《電阻定律》(修正版)

1、武勝中學武勝中學 吳建兵吳建兵學習目標：1.了解電阻定律，能用電阻定律進行有關計算2理解電阻率的概念及物理意義，了解電阻率與溫度的關系重點難點：電阻定律及其計算易錯問題：混淆電阻R與電阻率的物理意義一、影響導體電阻的因素1與導體電阻有關因素的測量方法(1)電阻絲橫截面積的測量把電阻絲緊密繞在一個圓柱形物體上(例如鉛筆)，用刻度尺測出多匝的 ，然后除以 ，得到電阻絲的直徑，進而計算出電阻絲的橫截面積，也可以使用螺旋測微器測出導線的直徑，然后利用面積公式求解。長度長度匝數匝數螺旋測微器的認識：螺旋測微器的認識： 轉動旋鈕使測微螺桿F與測砧A接觸時,可動刻度E的左邊緣應該與固定刻度B的0刻線重合.測

2、量時,如果導線剛好夾在A與F之間,那么可動刻度E的左邊緣在固定刻度B上指示的數據就是導線的直徑.不過,由于固定刻度的最小分度只有1 mm(多數螺旋測微器在B的刻度線上方還有一組刻線,間距也是1 mm,它們相當于0.5 mm的刻線),在B上直接讀數時只有毫米位的讀數是準確的,要想得到更精確的讀數,就要靠可動刻度E了. E D D每轉動一周就帶動F前進或后退0.5 mm,也就是說,精密螺紋的螺距是0.5 mm.因此,通過它們轉動的多少就能得知F前進或后退的多少,而這個數值就刻在可動刻度E上. 可動刻度E等分50等份,每旋轉1周E前進或后退的距離為0.5 mm,所以旋輪E每旋轉1個分度前進或后退的距

3、離為0.01 mm,在此基礎上估讀一位,即讀數可讀到0.001 mm,精確到0.01 mm,所以螺旋測微器又稱千分尺. (2)螺旋測微器的讀數螺旋測微器的讀數包括兩部分.一 大于0.5 mm的刻度值由主尺讀出,用m表示;二 小于0.5 mm的刻度值由旋輪(即可動刻度)讀出,用n表示,可動刻度要估讀一位,則螺旋測微器所測量的值為m+0.01 n,單位為毫米,如右下圖所示螺旋測微器的讀數應為(1.5+28.50.01)mm=1.785 mm.(2)電阻絲長度的測量把電阻絲拉直，用毫米刻度尺量出它的長度(3)電阻的測量連接適當的電路，測量電阻絲兩端的電壓U，通過電阻絲的電流I，由R計算得到。U/I2

4、實驗探究：(1)方案一：(實驗法)在長度、橫截面積、材料三個因素中，保持 因素不變，比較第三個因素對電阻的影響，這種方法叫控制變量法通過實驗發(fā)現(xiàn)：導體的電阻與長度成，與橫截面積成 ，還與材料有關。兩個兩個正比正比反比反比(2)方案二：(邏輯推理法)利用學過的電阻的串并聯(lián)知識進行邏輯推理探究導體的電阻與長度成，與橫截面積成 ，然后再通過實驗探究導體電阻與材料的關系。正比正比反比反比二、電阻定律1內容：同種材料的導體，其電阻R與它的長度l成 ，與它的橫截面積S成 ，導體的電阻還與構成它的材料有關即: 。2電阻率：上式中的是比例系數它與導體的材料有關，是表征材料 的物理量，在l、S一定的條件下，越大

5、，導體的電阻R ，叫做這種材料的電阻率單位是 。正比正比反比反比越大越大性質性質m3.電阻率與材料的關系：電阻率是反映材料導電能力強弱的物理量純金屬的電阻率 ，合金的電阻率；金屬的電阻率隨溫度的升高而 ，電阻 就是利用這一規(guī)律制成的，有些合金的電阻率影響，常用來制作電阻。較小較小較大較大增大增大溫度計溫度計幾乎不受溫度幾乎不受溫度標準標準1.為什么串聯(lián)電路的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都大，而并聯(lián)時的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都??？ 問題探究：2.滑動變阻器、電阻箱是通過改變什么來改變有效電阻值的？原因：電阻串聯(lián)等效于導體長度變長了，電阻并原因：電阻串聯(lián)等效于導體長度變長了，電阻并聯(lián)等效

