1、物 理 选修3-1 人教版新课标导学第二章恒定电流 6 导体的电阻素养目标定位知道电阻与哪些因素有关，能够探究电阻与各因素的关系 掌握导体的电阻公式，并能进行有关计算理解电阻率的概念素养思维脉络1 课前预习反馈 2 课内互动探究 3 核心素养提升 4 课内随堂达标 5 课后课时作业 课前预习反馈1探究与导体电阻有关的因素(1)电阻丝横截面积的测量把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔)，用刻度尺测出多匝的_，然后除以_，得到电阻丝的直径，进而计算出电阻丝的横截面积。(2)电阻丝长度的测量把电阻丝拉直，用_量出它的长度。知识点 1影响导体电阻的因素宽度匝数刻度尺(3)电阻的测量连接适当的电路
2、，测量电阻丝两端的电压U和通过电阻丝的电流I，由R_计算得到。2用实验探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的关系(1)实验方法：_。(2)实验原理：串联电路中电压跟电阻成_。控制变量法UI正比(3)实验方法：下图中a、b、c、d是四条不同的金属导体，b与a长度不同；c与a截面积不同，d与a材料不同，利用欧姆定律分别测算出它们的电阻值，探究电阻跟长度、截面积和导体材料的关系。(4)实验结论导体的电阻与_成正比，与_成反比，还与导体材料有关。导体的长度导体的横截面积3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_。(2)导体
3、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_。(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_。RlRlS不同1电阻定律同种材料的导体，其R与它的长度l成_，与它的横截面积S成_，还跟导体的_有关。2公式R_。公式中比例系数是反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。知识点 2导体的电阻正比反比材料lS3电阻率(1)计算公式：_。(2)单位：_(3)意义：跟导体的材料有关，是反映材料_的物理量。(4)特性：电阻率与_有关，而与导体的长度和横截面积_。金属材料的电阻率随温度升高而_，利用电阻率随温度
4、变化明显的金属制成_，利用电阻率几乎不受温度变化影响的合金制成_。但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小。当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零成为_。mRSl导电性能好差导体材料的温度无关增大电阻温度计标准电阻超导体判一判(1)导体的长度越大，电阻越大。()(2)金属的电阻率由材料和温度决定。()(3)导体的电阻由电压和电流决定。()(4)导体的电阻率由导体的长度和横截面积决定。()(5)电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻反映了导体对电流的阻碍作用。()思考辨析选一选如图所示，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
5、接线柱D以上都可以解析：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。选B。B想一想家用白炽灯泡的灯丝是由弹簧形状的钨丝制成的。下列三幅漫画生动地描绘了一位学生的经历，下图中坏的灯泡“比原来更亮”的原因是什么？解析：灯丝断了又重新搭接上，灯丝长度减小，由 RlS知，l 减小，R 减小，又由 PU2R，U 不变，R 减小，P 增大，所以灯泡变亮了。课内互动探究观察下面的图片，想一想导体电阻的大小与什么有关？提示：导体电阻的大小与导体的长度、截面积和材料的电阻率有关。1探究一 电阻定
6、律 RlS的理解和应用1公式 RlS中各物理量的意义(1)表示材料的电阻率，与材料和温度有关。(2)l 表示沿电流方向导体的长度。(3)S 表示垂直于电流方向导体的横截面积。如图所示，一长方体导体若通过电流 I1，则长度为 a，截面积为 bc；若通过电流 I2，则长度为 c，横截面积为 ab。2RUI 与 RlS的区别与联系两个公式区别联系RUIRlS是电阻的定义式，其电阻并不随电压、电流的变化而变化，只是可由该式算出线路中的电阻是电阻的决定式，其电阻的大小由导体的材料、横截面积、长度共同决定区别提供了一种测 R 的方法：只要测出 U、I 就可求出 R提供了一种测导体的 的方法：只要测出 R、
7、l、S就可求出 两个公式区别联系RUIRlS区别适用于纯电阻元件适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体联系RlS是对 RUI 的进一步的说明，即导体的电阻与 U 和 I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积。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()A11 B41 C81 D161解题指导：导线的长度和横截面积变化后，总体积并没有变化。D典例 1解析：金属导线原来的电阻为 RlS，拉长后：l2l，因为体积 VlS 不变，所以 SS2，RlS4lS4R。对折后：ll2，S2S，所以 RlSl/22
8、SR4，则 RR161。故选 D。对点训练1(2019吉林省实验中学高二上学期期末)欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。有一个长方体型的金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且abc。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻值最小的是()A解析：根据 RLS可判 RARBRCRD，故选项 A 正确。探究二 电阻和电阻率的区别和联系(1)导体的电阻率由什么来决定？(2)电阻率大，电阻一定大吗？电阻大，电阻率一定大吗？提示：(1)由导体材料和温度决定。(2)不一定；不一定。2电阻率与电阻的区别与联系物理量比较内容电阻率 电阻 R物理意义电阻率是反映材料导电性能的物理量电阻是反映导体对电
