用1:A分析:依据电阻定律 R=ρS得直径变为本来的10,则 S′=100,而l ′100l lV不变,所以 l ′=100l ,所以 R′=ρS′=ρS= 10 000 ρS= 10 000 R.1002:答案:( 1)由电阻定律可得电阻率大小的计算公式RS活动与研究ρ =L.(2)电阻率在数值上等于长度为1 m,横截面积为 1 m2的导体的电阻大小.(3)电阻率是反应导体导电性能的物理量,是导体资料自己的属性,与导体的长度和形状没关.(4)合金的电阻率往常状况下要比纯金属的电阻率大.迁徙与应用2:BC分析:电阻率是资料自己的一种电学特征,与导体的长度、横截面积没关.金属资料的电阻率随温度高升而增大,而半导体资料则相反,A、D 错, C 正确.制作标准电阻要求资料的电阻率较高,且受温度变化的影响很小,锰铜和镍铜是很好的制作标准电阻的合金资料, B 正确.当堂检测1.B分析:电阻率由组成导体的资料决定,与导体形状没关,电阻与电阻率、导体长度和横截面积相关.2.C分析:原导体丝长为截断后的 3 倍,横截面积为并联后的1/3 ,因为导体的电阻与导体的长度成正比;与导体的横截面积成反比,故R/9=3Ω,R=27Ω,C正确.3.DS 分析:金属线本来的电阻为l ′lR=ρ l / S,拉长后:ll′=2l,因为V=lS l ″不变,所l /2以 S′=2, R′=ρS′=4ρS=4R,对折后 l ″=2, S″=2S,所以 R″=ρS″=ρ·2S R=,则 R′:R″=16:1.44. D分析:设薄片厚度为d,由电阻定律得L1L2R12=ρL2d R34=ρL1d所以 R:R=L22项正确.:L,D1234125.答案: 5×10 -7U15分析:依据欧姆定律R=I=0.3Ω=50 Ω- 6l RS 50×0.2×10由电阻定律Ω · m= 5× 10- 7Ω ·m.=ρ 得ρ ==R S l20。
[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.一、电阻定律的实验探究1.实验电路如图1所示,用控制变量法研究影响电阻的因素.图1(1)在材料相同、横截面积相同的情况下,导体的电阻与导体的长度成正比. (2)在材料相同、长度相同的情况下,导体的电阻与导体的横截面积成反比. (3)在长度和横截面积相同的情况下,导体的电阻与材料有关. 2.电阻定律(1)内容:均匀导体的电阻R 跟它的长度l 成正比,跟它的横截面积S 成反比. (2)表达式:R =ρlS.ρ是比例常量,l 是沿电流方向导体的长度,S 是垂直于电流方向的横截面积. 深度思考公式R =ρl S 与公式R =UI有什么区别?答案 公式R =U I 是电阻的定义式,但电阻R 与U 、I 无关;公式R =ρlS 是电阻的决定式,电阻大小与长度l 、横截面积S 和导体材料(电阻率ρ)有关.例1 “探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的实验电路如图2所示,a 、b 、c 、d 是四种不同的金属丝.现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示.图2(1)电路图2(2)在相互交流时,有位同学提出用如图3所示的电路,只要将图中P端分别和触点1、2、3、4相接,读出电流,利用电流跟电阻成反比的关系,也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系,你认为上述方法是否正确,如正确请说出理由;若不正确,请说出原因.图3解析(1)用控制变量法研究,选电阻丝时要注意尽量选择有相同参数(材料、长度、横截面积)的;从上述材料看以看出,B、C、E横截面积相同,B、C、D材料相同,C、D、E长度相同;(2)接不同的电阻时,电流不同,故电阻分得的电压不同,电流与电阻成反比的前提是导体两端的电压一定.答案(1)BCDE(2)不正确,因为P端分别和触点1、2、3、4相接时,电阻两端的电压不一定相同,只有电压不变时,利用电流跟电阻成反比的关系,才能探究出导体的电阻与其影响因素的定量关系.例2如图4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R AB∶R CD为()图4A .1∶4B .1∶2C .2∶1D .4∶1解析 设沿AB 方向横截面积为S 1,沿CD 方向横截面积为S 2,则有S 1S 2=l bc l ab =12.根据电阻定律有R ABR CD =ρ·l ab S 1ρ·l bc S 2=l ab l bc ·S 2S 1=21×21=41,D 选项正确. 答案D(1)电阻定律反映了导体的电阻由导体自身决定,只与导体的材料、长度和横截面积有关,与其他因素无关.(2)电阻定律适用于温度一定,粗细均匀的导体或浓度均匀的电解质溶液.二、电阻率1.电阻率ρ(1)物理意义:反映材料导电性能的物理量. (2)单位:Ω·m ,读作欧姆米,简称欧米.2.电阻率与温度的关系:金属的电阻率随温度的升高而增大;合金的电阻率较大,一般不随温度的变化而变化. 深度思考小灯泡的电阻随温度升高怎样变化呢?答案 小灯泡的灯丝是由钨丝制成的,因为金属的电阻率随温度的升高而增大,所以小灯泡的电阻随温度的升高而增大.例3 关于电阻率的说法中正确的是( ) A .