高中物理 第二章 恒定電流 第7講 導體的電阻學案 -1

1、學必求其心得，業(yè)必貴于專精導體的電阻目標定位1。知道電阻與哪些因素有關，能夠探究電阻與各因素的關系.2。掌握電阻定律,并能進行有關計算3理解電阻率的概念、意義及決定因素一、影響導體電阻的因素1探究導體電阻與其影響因素的定性關系移動滑動變阻器的滑片可以改變它的電阻，這說明導體電阻跟它的長度有關；同樣是220v的燈泡,燈絲越粗用起來越亮，說明導體電阻跟橫截面積有關;電線常用銅絲制造而不用鐵絲，說明導體電阻跟它的材料有關2探究導體電阻與其影響因素的定量關系探究方案一控制變量法如圖1所示,a、b、c、d是四條不同的金屬導體在長度、橫截面積、材料三個因素方面，我們采用控制變量法研究影響電阻的因素，即b、

2、c、d跟a相比,分別只有一個因素不同：b與a長度不同；c與a橫截面積不同；d與a材料不同圖1圖中四段導體是串聯(lián)的,每段導體兩端的電壓與它們的電阻成正比，因此，用電壓表分別測量a、b、c、d兩端的電壓，就能知道它們的電阻之比探究方案二邏輯推理法(1）分析導體電阻與它的長度的關系一條長度為l、電阻為r的導體，可以看成是由n段長度同為l1、電阻同為r1的導體串聯(lián)而成因lnl1，rnr1,所以.(2）研究導體電阻與它的橫截面積的關系有n條導體,它們的長度相同,材料相同，橫截面積同為s1，電阻同為r1.把它們緊緊地束在一起，組成一根橫截面積為s、電阻為r的導體則r，sns1，所以。例1“探究導體電阻與導

3、體長度、橫截面積、材料的關系”的實驗電路如圖2所示，a、b、c、d是四種不同的金屬絲現(xiàn)有幾根康銅合金絲和鎳鉻合金絲，其規(guī)格如下表所示圖2編號材料長度（m)橫截面積（mm2)a鎳鉻合金0.80.8b鎳鉻合金0.50.5c鎳鉻合金0。30.5d鎳鉻合金0。31.0e康銅絲0。30。5f康銅絲0。80.8(1）電路圖2中四條金屬絲應分別選上表中的_(用編號表示)；(2）在相互交流時，有位同學提出用如圖3所示的電路，只要將圖中p端分別和觸點1、2、3、4相接，讀出電流，利用電流跟電阻成反比的關系,也能探究出導體電阻與其影響因素的定量關系，你認為上述方法是否正確，如正確請說出理由；若不正確，請說出原因圖

4、3解析(1)用控制變量法研究，選電阻絲時要注意盡量選擇有相同參數(shù)(材料、長度、橫截面積）的；從上述材料看以看出，b、c、e橫截面積相同，b、c、d材料相同，c、d、e長度相同；（2)接不同的電阻時，電流不同，故電阻分得的電壓不同，電流與電阻成反比的前提是導體兩端的電壓一定答案（1)bcde（2）不正確，因為p端分別和觸點1、2、3、4相接時,電阻兩端的電壓不一定相同，只有電壓不變時，利用電流跟電阻成反比的關系，才能探究出導體的電阻與其影響因素的定量關系二、導體的電阻1電阻定律(1）內容：同種材料的導體,其電阻r與它的長度l成正比，與它的橫截面積s成反比；導體電阻還與構成它的材料有關(2）表達式

5、：r。表示導體材料的電阻率，l是沿電流方向導體的長度,s是垂直于電流方向的橫截面積2電阻率電阻率是表征材料性質的一個重要的物理量在長度、橫截面積一定的條件下，越大，導體的電阻越大純凈金屬的電阻率較小，且隨溫度的升高而增大;合金的電阻率較大,一般不隨溫度的變化而變化深度思考公式r與公式r有什么區(qū)別？答案公式r是電阻的定義式，但電阻r與u、i無關；公式r是電阻的決定式,電阻大小與長度l、橫截面積s和導體材料(電阻率）有關例2如圖4所示,厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長ab2bc，當將a與b接入電路或將c與d接入電路中時電阻之比rabrcd為（)圖4a14b12c21d41解析設沿ab方向橫截面積為s1,

