【优化课堂】2021-2022学年高二物理人教版选修3-1学案：2.6-导体的电阻-Word版含答案.docx

6导体的电阻学习目标1.通过对打算导体电阻的因素的探究，体会把握变量法(难点) 2.把握打算导体的因素及计算公式(重点) 3.理解电阻率的概念及物理意义，了解电阻率与温度关系影响导体电阻的因素先填空1推想：导体的电阻与导体的长度、横截面积、及导体的材料有关2试验探究(1)电阻丝横截面积、长度和电阻的测量横截面积的测量：把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上，用刻度尺测出多匝的宽度然后除以圈数，得到电阻丝的直径，进而计算出电阻丝的横截面积长度的测量：把电阻丝拉直，用刻度尺量出它的长度电阻的测量：连接适当电路，用电压表测量电阻丝两端的电压，用电流表测量通过电阻丝的电流I，由R计算得到R.(2)试验探究试验目的：探究电阻与导体材料、横截面积、长度的关系试验电路：图261试验方法：把握变量法，其中a与b长度不同；a与c横截面积不同，a与d材料不同结论：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，还跟材料有关再思考由影响导体电阻的因素分析为什么几个电阻串联，总电阻增大，几个电阻并联总电阻减小？【提示】几个电阻串联相当于增大了导体的长度，几个电阻并联相当于增大了导体的横截面积后推断(1)导体的电阻由导体的长度和横截面积两个因素打算()(2)一根阻值为R的均匀电阻线，均匀拉长为原来的2倍，电阻变为4R.()(3)由R可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比()导体的电阻先填空1公式：R，公式中l为导体长度，S为导体横截面积，为导体的电阻率2电阻率表征导体导电性能的物理量电阻率与导体的材料有关纯洁金属的电阻率较小，合金的电阻率较大与温度的关系：有些材料(如金属)的电阻率随温度的上升而增大，有些材料(如半导体)的电阻率随温度的上升而减小，也有些合金材料(如锰铜、镍铜)的电阻率几乎不受温度的影响当温度降低到确定零度四周时，某种材料的电阻率突然减小到零，这种现象叫超导现象，处于这种状态的导体叫超导体再思考试验室中有一种测电阻的仪器叫欧姆表，用该表可以直接测出“220 V,100 W”的灯泡不工作时的电阻为几十欧姆，而用R计算出的电阻为484 ，摸索究其缘由【提示】用R计算出的电阻是指灯泡正常工作时电阻，正常工作时，灯丝温度高达几千度，而用欧姆表测得的是常温电阻，这也充分说明导体的电阻率与温度有关后推断(1)导体越长，横截面积越大其电阻确定越大()(2)任何导电材料的电阻率都是随温度的上升而增大()(3)电阻率小的说明材料的导电性能强，所以电阻也小()(4)电阻率与导体的长度和横截面积有关()预习完成后，请把你认犯难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4同学分组探究一导体的电阻(深化理解)第1步探究分层设问，破解疑难1铜导线电阻确定比铅导线电阻大吗？2R和R有什么区分？第2步结论自我总结，素能培育1电阻定律表达式R中各符号的含义(1)表示导体材料的电阻率，与材料和温度有关反映了导体的导电性能，越大，说明导电性能越差；越小，说明导电性能越好(2)l表示沿电流方向导体的长度(3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积如图262所示，一长方体导体若通过电流I1，则长度为a，横截面积为b、c的乘积；若通过电流I2，则长度为c，横截面积为a、b的乘积图2622应用实例滑动变阻器(1)原理：利用转变连入电路的电阻丝的长度转变电阻(2)滑动变阻器的连接方法结构简图如图263所示：图263限流式连接滑动变阻器：连接方法是接在A与D或C(也可以接在B与C或D)，即“一上一下”；当滑片P移动时，接入电路的电阻丝的长度变化，从而引起电阻丝的电阻发生变化，电路中的电流相应发生变化分压式连接滑动变阻器：连接方法是将AB全部接入电路，另外再选择A与C或D(或者是B与C或D)与负载相连当滑片P移动时，负载将与AP间或BP间的不同长度的电阻丝并联，从而得到不同的电压3R与R的比较两个公式区分联系RR区分1是电阻的定义式，其电阻并不随电压、电流的变化而变化，只是可由该式算出线路中的电阻是电阻的打算式，其电阻的大小由导体的材料、横截面积、长度共同打算2供应了一种测R的方法：只要测出U、I就可求出R供应了一种测导体的电阻率的方法：只要测出R、l、S就可求出3适用于纯电阻元件适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体联系R和对R的进一步说明，即导体的电阻与U和I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积第3步例证典例印证，思维深化如图264所示均匀的长薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2，当端点1、2或3、4接入电路中时，R12R34为()AL1L2BL2L1C11 DLL图264【解析】设薄片厚度为d，端点1、2接入电路中时，电阻R12端点3、4接入电路中时，电阻R34所以R12R34LL.