3.2决定导体电阻大小的因素 学案-2021年粤教版(新教材)物理必修第三册
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1、第二节第二节 决定导体电阻大小的因素决定导体电阻大小的因素 学习目标 1.通过实验探究导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料等因素的关系.2.掌握电阻定律,理 解电阻率的概念,知道影响电阻率大小的因素 一、电阻定律 1影响导体电阻的因素 为探究导体电阻与导体长度、横截面积和材料的定量关系,采用控制变量法进行实验 2电阻定律 (1)内容:在一定温度下,均匀导体的电阻 R 与它的长度 l 成正比,与它的横截面积 S 成反比 (2)公式:Rl S,式中 是比例常量,叫作这种材料的电阻率,反映材料对导体电阻的影响 二、电阻率 1概念:电阻率是反映材料导电性能的物理量,是导体材料本身的属性,当 L、S
2、一定时,电阻率 越大, 电阻 R 越大,该材料的导电性能越差 2 的单位:欧姆米,简称欧米,符号:m. 3影响电阻率的两个因素是材料和温度一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大 4金属单质的电阻率较小,合金的电阻率较大 1判断下列说法的正误 (1)导体的电阻由导体本身的性质决定,跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关( ) (2)由 Rl S知,材料相同的两段导体,长度大的导体的电阻一定比长度小的导体的电阻大( ) (3)把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都不变( ) (4)电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体导电性能越差( ) (5)一般金属材料的电阻率随温度升
3、高而增大( ) 2如图 1 所示为“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的电路a、b、c、d 是四条不同的金属导体, b、c、d 与 a 相比,分别只有一个因素不同:b 与 a 长度不同,c 与 a 横截面积不同,d 与 a 材料不同下列 操作正确的是( ) 图 1 A开关闭合前,移动滑片使滑动变阻器的阻值变小 B研究电阻与长度的关系时,需分别测量 a、b 两条导体两端的电压值 C研究电阻与横截面积的关系时,需分别测量 b、c 两条导体两端的电压值 D研究电阻与材料的关系时,需分别测量 c、d 两条导线两端的电压值 答案 B 解析 开关闭合前,为使电路中的电流在闭合开关瞬间不至过大,滑动变阻器
4、电阻应调至最大,A 错误; 由控制变量法可知,要研究两个量之间的大小关系,应使其他量均相同,由此可知,选项 B 正确,C、D 错 误 一、电阻定律 导学探究 1根据图 2 猜想导体电阻大小与哪些因素有关? 图 2 答案 导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关 2探究多个变量之间关系的方法是什么? 答案 控制变量法 3实验探究:如图 3 所示,a、b、c、d 是四条不同的金属导体导体 b、c、d 在长度、横截面积、材料三 个因素方面,分别只有一个因素与导体 a 不同 图 3 如下表所示为四个串联导体的各方面因素关系及导体两端的电压关系 三个因素及电压 不同导体 长度 横截面积 材料 电压 a
5、 l S 铁 U b 2l S 铁 2U c l 2S 铁 U 2 d l S 镍铜合金 5U (1)四段导体串联接入电路,每段导体两端的电压与电阻有什么关系? (2)对比导体 a 和 b 说明什么? (3)对比导体 a 和 c 说明什么? (4)对比导体 a 和 d 说明什么? 答案 (1)正比 (2)导体电阻和长度成正比 (3)导体电阻和横截面积成反比 (4)导体电阻和材料有关 知识深化 1电阻定律 (1)导体电阻的决定式 Rl S l 是导体的长度,S 是导体的横截面积, 是比例常量,与导体的材料有关,叫作电阻率 (2)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 (3)
6、电阻定律是通过大量实验得到的规律 2RU I 与 Rl S的区别与联系 两个公式 区别与联系 RU I Rl S 区别 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 Rl S是对 R U I 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 如图 4 所示为一块长方体铜块,使电流沿如图 I1、I2两个方向通过该铜块,电阻之比为( ) 图 4 A1 B.a 2 c2 C.a 2 b2 D.b 2 c2 答案 B 解析 若通以电流 I1,则导体的长度为 a、横截面积为 bc,由电阻定律知其电阻为 R1 a bc;若通以电
7、流 I2 时,则导体的长度为 c、横截面积为 ab,由电阻定律知其电阻为 R2 c ab,故 R1 R2 a2 c2,故选 B. 针对训练 1 一段粗细均匀的镍铬丝,横截面的直径为 d,电阻为 R,把它拉制成直径为 d 10的均匀细丝后, 它的电阻变为( ) A. 1 1 000R B. 1 100R C100R D10 000R 答案 D 解析 均匀镍铬丝拉制成 d d 10时,其横截面积减小到 S S 100.由于镍铬丝的体积不变,则其长度变为 L100L. 根据电阻定律,拉长后的电阻为 RL S 100L 1 100S 10 000L S10 000R,选 D. 针对训练 2 目前集成电
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