电阻率ρ与导体的长度l 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,可用来制成电阻温度计解析 电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l 和横截面积S 无关,故A 错,B 对;由R =ρlS 知ρ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(1)电阻率是一个反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关.(2)电阻率与温度的关系及应用①金属的电阻率随温度的升高而增大,可用于制作电阻温度计.②半导体的电阻率随温度的升高而减小,半导体的电阻率随温度的变化较大,可用于制作热敏电阻.③有些合金,电阻率几乎不受温度变化的影响,常用来制作标准电阻.④当温度降到绝对零度时,某些导体变成超导体.例4滑动变阻器的原理如图5所示,则下列说法中正确的是()图5A.若将a、c两端连在电路中,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,变阻器接入电路中的阻值减小C.将c、b两端接入电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大D.将a、b两端接入电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大解析若将a、c两端连在电路中,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,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.将c、b两端连在电路中,连入电路的是Pb部分,向右滑,该部分的导线长度变短,变阻器接入电路中的阻值将减小,C错误;若将a、b两端接入电路中,则将电阻丝全部接入了电路,滑片OP向右滑,无法改变接入电路的电阻,D错误.答案 A滑动变阻器的原理及使用原理:利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻.变阻器的结构图如图6甲所示,若采用限流式接法可将A、C(或D)接入电路,也可将B、C(或D)接入电路即一上、一下接法.如图乙所示,将滑动变阻器接入电路,当滑片向右滑动时,滑动变阻器的电阻将变小.图61.(影响导体电阻的因素)在“探究决定导线电阻的因素”实验中,某实验小组提出了如下猜想:猜想一:导体电阻跟导体长度有关;猜想二:导体电阻跟导体粗细有关;猜想三;导体电阻跟导体材料有关.同学们想利用如图7的电路和表中的导体特征验证上述猜想.图7(1)不同的导体,分别将其接入如图电路中,通过比较电路中________的大小,判断导体电阻的大小.(2)验证猜想三时,若需对比三个实验数据,则应从上表中选取导体________(填写导体代号来进行实验).答案(1)材料横截面积长度电流(2)C、F、G解析(1)为了研究导体电阻与导体长度的关系,则需使导体的材料和横截面积相同,长度不同,应选用的三种导体是B 、D 、E ,分别将其接入如题图电路中.通过比较电路中电流的大小,判断导体电阻的大小;(2)为了研究导体电阻与导体材料的关系,则需使导体的长度和横截面积相同,材料不同,应选用的三种导体是C 、F 、G ,分别将其接入如题图电路中.通过比较电路中电流的大小,判断导体电阻的大小.2.(对电阻率的理解)关于下列电阻和电阻率的说法正确的是( )A .把一根均匀导线分成等长的两段,则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半B .由ρ=RSl 可知,ρ与R 、S 成正比,与l 成反比C .所有材料的电阻率随温度的升高而增大D .对某一确定的导体,当温度升高时,若不计导体的体积和形状变化,发现它电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大 答案 D解析 导体的电阻率由材料本身决定,并随温度的变化而变化,但并不都是随温度的升高而增大,半导体的电阻率随温度升高而减小,选项A 、B 、C 错误;若导体温度升高时,电阻增大,又不考虑导体的体积和形状变化,其原因就是电阻率随温度的升高而增大产生的,选项D 正确.3.(电阻定律的理解和应用)(多选)某根标准电阻丝的电阻为R ,接入电压恒定的电路中,要使接入电路的电阻变为12R ,可采取的措施是( )A .剪其一半的电阻丝接入B .并联相同的电阻丝接入C .串联相同的电阻丝接入D .对折原电阻丝后再接入 答案 AB解析 由电阻定律R =ρl S 可知,剪去一半的电阻丝,长度变为原来的12,电阻减小为12R ,选项A 正确;并联相同的电阻丝后,横截面积变为原来的2倍,电阻减小为12R ,选项B 正确;串联一根相同的电阻丝后,长度变为原来的2倍,电阻为原来的2倍,选项C 错误;对折原电阻丝后,长度变为原来的12,横截面积变为原来的2倍,总电阻变为原来的14,选项D 错误.4.(滑动变阻器的使用)按图8所示的接法,一同学将滑动变阻器与一只“6V 6~8W ”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,发现灯泡发光.当滑片P 向右滑动时,灯泡将( )图8A.变暗B.变亮C.亮度不变D.