【答案】D公式R的应用策略(1)公式R中的l是沿电流方向的导体长度，S是垂直于电流方向的横截面积(2)确定几何外形的导体，电阻的大小与接入电路的具体方式有关，在应用关系R求电阻时要留意导体长度和横截面积的确定(3)确定外形的几何导体当长度和横截面积发生变化时，导体的电阻率不变，体积不变，由VSl可知l和S成反比，这是解决此类电阻变化问题的关键第4步巧练精选习题，落实强化1两个用同种材料制成的均匀导体A、B，其质量相同，当它们接入电压相同的电路时，其电流之比IAIB14，则横截面积之比SASB为()A12B21C14 D41【解析】由R可知，在U确定时，I与R成反比，即RARB41.又依据电阻定律R可知，当、V确定时，R，即有，所以.【答案】A2两根完全相同的金属裸导线，假如把其中的一根均匀地拉长到原来的两倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？【解析】金属线原来的电阻为R拉长后：l2L，又由于体积VLS不变所以S，所以R44R对折后：L，S2S所以R，所以RR161.【答案】161同学分组探究二电阻与电阻率的比较(对比分析)第1步探究分层设问，破解疑难1电阻与电阻率意义相同吗？2电阻与电阻率的打算因素相同吗？第2步结论自我总结，素能培育电阻R电阻率描述对象导体材料物理意义反映导体对电流阻碍作用的大小，R大，阻碍作用大反映材料导电性能的好坏，大，导电性能差打算因素由材料、温度和导体外形打算由材料、温度打算，与导体外形无关单位欧姆()欧姆米(m)联系R，大，R不愿定大，导体对电流阻碍作用不愿定大；R大，不愿定大，导电性能不愿定差第3步例证典例印证，思维深化关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是()A导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时，才具有电阻B由R可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零【解析】导体的电阻率由材料本身性质打算，并随温度变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端电压及导体中电流大小无关，A、B、C错；电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，存在超导现象，D对【答案】D电阻与电阻率辨析(1)导体的电阻越大，说明导体对电流的阻碍作用越大，不能说明导体的电阻率确定越大(2)电阻率越大，材料的导电性能越差，但用这种材料制成的电阻不愿定大，打算电阻大小的因素和打算电阻率大小的因素是不同的第4步巧练精选习题，落实强化3关于金属的电阻率，下列说法正确的是()A纯金属的电阻率小，合金的电阻率较大，绝缘体的电阻率最大B纯金属的电阻率随温度的上升而减小，绝缘体的电阻率随温度的上升而增大C合金的电阻率随温度的上升而减小D电阻率的大小只随温度的变化而变化，与材料无关【解析】由不同种类金属的电阻特点知A对纯金属的电阻率随温度的上升而增大而合金的电阻率随温度的上升增加量很小或不变，B，C错电阻率除与温度有关外，还与材料有关，D错【答案】A4(多选)电熨斗的温度低了，为了提高其温度，可接受下列哪些方法()A换一根同样材料、同样粗细但长度长些的电阻丝B换一根同样材料、同样粗细但长度短些的电阻丝C换一根同样材料、同样长度但细些的电阻丝D换一根同样材料、同样长度但粗些的电阻丝【解析】电熨斗的工作电压为照明电路的电压220 V，为了提高电熨斗的功率则应减小电阻，据R有：相同时，l越小，S越大，R越小，所以应选B、D.【答案】BD电阻定律公式R的应用技巧1应用电阻定律公式R解题时，一般电阻率不变，理解l、S的意义是关键：l是沿电流方向的导体长度，S是垂直于电流方向的横截面积2对于某段导体，由于导体的体积不变，若将导体的长度拉伸为原来的n倍，横截面积必减为原来的.依据电阻定律R知电阻变为原来的n2倍3若将某段导线对折，则导线的长度变为原来的，横截面积变为原来的2倍，依据电阻定律R知电阻变为原来的.一段长为L，电阻为R的均匀电阻丝，把它拉制成长为3L的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为()A.B3RC. DR【思路点拨】电阻丝电阻由R打算，拉长时不变拉长时S变小，并联时S变大(电阻丝总体积不变)【解析】将电阻丝拉制成长为3L的均匀细丝后，横截面积变为原来的，依据电阻定律R知，电阻丝电阻变为原来的9倍，即9R.再将电阻丝切成等长的三段后，每段的电阻值为3R，故将这三段并联后的总电阻RR，D正确【答案】D先看名师指津解决此类问题的关键(1)娴熟把握电阻定律公式R中各物理量的含义(2)抓住导体外形变化前后体积不变的特点，找出导体外形变化前后导体的长度变为原来的多少倍，横截面积变为原来的多少倍，再运用电阻定律，求得外形转变后导体的电阻与外形转变前导体的电阻关系(3)留意导体的横截面的外形，依据外形选取面积S的表达式，如横截面为长方形，则横截面面积S长宽；若横截面为圆形，则横截面面积为SR2(R为圆的半径)等再演练应用(2022邢台高二检测)一段长为a、宽为b、高为c(abc)的导体，将其中的两个对立面接入电路时，最大阻值为R，则最小阻值为()A. B.C. D.【解析】依据电阻定律，将面积最小、相距最远的对立面接入电路时电阻最大，由题设可知，以b、c为邻边的面积最小，两个对立面相距最远，电阻为R；将面积最大、相距最近的对立面接入电路时电阻最小，由题设可知，以a、b为邻边的面积最大，两个对立面相距最近，电阻为R，两式相比可得R，A正确【答案】A