高中物理 第2章 2 电阻定律教案 教科版选修3-1

2 电阻定律

[学习目标] 1.通过实验探究决定导线电阻的因素.(重点) 2.理解电阻定律、电阻率的概念,并能进行有关计算.(重点、难点) 3.认识导体、绝缘体和半导体,并了解它们在电路中的作用.

一、探究决定导体电阻的因素 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),用刻度尺测出它的宽度,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.

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.伏安法测电阻

(1)原理:用电压表测出导体两端的电压,用电流表测出导体中的电流,利用公式R=求出导体的电阻.

(2)电路图,如图所示.

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4.探究实验

(1)合理猜想:影响电阻R的因素有导体的长度l、横截面积S和材料. (2)探究方法:控制变量法. (3)探究过程

a.保持材料和S不变,R与l的关系:成正比. b.保持材料和l不变,R与S的关系:成反比.

c.保持l和S不变,R与材料的关系:材料不同,电阻不同.

二、电阻定律 1.内容

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.

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2.公式

lR=ρ,其中ρ是电阻率,表征材料的导电性能.

S3.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. 三、电阻率 导体、绝缘体和半导体 1.电阻率

(1)意义:反映材料导电性能的物理量. (2)单位:欧姆·米,符号:Ω·m. (3)决定因素:电阻率与材料和温度有关. 2.导体、绝缘体和半导体 导电性能 电阻率(Ω·m) 实例 导体 好 约10~10 各种金属、电解质溶液等 -8-6绝缘体 差 约10~10 818半导体 介于导体和绝缘体之间 10~10 -56陶瓷、塑料、橡胶 固定导线的绝缘子、锗、硅、砷化镓、锑化铟等 应用 导线等 导线保护层、用电器外壳

热敏电阻、光敏电阻、自动控制设备 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)探究导体电阻与其影响因素的关系所采用的实验方法为控制变量法.

( )

(2)电阻率是反映材料导电性能的物理量,电阻反映了导体对电流的阻碍作用.( ) (3)导体的电阻率越大,导体的电阻就越大. (4)各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化.

( ) ( )

(5)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大于121 Ω.( )

[答案] (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)×

2.导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,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

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D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比

A [由电阻定律知R=ρ,对于同种材料的导体ρ相同,S一定时,R∝l,A项正确;l1

一定时R∝,B项错误;R与U、I无关,C、D项均错.]

lSS3.(多选)关于电阻率的说法,下列正确的是 ( ) A.电阻率与导体的长度和横截面积有关 B.电阻率由导体的材料决定,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,可用来制成标准电阻

BD [电阻率是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,受温度影响,故A、C错误,B正确;有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响可制作标准电阻,D正确.]

对电阻定律的理解 lUR=ρ与R=的比较

SI 意义 区别 lR=ρ S电阻定律的表达式,也是电阻的决定式 UR= I电阻的定义式,R与U、I无关 作用 适用范围 S提供了测定电阻的一种方法提供了测定电阻率的一种方法——ρ=R l——伏安法 适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液等 纯电阻元件 联系 lUR=ρ对R=补充说明了导体的电阻不取决于U和I,而是取决于导体SI本身的材料、长度和横截面积等 【例1】 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的电路中时,电流为I;若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为 ( )

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