《2017-2018学年高中物理 第二章 电路 第一节 探究决定导线电阻的因素教学案 粤教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中物理 第二章 电路 第一节 探究决定导线电阻的因素教学案 粤教版选修3-1（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节 探究决定导线电阻的因素1.导体的电阻与导体的横截面积、长度、材料、温度等有关。探究影响电阻的因素用控制变量法。2电阻定律的表达式R是电阻的决定式，公式R是电阻的定义式。3电阻率是反映材料导电性能的物理量，其大小与材料和温度均有关。一、电阻定律的实验探究1相关因素的测量方法(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宽度，然后除以圈数，得到电阻丝的直径，进而计算出电阻丝的横截面积；或用螺旋测微器测出电阻丝的直径，进而得到电阻丝的横截面积。(2)电阻丝长度的测量把电阻丝拉直，用刻度尺量出它的长度。(3)电阻的测量连接适当的电路，测量电阻丝两端的
2、电压U和通过电阻丝的电流I，由R计算得到电阻。2实验探究图211(1)实验目的：探究导体电阻与长度、横截面积、材料的关系。(2)实验方法：控制变量法。(3)实验电路：如图211所示。(4)实验过程在材料、横截面积相同的条件下，在A、B间分别接入不同长度的导线，测量并比较A、B间的电阻值。在长度、材料相同的条件下，在A、B间分别并联接入不同根数的导线，测量并比较A、B间的电阻值。在长度、横截面积相同的条件下，在A、B间分别接入不同材料的导线，测量并比较A、B间的电阻值。(5)结论：在材料、横截面积相同的条件下，导体的电阻与长度成正比；在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成反比；导体的电
3、阻还与材料有关。二、电阻定律及电阻率1电阻定律(1)内容：实验表明，均匀导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比，这就是电阻定律。(2)公式：R，式中是比例常量，反映材料对导体电阻的影响。2电阻率(1)物理意义：电阻率是反映导体导电性能的物理量，与导体的形状、大小无关，它的单位是欧姆米，国际符号是m。(2)电阻率与温度的关系：实验表明，材料的电阻率随温度的变化而改变，金属的电阻率随温度的升高而增大。有些合金如锰铜合金和镍铜合金的电阻率受温度的影响很小，可用来制作标准电阻。1自主思考判一判(1)同种材料做成的电阻丝，只要长度越大，电阻就越大。()(2)金属导线拉伸后其阻值发生变化，
4、是由导线长度和横截面积变化引起的。()(3)把一段导线分成等长的两段，每段的电阻率变为原来的。()(4)电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大。()(5)有些合金的电阻率受温度的影响很小，可以制作金属热温度计。()2合作探究议一议(1)本节探究实验中用电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上，用刻度尺测量多匝的宽度，再除以匝数，得到电阻丝的直径，这样操作比直接用刻度尺测量电阻丝的直径有什么优点？提示：用刻度尺直接测量电阻丝的直径误差太大，利用累积法测量电阻丝的直径，可以大大减小测量的误差。(2)电阻率小表示导体的电阻一定小吗？提示：电阻率是反映材料导电性能的物理量，它与导体的长度和横截面积无关，只与导体的
5、材料和温度有关，电阻率小表示该材料导电性能好，但用其制作的导体的电阻并不一定小，因为导体的电阻不仅取决于电阻率，还取决于导体的长度和横截面积。(3)电阻率与导体的长度、粗细及形状有关吗？提示：电阻率是反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的长度、粗细和形状无关。探究决定导线电阻的因素1电流表的内接法、外接法类别内接法外接法电路图误差分析电流表示数IAIR电压表示数UVURUA误差来源于电流表的分压作用电压表示数UVUR电流表示数IAIRIV误差来源于电压表的分流作用R测RRAR即测量结果偏大R测R即测量结果偏小选用条件RRA时选用该电路RRV时选用该电路2螺旋测微器 (1)螺旋
6、测微器(如图212所示)是一种测量长度的仪器，又叫千分尺，用它测量长度可以精确到0.01 mm。图212(2)读数方法测量值固定刻度B上的整毫米数0.5 mm(判断半刻度是否露出，未露出时为0)0.01 mm可动刻度上对齐的格数(估读)。1.图213是滑动变阻器的示意图，下列说法中正确的是()图213Aa和b串联接入电路时，P向右移动电流增大Bb和d串联接入电路时，P向右移动电流减小Cb和c串联接入电路时，P向右移动电流减小Da和c串联接入电路时，P向右移动电流减小解析：选D滑动变阻器有分压和限流两种接法，此题是限流接法，在限流时接入的两个接线柱为上面一个，下面一个，故A错误；当下端接b时向右
7、移动，电阻变小，电流变大，故 B、C 错误；当下端接a时向右移动，电阻变大，电流变小，故D 正确。2分别用图214所示的(a)、(b)两种电路测量同一未知电阻的阻值。图(a)中两表的示数分别为3 V、4 mA，图(b)中两表的示数分别为4 V、3.9 mA，则待测电阻Rx的真实值为()图214A略小于1 kB略小于750 C略大于1 k D略大于750 解析：选D先判断采用的测量方法，由于在两种不同的接法中电压表的示数变化大，说明测量的是小电阻，这样电流表分压较大，所以采用图(a)进行测量比较准确。图(a)中测量值为R测750 ，较真实值偏小。故D项正确。3.用螺旋测微器(千分尺)测小球直径，