9、流的阻碍性能的物理量决定因素由导体的材料和温度决定，它与导体的长度和导体的横截面积无关，电阻率是“材料”的电阻率由导体的材料、长度、横截面积共同来决定，一般地说，不同的导体有不同的电阻，电阻是“导体”的电阻单位欧米(m)欧()关系RlS特别提醒：各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化。(1)金属的电阻率随温度的升高而增大。(2)半导体(热敏电阻)的电阻率随温度的升高而减小。关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是()D典例 2A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 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C将一根导线一分为二
10、，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，温度不是热力学温度零度解题指导：要正确理解电阻与电阻率的物理意义。解析：导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，它只与导体的几何形状和材料性质有关，与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，只与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，当温度降低到某一转变温度(大于0K)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。对点训练 2(多选)(2019陕西省南郑中学高二上学期期
11、中)下列说法正确的是()A据 RUI 可知，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不考虑温度对阻值的影响，通过导体的电流及加在导体两端的电压改变时导体的电阻不变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BD解析：导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，在温度不变时，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，故A错误B正确；材料的电阻率与导体的电阻、长度、横截面积无关，故C错误，D正确，故选BD。核心素养提升1原理利用改变连入电路的电阻丝的长
12、度改变电阻。2构造如图所示，A、B是绕在绝缘筒上的电阻丝的两个端点，电阻丝间相互绝缘，C、D是金属杆的两个端点，电阻丝上能够与滑片P接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能够把金属杆与电阻丝连接起来。滑动变阻器的原理与使用3在电路中的使用方法结构简图如图所示，要使滑动变阻器起限流作用时，正确的连接是接A与D(或C)及B与C(或D)，即“一上一下”；要使滑动变阻器起分压作用，要将AB全部接入电路，另外再选择A与C(或D)及B与C(或D)与负载相连，当滑片P移动时，负载将与AP间或BP间的不同长度的电阻丝并联，从而得到不同的电压。4滑动变阻器的两种接法的比较两种接法比较内容限流接法分压接法电路图(图
13、中 R 为负载电阻，R0 为滑动变阻器)两种接法比较内容限流接法分压接法闭合电键前滑片位置滑动触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大滑动触头在最左端，即开始时 R 上得到的电压为零负载两端的电压调节范围RR0RUU0U通过负载的电流调节范围UR0RUR0UR5.选用两种接法的原则。(1)当电压表或电流表的量程太小时，若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电压表或电流表的量程，必须采用分压式接法。(2)负载电阻的阻值R0远大于变阻器的总电阻R，须用分压式电路；(3)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，须用分压式电路；(4)负载电阻的阻值R0小于变阻器
14、总电阻R或相差不多，且电压电流变化不要求从零调起时，可采用限流接法；(5)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总功耗较小。如图所示为用伏安法测定一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：案 例(1)待测电阻Rx(约100)；(2)直流毫安表(量程020 mA，内阻50)；(3)直流电压表(量程03 V，内阻5 k)；(4)直流电源(输出电压6 V，内阻不计)；(5)滑动变阻器(阻值范围015，允许最大电流1 A)；(6)开关1个，导线若干。根据器材规格及实验要求，在本题的实物图上连线。解析：(1)先确定采用电流表内接电路还是外接电路，RxRA10050 2，不满足内接的要求。又R VRx 5103100 50，满足电流表外接的要求，则电流表应外接。(2)再确定变阻器是采用限流还是分压。若采用限流式，则滑动变阻器阻值达到最大时，电路中电流达到最小，I小ERxRRA611550A3.6102 A36 mA，已超过电流表量程，故必须采用滑动变阻器分压式电路。实验电路如图所示。实物连线见答案图。答案：