高中物理第2章第6节导体的电阻学案新人教版选修3-10001

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2. 6《导体的电阻》学案
【学习目标】
1. 学习用控制变量法研究导体的电阻。

2•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。

3. 了解电阻率与温度的关系。

【重点难点】
电阻定律的得出和电阻率概念的理解和应用。

【课前预习】
1 •导体的电阻是导体本身的一种_____________________ ,它是由导体 __________________ 决定的,导体的电阻跟它的
有关;跟它的_____________ 有关;跟它的_______________ 有关。

2•导体的直径可用____________________________ 或__________________________________________________ 测量;导体的长度用________________________________ 测量;导体的电阻用_____________________ 测量。

3•探究导体电阻与其影响因素的定量关系
(1)探究方案一(实验法)
在长度、横截面积、材料三个因素中,保持______________ 因素不变,比较第三个因素对电阻的影响,这种方法
叫控制变量法。

通过实验发现:导体的电阻与长度成_____________ ,与横截面积成 _________ ,还与材料有关。

(2)探究方案二(逻辑推理法)
利用学过的电阻的串联并联知识进行逻辑推理探究导体的电阻与长度成_________________ 与横截面积成___________ 然后再通过实验探究电阻与材料的关系。

4. 电阻定律:
(1 )内容:同种材料的导体,在温度不变时,导体的电阻值跟它的长度成 ______________________ 比,跟横截面积成
_比。

导体的电阻还与构成它的材料有关。

(2 )公式: _______________________________ 。

5. 电阻率
(1)物理意义:电阻率是一个反映导体 _________________ 的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无
关,它的单位是:____________ ,国际符号Q m而电阻R反映的是导体的属性,与导体的材料、形状、大小有
关。

⑵大小:_____________
2
各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1m横截面积为1m的导体的电阻.各种材料都
有各自的电阻率,各种金属中银的电阻率最小,其次是铜、铝,合金的电阻率大于组成它的任何一种纯金属的电阻率。

(3)电阻率与温度的关系
各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属的电阻率随温度升高而________ (可用于制造电阻温度计),半导体和电解质的电阻率随温度的升高而___________________ (半导体的电阻率随温度变化较大,应用于制成热敏
电阻);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) ;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____________________ 。

【预习检测】
1下列关于电阻率的叙述,错误的是(
) A. 当温度极低时,超导材料的电阻率会突然减小到零
B. 常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的
C. 材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度
D. 材料的电阻率一般都随随温度变化而变化
2•甲•乙两根异种材料的电阻丝,其长度之比是 1:5, 之比是1:2,则甲•乙两根电阻丝的电阻率之比是(
A. 2:3 B . 3:4 C . 4:3 D
3.一根粗细均匀的镍铬丝,横截面的直径是
阻变成() 1
1 A. R B . 10000R C . R D . 100R
1000 100
【典题探究】
【例1】:一段均匀导线对折两次后并联在一起,测得其电阻为 0.5 Q,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?
【解析】:一段导线对折两次后,变成四段相同的导线,并联后的总电阻为 0.5 Q,设每段导线的电阻为 R,
R
则一 =0.5 Q, R =2 Q ,所以导线原来的电阻为
4R =8 Q 。

4 若把这根导线的一半均匀拉长为原来的
3倍,则这一半的电阻变为 4QX 9=36 Q,另一半的电阻为 4 Q, 所以拉长后的总电阻为 40 Q,是原来的5倍。

【拓展】:某一导体的形状发生变化后,讨论其电阻变化要抓住要点:
(1)电阻率不变,(2)总体积不变。

由V=LS 可知L 和S 成反比变化,在
、L 、S 都确认以后,应用电阻定律 R=丄判断。

S 【例2】•两根同种材料制成的电阻丝 a 和b , a 的长度和横截面的直径均为 b 的两倍,要使两电阻丝接入电
路后消耗的电功率相等,则加在它们两端的电压之比是多少?
【解析】:由题意知:a 电阻丝的长度和横截面的直径均为 b 的两倍,由公式: R - 丝 (d 为电阻
S d 2
丝的横截面的直径)得 R a 。

即a 、b 两端的电压之比为:2
2 •累积法游标卡尺或螺旋测微器
3. ( 1)其中两个 正比 反比
4.
( 1)正比 反比 (2) R
横截面积之比是2:3,
) 电阻之比是2:5,外加电压 8:3 d ,电阻是R,把它拉制成直径是 d/10的均匀细丝后,它的电
U 2
,且 P a =F b ,则 Ua R a 2 U b 得 U a R b ,得 U b R a .R b 2
【拓展】:理解电阻定律公式和电功率公式的物理意义并能熟练应用,这是正确解题的前题。

解题过程中,要将R与S的关系转化为R与横截面直径d之间的关系即可。

【例3].在相距40 km的A B两地架两条输电线,电阻共为800 Q,如果在A、B间的某处发生短路,这时接在A处的电压表示数为10 V,电流表的示数为40 mA,求发生短路处距A处有多远?如下图所示.
【解析】:设发生短路处距离A处有x米,据题意知,A、B两地间的距离1=40 km,电压表的示数
3
电流表的示数I =40 mA=4(X 10 - A,R总=8000。

根据欧姆定律l = U可得:A端到短路处的两根输电线的电阻R
R
R=U——1°一0 =2500 ①
I 40 10 2 3 1
根据电阻定律可知:
由②/③得也X
R总l
总、
解得x= | 250X 40 km=12.5 km
R 总800
2. 6导体的电阻
【学案答案】
【课前预习】
1 •性质本身材料长度横截面积
刻度尺伏安法
(2) 正比反比
L
S
RS
(3)增大减小超导体
L
5. ( 1)导电性能欧.米(2)
【预习检测】U=10 V ,
R= p 2x ~S
A B两地输电线的电阻为
2l。