6、沿cd方向橫截面積為s2,則有。根據(jù)電阻定律有，d選項正確答案d（1）電阻定律反映了導體的電阻由導體自身決定，只與導體的材料、長度和橫截面積有關，與其他因素無關(2)電阻定律適用于溫度一定，粗細均勻的導體或濃度均勻的電解質溶液例3關于電阻率的說法中正確的是（）a電阻率與導體的長度l和橫截面積s有關b電阻率反映材料導電能力的強弱，由導體的材料決定,且與溫度有關c電阻率大的導體，電阻一定很大d有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,可用來制成電阻溫度計解析電阻率反映材料導電能力的強弱，只與材料及溫度有關,與導體的長度l和橫截面積s無關，故a錯，b對；由r知大，r不一定大，故c錯；有些合金的電阻率幾

7、乎不受溫度變化的影響，可用來制作標準電阻，故d錯答案b(1)電阻率是一個反映導體導電性能的物理量，是導體材料本身的屬性，與導體的形狀、大小無關.(2)電阻率與溫度的關系及應用金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，可用于制作電阻溫度計。半導體的電阻率隨溫度的升高而減小，半導體的電阻率隨溫度的變化較大，可用于制作熱敏電阻。有些合金,電阻率幾乎不受溫度變化的影響,常用來制作標準電阻.當溫度降到絕對零度時，某些導體變成超導體。例4滑動變阻器的原理如圖5所示，則下列說法中正確的是()圖5a若將a、c兩端連在電路中，則當滑片op向右滑動時，變阻器接入電路中的阻值增大b若將a、d兩端連在電路中,則當滑片op向右滑

8、動時，變阻器接入電路中的阻值減小c將滑動變阻器以限流式接法接入電路時，必須連入三個接線柱d將滑動變阻器以分壓式接法接入電路時，必須連入三個接線柱解析若將a、c兩端連在電路中，ap部分連入電路，則當滑片op向右滑動時，該部分的導線長度變長，變阻器接入電路中的阻值將增大，a正確若將a、d兩端連在電路中，也是將ap部分連入電路，則當滑片op向右滑動時，該部分的導線長度變長,變阻器接入電路中的阻值將增大,b錯誤a、b兩個選項中均為限流式接法,可見在限流式接法中，a、b兩個接線柱中任意選一個，c、d兩個接線柱中任意選一個,接入電路即可，c錯誤在滑動變阻器的分壓式接法中，a、b兩個接線柱必須接入電路,c、

9、d兩個接線柱中任意選一個,接入電路即可，d正確答案ad滑動變阻器的原理及使用（1)原理：利用改變連入電路的電阻絲的長度改變電阻(2)在電路中的使用方法圖6結構簡圖如圖6甲所示，要使滑動變阻器起限流作用(如圖乙），正確的連接是接a與d或c,b與c或d，即“一上一下”；要使滑動變阻器起分壓作用（如圖丙)，要將a、b全部接入電路，另外再選擇c或d與負載相連，即“一上兩下”，當滑片p移動時，負載將與ap間或bp間的不同長度的電阻絲并聯(lián)，從而得到不同的電壓1（影響導體電阻的因素）在“探究影響導體電阻大小的因素”實驗中,某實驗小組提出了如下猜想:猜想一:導體電阻跟導體長度有關；猜想二：導體電阻跟導體粗細有

10、關；猜想三；導體電阻跟導體材料有關同學們想利用如圖7的電路和表中的導體特征驗證上述猜想圖7導體代號長度/m橫截面積/mm2材料a1。00。2錳銅b1。00.4錳銅c1.00。6錳銅d0.50。4錳銅e1。50。4錳銅f1.00。6鎳鉻合金g1.00。6鐵（1）請將猜想一的實驗設計思路補充完整選取_和_相同、_不同的導體，分別將其接入如圖電路中,通過比較電路中_的大小,判斷導體電阻的大小（2)驗證猜想三時，若需對比三個實驗數(shù)據(jù)，則應從上表中選取導體_(填寫導體代號來進行實驗)答案（1)材料橫截面積長度電流(2）c、f、g解析(1）為了研究導體電阻與導體長度的關系，則需使導體的材料和橫截面積相同，

