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《导体的电阻》教案

核心素养点击

物理观念

(1)体会物理概念及规律的建立过程，理解电阻的定义。

(2)了解电阻率的物理意义及其与温度的关系。

科学思维

体会物理学中控制变量的研究方法。

科学探究

(1)通过实验探究，了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。

(2)引导学生观察实验现象，对数据进行分析思考，通过查找资料、交流讨论，初步了解超导现象及其应用。

(3)设计实验探究影响导体电阻的因素，同时学习电流表的内外接法、滑动变阻器分压及限流接法对电路的影响。

科学态度与责任

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。

eq\a\vs4\al(一、电阻)

1．填一填

(1)定义：导体两端的电压与导体中电流之比。

(2)定义式：R＝eq\f(U,I)。

(3)物理意义：反映导体对电流阻碍作用的物理量。

(4)导体的U-I图像(图11.2-1)

图11.2-1

①同一导体的U-I图像是一条过原点的直线。

②图像的斜率反映了导体电阻的大小。

(5)影响导体电阻的因素

①探究电路，如图11.2-2所示。

图11.2-2

②探究原理

a、b、c、d是四条不同的金属导体，串联连接在电路中，电流大小相同，各导体两端的电压与电阻之比都相等。

③探究思路：在长度、横截面积和材料三个因素中，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同，比较b、c、d与a的电阻关系。

④探究结果：导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体的材料也有关。

2．判断

(1)由R＝eq\f(U,I)可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比。(×)

(2)导体的电阻仅由导体的长度和横截面积两个因素决定。(×)

(3)导体的U-I图线的斜率表示导体的电阻。(√)

3．想一想

在“研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系”实验中，有没有测量导体的电阻？如何确定电阻关系的？

提示：没有测量导体的电阻，由于四段导体是串联的，每段导体两端的电压与它们的电阻成正比，因此测量导体电阻之比就转化为相应的电压之比。

eq\a\vs4\al(二、导体的电阻率)

1．填一填

(1)电阻定律的内容：同种材料的导体，其电阻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。

(2)表达式：R＝ρeq\f(l,S)。

(3)电阻率

①物理意义：表征导体材料的导电特性。

②相关因素：与导体的材料和导体的温度有关。

③超导现象：一些金属在温度特别低时电阻可以降到0的现象。

2．判断

(1)导体的长度越大，电阻一定也越大。(×)

(2)导体的电阻率由材料和温度共同决定。(√)

(3)金属的电阻率随温度的升高而增大。(√)

3．想一想

由影响导体电阻的因素分析为什么几个电阻串联，总电阻增大，几个电阻并联总电阻减小？

提示：几个电阻串联相当于增大了导体的长度，几个电阻并联相当于增大了导体的横截面积。

eq\a\vs4\al(主题探究?一?)eq\a\vs4\al(对电阻的理解)

[问题驱动]

现有两个导体A和B，利用如图11.2-3所示的电路分别测量A和B的电压和电流，测得的实验数据见下表。

U/V

0

2.0

4.0

6.0

8.0

导体A

I/A

0

0.20

0.42

0.60

0.78

导体B

I/A

0

0.13

0.26

0.40

0.54

图11.2-3

(1)在坐标系中，用纵轴表示电压U、用横轴表示电流I，分别将A和B的数据在如图11.2-4所示的坐标系中描点，并作出U-I图线。

图11.2-4

提示：U-I图线如图所示。

?2?对导体A?或导体B?来说，电流与它两端的电压有什么关系？U与I的比值怎样？

提示：对导体A?或导体B?，电流与它两端的电压成正比，导体A?或导体B?的电压与电流的比值是个定值，但导体A和B电压与电流的比值不相等。

?3?对导体A、B，在电压U相同时，谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？

提示：电压相同时，B的电流小，说明B对电流的阻碍作用大。

【重难释解】

1．R＝eq\f(U,I)是电阻的定义式，比值表示一段导体对电流的阻碍作用，对给定的导体，它的电阻是一定的，与导体两端是否加电压，导体中是否有电流无关。

2．I＝eq\f(U,R)是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比，常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流，适用条件是金属或电解质溶液导电(纯电阻电路)。

eq\a\vs4\al(典例1)(多选)已知两个导体的电阻之比R1∶R2＝2∶1，那么()

A．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝2∶1

B．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝1∶2

C．若导体中电流相等，则U1∶U2＝2∶1

D．若导体中电流相等，则