2017-2018学年高中物理 第二章 直流电路 第2节 电阻定律课件 教科版选修3-1

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1、第第2 2节电阻定律节电阻定律课堂探究课堂探究自主学习自主学习达标测评达标测评自主学习自主学习 课前预习课前预习感悟新知感悟新知目标导航目标导航(教师参考教师参考)重点重点:电阻定律的理解及应用电阻定律的理解及应用难点难点:测金属的电阻率的实验方法测金属的电阻率的实验方法教材梳理教材梳理一、实验一、实验:探究决定导体电阻的因素探究决定导体电阻的因素1.1.与导体电阻有关因素的测量与导体电阻有关因素的测量(1)(1)导体横截面积的测量导体横截面积的测量将金属丝紧密绕在一个圆柱形物体上将金属丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔例如铅笔),),用刻度尺测出多匝的用刻度尺测出多匝的宽宽度度,除以圈数除

2、以圈数,得到金属丝的直径得到金属丝的直径,进而算出进而算出 .(2)(2)导体长度的测量导体长度的测量把金属丝拉直把金属丝拉直,用用 量出它的长度量出它的长度.横截面积横截面积刻度尺刻度尺(3)(3)导体电阻的测量导体电阻的测量连接适当的电路连接适当的电路,测出几组金属丝两端的电压测出几组金属丝两端的电压U U和通过的电流和通过的电流I I的对应数据的对应数据,由由R=R=计算并求出电阻计算并求出电阻R R的平均值的平均值.UI2.2.实验探究实验探究想一想想一想 教材教材P P5656图图2.6-22.6-2中为什么要用电流表外接法中为什么要用电流表外接法?滑动变阻器为什滑动变阻器为什么要采

3、用分压式连接么要采用分压式连接?长度长度l l答案答案:金属丝电阻较小金属丝电阻较小,用电流表外接法减小了测电阻的实验误差用电流表外接法减小了测电阻的实验误差.采用采用分压式连接滑动变阻器分压式连接滑动变阻器,可以使金属丝的电压、电流从零开始变化可以使金属丝的电压、电流从零开始变化.二、电阻定律二、电阻定律1.1.定律内容定律内容:同种材料的导体同种材料的导体,其电阻其电阻R R与它的与它的 成正比成正比,与它与它的的 成反比成反比;导体电阻与构成它的导体电阻与构成它的 有关有关.横截面积横截面积S S材料材料2.2.公式公式:R=:R=,为材料的电阻率为材料的电阻率.lS三、电阻率三、电阻率

4、1.1.物理意义物理意义:反映材料反映材料 的物理量的物理量.导电性能导电性能2.2.单位单位:欧姆欧姆米米,符号为符号为 .3.3.决定因素决定因素:由由 和温度决定和温度决定,电阻率跟导体的长度和横截面积电阻率跟导体的长度和横截面积 关关.4.4.电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系各种材料的电阻率都随温度的变化而变化各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属的电阻率随温度的升高金属的电阻率随温度的升高而而 .mm材料材料无无增大增大想一想想一想 教材教材P P4949“讨论交流讨论交流”中中,给你一条金属丝给你一条金属丝,如何测量该种金属的如何测量该种金属的电阻率电阻率?并画出电路图并画

5、出电路图.四、导体、绝缘体和半导体的比较四、导体、绝缘体和半导体的比较1.1.同种材料做成的电阻丝同种材料做成的电阻丝,只要横截面积越小只要横截面积越小,电阻就越大电阻就越大.(.()2.2.金属导线均匀拉长为原来的两倍金属导线均匀拉长为原来的两倍,电阻变为原来的四倍电阻变为原来的四倍.(.()3.3.小灯泡的伏安特性曲线发生弯曲小灯泡的伏安特性曲线发生弯曲,是灯丝的电阻率变化造成的是灯丝的电阻率变化造成的.(.()4.4.金属的电阻率由材料和温度决定金属的电阻率由材料和温度决定.(.()5.5.电阻率越小的导体电阻率越小的导体,电阻越小电阻越小.(.()思考判断思考判断答案答案:1.1.2.