可能烧坏灯泡答案 B解析由题图可知,滑动变阻器接入电路的是PB段的电阻丝,由于灯泡的额定电压等于电源电压,所以不可能烧坏灯泡.当滑片P向右滑动时,接入电路中的电阻丝变短,电阻减小,灯泡变亮,B选项正确.题组一对电阻率的理解1.(多选)关于材料的电阻率,下列说法正确的是()A.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大B.金属的电阻率随温度的升高而增大C.银材料的电阻率较锰铜合金的电阻率小D.金属丝拉长为原来的两倍,电阻率变为原来的2倍答案BC解析电阻率是材料本身的一种电学特性,与导体的长度、横截面积无关,D错误;金属材料的电阻率随温度升高而增大,B对;合金的电阻率比纯金属的电阻率大,电阻率大表明材料的导电性能差,不能表明对电流的阻碍作用一定大,因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量,而电阻除跟电阻率有关外还跟导体的长度、横截面积有关,所以A错误,C对.2.金属材料的电阻率有以下特点:一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大;金属的电阻率随温度的升高而增大,有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合金的电阻率几乎不受温度的影响.根据以上的信息,判断下列的说法中正确的是()A.连接电路用的导线一般用合金来制作B.电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作C.电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作D.标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作答案 B解析 纯金属的电阻率小,故连接电路用的导线一般用纯金属来制作,A 错误;合金的电阻率大,故电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作,B 正确;有的金属的电阻率随温度变化而显著变化,故电阻温度计一般用纯金属来制作,C 错误;有的合金的电阻率几乎不受温度的影响,故标准电阻一般用合金材料制作,D 错误.故选B.3.一只白炽灯泡,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121Ω B .小于121Ω C .等于121Ω D .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.题组二 导体的电阻4.(多选)关于导体电阻,下列说法中正确的是( )A .由R =ρlS 知,导体的电阻与导体的长度l 、电阻率ρ成正比,与横截面积S 成反比B .由R =UI 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 .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,导体的电阻与导体的长度、横截面积和构成它的材料有关,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,电阻率往往随温度的变化而变化,D 对.5.一根粗细均匀的金属裸导线,其电阻为R .分别把它均匀拉长为原来的3倍和截成等长的三段再绞合成一根,则它的电阻变为(设拉长与绞合时温度不变)( ) A .3R 19RB .3R 13RC .9R 19RD .9R 13R答案 C6.(多选)温度能影响金属导体和半导体材料的导电性能,在如图1所示的图象中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线,则( )图1A .图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化B .图线2反映金属导体的电阻随温度的变化C .图线1反映金属导体的电阻随温度的变化D .图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化 答案 CD解析 金属导体随着温度升高,电阻率变大,从而导致电阻增大,对于半导体材料,电阻随着温度升高而减小,因此由题图可知,图线1表示金属导体的电阻随温度的变化,图线2表示半导体材料的电阻随温度的变化.故C 、D 正确,A 、B 错误.7.两段材料和质量都相同的均匀电阻线,它们的长度之比为l 1∶l 2=2∶3,则它们的电阻之比R 1∶R 2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 1∶l 2=2∶3,故截面积之比S 1∶S 2=3∶2.由电阻定律得电阻之比为R 1R 2=ρl 1S 1ρl 2S 2=l 1l 2·S 2S 1=23×23=49.8.(多选)如图2所示,R 1和R 2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体,但R 1的尺寸比R 2的尺寸大,在两导体上加相同的电压,通过两导体的电流方向如图所示,则下列说法中正确的是()图2A .R 1中的电流小于R 2中的电流B .R 1中的电流等于R 2中的电流C .R 1中自由电荷定向移动的速率大于R 2中自由电荷定向移动的速率D .R 1中自由电荷定向移动的速率小于R 2中自由电荷定向移动的速率 答案 BD9.