33　探究電阻定律

1、3.3探究電阻定律學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.掌握導(dǎo)體電阻與材料、長(zhǎng)度及橫截面積的定量關(guān)系，理解科學(xué)的探究方法2知道電阻定律及其表達(dá)式，了解導(dǎo)體電阻率的概念(重點(diǎn))3掌握電阻的串、并聯(lián)的規(guī)律，了解電阻混聯(lián)的研究方法(重點(diǎn)、難點(diǎn))電 阻 定 律1內(nèi)容對(duì)同種材料的導(dǎo)體而言，導(dǎo)體的電阻與它的長(zhǎng)度成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體電阻與構(gòu)成導(dǎo)體的材料有關(guān)2公式R.3符號(hào)意義L表示導(dǎo)體沿電流方向的長(zhǎng)度，S表示垂直于電流方向的橫截面積，是電阻率1決定導(dǎo)體電阻的因素有兩個(gè)，即長(zhǎng)度和橫截面積(×)2導(dǎo)體的電阻率大，導(dǎo)體的電阻一定大(×)3導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積都有關(guān)系(&

2、#215;)1觀察戶外的輸電高壓線，猜想輸電線的電阻決定于哪幾個(gè)因素？【提示】決定于輸電線的長(zhǎng)度、粗細(xì)(橫截面積)和材料2某材料的電阻率小，用它制成的電阻一定小嗎？【提示】不一定電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，它與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積無關(guān)，只與導(dǎo)體的材料和溫度有關(guān)，電阻率小表示該材料導(dǎo)電性能好，但用其制作的導(dǎo)體的電阻并不一定小，因?qū)w的電阻不僅取決于電阻率，還取決于導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積如圖3­3­1所示，為一電阻率為的長(zhǎng)方體銅柱，各邊尺寸標(biāo)注如圖，a、b、c、d為四個(gè)接線柱圖3­3­1探討1：ab端接入電路和cd端接入電路時(shí)銅柱的電阻相同嗎？若不相同，

3、哪種情況大些？【提示】不相同ab端接入電路時(shí)銅柱的電阻大些探討2：試用題中所給符號(hào)表示ab端和cd端接入電路時(shí)的電阻【提示】Rab，Rcd.1公式中各物理量的意義R是導(dǎo)體電阻的決定式，其中為材料的電阻率，它與材料和溫度有關(guān)，公式中的L是沿電流方向的導(dǎo)體的長(zhǎng)度，橫截面積S是垂直于電流方向的橫截面積2應(yīng)用電阻定律解題時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題(1)同一段導(dǎo)線的拉伸或壓縮的形變中，導(dǎo)線的橫截面積隨長(zhǎng)度而發(fā)生變化，但導(dǎo)線的總體積不變，即VSLSL，這是隱含條件，也是解題的關(guān)鍵；(2)應(yīng)用電阻定律解題時(shí)，要注意適用條件：公式R適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體；(3)應(yīng)用電阻定律解題時(shí)，若溫度變化，應(yīng)注意電阻率隨溫度而發(fā)

4、生的變化，并由此引起的電阻變化1一根阻值為R的均勻電阻絲，長(zhǎng)為L(zhǎng)，橫截面積為S，設(shè)溫度不變，在下列哪些情況下其電阻值仍為R() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：29682019】A當(dāng)L不變、S增大一倍時(shí)B當(dāng)S不變、L增大一倍時(shí)C當(dāng)L和S都縮為原來的1/2時(shí)D當(dāng)L和橫截面的半徑都增大一倍時(shí)【解析】由R得：L不變、S增大一倍時(shí)R變?yōu)樵瓉淼?/2；S不變、L增大一倍時(shí)R變?yōu)樵瓉淼?倍；L、S都縮為原來的1/2時(shí)，R不變；L和橫截面的半徑都增大一倍時(shí)，R變?yōu)樵瓉淼?/2.【答案】C 2如圖3­3­2所示，R1和R2是材料相同、厚度相同、表面均為正方形的導(dǎo)體，R1邊長(zhǎng)為2L，R2邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，若R1的阻值為8

5、 ，則R2的阻值為()圖3­3­2A4 B8 C16 D64 【解析】設(shè)導(dǎo)體材料厚度為h，根據(jù)電阻定律R得R18 ，R28 ，B正確【答案】B3兩根完全相同的金屬絲甲和乙，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，橫截面積均為S，將乙拉長(zhǎng)為原來的兩倍后，將兩根金屬絲串聯(lián)在同一電路中，甲、乙金屬絲兩端的電壓之比為()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：29682019】A12 B21C14D41【解析】乙拉長(zhǎng)為原來的2倍時(shí)，截面積減小為原來的一半，由R可知，電阻變?yōu)樵瓉淼?倍；兩電阻串聯(lián)時(shí)，電壓之比等于電阻之比，故電壓之比為14，故選C.【答案】C公式R的應(yīng)用技巧(1)公式R中的L是沿電流方向的導(dǎo)體長(zhǎng)度，S是垂直電流方向的橫截面積

