高中物理 第2章 6 导体的电阻学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学案VIP免费

6导体的电阻[学习目标]1.通过对决定导体电阻的因素的探究，体会控制变量法。(难点)2.掌握决定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，了解电阻率与温度的关系。一、影响导体电阻的因素1．实验探究项目内容实验目的探究导体电阻与长度、横截面积、材料的关系实验电路实验方法控制变量法实验原理串联的a、b、c、d电流相同，电压与导体的电阻成正比，测量出它们的电压就可知道它们的电阻比，从而分析出影响导体电阻大小的有关因素2.逻辑推理探究(1)导体电阻与长度的关系：一条导线可看成有相同长度的多段导线串联，由串联电路的性质可分析出导体的电阻R∝l。(2)导体电阻与横截面积的关系：多条长度、材料、横截面积都相同的导体紧紧束在一起，由并联电路的性质分析出导体的电阻R∝。(3)导体电阻与材料的关系：由实验探究得到长度、横截面积相同而材料不同的导体电阻不同。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；导体电阻还与构成它的材料有关。2．公式：R＝ρ。3．符号意义：l表示导体沿电流方向的长度，S表示垂直于电流方向的横截面积，ρ是电阻率，表征材料的导电性能。4．材料特性应用(1)连接电路的导线一般用电阻率小的金属制作。(2)金属的电阻率随温度的升高而增大，可用来制作电阻温度计，精密的电阻温度计用铂制作。(3)有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。三、电阻率1．物理意义：ρ反映了材料导电性能的好坏。电阻率越小，导电性能越好。2．单位：国际单位——欧姆·米，符号是Ω·m。3．决定因素：电阻率ρ由材料自身的特性和温度决定。纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)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。(×)(2)电阻率ρ与导体的长度L和横截面积S有关。(×)(3)电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关。(√)(4)电阻率大的导体，电阻一定很大。(×)2．如图所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，b与a的长度相等，b的横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，c的长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是()A．V1的示数是V3的2倍B．V1的示数是V2的2倍C．V2的示数是V1的2倍D．V2的示数是V3的2倍B[由R＝ρ，a、b、c的电阻之比为R1∶R2∶R3＝2∶1∶4，三者串联，电流相等，则电压比等于电阻比，选项B正确。]3．神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成的，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106Ω·m。某生物体中的某段髓质神经纤维可看作高20cm、半径为4cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100V时，该神经开始发生反应，则引起该神经纤维产生感觉的最小电流为()A．0.31μAB．0.62μAC．0.15μAD．0.43μAA[由R＝ρ，可知R＝3.18×108Ω，所以I＝≈0.31μA，A正确。]对电阻定律的理解和应用1.对电阻定律的理解(1)公式R＝ρ是导体电阻的决定式，如图所示为一块长方体铁块，若通过电流为I1，则R1＝ρ；若通过电流为I2，则R2＝ρ。(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)电阻定律是通过大量实验得出的规律。2．R＝ρ与R＝的比较公式R＝ρR＝区别电阻的决定式电阻的定义式说明了电阻由导体的哪些因素决定，可以说R与l成正比，与S成反比提供了求电阻的方法，并不能说电阻与U和I有关系只适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体适用于纯电阻元件联系R＝ρ对R＝补充说明了导体的电阻不取决于U和I，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积【例1】两根完全相同的金属导线A和B，如果把其中的一根A均匀拉长到原来的两倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？思路点拨：(1)导线拉长2倍后，导线的ρ不变，l变为原来2倍，体积不变，S变为原来的。(2)R、ρ、l、S满足R＝ρ。[解析]金属导线原来的电阻为R＝ρ，拉长后l′＝2l，因为体积V＝lS不变，所以S′＝，R′＝ρ＝4ρ＝4R。对折后l″＝，S″＝2S，所...