物理必修 第三册第2节 电阻学案

这是一份物理必修 第三册第2节 电阻学案，共5页。学案主要包含了判断正误，实验探究，探究结果，重点关注等内容，欢迎下载使用。

1. 理解电阻的概念，熟练运用伏安法测量电阻．(重点)
2．掌握电阻定律，熟练运用公式R＝eq \f(ρl,S)进行有关计算．(重点)
3. 能叙述电阻率的意义，能说出金属导体、半导体材料的电阻率随温度的变化规律，了解电阻率和温度有关。( 难点)
4.了解电阻在实际上的应用
知 识 点1. 电阻
1．电阻定义：导线对电流的阻碍作用，叫做电阻．若测出导线两端的电压U和导线中的电流I，则R＝eq \f(U,I).
2．伏安法：用电压表测出导线两端的电压U，用电流表测出导线中的电流I，代入公式R＝eq \f(U,I)来求导线电阻的方法，叫做伏安法．该方法提供了测量电阻的方法.
3.单位：国际单位制中电阻的单位为Ω. 1MΩ=103KΩ=106Ω.
知 识 点2、电阻定律
1．电阻定律的内容
导体的电阻R跟导体的长度l成正比，跟导体的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关．
2.表达式：R＝ρeq \f(l,S).
知 识 点3、电阻率
1.意义：反映材料导电性能的物理量．
2.公式：ρ＝eq \f(RS,l).
3.单位：欧姆·米，符号Ω·m.
4.决定因素：电阻率与温度和材料有关．
5.变化规律：金属材料的电阻率一般随温度的升高而增大，但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小，并且变化也不是线性的．
知 识 点4. 身 边 的 电 阻
1．电位器：一种阻值可变的电阻，常用于收音机的音量调节或台灯的亮度调节．
2．标准电阻：阻值几乎不受温度的影响，常用合金材料制作．
3．电阻温度计：阻值随温度变化较大，常用金属(如铜)制作．
【判断正误】
1．导线越长，其电阻一定越大．电阻率也一定越大 (×)
2．导线越细，其电阻一定越大．电阻率也一定越大.(×)
3．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体其电阻越大．(×)
4. 电阻率反映材料导电性能的好坏，与导体的长度、横截面积无关。(√)
5．任何导电材料的电阻率都是随温度的升高而增大．(×)
6．用来制作标准电阻的锰铜和镍铜合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化．(√)
合 作 探 究·
【实验探究】:用控制变量法探究电阻的决定因素
如图所示，将不同导线接入A、B两点间进行测量．
探讨1：相同材料、相同横截面积，电阻与长度的关系？
探讨2：相同材料、相同长度，电阻与横截面积的关系？
探讨3：相同长度、相同横截面积的不同材料电阻相同吗？
【探究结果】
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，还与导体的材料有关
【重点关注】
1.应用R＝eq \f(ρl,S)的两点注意
(1)公式R＝ρeq \f(l,S)只适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液．
(2)计算出来的电阻是某一特定温度下的电阻，因为电阻率ρ随温度而变．
2.公式R＝eq \f(U,I)和R＝ρeq \f(l,S)的比较
例1．关于电阻和电阻率的下列说法中正确的是( )
A．把一根均匀导线分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半
B．由ρ＝eq \f(RS,l)可知，ρ∝R，ρ∝eq \f(1,l)
C．材料的电阻率随温度的升高而增大
D．对于某一确定的导体，当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大
【解析】 导体的电阻率由材料本身决定，并随温度的变化而变化，但并不都是随温度的升高而增大，则A、B、C错误．若导体温度升高时，电阻增大，又不考虑体积和形状的变化，其原因就是电阻率随温度的升高而增大，则D正确．
【答案】 D
例2．如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U­I图线如图乙所示，当U＝10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？
甲 乙
【解析】 由图题乙可求得电解液的电阻为
R＝eq \f(U,I)＝eq \f(10,5×10－3) Ω＝2 000 Ω
由图甲可知电解液长为：l＝a＝1 m
截面积为：S＝bc＝0.02 m2
结合电阻定律R＝ρeq \f(l,S)
得ρ＝eq \f( RS,l)＝eq \f(2 000×0.02,1) Ω·m＝40 Ω·m.
【答案】 40 Ω·m
1．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc，当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比RAB∶RCD为( )
A．1∶4 B．1∶2 C．2∶1 D．4∶1
【解析】 设沿AB方向横截面积为S1，沿CD方向横截面积为S2，则有eq \f(S1,S2)＝eq \f(lbc,lab)＝eq \f(1,2)，AB接入电路时电阻为R1＝ρeq \f(lab,S1)，CD接入电路时电阻为R2＝ρeq \f(lbc,S2)，则有eq \f(R1,R2)＝eq \f(S2,S1)·eq \f(lab,lbc)＝eq \f(4,1)，所以D正确．
【答案】 D
2．(多选)下列说法中正确的是( )
A．据R＝U/I可知，当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．据R＝U/I可知，通过导体的电流改变时，加在电阻两端的电压也改变，但导体的电阻不变
C．据ρ＝RS/l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均无关
【解析】 本题主要考查了电阻的决定因素和电阻率的决定因素．导体的电阻是由导体本身的性质决定的，其决定式为R＝ρl/S，而R＝U/I为电阻的定义式．电阻率是导体材料本身的属性，与导体的形状、长短无关．
【答案】 BD
3.. (多选)滑动变阻器的原理如图所示，则下列说法中正确的是()
A.若将a、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值增大
B.若将a、d两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值减小
C.若将b、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值增大
D.若将a、b两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值不变
【答案】AD
4．金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，下列I­U图象中能表示金属铂电阻情况的图象是( )
【解析】在I­U图象中，图象的斜率表示电阻的倒数，由于铂的电阻率随温度的升高而变大，故I­U图象中图线的斜率应减小．因此能反映金属铂电阻情况的图象为C.
【答案】 C
5．两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多少？
【解析】 金属导线原来的电阻为R＝ρeq \f(l,S)，拉长后：l′＝2l，因为体积V＝lS不变，所以S′＝eq \f(S,2)，R′＝ρeq \f(l′,S′)＝4ρeq \f(l,S)＝4R.对折后：l″＝eq \f(l,2)，S″＝2S，所以R″＝ρeq \f(l″,S″)＝ρ·eq \f(l/2,2S)＝eq \f(R,4)，则R′∶R″＝16∶1.
【答案】 16∶1两个公式
R＝eq \f(U,I)
R＝ρeq \f(l,S)
区别
电阻的定义式
电阻的决定式
提供了一种测R的方法
提供了一种测导体电阻率ρ的方法
适用任何导体
适用金属导体
联系
R＝ρeq \f(l,S)是对R＝eq \f(U,I)的进一步说明，即导体与U和I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积