6、(2)一定幾何形狀的導(dǎo)體電阻的大小與接入電路的具體方式有關(guān)，在應(yīng)用公式R求電阻時(shí)要注意導(dǎo)體長(zhǎng)度和橫截面積的確定(3)一定形狀的幾何導(dǎo)體當(dāng)長(zhǎng)度和橫截面積發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體的電阻率不變，體積不變，由VSL可知L和S成反比，這是解決此類電阻變化問題的關(guān)鍵探 究 電 阻 的 串 聯(lián)、 并 聯(lián) 和 混 聯(lián)1串聯(lián)電路的等效總電阻與各電阻R1，R2，Rn的關(guān)系是：RR1R2Rn.即R總Ri.2并聯(lián)電路的等效總電阻值R與各支路的電阻R1，R2，Rn的關(guān)系是：，即 ，對(duì)兩個(gè)電阻的并聯(lián)能直接寫出：R.3混聯(lián)電路可以用等效電路的方法來處理如：圖3­3­3圖3­3­41串聯(lián)電路的

7、總電阻大于電路中的每一個(gè)電阻()2并聯(lián)電路的總電阻等于各支路電阻的倒數(shù)之和(×)3兩并聯(lián)電阻的電流與電阻成反比，兩串聯(lián)電阻的電壓與電阻成正比()應(yīng)用電阻定律分析為什么串聯(lián)電路的總電阻比其中每個(gè)電阻都大，而并聯(lián)電路的總電阻比其中每個(gè)電阻都?。俊咎崾尽看?lián)電路相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的長(zhǎng)度而并聯(lián)電路相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積如圖所示，圖3­3­5(1)為電阻R1，R2，R3組成的串聯(lián)電路；圖3­3­5(2)為電阻R1，R2，R3組成的并聯(lián)電路(1)(2)圖3­3­5探討1：圖(1)中總電壓U與各電阻兩端電壓UR1，UR2，UR3存在怎樣

8、的關(guān)系？各電阻兩端電壓與電阻存在怎樣的關(guān)系？【提示】UUR1UR2UR3.各電阻兩端電壓與電阻成正比探討2：圖(2)中總電流I與各支路電流I1，I2，I3存在怎樣的關(guān)系？各支路的電流與電阻存在怎樣的關(guān)系？【提示】II1I2I3.各支路的電流與電阻成反比1串、并聯(lián)電路中總電阻R總的比較比較串聯(lián)電路的總電阻R總并聯(lián)電路的總電阻R總不同點(diǎn)n個(gè)相同電阻R串聯(lián)，總電阻R總nRn個(gè)相同電阻R并聯(lián)，總電阻R總R總大于任一電阻阻值R總小于任一電阻阻值一個(gè)大電阻和一個(gè)小電阻串聯(lián)時(shí)，總電阻接近大電阻一個(gè)大電阻和一個(gè)小電阻并聯(lián)時(shí)，總電阻接近小電阻相同點(diǎn)多個(gè)電阻無論串聯(lián)還是并聯(lián)，其中任一電阻增大或減小，總電阻也隨之增

9、大或減小2.關(guān)于電壓和電流的分配關(guān)系(1)串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓跟它的阻值成正比推導(dǎo)：在串聯(lián)電路中，由于U1I1R1，U2I2R2，U3I3R3，UnInRn，而II1I2In，所以有I.(2)并聯(lián)電路中通過各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比推導(dǎo)：在并聯(lián)電路中，U1I1R1，U2I2R2，U3I3R3，UnInRn，而U1U2Un，所以有I1R1I2R2InRnI總R總U.3關(guān)于電阻的幾個(gè)常用推論(1)串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的電阻(2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的電阻(3)n個(gè)相同電阻R并聯(lián)時(shí)其總電阻為R總.(4)n個(gè)相同電阻R串聯(lián)時(shí)其總電阻為R總nR.(5)多個(gè)電阻無

10、論串聯(lián)還是并聯(lián)，其中任一電阻增大或減小，總電阻也隨之增大或減小4三個(gè)電阻的阻值之比為R1R2R3125，并聯(lián)后接入電路，則通過三個(gè)支路電流的比值為()A125B521C1052D2510【解析】三個(gè)電阻并聯(lián)，電壓相等，設(shè)為U，由歐姆定律得I，所以I1I2I31052，C對(duì)，A、B、D錯(cuò)【答案】C5三個(gè)阻值都為12 的電阻，它們?nèi)我膺B接、組合，總電阻不可能為()A4 B24 C18 D36 【解析】若三個(gè)電阻并聯(lián)，R總R4 ；若三個(gè)電阻串聯(lián)，R總3R36 ；若三個(gè)電阻混聯(lián)，即兩個(gè)電阻并聯(lián)后和第三個(gè)電阻串聯(lián)，R總RR12 6 18 .兩個(gè)電阻串聯(lián)后與第三個(gè)電阻并聯(lián)，R總8 .【答案】B6.如圖3­3­6所示，電阻R1，R2，R3的阻值相等，電池的內(nèi)阻不計(jì)，開關(guān)S閉合前流過R2的電流為I，求S閉合后流過R2的電流大小圖3­3­6【解析】設(shè)電池兩端的電壓恒為U，電阻阻值為R，開關(guān)S閉合前電阻R1，R2兩電阻串聯(lián)，R2的電流為I，由歐姆定律得：UI(R1R2)2IR，S閉合后R2，R3并聯(lián)再和R1串聯(lián)，由歐姆定律得：UIR，