如图3所示,P 为一块半圆形薄电阻合金片,先将它按图甲方式接在电极A 、B 之间,然后将它再按图乙方式接在电极C 、D 之间,设AB 、CD 之间的电压是相同的,则这两种接法电阻大小关系为( )图3A .R 甲=12R 乙B .R 甲=14R 乙C .R 甲=2R 乙D .R 甲=4R 乙答案 B解析 将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻,设为r ,图甲中等效为两个电阻并联,R 甲=r 2,图乙中等效为两个电阻串联,R 乙=2r ,所以R 甲=14R 乙,所以B 正确. 题组三 综合应用10.给装在玻璃管内的水银柱加一电压,则通过水银柱的电流为0.1A ,若将这些水银倒入一个内径为前者2倍的玻璃管内,接在同一电压上,通过水银柱的电流为多少? 答案 1.6A解析 设水银柱在两种情况下的电阻分别为R 1、R 2,对应的长度、横截面积分别为l 1、l 2,S 1、S 2,则有:R 1=ρl 1S 1,R 2=ρl 2S 2,两种情况下水银柱的体积相同,l 1S 1=l 2S 2,S 1=π(d 2)2,S 2=π(2d2)2,S 2=4S 1,l 1=4l 2.解得:R 2=R 116由欧姆定律得:U =I 1R 1=I 2R 2, 解得:I 2=I 1R 1R 2=0.1×16A =1.6A.11.如图4甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P 、Q 为电极,设a =1m ,b =0.2m ,c =0.1m ,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 =10V 时,求电解液的电阻率ρ是多少?图4答案 40Ω·m解析 由题图乙可求得电解液的电阻为R =U I =105×10-3Ω=2000Ω 由题图甲可知电解液长为:l =a =1m 横截面积为:S =bc =0.02m 2结合电阻定律R =ρl S得ρ=RS l =2000×0.021Ω·m =40Ω·m.。
粤教版高中物理选修《探究决定导线电阻的因素》word 学案[学习目标定位] 1.明白电阻与哪些因素有关,能够探究电阻与各因素的关系.2.把握电阻定律,并能进行有关运算.3.明白得电阻率的概念、意义及阻碍电阻率的因素.一、电阻定律的实验探究1.电阻是导体本身的一种性质,它描述导体对电流的阻碍作用.2.电阻定律:平均导体的电阻R 跟它的长度l 成正比,跟它的横截面积S 成反比,这确实是电阻定律.用公式表示,确实是R =ρlS. 二、电阻率1.定义:电阻定律中的比例常量ρ跟导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率.2.材料的电阻率数值上等于这种材料制成的长为1 m 、横截面积为1 m 2导体的电阻. 3.单位:在国际单位制中ρ的单位是Ω·m,读作欧姆米.4.变化规律:实验说明,材料的电阻率随温度的变化而改变,金属的电阻率随温度的升高而增大.5.应用:利用金属铂的电阻随温度变化的性质制成铂电阻温度计;利用锰铜合金和镍铜合金的电阻率受温度阻碍专门小的性质制作标准电阻.一、电阻定律的实验探究 [问题设计]1.家中的白炽灯灯丝断了,恰好又没有新的可换,轻轻摇动灯泡,把断了的灯丝搭接起来,还能连续使用.这种断丝再搭接的灯泡重新连入电路中会发觉它比原先更亮了,这说明灯丝的电阻发生了变化,阻碍导体电阻的因素有哪些?如何测定导体的长度、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.长度能够用刻度尺测量;能够用缠绕的方法测导体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.2.由于变量较多,实验中需采纳什么思想方法? 答案 变量操纵法.3.依照实验探究,导体的电阻与导体的长度l 、横截面积S 有什么关系?导体的电阻还与什么因素有关?答案 平均导体的电阻R 跟它的长度l 成正比,跟它的横截面积S 成反比,还跟导体的材料有关. [要点提炼]1.公式R =ρlS中l 的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1所示,一长方体导体,若通过电流I 1,则长度为a ,横截面积为bc ;若通过电流I 2,则长度为c ,横截面积为ab .图12.公式R =ρlS适用条件:温度一定、粗细平均的金属导体或浓度平均的电解质溶液. 二、电阻率 [问题设计]分析下表中的数据,回答什么样的金属电阻率大?什么样的金属电阻率小?在电路中导线一样用什么材料制作?材料 ρ/(Ω·m)材料 ρ/(Ω·m)银 1.6×10-8铁 1.0×10-7铜 1.7×10-8 锰铜合金 4.4×10-7 铝 2.9×10-8 镍铜合金 5.0×10-7 钨5.3×10-8镍铬合金1.0×10-6答案 作.银的电阻率最小,但价格昂贵,只用作某些周密电路中连接导线的镀层. [要点提炼]1.ρ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,ρ值越大,该材料的导电性能越差.2.