11、長度不同，應選用的三種導體是b、d、e,分別將其接入如題圖電路中通過比較電路中電流的大小，判斷導體電阻的大??；（2)為了研究導體電阻與導體材料的關系,則需使導體的長度和橫截面積相同，材料不同，應選用的三種導體是c、f、g，分別將其接入如題圖電路中通過比較電路中電流的大小,判斷導體電阻的大小2(對電阻率的理解)關于下列電阻和電阻率的說法正確的是（)a把一根均勻導線分成等長的兩段，則每部分的電阻、電阻率均變?yōu)樵瓉淼囊话隻由可知，與r、s成正比,與l成反比c所有材料的電阻率隨溫度的升高而增大d對某一確定的導體，當溫度升高時，若不計導體的體積和形狀變化，發(fā)現(xiàn)它電阻增大，說明該導體材料的電阻率隨溫度的升

12、高而增大答案d解析導體的電阻率由材料本身決定，并隨溫度的變化而變化,但并不都是隨溫度的升高而增大，半導體的電阻率隨溫度升高而減小，選項a、b、c錯誤；若導體溫度升高時，電阻增大,又不考慮導體的體積和形狀變化，其原因就是電阻率隨溫度的升高而增大產生的，選項d正確3（電阻定律的理解和應用）（多選)某根標準電阻絲的電阻為r，接入電壓恒定的電路中，要使接入電路的電阻變?yōu)閞，可采取的措施是（)a剪其一半的電阻絲接入b并聯(lián)相同的電阻絲接入c串聯(lián)相同的電阻絲接入d對折原電阻絲后再接入答案ab解析由電阻定律r可知，剪去一半的電阻絲，長度變?yōu)樵瓉淼?電阻減小為r，選項a正確；并聯(lián)相同的電阻絲后，橫截面積變?yōu)樵瓉?/p>

13、的2倍,電阻減小為r，選項b正確;串聯(lián)一根相同的電阻絲后，長度變?yōu)樵瓉淼?倍，電阻為原來的2倍，選項c錯誤；對折原電阻絲后，長度變?yōu)樵瓉淼?，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，總電阻變?yōu)樵瓉淼?選項d錯誤.題組一對電阻率的理解1（多選)關于材料的電阻率,下列說法正確的是（）a電阻率是反映材料導電性能好壞的物理量，電阻率越大的導體對電流的阻礙作用越大b金屬的電阻率隨溫度的升高而增大c銀材料的電阻率較錳銅合金的電阻率小d金屬絲拉長為原來的兩倍，電阻率變?yōu)樵瓉淼?倍答案bc解析電阻率是材料本身的一種電學特性,與導體的長度、橫截面積無關，d錯誤;金屬材料的電阻率隨溫度升高而增大，b對;合金的電阻率比純金屬的電阻率

14、大，電阻率大表明材料的導電性能差，不能表明對電流的阻礙作用一定大,因為電阻才是反映對電流阻礙作用大小的物理量,而電阻除跟電阻率有關外還跟導體的長度、橫截面積有關，所以a錯誤，c對2（多選)下列說法正確的是(）a把一根金屬導線均勻拉長為原長的4倍,電阻相應增加為原來的16倍b導體中的電流越大，導體的電阻越小c所謂超導體，是當其溫度降低到某個臨界溫度時，它的電阻率突然變?yōu)闊o窮大d某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，通常用它們制作標準電阻答案ad解析拉伸的過程中體積不變，故長度增加為原來的4倍，橫截面積為原來的四分之一,由電阻定律可知電阻增加為原來的16倍，a正確；電阻為導體本身的屬性,與電流大

