1、3电阻定律 电阻率 第二章 电路及其应用 学习目标：1物理观念了解电阻定律的内容，能对简单的实际问题进行解释。2科学思维知道电阻定律的公式，知道限流电路和分压电路在控制电路中的作用。3科学探究探究导体的电阻跟它的长度及横截面积之间的定量关系。4科学态度与责任增强学习和研究物理的内在动力。知识梳理 基础自测 自主预习探新知 NO.1阅读本节教材第 6772 页，并梳理必要知识点。一、电阻定律 1实验探究：探究导体的电阻跟它的长度及横截面积之间的定量关系 准备若干不同、不同，同种制成的导线，分别用多用电表的挡测量它的电阻 R，用测量它们的长度 l，用测量它们的直径 d，再根据 Sd24 求出它们的
2、横截面积 S。并在坐标纸上以电阻 R 为纵轴，以lS为横轴建立直角坐标系，根据所得数据描点作出_图像，看看该图像是否为一条过坐标原点的直线。粗细长度材料电阻刻度尺千分尺R-lS2电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻 R 与它的成正比，与它的成反比；导体电阻还与构成它的有关。(2)公式：RlS，式中 是比例系数，称为材料的。长度l横截面积材料电阻率二、电阻率 1概念：电阻率是表征材料性质的物理量，是材料本身的属性，与材料的形状、大小。2单位是，符号为。导电无关欧米m3影响电阻率的两个因素是和。(1)铜和铝的电阻率，常用作电路中的导线；电阻率的合金材料常用作电阻器或电热器中的电阻丝。(2)金
3、属的电阻率随温度的升高而。材料温度较小较大增大三、限流电路和分压电路 1限流电路：如图甲所示限流电路中，器件 D(电阻为 R)两端电压的变化范围是 。甲 乙RR0RUU2分压电路：如图乙所示分压电路中，器件 D(电阻为 R)两端电压的变化范围是。0U1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)由 RUI 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 只与导体的长度 L 和横截面积 S 有关。()(3)导体的长度越大，电阻也一定越大。()(4)分压电路电压调节范围比限流电路大。()2(多选)下列关于电阻率的说法正确的是()A电阻率与导体的长度和横截面积有关 B
4、电阻率由导体的材料决定，且与温度有关 C电阻率大的导体，电阻一定大 D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 BD 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，A 错，B 对；由 RSl 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，电阻率大的导体，电阻不一定大，C 错；有些合金的电阻率(如锰铜合金)几乎不受温度变化的影响，可用来制成标准电阻，D 对。3如图所示，若滑动变阻器的滑片 P 向 C 端移动时，小灯泡变亮，那么应将 N 接()AB 接线柱 BC 接线柱 CD 接线柱D以上都可以 B 首先要明确小灯泡变亮了，这表明电路中的电流增大，滑动变阻器
5、接入电路中的电阻值减小，长度变短，而滑动变阻器连入电路的电阻由下面的接线柱决定，只有 N 接 C 才能满足题意。B 正确。合作探究提素养 NO.2考点1 考点2 考点3 对电阻定律的理解和应用 采用图示电路探究影响导体电阻的因素时，应注意什么问题？提示：对导体 a、b、c、d 要从横截面积、长度、材料三个角度合理利用控制变量法。1对电阻定律的理解(1)公式 RlS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 abc；若通过电流为 I2，则 R2 cab。(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。2R
6、lS与RUI 的比较公式RlSRUI 电阻的决定式电阻的定义式 区别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 公式RlSRUI 区别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 RlS对RUI 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2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，导线的不变，l变为原来2倍，体积不变，S变为原来的12。(2)R、l
7、、S满足RlS。解析 金属导线原来的电阻为R lS，拉长后l2l，因为体积VlS不变，所以SS2，RlS4lS4R。对折后l l2，S2S，所以R lS l2 12S R4，则RR161。答案 161 上例中，若将变化后的A、B两个导线串联在同一电路中，则它两端的电压之比为多少？提示：两电阻串联时，电压之比等于电阻之比，故电压之比为161。公式RlS的应用策略(1)公式R lS 中的l是沿电流方向的导体长度，S是垂直于电流方向的横截面积。(2)一定形状的几何导体，电阻的大小与接入电路的具体方式有关，在应用公式RlS求电阻时要注意确定导体长度和横截面积。(3)一定形状的几何导体当长度和横截面积发
8、生变化时，导体的电阻率不变，体积不变，由VSl可知l和S成反比，这是解决此类电阻变化问题的关键。跟进训练 1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，但b的横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，但长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是()AV1的示数是V2的2倍 BV1的示数是V3的2倍 CV2的示数是V1的2倍 DV2的示数是V3的2倍 A 由题意可知：Lc2La2Lb，Sb2Sa2Sc；设b的电阻RbR，由电阻定律R lS 得：Ra2Rb2R，Rc2Ra4R，RcRaRb421。由电路图可知，a、b、c三个电阻串联，通过它们的电流相等，由UIR得：
9、UcUaUb421，故UV3：UV1：UV2421，V1的示数是V2的2倍，故A正确，C错误；V3的示数是V1的2倍，故B错误；V3的示数是V2的4倍，故D错误。电阻R和电阻率的比较 1电阻与电阻率的对比 电阻R电阻率 描述对象导体材料 物理意义反映导体对电流阻碍作用的大小，R大，阻碍作用大反映材料导电性能的好坏，大，导电性能差 电阻R电阻率 决定因素由材料、温度和导体形状决定由材料、温度决定，与导体形状无关 单位欧姆()欧姆米(m)联系RlS，大，R不一定大，导体对电流阻碍作用不一定大；R大，不一定大，导电性能不一定差 2各种材料的电阻率与温度的关系(1)金属的电阻率随温度升高而增大。(2)
