2024_2025学年新教材高中物理第十一章电路及其应用第2节导体的电阻学案新人教版必修第三册.docVIP

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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,体会物理学中限制变量的探讨方法。

3.视察试验现象,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分,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。它是依据欧姆定律规定的,假如某段导体两端的电压是1V,通过的电流是1A,这段导体的电阻就是1Ω。?

二、影响导体电阻的因素、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=ρ

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Ω·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,进行试验。

数据记录

U/V

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

I/A

U-I图像

结论:

(一)试验探究

[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]如何验证这些揣测是否正确?探究试验怎样设计。

[设定试验]

A.在猜想的基础上,设计试验电路图。

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.对数据进行分析,找出R与材料、长度、横截面积的关系。

导体

a

b

c

d

长度

l

2l

l

l

横截面积

S

S

2S

S

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=ρ

式中ρ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ρ:

(1)电阻率是反映材料导电性能的物理量,大小由导体材料确定,与温度有关。

(2)单位:欧姆·米(Ω·m)

(三)金属的电阻率与温度的关系

[提出问题]电阻率ρ由材料性质确定,与l、S无关,那么l、S和材料肯定的电阻,在任何状况下阻值都肯定吗?

[例题展示]

【例题1】一段匀称导线对折两次后并联在一起,测得其电阻为0.5Ω,导线原来的电阻多大?若把这根导线的一半匀称拉长为原来的三倍,另一半不变,其电阻是原来的多少倍?

[变式训练1]一根匀称电阻丝阻值为R,在以下哪些状况下,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,厚薄匀称的矩形金属片,边长ab=2bc,当A与B之间接入的电压为U时,电流为1A,若C与D间接入的电压为U时,其电流为()

A.0.25A B.2A C.0.5A D.4A

[变式训练2]如图所示,某一用同一材料制成的导体的形态为长方体,其长、宽、高之比为a∶b∶c=5∶3∶2。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R1∶R2等于 ()

A.5∶2 B.2∶5 C.25∶4 D.4∶25

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,通过导体的电流变更,加在电阻两端的电压也变更,但导体的电阻不变

C.据ρ=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