6、2.3.3.4.4.5.5.要点一要点一 电阻定律电阻定律课堂探究课堂探究 核心导学核心导学要点探究要点探究【问题导学问题导学】音响的音量调节、音响混频控制台上可滑动的声音控制系统、一些台灯音响的音量调节、音响混频控制台上可滑动的声音控制系统、一些台灯的亮度调节等都要用到电位器的亮度调节等都要用到电位器,你知道电位器是根据什么原理制造的吗你知道电位器是根据什么原理制造的吗?答案答案:电位器是由电阻膜片制成的电位器是由电阻膜片制成的,其变阻原理类同于滑动变阻器其变阻原理类同于滑动变阻器,通过改通过改变接入电路的膜片长度改变其电阻变接入电路的膜片长度改变其电阻.【要点归纳要点归纳】1.R=1.R=

7、符号意义符号意义:l:l表示导体沿电流方向的长度表示导体沿电流方向的长度,S,S表示垂直电流方向的横表示垂直电流方向的横截面积截面积,是电阻率是电阻率,表征材料的导电性能表征材料的导电性能.lS2.2.应用时注意应用时注意:在同一段导体的拉伸或压缩形变中在同一段导体的拉伸或压缩形变中,导体的横截面积、长度导体的横截面积、长度都变都变,但总体积不变但总体积不变.【例例1 1】如图所示如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长厚薄均匀的矩形金属薄片边长abab=2bc.=2bc.当将当将A A与与B B接入接入电压为电压为U U的电路中时的电路中时,电流为电流为I;I;若将若将C C与与D D接入电压为

8、接入电压为U U的电路中的电路中,则电流为则电流为()D D误区警示误区警示 对导体电阻的理解误区对导体电阻的理解误区(1)(1)一定几何形状的导体电阻的大小与接入电路的具体方式有关一定几何形状的导体电阻的大小与接入电路的具体方式有关.(2)(2)一定几何形状的导体一定几何形状的导体,当长度和横截面积发生变化时当长度和横截面积发生变化时,导体的电阻率不变导体的电阻率不变,体积不变体积不变,由由V=V=SlSl可知可知l l与与S S成反比成反比.(3)(3)电阻率大的导体电阻不一定大电阻率大的导体电阻不一定大,反之电阻大的电阻率也不一定大反之电阻大的电阻率也不一定大.(教师备用教师备用)BC

9、BC 针对训练针对训练1-11-1:用一个提供恒定电压的电源用一个提供恒定电压的电源,给一个绝缘的圆管子里装满的水给一个绝缘的圆管子里装满的水银供电银供电,电流为电流为0.1 A,0.1 A,若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里,那那么通过的电流将是么通过的电流将是()A.0.4 AA.0.4 AB.0.8 AB.0.8 AC.1.6 AC.1.6 AD.3.2 AD.3.2 AC C要点二要点二 电阻率和电阻电阻率和电阻【问题导学问题导学】将一金属电阻丝与演示用欧姆表将一金属电阻丝与演示用欧姆表(测电阻大小的仪表测电阻大小的仪表)连接成如图

10、所示电连接成如图所示电路路,观察到用酒精灯给电阻丝加热后欧姆表示数变大了观察到用酒精灯给电阻丝加热后欧姆表示数变大了,这为我们提供了这为我们提供了怎样的信息怎样的信息?答案答案:当温度升高时当温度升高时,欧姆表的示数变大欧姆表的示数变大,表明金属电阻丝的电阻增大表明金属电阻丝的电阻增大,而而电阻丝长度、横截面积可认为没有变化电阻丝长度、横截面积可认为没有变化,这说明金属的电阻率随温度的升这说明金属的电阻率随温度的升高而增大高而增大.【要点归纳要点归纳】电阻率与电阻的区别电阻率与电阻的区别【例例2 2】关于电阻率关于电阻率,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.纯金属的电阻率较小纯金属的电