当温度降低到绝对零度邻近时,某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体. [延伸摸索]公式R =U I 和R =ρl S的区别是什么?答案 前者是电阻的定义式,提供了一种测电阻的方法,不能认为R 与U 成正比,与I 成反比;后者是电阻的决定式,说明R 由ρ、l 、S 决定,即与l 与正比,与S 成反比.一、电阻定律的明白得例1 (单选)目前集成电路的集成度专门高,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2中R 1和R 2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R 2的尺寸远远小于R 1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阻R 1、R 2关系的说法正确的是( )图2A .R 1>R 2B .R 1<R 2C .R 1=R 2D .无法确定解析 设正方形导体表面的边长为a ,厚度为d ,材料的电阻率为ρ,依照电阻定律得R =ρl S =ρa ad =ρd,可见正方形导体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,选项C 正确. 答案 C例2 如图3所示, P 是一个表面镶有专门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 ,通过它的电流为I ,则镀膜的电阻为多少?镀膜材料电阻率为多少?图3解析 由欧姆定律可得R =UI,沿着长陶瓷管的方向将膜层展开,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×厚度d .由电阻定律R =ρl S 可得:R =ρL 2πD 2·d =ρLπDd,则U I =ρLπDd , 解得:ρ=πUDdIL.答案 U IπUDdIL二、对电阻率、电阻的明白得例3 (单选)关于电阻率的说法中正确的是( ) A .电阻率ρ与导体的长度l 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,电阻一定专门大D .有些合金的电阻率几乎不受温度变化的阻碍,可用来制作电阻温度计解析 电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l 和横截面积S 无关,故A 错,B 对;由R =ρlS知ρ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阻碍,可用来制作标准电阻,故D 错. 答案 B针对训练 (单选)一只白炽灯泡,正常发光时灯丝的电阻为121 Ω,当这只灯泡停止发光一段时刻后灯丝的电阻应是( ) A .大于121 Ω B .小于121 Ω C .等于121 ΩD .无法判定答案 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,停止发光一段时刻后,灯丝温度降低,电阻减小,故选B.。
第一节 探究决定导线电阻的因素(第2课时)【自主学习】 一、学习目标1. 理解电阻的大小跟哪些因素有关,知道电阻定律。
(学习使用变量控制法)2. 了解材料的电阻率的概念、物理意义、单位及其与温度的关系。
(区分电阻、电阻率的物理意义)3. 了解超导体的特性及物理前景 二、重点难点1. 学会运用变量控制法进行实验探究,培养实验数据分析能力2. 电阻率的概念及其物理意义 自主学习1. 通过导体横截面的电荷量q 跟通过这些电荷量所用的时间t 的比值称为电流强度,用I 表示,I ,单位 ,规定电流的方向与 定向移动的方向一致。
方向不随时间而改变的电流称为直流,方向和强弱都不随时间而改变的电流称为恒定电流。
2. 电阻的物理意义是3. 电阻定律的内容: 公式:由初中欧姆定律推导的电阻公式: ,简述两个公式的区别: 4. 电阻率的物理意义是: ,单位: 5. 用来制用电阻温度计的材料利用的是电阻随 变化的性质制成的。
6. 用来制用标准电阻的材料必须它们的 受温度的变化影响 。
(填很大、很小) 合作探究 【探究一】1. 猜想:导体的电阻与哪些因素有关2. 本实验中用到的物理方法是:3. 在右边方框画出实验原理图4. 小组讨论电压表和电流表为什么这样接入:2:实施实验,并记录数据:A 、保持导线的材料和面积不变,长度不同结论: B 、保持导线的材料和长度不变,面积不同结论:C、保持导线的长度和面积不变,而材料不同,结论:。
思考:本实验结果是否有误差,原因何在阅读P38表2-1-4,并思考材料不同决定的是:,不同。
影响因素还有:。
阅读P39资料活页,当温度降低到一定时,突然消失,即:减小到0。
【探究二】滑动变阻器结构回顾滑动变阻器的结构及原理,掌握基本操作步骤即滑片初始位置。
(完成:P40第 4题)小组讨论P39讨论交流1结论:。
【探究三】测量金属丝的电阻率某实验小组设计了如下的电路测定金属丝电阻率,思考:1.根据左边原理图连接好右边实物图2.实验中该组同学测出金属丝的长度l、直径d。
2017粤教版高中物理选修2
[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、意义及影响电阻率的因素.