10、有些半导体的电阻率随温度升高而减小，且随温度的改变变化较大，常用于制作热敏电阻。(3)有些合金，如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用于制作标准电阻。(4)当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然降低到零，成为超导体。【例2】(多选)关于导体的电阻及电阻率的说法，正确的是()A导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时才具有电阻 B虽然R UI，但是导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流无关 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 BD 导体的电阻率由材料本身性质
11、决定，并随温度变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端电压及导体中电流大小无关，A、C错误，B正确；电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，存在超导现象，D正确。电阻与电阻率的辨析(1)导体的电阻越大，说明导体对电流的阻碍作用越大，不能说明导体的电阻率一定越大。(2)电阻率越大，材料的导电性能越差，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。跟进训练 2下列关于电阻率的说法，错误的是()A电阻率只是一个比例常数，与任何其他因素无关 B电阻率反映材料导电性能的好坏，所以与材料有关 C电阻率与导体的温度有关 D电阻率在国际单位制中的单位为欧
12、米 A 电阻率反映材料导电性能的好坏，与材料有关，A选项错误，B选项正确；电阻率与温度有关，C选项正确；根据电阻定律R lS，解得 RSl，电阻率在国际单位制中的单位为欧米，D选项正确。滑动变阻器限流式和分压式接法限流式分压式 电路组成 滑动变阻器接入电路的特点采用“一上一下”的接法采用“一上两下”的接法 限流式分压式 调压范围RxERRxE(不计电源内阻)0E(不计电源内阻)适用情况负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，且电压、电流变化不要求从零调起(1)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调(2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R【例3】如图所
13、示，滑动变阻器R1的最大阻值是200，R2300，A、B两端电压UAB8 V。(1)当S断开时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？(2)当S闭合时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？解析(1)S断开时，滑动变阻器R1为限流式接法，R1的下部不接入电路中，当滑片P在最上端时，R1接入电路的电阻为零，R2获得最大电压，为8 V；当滑片P在最下端时，R1与R2串联，此时R2两端的电压最小，UR2R2R1R2UAB4.8 V，所以R2两端的电压变化范围为4.88 V。(2)当S闭合时，滑动变阻器R1为分压式接法，当滑片在最下端时，R2两端电压为0，当滑片在最上端时，R2两端
14、的电压最大，为8V，所以R2两端的电压变化范围为08 V。答案(1)4.88 V(2)08 V 1滑动变阻器接入电路时，金属杆的两个端点不能同时接入电路，否则电流将从金属杆流过而将滑动变阻器短路。2限流式接法电压调节范围较小，而分压式接法电压调节范围较大电压最小值从0开始，在具体应用中要根据题目要求合理选择。跟进训练 3如图所示，A、B间电压恒为U，当滑动变阻器的滑片P逐渐向A端移动的过程中灯泡上的电压数值()A一直为U B一直为0 C逐渐增大到U D先逐渐增大到U再逐渐减小到0 C 滑动变阻器为分压式接法，灯泡两端的电压在0U范围内变化，选项C正确。当堂达标夯基础 NO.31 2 3 4 5
15、 1一根阻值为R的均匀电阻丝，长为l，横截面积为S。设温度不变，在下列情况下其阻值仍为R的是()A当l不变，S增大一倍时 B当S不变，l增大一倍时 C当l和S都变为原来的12时 D当l和横截面的半径都增大一倍时 C 根据电阻定律RlS可知，选项C正确。1 2 3 4 5 2(多选)下列说法正确的是()A由R UI 可知，当通过导体的电流不变时，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍 B导体的电阻是其本身的属性，通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不变 1 2 3 4 5 C据 RSl可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度l成反比
16、 D导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关 1 2 3 4 5 BD R UI 是电阻的定义式，导体电阻由导体自身性质决定，与U、I无关。当导体两端电压U加倍时，导体内的电流I也加倍，但比值R仍不变，故A错，B对；RSl是导体电阻率的定义式，导体的电阻率由导体的材料和温度决定，与R、S、l均无关，故C错，D对。1 2 3 4 5 3(多选)一同学将滑动变阻器与一个 6 V、68 W的小灯泡 L 及开关 S 串联后接在 6 V 的电源 E 上，当S 闭合时，发现灯泡发光。按如图所示的接法，当滑片 P 向右滑动时，灯泡将()A变暗 B变亮 C亮度不变D不可能被烧坏 1 2 3
17、4 5 BD 由题图可知，滑动变阻器接入电路的是 PB 段的电阻丝，当滑片 P 向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B 选项正确；由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡，D 选项正确。1 2 3 4 5 4如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长 ab2bc，当将 A与 B 接入电路或将 C 与 D 接入电路中时电阻之比 RABRCD 为()A14 B12 C21 D41 1 2 3 4 5 D 设沿 AB 方向横截面积为 S1，沿 CD 方向横截面积为 S2，则有S1S2lbclab12，AB 接入电路时电阻为 R1labS1，CD 接入电路时电阻为 R2lbcS
18、2，则有R1R2S2S1lablbc41，所以 D 正确。1 2 3 4 5 5情境：2019 年 5 月 23 日国之重器：时速 600 公里高速磁悬浮试验样车在青岛下线。磁悬浮列车是利用高温超导技术制成的，高温超导体通常是指在液氮温度(77 K)以上超导的材料。目前，科学家们已在 250 K(23)温度下实现了氢化镧的超导性，这项成果使我们真正意义上接近了室温超导。1 2 3 4 5 问题：超导体中一旦有了电流，还需要电源来维持吗？1 2 3 4 5 解析 由于超导体电阻为 0，超导体中一旦有了电流，就不需要电源来维持了。答案 见解析 点击右图进入 课 后 素 养 落 实 谢谢观看 THANK YOU!