11、阻率较小,合金的电阻率较大合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率很大绝缘体的电阻率很大B.B.纯金属的电阻率随温度的升高而减小纯金属的电阻率随温度的升高而减小C.C.将一根导线等分为二将一根导线等分为二,则半根导线的电阻和电阻率都为整根导线的二分之一则半根导线的电阻和电阻率都为整根导线的二分之一D.D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大用越大A A解析解析:一般而言一般而言,纯金属的电阻率小纯金属的电阻率小,合金的电阻率大合金的电阻率大,绝缘体的电阻率最大绝缘体的电阻率最大,A,A正正确确;纯金

12、属的电阻率随温度的升高而增大纯金属的电阻率随温度的升高而增大,可用于制作电阻温度计可用于制作电阻温度计,B,B错误错误;由于电由于电阻率阻率的大小与材料的长度无关的大小与材料的长度无关,而电阻而电阻R R与长度成正比与长度成正比,因此电阻率因此电阻率不变不变,电电阻阻R R变为整根导线的二分之一变为整根导线的二分之一,C,C错误错误;电阻率大表明材料导电性能差电阻率大表明材料导电性能差,不能表明导不能表明导体对电流的阻碍作用一定大体对电流的阻碍作用一定大,因为电阻才是反映导体对电流阻碍作用大小的物理因为电阻才是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量量,而电阻还跟导体的长度、横截面积等有关而电阻还跟

13、导体的长度、横截面积等有关,D,D错误错误.误区警示误区警示 电阻与电阻率辨析电阻与电阻率辨析(1)(1)导体的电阻越大导体的电阻越大,说明导体对电流的阻碍作用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不能说明导体的电阻率一定越大率一定越大.(2)(2)电阻率越大电阻率越大,材料的导电性能越差材料的导电性能越差,但用这种材料制成的电阻不一定大但用这种材料制成的电阻不一定大,决定电阻大小的因素和决定电阻率大小的因素是不同的决定电阻大小的因素和决定电阻率大小的因素是不同的.(教师备用教师备用)例例2-12-1:下列关于电阻率的说法中错误的是下列关于电阻率的说法中错误的是()A.A.电阻率

14、与导体的长度和横截面积无关电阻率与导体的长度和横截面积无关B.B.电阻率由导体的材料决定电阻率由导体的材料决定,且与温度有关且与温度有关C.C.电阻率大的导体电阻率大的导体,电阻一定大电阻一定大D.D.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制成标准电阻可用来制成标准电阻解析解析:材料是决定电阻率大小的主要因素材料是决定电阻率大小的主要因素,另外电阻率还与温度有关另外电阻率还与温度有关,选项选项A,BA,B正确正确;由由R=R=知导体的电阻大小与电阻率、导体的长度和知导体的电阻大小与电阻率、导体的长度和横截面积都有关系横截面积都有关系,电阻率大的导体

15、电阻率大的导体,电阻不一定大电阻不一定大,选项选项C C错误错误;有有些合金的电阻率些合金的电阻率(如锰铜合金如锰铜合金)几乎不受温度变化的影响几乎不受温度变化的影响,可用来制可用来制成标准电阻成标准电阻,选项选项D D正确正确.lSC C针对训练针对训练2-1:2-1:关于材料的电阻率关于材料的电阻率,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.每种金属都有确定的电阻率每种金属都有确定的电阻率,电阻率不随温度变化电阻率不随温度变化B.B.导线越细越长导线越细越长,其电阻率也越大其电阻率也越大C.C.一般金属的电阻率一般金属的电阻率,都随温度升高而增大都随温度升高而增大D.D.电阻率的大小反映

16、了材料对电流阻碍作用的大小电阻率的大小反映了材料对电流阻碍作用的大小C C解析解析:金属的电阻率除受材料和温度的影响外不受其他条件的影响金属的电阻率除受材料和温度的影响外不受其他条件的影响,选项选项A,BA,B错误错误;一般金属的电阻率一般金属的电阻率,都随温度升高而增大都随温度升高而增大,选项选项C C正确正确;电阻率的电阻率的大小反映材料导电性能的好坏大小反映材料导电性能的好坏,与电流的阻碍作用大小无必然联系与电流的阻碍作用大小无必然联系,故选故选项项D D错误错误.达标测评达标测评 随堂演练随堂演练检测效果检测效果1 1.(.(多选多选)导体的电阻是导体本身的一种性质导体的电阻是导体本身