一、电阻定律的实验探究
1.电阻是导体本身的一种性质,它描述导体对电流的阻碍作用.
2.电阻定律:均匀导体的电阻R 跟它的长度l 成正比,跟它的横截面积S 成反比,这就是电阻定律.用公式表示,就是R =ρl
S
. 二、电阻率
1.定义:电阻定律中的比例常量ρ跟导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率.
2.材料的电阻率数值上等于这种材料制成的长为1 m 、横截面积为1 m 2
导体的电阻. 3.单位:在国际单位制中ρ的单位是Ω·m,读作欧姆米.
4.变化规律:实验表明,材料的电阻率随温度的变化而改变,金属的电阻率随温度的升高而增大.
5.应用:利用金属铂的电阻随温度变化的性质制成铂电阻温度计;利用锰铜合金和镍铜合金的电阻率受温度影响很小的性质制作标准电阻.
一、电阻定律的实验探究
[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,影响导体电阻的因素有哪些?如何测定导体的长度、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体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.
2.由于变量较多,实验中需采用什么思想方法?
答案变量控制法.
3.根据实验探究,导体的电阻与导体的长度l、横截面积S有什么关系?导体的电阻还与什么因素有关?
答案 均匀导体的电阻R 跟它的长度l 成正比,跟它的横截面积S 成反比,还跟导体的材料有关. [要点提炼]
1.公式R =ρl
S
中l 的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1所示,一长方体导体,若通过电流I 1,则长度为a ,横截面积为bc ;若通过电流I 2,则长度为c ,横截面积为ab .
图1
2.公式R =ρl
S
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. 二、电阻率 [问题设计]
分析下表中的数据,回答什么样的金属电阻率大?什么样的金属电阻率小?在电路中导线一般用什么材料制作?
答案 作.银的电阻率最小,但价格昂贵,只用作某些精密电路中连接导线的镀层. [要点提炼]
1.ρ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,ρ值越大,该材料的导电性能越差.
2.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]
公式R =U I 和R =ρl S
的区别是什么?
答案 前者是电阻的定义式,提供了一种测电阻的方法,不能认为R 与U 成正比,与I 成反比;后者是电阻的决定式,说明R 由ρ、l 、S 决定,即与l 与正比,与S 成反比.
一、电阻定律的理解
例1 (单选)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2中R 1和R 2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R 2的尺寸远远小于R 1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阻R 1、R 2关系的说法正确的是( )
图2
A .R 1>R 2
B .R 1<R 2
C .R 1=R 2
D .无法确定
解析 设正方形导体表面的边长为a ,厚度为d ,材料的电阻率为ρ,根据电阻定律得R =
ρl S =ρa ad =ρ
d
,可见正方形导体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,选项C 正确. 答案 C
例2 如图3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 ,通过它的电流为I ,则镀膜的电阻为多少?镀膜材料电阻率为多少?
图3
解析 由欧姆定律可得R =U
I
,沿着长陶瓷管的方向将膜层展开,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×厚度d .
由电阻定律R =ρl S 可得:R =ρL 2πD 2·d =ρL
πDd
,
则U I =ρL
πDd , 解得:ρ=πUDd
IL
.
答案 U I
πUDd
IL
二、对电阻率、电阻的理解
例3 (单选)关于电阻率的说法中正确的是( ) A .电阻率ρ与导体的长度l 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
解析 电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l 和横截面积
S 无关,故A 错,B 对;由R =ρl
S
知ρ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 (单选)一只白炽灯泡,正常发光时灯丝的电阻为121 Ω,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 Ω B .小于121 Ω C .等于121 Ω
D .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.。