1、6 电阻定律课标解读1.知道电阻与哪些因素有关,能够探究电阻与各因素的关系.2.理解电阻率的概念,掌握电阻定律.3.会应用电阻定律对接入电路中的电阻进行计算.课前思考1.在生活和生产中所使用的电线材料大多是铜丝和铝丝,为什么不用更廉价的铁丝呢?答案：在室外架设的高压线通常使用铝质导线,因为铝材料的密度小,相同横截面积的情况下质量小得多,比较容易架设,成本也低;室内用线大多是铜质导线,原因是导电性能好,使用寿命长;铁质材料的劣势比较明显,它的电阻率大,也就是说导电性能差,再者是易氧化、寿命短等,所以在生活和生产中不使用铁质材料作导线.2.有时家中的白炽灯灯丝断了,恰好又没有新的可换,轻轻摇晃灯泡
2、,断了的灯丝还会搭上,而且将灯泡再接入电路中,会发现它比原来更亮了.这是怎么回事呢?答案：灯丝搭接上之后,其有效长度变短,电阻变小了,在电路电压不变的情况下,消耗的电功率变大了,因此比原来更亮.自主研学1.电阻定律:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成_比,与它的横截面积S成_比,导体电阻与构成它的材料有关.公式写成:R=.2.电阻率:R=式中的是比例常数,它与导体的材料有关,是导体材料本身的属性,是表征材料_的物理量.在长度、横截面积一定的条件下,越大,导体电阻越大,就叫做这种材料的电阻率,单位是m.3.电阻与电阻率:(1)电阻是导体本身的属性,跟加在它两端的电压和通过它的电流无关.(2)
3、电阻率是材料本身的因素,反映材料对电流阻碍能力的强弱.金属材料的电阻率都随温度的升高而_,金属电阻_就是利用这一规律制成的;有些合金材料的_几乎不随温度的变化而变化,常用来制作_.三点剖析一、探究导体电阻与其影响因素的定量关系1.实验方法(1)测金属丝直径.取一段紧密绕制的电炉丝,按课本图2-6-1那样用刻度尺测出它的宽度,除以圈数,便得电炉丝的直径.请同学们掌握这种用累积的方法测量较小物理量的方法,由电炉丝的直径便可计算出横截面积.图2-6-1(2)测金属丝的长度l.把电炉丝拉直,用刻度尺量出它的长度l.(3)测金属丝的电阻.按图2-6-1连接电路,闭合开关,测出金属丝两端的电压和通过的电流
4、,根据欧姆定律算出电炉丝的电阻,移动滑动变阻器的触头,多测几组数据.求出电阻R的平均值.2.探究方案一:直接实验法. 按图2-6-2所示的电路图连接电路.图2-6-2(1)把材料、横截面积相同,但长度不同的导线先后接入电路中,调节滑动变阻器,使导线两端的电压相同,测出导线中的电流,从而确定导线电阻与长度的关系.(2)把材料、长度相同,横截面积不同的导线先后接入电路中,用类似的方法确定导线电阻与横截面积的关系.(3)把长度、横截面积相同,但不同材料的导线先后接入电路中,确定出导线电阻与材料有关.3.探究方案二:先理论分析再进行实验 先利用学过的电阻的串并联知识进行逻辑推理探究导体电阻与长度、横截
5、面积的关系,然后通过实验探究导体电阻与材料的关系.二、对电阻的理解 金属导体中的电流是自由电子的定向移动形成的.自由电子在定向移动中要跟金属离子频繁碰撞,这种碰撞阻碍了电子的定向移动,从而不断地把定向移动的动能传给离子,使离子的热运动加剧,使电能转化为内能,导体的温度升高,电阻就是表示这种阻碍作用的物理量.三、对电阻定律的理解 电阻定律是一个实验定律,是通过实验总结出来的,使用时应注意以下几点:这个公式只适用于金属导体(但其他任何材料都有对应的电阻率);计算出来的电阻是某一特定温度下的电阻,因为电阻率随温度而变;注意与电阻的定义式R=的区别.其主要区别列表如下:R=R=区别电阻定律的表达式电阻
6、的定义式说明了电阻由导体的哪些因素决定提供了测定电阻的手段,并不说明电阻与U和I有关系只适用于金属导体适用于任何导体相同点都不能反映电阻的实质(要用微观理论解释)精题精讲例1 两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的两倍,把另一根导线对折后绞合起来,则它们的电阻比为_.思路解析 金属线原来的电阻R= 拉长后,长度变为2l,截面积变为S,R=4R; 对折后,长度变为l,截面积变为2S,R=R/4 则RR=161.答案：161绿色通道 由此可见:某一导体形状改变后,一定要同时考虑它的长度l、截面积S的变化,用V=Sl来确定S、l在形状改变前后的关系.例2 关于导体的电阻及电阻率的
7、说法中,正确的是( )A.导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻,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,这种现象叫做超导现象,发生超导现象时,温度不为绝对零度思路解析 导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,它只跟导体的几何形状和材料性质有关,跟导体是否通电以及通电电流的大小均无关.电阻率的大小和导体几何形状无关,只跟材料性质和温度有关.一般金属合金和化合物的电阻率随温度升高而增大,随温度降低而变小,当温度降低
8、到某一转变温度(大于0 K)时,某些金属、合金、化合物的电阻率会突然减小为零,呈超导电现象.答案：D绿色通道 对概念的掌握要到位,像本题中对电阻的认识和对电阻率的了解,这反映了对知识掌握中的一种能力记忆能力.例3 一卷铝丝,电阻为2.9 ,质量为10.8 kg,求这卷铝丝的长度和直径.(铝=2.910-8 m,铝密=2.7103 kg/m3)思路解析 R=,所以k=,解得l=632.5 m,再由V=Sl=lr2求出半径即得.答案：632.5 m 2.8 mm绿色通道 同一字母表示不同的物理量,遇到类似情况要注意区分.例4 在截面积为S的粗细均匀铜导体中流过恒定电流I,铜的电阻率为,电子电荷量为e,则电子在铜导体中运动时受到的电场力是多少?思路解析 直导线中电场可以看作是匀强电场,其场强E= 由I=和R=得E=,则自由电子受到的电场力为F=eE=.答案：绿色通道 导体中的恒定电场是使自由电子定向移动的原因.