湖北省人教版选修3-1 第二章第六节 导体的电阻

第二章恒定电流2.6 导体的电阻【教学目标】1、理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行有关的分析和计算。

2、了解电阻率与温度的关系。

重点：电阻定律进行有关的分析和计算难点：理解电阻定律和电阻率【自主预习】1、定性研究影响导体电阻的因素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有关，同是220的灯泡，灯丝越粗用起来越亮，说明导体电阻跟有关，电线常用铜丝制造而不用铁丝，说明导体电阻跟它的有关。

2、定量研究影响导体电阻的因素实验的结论在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成，在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成。

3、电阻定律内容同种材料的导体，其电阻R与成正比，与它的成反比；导体的电阻与构成的材料。

4. 电阻定律关系式 R= 。

式中ρ是，与导体的有关，是表征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。

ρ叫做这种材料的。

5、电阻率的大小有关因素纯净金属的电阻率，合金的电阻率。

连接电路的导线一般用电阻率较小的或来制作，必要时可在导线上。

各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化，金属的电阻率随温度的升高而，利用此性质可以制作，精密的电阻温度计是用做成的。

有些合金如和，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作。

【典型例题】一、电阻定律的应用【例1】如图2－6－4所示，一段粗细均匀的导线长1 200 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，若剪去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？二、电阻和电阻率的理解【例2】关于导体的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叫做导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时，才具有电阻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．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象．发生超导现象时，温度不为绝对零度三、电阻定律的实验考查【例3】．如图7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.则金属膜的电阻为____________，镀膜材料电阻率的计算式为ρ＝____________.【课后练习】1.关于电阻率，下列说法正确的是( )A．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率一般随温度升高而增大C．所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零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2．有Ⅰ、Ⅱ两根不同材料的电阻丝，长度之比为L1∶L2＝1∶5，横截面积之比为S1∶S2＝2∶3，电阻之比为R1∶R2＝2∶5，外加电压之比为U1∶U2＝1∶2，则它们的电阻率之比为( ) A．2∶3 B．4∶3 C．3∶4 D．8∶33．如图2－6－5所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2，当端点Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ、Ⅳ分别接入电路时，RⅠⅡ∶RⅢⅣ是( )A．L1∶L2 B．L2∶L1C．L21∶L22 D．L22∶L214.如图2所示，a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片P向接线柱c移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是( )A．a和b B．a和cC．b和c D．b和d5．下列说法正确的是( )A．超导体对电流的阻碍作用几乎等于零B．金属电阻率随温度的升高而增大C．用来制作标准电阻的锰铜和镍铜的电阻率不随温度的变化而变化D．半导体材料的电阻率随温度的升高而增大6.一同学将变阻器与一个6 V的电源、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，发现灯泡发光．按图4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7．白炽灯接在220 V电源上能正常发光，将其接在一可调电压的电源上，使电压从0 V逐渐增大到220 V，则下列说法正确的是( )A．