8、示数如图215所示，这时读出的数值是_，单位是_。图215解析：主尺读数为8.000 mm，半毫米刻度线未露出，无读数。再从可动刻度上读出整刻度数0.460 mm，千分位估读数为0.008 mm。三者读数相加即得小球的直径：(8.0000.4600.008)mm8.468 mm。(8.467 mm8.469 mm都对)答案：8.468 (8.467 8.469) mm电阻定律的理解及应用1对电阻定律的理解 (1)公式R是导体电阻的决定式，图216中所示为一块长方体铁块，若通过电流I1，则R1；若通过电流I2，则R2。导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，是由导体本身性质决定的。图 216(2)适
9、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与R的比较RR区别意义电阻定律的表达式，也是电阻的决定式电阻的定义式，R与U、I无关作用提供了测定电阻率的一种方法R提供了测定电阻的一种方法伏安法适用范围适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体纯电阻元件联系R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、长度和横截面积典例两根完全相同的金属裸导线A和B，如果把导线A均匀拉伸到原来的2倍，电阻为RA，导线B对折起来，电阻为RB，然后分别加上相同的电压，求：导线A和B的电阻值之比。思路点拨导体的电阻由、l、S共同
10、决定，在同一段导体的拉伸或压缩形变中，导体的横截面积、长度都变，但总体积不变，电阻率不变。解析导线的形状改变后，其总体积不变，电阻率也不变。设导线A和B原来的长度为l，横截面积为S，电阻为R，则lA2l，SA，lB，SB2S。由电阻定律表达式得：R，则RARB161。答案161应用电阻定律解题时找准l、S是关键。若导体的长度拉伸为原来的n倍，因导体的体积不变，横截面积减为原来的，由电阻定律知电阻变为原来的n2倍；若导体长度压缩为原来的(相当对折为等长的n根)，横截面积变为原来的n倍，则电阻变为原来的倍。 1学习完电阻的概念和电阻定律后，你认为下列说法正确的是()A由R可知，导体的电阻与导体两端
11、电压成正比，与流过导体的电流成反比B由R可知，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比C由可知，导体的电阻率与导体的横截面积成正比，与导体的长度成反比D导体的电阻率只由材料的种类决定，跟温度无关解析：选B导体的电阻由导体本身的性质决定，与电压和电流无关，故A错误；导体的电阻由导体本身的性质决定，由R可知，导体的电阻与长度l、电阻率均成正比，与横截面积S成反比，故B正确；电阻率由材料和温度决定，与导体的长度以及横截面积无关，故C、D错误。2.如图217所示，把一个长方体铜柱的ab端、cd端、ef端分别接入电路，铜的电阻率为，计算接入电路中的电阻各是多大。图217解析：根据电阻定律R可
12、以算出接入电路中的电阻。由图可以看出，当接入点不同时，导体的长度和横截面积是不一样的。当接入a、b端时，电阻Rab当接入c、d端时，电阻Rcd当接入e、f端时，电阻Ref。答案：见解析电阻率的理解1电阻率大小与温度的关系(1)金属的电阻率随温度升高而增大。(2)绝缘体和半导体的电阻率随温度升高而减小，并且变化不是线性的。(3)有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻。(4)当温度降到273 附近时，有些材料的电阻率突然减小到零成为超导体。2电阻率与电阻的比较电阻率电阻R描述的对象材料导体意义反映材料导电性能的好坏反映导体对电流的阻碍作用的大小决定因素由材料和温度决
13、定由材料、温度、导体的长度和横截面积共同决定单位欧米(m)欧()联系大，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1下列关于电阻率的叙述，错误的是()A当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零B常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的C材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度D通常情况下，材料的电阻率会随温度变化而变化解析：选C当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零，故A正确；铝、铜的电阻率较小，故常用的导线是用铝、铜材料做成的，故B正确；材料的电阻率取决于导体的材料，和温度有关，与导体的电阻、横截面积和长度无关，故C错误，D正确。2关于材料的电阻
14、率，下列说法正确的是()A把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的B材料的电阻率随温度的升高而增大C纯金属的电阻率通常较合金的电阻率小D电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大解析：选C电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、横截面积无关，A错误；金属材料的电阻率随温度升高而增大，而半导体材料则相反，所以B错误；合金的电阻率通常比纯金属的电阻率大，C正确；电阻率大表明材料的导电性能差，不能表明对电流的阻碍作用一定大，因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量，而电阻除跟电阻率有关外还跟导体的长度、横截面积有关，所以D错误。3(多选)下列说法中正确的是()A由R可知，电阻与电压、电流都有关系B由R可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系C各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而减小D所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零解析：选BD导体电阻的大