17、的一种性质,对于同种材料的导体对于同种材料的导体,下列下列表述正确的是表述正确的是()A.A.横截面积一定横截面积一定,电阻与导体的长度成正比电阻与导体的长度成正比B.B.长度一定长度一定,电阻与导体的横截面积成反比电阻与导体的横截面积成反比C.C.电压一定电压一定,电阻与通过导体的电流成正比电阻与通过导体的电流成正比D.D.电流一定电流一定,电阻与导体两端的电压成反比电阻与导体两端的电压成反比ABAB解析解析:对于同种材料的导体对于同种材料的导体,电阻率是个定值电阻率是个定值,根据电阻定律根据电阻定律R=R=可知可知A,BA,B正确正确.lS解析解析:导体的电阻率由材料本身的性质决定导体的电

18、阻率由材料本身的性质决定,并随温度的变化而变化并随温度的变化而变化,导体的电阻与导体的电阻与长度、横截面积有关长度、横截面积有关,与导体两端的电压及导体中的电流无关与导体两端的电压及导体中的电流无关,选项选项A A正确正确,B,C,B,C错误错误;电阻率反映材料的导电性能电阻率反映材料的导电性能,电阻率常与温度有关电阻率常与温度有关,并存在超导现象并存在超导现象.选项选项D D正确正确.2 2.(.(多选多选)关于导体的电阻及电阻率的说法中关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确的是正确的是()A.A.由由R=R=知知,导体的电阻与长度导体的电阻与长度l l、电阻率、电阻率成正比成正比,与横截面积

19、与横截面积S S成反比成反比B.B.由由R=R=可知可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比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跟导体中的电流成反比C.C.将一根导线一分为二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则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D.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,这种现象叫这种现象叫做超导现象做超导现象ADADlSUI3.3.一只白炽灯泡一只白炽灯泡,正常发光时灯丝的电阻为正常发光时灯丝的电阻为121,121,当这只灯泡停止发光当这只灯泡停止发光一

20、段时间后灯丝的电阻应是一段时间后灯丝的电阻应是()A.A.大于大于121 121 B.B.小于小于121 121 C.C.等于等于121 121 D.D.无法判断无法判断B B解析解析:由于金属的电阻率随温度的升高而增大由于金属的电阻率随温度的升高而增大,故白炽灯泡正常发光时故白炽灯泡正常发光时灯丝的电阻大灯丝的电阻大,停止发光一段时间后停止发光一段时间后,灯丝温度降低灯丝温度降低,电阻减小电阻减小,故选故选B.B.4 4.(2017.(2017重庆高二检测重庆高二检测)目前集成电路的集成度很高目前集成电路的集成度很高,要求里面的各种电要求里面的各种电子元件都微型化子元件都微型化,集成度越高集

21、成度越高,电子元件越微型化、越小电子元件越微型化、越小.图中图中R R1 1和和R R2 2是两是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体个材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但但R R2 2的尺寸远远小于的尺寸远远小于R R1 1的的尺寸尺寸.通过两导体的电流方向如图所示通过两导体的电流方向如图所示,则关于这两个导体的电阻则关于这两个导体的电阻R R1 1,R,R2 2关关系的说法正确的是系的说法正确的是()A.RA.R1 1RR2 2B.RB.R1 1RR2 2C.RC.R1 1=R=R2 2D.D.无法确定无法确定C C5.5.一根粗细均匀的金属裸导线一根粗细均匀的金属裸导线,若把它均匀拉长为原来的若把它均匀拉长为原来的3 3倍倍,电阻变为原电阻变为原来的多少倍来的多少倍?若将它截成等长的三段再绞合成一根若将它截成等长的三段再绞合成一根,它的电阻变为原来的它的电阻变为原来的多少多少?(?(设拉长与绞合时温度不变设拉长与绞合时温度不变)答案答案:9 9倍倍19