电流将逐渐变大B．电流将逐渐变小C．每增加1 V电压而引起的电流变化量是相同的D．每增加1 V电压而引起的电流变化量是减小的8.图5是将滑动变阻器用作分压器的电路，A、B为分压器的输出端，电源电压U恒定，若把变阻器的滑片放在变阻器的中间，下列判断正确的是( )A ．AB 间不接负载时输出电压U AB ＝U2B ．当AB 间接上负载R 时，输出电压UAB <U2C ．负载电阻R 越大，U AB 越接近U2D ．接上负载后要使U AB ＝U2，则滑片P 应向下移动9.如图6所示，表示用不同电压加在一段金属导体两端，在温度不变的情况下测得电流的图象，试根据图象分析：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I －U 线这时符合下列哪种情况( )10、一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为0.5 Ω，导线原来的电阻多大？若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍？11. 10．某电路需要20 A 的保险丝，但手边只有用同种材料制成的“15 A”和“5 A”两种型号的保险丝，他们的规格如表所示，问能否将这两种保险丝取等长的两段并联后用于该电路中，说明其理由．答案：例1.答案200 m解析设整个导线AB 的电阻为R 1，其中AC 段的电阻为R 2，根据欧姆定律：U ＝I 1R 1＝I 2R 2，则R 2R 1＝I 1I 2＝0.50.6＝56.再由电阻定律，导线的电阻与其长度成正比，所以AC 段导线长：l 2＝R 2R 1l 1＝56×1 200 m ＝1 000 m ．由此可知，剪去的导线BC 段的长度为：l x ＝l 1－l 2＝200 m.例2. 答案D解析导体的电阻率由材料本身性质决定，并随温度而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端电压及导体中电流大小无关，A 、B 、C 错，电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，存在超导现象，D 对.例3. 答案U I U πDdIL解析第一问求电阻，可直接应用欧姆定律求得；解第二问必须应用到电阻定律R ＝ρlS ，怎样确定l 与S 是解题的关键．试想将膜层展开，如右图所示，则膜层等效为一电阻，其长为L ，横截面积为管的周长2π2D×厚度d ，再将电阻的定义式与决定式联立，便可求出ρ. 由欧姆定律可得R=UI由电阻定律R=ρlS可得R=ρd D L∙22π=Dd L πρ 则U I =Dd L πρ，得ρ=U πDd IL . 课后练习：1. 答案BCD解析电阻率越大的材料导电性能越差，A 错；金属的电阻率一般随温度升高而增大，B 对；温度降到临界温度时，导体的电阻消失，导体成为超导体，C 对；标准电阻要求阻值稳定，D 对．2. 答案B3. 答案D解析令电阻板厚为d ，当端点Ⅰ、Ⅱ接入电路时，导体的长为L 2，横截面积为L 1d ，根据电阻定律R ⅠⅡ＝ρl S ＝ρL 2L 1d .同理，R ⅢⅣ＝ρL 1L 2d，所以R ⅠⅡ∶R ⅢⅣ＝L 22∶L 21.4．答案 CD解析 向c 移动，电流减小则电阻增大，可以接b 和c 或b 和d ，本质相同 5. 答案 AB解析 超导现象是在温度接近绝对零度时，电阻率突然减小到接近零的现象，故A 正确，C 中材料只是电阻率变化不明显．而半导体电阻率应随温度升高而减小．6. 答案 B7.答案 AD解析 随着电压U 的增大，由I ＝UR 知，电流将逐渐变大，A 选项正确．随着电流、电压的增大，灯泡的亮度增大，灯丝温度升高．金属的电阻率随温度的升高而增大，所以灯丝的电阻值增大．根据欧姆定律I ＝UR ，在I —U 图线中，由于R 在增大，斜率K=R1减小．其I —U 图线如右图所示．由图线可知，每增加1 V 的电压引起的电流变化量是减小的．8. 答案 ABC解析 设AB 间电阻为R ，变阻器总电阻为R 0，当把变阻器的滑片放在变阻器中间时，如果A 、B 间未接负载则U AB ＝R 0/2R 0·U＝U 2，故选项A 正确；如果A 、B 间接上负载R ，则U AB ＝R 并R 总·U，其中R 并＝R·R 02R ＋R 02，R 总＝R 02＋R 并，故U AB <U2，故选项B 正确；当R 越大，取极限R→∞，则AB 间相当于断路．U AB ＝U 2，故R 越大，U AB 越接近U 2，选项C 正确；接上负载后，要使U AB ＝U2，则AB 间的总电阻R PC ·RR PC ＋R应等于R PD ，故滑片P 应向上移动． 9.答案 D解析 长度不变，增加横截面积，电阻减小． 10. 答案2Ω 10Ω 11. 答案 不能，理由见解析解析 这两段等长的保险丝横截面积之比： S 1∶S 2＝1∶4由电阻定律R＝ρlS得电阻之比R1∶R2＝S2∶S1＝4∶1并联接入电路后两端的电压相等，由欧姆定律得通过的电流之比I1∶I2＝R2∶R1＝1∶4即第2根保险丝中的实际电流是第1根中的4倍，而额定电流只是第1根的3倍．即当I1＝5 A时，I2＝20 A(已烧断)当I2＝15 A时，I1＝154A安全允许的最大电流是15 A＋154A＝18.75 A<20 A，所以不能这样使用．。