1、第2节导体的电阻学习目标1.体会物理概念及规律的建立过程,理解电阻的定义。2.通过探究导体电阻与材料、长度及横截面积的定量关系,体会物理学中控制变量的研究方法。3.观察实验现象,了解电阻率的物理意义及其与温度的关系。通过查找资料,初步了解超导现象及其应用。4.能由伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别,体会电阻率在科技、生活中的应用。自主预习一、电阻1.物理意义:反映了导体对电流的阻碍作用。2.定义:导体两端的电压与流过的电流的比值。3.定义式:R=4.单位:国际单位,简称,符号。它是根据欧姆定律规定的,如果某段导体两端的电压是1 V,通过的电流是1 A,这段导体的电阻就是1 。二、影响导体
2、电阻的因素、导体的电阻率1.同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成,与它的横截面积S成;导体的电阻还与构成它的材料有关。2.关系式:R=3.电阻率:电阻率反映了材料的导电性能,与导体的和等因素有关,电阻率越大,说明导体的导电性能越。单位,符号m。三、导体的伏安特性曲线1.导体的伏安特性曲线:用横坐标表示,用纵坐标表示,这样画出的I-U图像叫作导体的伏安特性曲线。2.线性元件:伏安特性曲线是一条,电流I与电压U成正比,具有这种伏安特性的电学元件叫作线性元件,欧姆定律可适用,例如金属和电解质溶液。3.非线性元件:伏安特性曲线是的电学元件,电流I与电压U不成正比,欧姆定律不适用,例如气态导体和半导体
3、元件。课堂探究情境设问给定一个导体,如何测量它的电阻?请设计出电路图,进行实验。数据记录U/V0.51.01.52.02.53.0I/AU-I图像结论:(一)实验探究提出问题导体长度、横截面积、材料的种类会影响电阻大小,请同学们猜一猜,这些因素与电阻大小的关系?提出问题如何验证这些猜测是否正确?探究实验怎样设计。设定实验A.在猜想的基础上,设计实验电路图。B.a、b、c、d是四条不同的金属导体。导体b、c、d在长度、横截面积、材料三个因素方面,分别只有一个因素与导体a不同。b电阻丝的长度是a的2倍;C电阻丝的横截面积是a的2倍,d电阻丝与a的材料不同。C.依次对四条金属导体的电阻进行测量。D.
4、对数据进行分析,找出R与材料、长度、横截面积的关系。导体abcd长度l2lll横截面积SS2SS电阻(二)电阻定律1.内容:同种材料的导体的电阻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。这就是电阻定律。2.公式:R=式中是比例常数,它与导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率。3.电阻率:(1)电阻率是反映材料导电性能的物理量,大小由导体材料决定,与温度有关。(2)单位:欧姆米(m)(三)金属的电阻率与温度的关系提出问题电阻率由材料性质决定,与l、S无关,那么l、S和材料一定的电阻,在任何情况下阻值都一定吗?例题展示【例题1】一段均匀导
5、线对折两次后并联在一起,测得其电阻为0.5 ,导线原来的电阻多大?若把这根导线的一半均匀拉长为原来的三倍,另一半不变,其电阻是原来的多少倍?变式训练1一根均匀电阻丝阻值为R,在以下哪些情况下,阻值仍为R()A.长度变为一半,横截面积增大一倍时B.横截面积变为一半,长度变为二倍时C.长度和横截面积都变为原来的二倍时D.直径变为一半,长度变为原来的一半时【例题2】如图所示,厚薄均匀的矩形金属片,边长ab=2bc,当A与B之间接入的电压为U时,电流为1 A,若C与D间接入的电压为U时,其电流为()A.0.25 AB.2 AC.0.5 AD.4 A变式训练2如图所示,某一用同一材料制成的导体的形状为长
6、方体,其长、宽、高之比为abc=532。在此导体的上、下、左、右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4。电流通过1、2接线柱时导体的电阻为R1,电流通过3、4接线柱时导体的电阻为R2,则R1R2等于()A.52B.25C.254D.425课堂练习1.下列说法正确的是()A.据R=可知,导体的电阻与加在电阻两端的电压成正比B.据R=可知,通过导体的电流改变,加在电阻两端的电压也改变,但导体的电阻不变C.据=可知,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及材料皆无关2.同一半圆形金属片,如图所示,从不同方向
7、测量其电阻,(1)Ra、Rb是否相等?(2)如果不等,Ra、Rb谁大?Ra、Rb比值是多少?核心素养专练3.如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线,下列判断正确的是()A.a代表的电阻丝较粗B.b代表的电阻丝较粗C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D.图线表示电阻丝的阻值与电压成正比4.一根粗细均匀的导线,当其两端电压为U时,通过的电流是I,若将此导线均匀拉长到原来的2倍时,电流仍为I,导线两端所加的电压变为()A.B.UC.2UD.4U参考答案自主预习一、4.欧姆欧二、1.正比反比3.材料温度差欧姆米三、1.电压U电流I2.过原点的直线3.曲线课
8、堂探究略【例题1】例题分析:一段导线对折两次后,变成四段相同的导线,并联后的总电阻为0.5 ,设每段导线的电阻为R,则=0.5 ,R=2 ,所以导线原来的电阻为4R=8 。若把这根导线的一半均匀拉长为原来的3倍,则这一半的电阻变为4 9=36 ,另一半的电阻为4 ,所以拉长后的总电阻为40 ,是原来的5倍。例题解答:8 5倍变式训练1C【例题2】例题分析:根据电阻定律R=,可得RAB=,RCD=RAB因为当A与B之间接入的电压为U时,电流为1 A,即=1 A所以C与D间接入的电压为U时,其电流为=4 A因此A、B、C错误,D正确。例题解答:D变式训练2D课堂练习1.B2.(1)不等(2)Rb大14核心素养专练3.B4.D