人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用2 导体的电阻学案设计

导体的电阻

【学习目标】

一、知识与技能

1．理解电阻的大小跟那些因素有关，知道电阻定律。

2．了解电阻率的物理意义以及与温度的关系。

二、过程与方法

用控制变量法，探究导体电阻的决定因素，培养利用实验抽象概括出物理规律的能力。

三、情感态度与价值观

通过实验探究，体会学习的快乐。

【学习重点】

电阻定律的内容及其运用。

【学习难点】

电阻率的物理意义。

【学习过程】

一、新课学习

（一）电阻

1．引入目的：反映了_______________________________的大小。

2．度量方式：____________

3．决定因素：__________________。与______无关。

4．矢量标量：_________

5．单位：_________

1Ω=_________V/A

1MΩ=_________kΩ=_________Ω

6．测量方法：_________。

7．欧姆定律

导体中的电流跟导体两端的电压_________，跟导体的电阻_________。

表达式：_________。

（二）影响导体电阻的因素

1．实验：探究导体电阻与其影响因素的定量关系

猜想：

①_________

②_________

③_________

④_________

实验方法：_________

（1）实验器材：四段不同的金属导体，控制在________、________、________三个因素方面不同，任意两段只有________不同，b、a长度不同，c、a横截面积不同，d、a材料不同。其他器材还有________、电源、开关和导线若干。

（2）实验原理：四段导线串联，接通电源，用电压表分别测量其两端的电压，根据串联电路的________跟________正比，探究各段电阻与哪些因素有关。

（3）实验步骤：连接如图所示的电路；开关闭合前滑动变阻器滑片移到最________端，闭合开关；用电压表分别测量______________的电压，读出数据；改变滑片的位置可获得多组实验数据。

（4）数据处理：a、b两段比较电压与________的关系，a、c两段比较电压与________的关系，a、d两段比较电压与________的关系，得出实验结论。

2．逻辑推理：探究导体电阻与哪些因素有关

（1）分析导体电阻与它的长度的关系：在材料、横截面积相同的条件下，导体的电阻跟________成正比。

（2）分析导体电阻与它的横截面积的关系：在材料、长度相同的条件下，导体的电阻跟________成反比。

（3）探究导体的电阻还跟材料有关。

电阻定律：同种材料的导体，其电阻??与它的长度??___________，与它的横截面积??___________；导体电阻与构成它的___________有关。

决定式：___________

适用条件：____________________________________________。

（三）导体的电阻率

1．意义：反映材料______________________的物理量。

2．定义式：___________（??由材料和温度决定，与??、??无关!!!）

3．单位：___________

4．电阻率跟温度的关系：

（1）各种材料的电阻率一般都随______________的变化而变化。

（2）金属电阻率随温度升高而________。应用：____________。

（3）部分合金如锰铜、镍铜电阻率几乎不受温度的影响。应用：____________。

（4）半导体的电阻率随温度的升高而减小。应用：________________________。

（5）超导体：某些材料当温度降低到一定温度时，电阻率为________。

（四）导体的伏安特性曲线

导体A的伏安特性曲线为_________，_________表示导体的电阻，电阻在研究过程中__________________；

导体B的伏安特性曲线为_________，过原点的直线（割线）的斜率表示导体的电阻，电阻在研究过程中__________________。

三、思考与讨论

例题1．和是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，但的尺寸比小很多。通过两导体的电阻有什么关系？你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义？

由此可知导体的电阻与表面积_______，只与导体的_______有关。

例题2．有人说电阻是导体阻碍电流的性质，电阻率是由导体材料的性质决定的，所以电阻率越大，则电阻越大，对吗？为什么？

例题3．一段均匀导线对折两次后并联在电路中，测得其电阻为0.5Ω，导线原来的电阻多大？

例题4．甲乙两条铜导线质量之比M甲:M乙=4:1，长度之比为L甲:L乙=1:4，则其电阻之比R甲:R乙为（   ） 

A．1:1  B．1:16  C．64:1  D．1:64

四、巩固练习

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．材料的电阻率随温度变化而变化

2．一条粗细均匀的镍铬丝，截面直径为d，电阻为R。把它拉制成直径为d/10的均匀细丝后，它的电阻变为（    ）

A．R/1000     B．R/100

C．100R     D．10000R

3．有长度相同，质量相同，材料不同的金属导线A、B各一根。已知A的密度比B的大，A的电阻率比B的小。则A、B两根导线的电阻为（    ）

A．RA＞RB     B．RA＜RB      C．RA=RB    D．无法判断

4．关于导体和绝缘体的如下说法正确的是（    ）

A．超导体对电流的阻碍作用等于零

B．自由电子在导体中走向移动时仍受阻碍

C．绝缘体接在电路中仍有极微小电流通过

D．电阻值大的为绝缘体，电阻值小的为导体

5．甲导线长L截面直径为d，两端电压为U。同样材料的乙导线长2L，截面直径为2d，两端电压为2U，则甲、乙两导线中电流之比为______。

6．有一根粗细均匀的电阻丝，当两端加上2V电压时通过其中的电流为4A，现将电阻丝均匀地拉长，然后两端加上1V电压，这时通过它的电流为0.5A．由此可知，这根电阻丝已被均匀地拉长为原长的______倍。

7．在一根长l=5m，横截面积S=3.5×10-4m2的铜质导线两端加2.5×10-3V电压。已知铜的电阻率ρ=1.75×10-8Ω•m，则该导线中的电流多大？每秒通过导线某一横截面的电子数为多少？