高中物理 第二章 直流电路 第2讲 电阻定律学案 教科版选修3-1-教科版高二选修3-1物理学案VIP免费

第2讲电阻定律[目标定位]1.通过对决定导体电阻因素的探究过程体会控制变量法.2.掌握电阻定律，能用电阻定律进行有关计算.3.理解电阻率的概念、意义及决定因素.4.了解导体、绝缘体和半导体．一、探究决定导体电阻的因素1．可能有关的因素：导体的长度、横截面积和导体的材料．2．导体横截面积的测量：将金属丝紧密地并排绕制成一个线圈，用刻度尺测出它的宽度，除以圈数，便得出金属丝的直径，然后算出横截面积．金属丝的直径也可用螺旋测微器直接测量．3．导体长度的测量：把金属丝拉直，用刻度尺量出它的长度．4．导体电阻的测量：测出导体两端的电压U和通过的电流，根据R＝算出金属丝的电阻．例1“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的实验电路如图1所示，a、b、c、d是四种不同的金属丝．现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝，其规格如下表所示．图1编号材料长度(m)横截面积(mm2)A镍铬合金0.80.8B镍铬合金0.50.5C镍铬合金0.30.5D镍铬合金0.31.0E康铜丝0.30.5F康铜丝0.80.8(1)电路图2中四条金属丝应分别选上表中的________(用编号表示)；(2)在相互交流时，有位同学提出用如图2所示的电路，只要将图中P端分别和触点1、2、3、4相接，读出电流，利用电流跟电阻成反比的关系，也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系，你认为上述方法是否正确，如正确请说出理由；若不正确，请说出原因．图2解析(1)用控制变量法研究，选电阻丝时要注意尽量选择有相同参数(材料、长度、横截面积)的；从上述材料看以看出，B、C、E横截面积相同，B、C、D材料相同，C、D、E长度相同；(2)接不同的电阻时，电流不同，故电阻分得的电压不同，电流与电阻成反比的前提是导体两端的电压一定．答案(1)BCDE(2)不正确，因为P端分别和触点1、2、3、4相接时，电阻两端的电压不一定相同，只有电压不变时，利用电流跟电阻成反比的关系，才能探究出导体的电阻与其影响因素的定量关系．二、电阻定律1．内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻与构成它的材料有关．2．表达式：R＝ρ．ρ表示导体材料的电阻率，l是沿电流方向导体的长度，S是垂直于电流方向的横截面积．深度思考公式R＝ρ和公式R＝的区别是什么？答案公式R＝是电阻的定义式，但电阻大小与U、I无关；公式R＝ρ是电阻的决定式，电阻大小与长度l，横截面积S和导体材料(电阻率ρ)有关．例2如图3所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc，当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比RAB∶RCD为()图3A．1∶4B．1∶2C．2∶1D．4∶1解析设沿AB方向横截面积为S1，沿CD方向横截面积为S2，则有＝＝.根据电阻定律有＝＝·＝×＝，D选项正确．答案D(1)电阻定律反映了导体的电阻由导体自身决定，只与导体的材料、长度和横截面积有关，与其他因素无关．(2)电阻定律适用于温度一定，粗细均匀的导体或浓度均匀的电解质溶液．例3滑动变阻器的原理如图4所示，则下列说法中正确的是()图4A．若将a、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值增大B．若将a、d两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值减小C．将c、b两端接入电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值将增大D．将a、b两端接入电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值将变大解析若将a、c两端连在电路中，aP部分连入电路，则当滑片OP向右滑动时，该部分的导线长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，A正确．若将a、d两端连在电路中，也是将aP部分连入电路，则当滑片OP向右滑动时，该部分的导线长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，B错误．当将c、b两端连在电路中，连入电路部分是Pb部分，当滑片OP向右滑动时，该部分的导线长度变短，变阻器接入电路中的阻值将减小，C项错误；若将a、b两端接入电路中，则将电阻丝全部接入了电路，滑片OP向右滑，无法改变接入电路的电阻，D项错误．答案A滑动变阻器的原理及使用原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻．图5结构简图如图5甲所示，若采用限流式接法，可将A、C(或D)接入电路，也可将B、C(或D)接入电路，即“一上、一下接”，...