【學與練】高中物理粵教2019版必修3：第3章2決定導體電阻大小的因素學案(學生版)

第二節(jié)決定導體電阻大小的因素學習任務1．知道影響導體電阻的因素，了解電阻定律，知道電阻率的概念及與溫度的關系。2．掌握電阻定律并能進行相關的計算，能夠分析電阻率與溫度的關系，解決實際問題。3．能用控制變量法探究導體電阻與長度、橫截面積和材料的關系，學會設計電路，提高實驗能力。知識點一電阻定律1．內(nèi)容：在一定____下，均勻?qū)w的電阻R與它的長度l成____，與它的橫截面積S成____。2．公式：R＝_______。3．ρ為比例常量，反映____對導體電阻的影響。知識點二電阻率1．物理意義：反映了材料導電性能的好壞。當l、S一定時，電阻率越__，表示這種材料的導電性能越好。2．決定因素：導體的材料和____。3．單位：Ω·m。4．金屬的電阻率：隨溫度的升高而____。當溫度降低到特別低時，金屬的電阻降到0，這種現(xiàn)象叫超導現(xiàn)象。思考辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(1)導體的長度越大，電阻越大。 ()(2)金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，可以制成金屬電阻溫度計。 ()(3)有些材料的電阻率幾乎不隨溫度變化而變化，可制成標準電阻。 ()如圖所示，當通過導體的電流沿I1和I2方向時，導體的電阻之比是多少？對電阻定律的理解公式R＝UI和R＝ρl兩個公式R＝UR＝ρl區(qū)別電阻的定義式電阻的決定式提供了一種測電阻R的方法提供了一種測導體電阻率ρ的方法適用于任何導體適用于金屬導體類比：E＝Fq，C＝類比：E＝kQr2，C聯(lián)系R＝ρlS是對R＝UI的進一步說明，即導體的電阻與U和【典例1】一根均勻?qū)Ь€，現(xiàn)將它均勻拉長，使導線的直徑減小為原來的一半，此時它的阻值為64Ω，則導線原來的電阻值為()A．128ΩB．32ΩC．4ΩD．2Ω思路點撥：(1)電阻計算要用R＝ρlS(2)一根導線總體積V＝l·S不變。[聽課記錄]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________公式R＝ρlS(1)公式R＝ρlS中的l是沿電流方向的導體長度，S(2)一定形狀的幾何導體，當長度和橫截面積發(fā)生變化時，導體的電阻率不變，體積不變，由V＝Sl可知l和S成反比。[跟進訓練]1．一根阻值為R的均勻電阻絲，長度為L，橫截面積為S，設溫度不變，在下列哪些情況下其電阻值仍為R()A．當L不變、S增大一倍時B．當S不變、L增大一倍時C．當L和S都縮為原來的12D．當L和橫截面的半徑都增大一倍時電阻和電阻率的比較1．電阻率是一個反映導體材料導電性能的物理量，是導體材料本身的屬性，與導體的形狀、大小無關。2．電阻R與電阻率ρ的比較物理量電阻R電阻率ρ物理意義反映導體對電流阻礙作用的大小，R越大，阻礙作用越大反映材料導電性能的好壞，ρ越大，導電性能越差決定因素由材料、溫度和導體形狀決定由材料、溫度決定，與導體形狀無關單位歐姆(Ω)歐姆米(Ω·m)區(qū)別ρ大，R不一定大，導體對電流的阻礙作用不一定大；R大，ρ不一定大，導電性能不一定差【典例2】下列關于電阻及電阻率的說法中，正確的是()A．導體對電流的阻礙作用稱為導體的電阻，因此，只有導體中有電流通過時導體才具有電阻B．由R＝UIC．將一根導線從中間一分為二，則半根導線的電阻和電阻率都是原來的二分之一D．某些金屬、合金的電阻率隨溫度降低會突然減小為零，這種現(xiàn)象稱為超導現(xiàn)象思路點撥：(1)電阻R由導體自身因素決定，與有無電壓、電流無關。(2)材料、溫度不變，一般導體的電阻率不變。[聽課記錄]__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[跟進訓練]2．