15、小無關，b錯誤；超導體是當溫度降低到某個臨界溫度時，電阻率突然變?yōu)榱?，c錯誤；某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,通常用于制作標準電阻，d正確3一只白熾燈泡，正常發(fā)光時的電阻為121,當這只燈泡停止發(fā)光一段時間后的電阻應是(）a大于121b小于121c等于121d無法判斷答案b解析由于金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，故白熾燈泡正常發(fā)光時的電阻大，停止發(fā)光一段時間后，燈絲溫度降低，電阻減小，故選b。題組二導體的電阻4(多選）關于導體電阻，下列說法中正確的是(）a由r知，導體的電阻與導體的長度l、電阻率成正比，與橫截面積s成反比b由r可知，導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比

16、c將一根導線一分為二，則半根導線的電阻和電阻率都是原來的二分之一d電阻率往往隨溫度的變化而變化答案ad解析導體的電阻率由材料本身的性質決定，并隨溫度的變化而變化,導體的電阻與導體的長度、橫截面積和構成它的材料有關，與導體兩端的電壓及導體中的電流無關，a對，b、c錯電阻率反映材料導電性能的強弱，電阻率往往隨溫度的變化而變化，d對5一根細橡膠管中灌滿鹽水,兩端用短粗鋼絲塞住管口管中鹽水柱長為40 cm時測得電阻為r。若溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導體相同現(xiàn)將管中鹽水柱均勻拉長至50 cm(鹽水體積不變，仍充滿橡膠管)則鹽水柱電阻變?yōu)?）a.r b.r c.r d。r答案d解析由于總體

17、積不變，設40 cm長時的橫截面積為s。所以長度變?yōu)?0 cm后，橫截面積ss，根據(jù)電阻定律r,可得rr,選項d正確6（多選）溫度能影響金屬導體和半導體材料的導電性能，在如圖1所示的圖象中分別為某金屬和某半導體的電阻隨溫度變化的關系曲線，則(）圖1a圖線1反映半導體材料的電阻隨溫度的變化b圖線2反映金屬導體的電阻隨溫度的變化c圖線1反映金屬導體的電阻隨溫度的變化d圖線2反映半導體材料的電阻隨溫度的變化答案cd解析金屬導體隨著溫度升高，電阻率變大，從而導致電阻增大，對于半導體材料，電阻隨著溫度升高而減小,因此由題圖可知，圖線1表示金屬導體的電阻隨溫度的變化，圖線2表示半導體材料的電阻隨溫度的變化

18、故c、d正確,a、b錯誤7兩段材料和質量都相同的均勻電阻線,它們的長度之比為l1l223,則它們的電阻之比r1r2為（）a23b49c94d32答案b解析材料和質量都相同的均勻電阻線的體積是相同的，又因長度之比l1l223，故截面積之比s1s232。由電阻定律得電阻之比為.8(多選）如圖2所示，r1和r2是同種材料、厚度相同、表面為正方形的導體，但r1的尺寸比r2的尺寸大，在兩導體上加相同的電壓，通過兩導體的電流方向如圖所示，則下列說法中正確的是（)圖2ar1中的電流小于r2中的電流br1中的電流等于r2中的電流cr1中自由電荷定向移動的速率大于r2中自由電荷定向移動的速率dr1中自由電荷定向

19、移動的速率小于r2中自由電荷定向移動的速率答案bd9把兩根同種材料的電阻絲分別接在兩個電路中甲電阻絲長為l，直徑為d；乙電阻絲長為2l，直徑為2d。要使兩電阻絲通過的電流相等，加在兩電阻絲上的電壓比應滿足()a。1b.c.d。2答案d解析根據(jù)電阻定律r得，r甲；r乙。由歐姆定律公式i，又因為i甲i乙，可得2。故d正確,a、b、c錯誤題組三綜合應用10如圖3所示，p為一塊半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極a、b之間，然后將它再按圖乙方式接在電極c、d之間，設ab、cd之間的電壓是相同的，則這兩種接法相等時間內在電阻中產生的熱量關系正確的是（)圖3a圖甲產生的熱量比圖乙產生的熱量多b圖甲產生的熱量比