根據(jù)電阻定律可得電阻率ρ＝RSlA．跟導線的電阻成正比B．跟導線的橫截面積成反比C．由所用金屬材料本身特性決定D．跟導線的長度成正比1．(多選)下列說法正確的是()A．據(jù)R＝UIB．據(jù)R＝UI可知，通過導體的電流改變，加在電阻兩端的電壓也改變，但導C．據(jù)ρ＝RSl可知，導體的電阻率與導體的電阻和橫截面積的乘積RS成正比，與導體的長度lD．導體的電阻率與導體的長度l、橫截面積S、導體的電阻R皆無關2．一根粗細均勻的導線，當其兩端電壓為U時，通過的電流是I，若將此導線均勻拉長到原來的2倍時，電流仍為I，導線兩端所加的電壓變?yōu)?)A．U2B．UC．2UD．43．一根粗細均勻的鎳鉻絲，電阻率為ρ，橫截面的直徑是d，電阻是R。把它拉成直徑為d10A．ρ、10-3R B．104ρ、104RC．ρ、1100R D．ρ、1044．(新情境題，以“磁懸浮列車”為背景，考查超導電阻)2019年5月23日，時速600公里高速磁懸浮試驗樣車在青島下線。磁懸浮列車是利用高溫超導技術(shù)制成的。高溫超導體通常是指在液氮溫度(77K)以上超導的材料。目前，科學家們已在250K(－23℃)溫度下實現(xiàn)了氫化鑭的超導性。這項成果使我們真正意義上接近了室溫超導。問題：超導體中一旦有了電流，還需要電源來維持嗎？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________回歸本節(jié)知識，自我完成以下問題：1．試寫出“導體電阻與相關因素的定量關系”、實驗中采取的科學方法以及實驗結(jié)論。2．寫出電阻定律的公式及各個符號的含義。3．什么是電阻率？它的單位是什么？第二節(jié)決定導體電阻大小的因素[必備知識·自主預習儲備]知識點一1．溫度正比反比2．ρlS知識點二1．小2．溫度4．增大體驗：(1)×(2)√(3)√[關鍵能力·情境探究達成]情境探究提示：當電流沿I1方向時R1＝ρabc；當電流沿I2方向時R2＝ρcab，解得R1∶R2＝a2∶c典例1C[一根均勻?qū)Ь€，現(xiàn)將它均勻拉長，使導線的直徑減小為原來的一半，則橫截面積變?yōu)樵瓉淼?4，因為導線的體積不變，則長度變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)電阻定律R＝ρl跟進訓練1．C[由R＝ρLS得：L不變、S增大一倍時，R變?yōu)樵瓉淼?2，A錯誤；S不變、L增大一倍時，R變?yōu)樵瓉淼?倍，B錯誤；L、S都縮為原來的12時，R不變，C正確；L和橫截面的半徑都增大一倍時，R典例2D[導體對電流的阻礙作用稱為導體的電阻，它只跟導體的長度、橫截面積和材料有關，跟導體中是否有電流通過及電流的大小均無關；電阻率的大小和導體的幾何形狀無關，只跟材料的性質(zhì)和溫度有關，選項A、B、C錯誤；一般金屬、合金的電阻率隨溫度升高而增大，隨溫度降低而減小，當溫度降低到某一溫度(大于0K)時，某些金屬、合金的電阻率會突然減小為零，這種現(xiàn)象稱為超導現(xiàn)象，選項D正確。]跟進訓練2．C[導線的電阻率與導線的電阻大小、橫截面積、長度無關，由材料本身特性決定，故C正確。][學習效果·隨堂評估自測]1．BD[導體的電阻是由導體本身的性質(zhì)決定的，其決定式為R＝ρlS，而R＝UI為電阻的定義式，選項A錯誤，B正確；而ρ＝R2．D[導線原來的電阻為R＝ρlS，由V＝l·S知拉長后長度變?yōu)?l，橫截面積變?yōu)镾2，所以R′＝ρl'S'＝ρ2lS2＝4R。導線原來兩端的電壓為U＝IR，拉長后為U3．D[導線的拉伸不會影響電阻率，所以電阻率不變。橫截面直徑為d的鎳鉻絲拉制成直徑為d10的均勻細絲后，根據(jù)S＝〖1/4〗πd^2)得知，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?100，鎳鉻絲的體