6、于增大了導體的橫截面積。聯(lián)等效于增大了導體的橫截面積。原因：是通過改變接入電路的導體長度而改變電原因：是通過改變接入電路的導體長度而改變電阻的。阻的。三、電阻定律的理解1公式中各物理量的意義R 是導體電阻的決定式，其中為材料的電阻率，它與材料和溫度有關，公式中的l是沿電流方向的導體的長度，橫截面積S是垂直于電流方向的橫截面積。 如圖所示，一塊長方體鐵塊若通過電流I1，則長度為a，截面積為bc；若通過電流I2，則長度為c，截面積為ab.實際情況分析：實際情況分析：2的區(qū)別公式公式意義決定式定義式理解說明導體的電阻由、l、S決定，即與l成正比，與S成反比。提供了一種測導體電阻的方法伏安法不能認為R

7、與U成正比，與I成反比。適用范圍金屬導體任何導體 導體被拉伸或壓縮形變中，導體的橫截面積隨長度的變化而變化，但導體的總體積不變。即：橫截面積和長度的乘積不變！ 特別說明：特別說明：例例1:1:兩根完全相同的金屬導線兩根完全相同的金屬導線A A和和B,B,如果把其中的如果把其中的一根一根A A均勻拉長到原來的兩倍均勻拉長到原來的兩倍, ,把另一根導線對折把另一根導線對折后絞合起來后絞合起來, ,則它們的電阻之比為多少則它們的電阻之比為多少? ?答案答案:16:1:16:13.應用實例滑動變阻器(1)原理：利用改變連入電路的電阻絲的長度改變電阻。(2)構造：A、B是繞在絕緣筒上的電阻絲的兩個端點，

8、電阻絲間相互絕緣，C、D是金屬桿的兩個端點，電阻絲能夠與滑片P接觸的地方，絕緣漆已被刮去，使滑片P能夠把金屬桿與電阻絲連接起來四、對電阻率的理解1.物理意義電阻率是表征材料導電性質的物理量。在數值上等于長度為1m，面積為1 m2的某種材料導體的電阻值。2.決定因素(1)電阻率可以用 計算，但電阻率只與導體材料有關，與導體長度l、橫截面積S無關。(2)電阻率與溫度有關例如金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大；半導體材料的電阻率隨溫度的升高而減??；還有些材料電阻率幾乎不受溫度的影響，可制作標準電阻。(3)超導現(xiàn)象：當溫度降低到一定溫度時某些材料的電阻率突然減小到零的現(xiàn)象。例2：金屬鉑的電阻隨溫度變化

9、比較明顯,在下圖中,正確表示金屬鉑導體伏安特性曲線的是( )答案答案:C例3:下列說法中正確的是( )A.據 可知,當通過導體的電流強度不變,加在電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍時,導體的電阻也變?yōu)樵瓉淼?倍B.據 可知,通過導體的電流強度改變,加在電阻兩端的電壓也改變,但導體的電阻不變C.據 可知,導體的電阻率與導體的電阻和橫截面積的乘積RS成正比,與導體的長度l成反比D.導體的電阻率與導體的長度l 橫截面積S 導體的電阻R皆無關URIURIRSl答案答案:BD3.與電阻的區(qū)別物理量比較內容電阻率電阻R物理意義電阻率是反映材料導電性能的物理量電阻是反映導體對電流的阻礙性能的物理量決定因素由導體的

10、材料和溫度決定，它與導體的長度和導體的橫截面積無關，電阻率是“材料”的電阻率由導體的材料、長度、橫截面積共同來決定，一般地說，不同的導體有不同的電阻，電阻是“導體”的電阻單位歐米(m)歐()1.1.一根粗細均勻的導線一根粗細均勻的導線, ,當其兩端電壓為當其兩端電壓為U U時時, ,通過的電流是通過的電流是I,I,若將此導線均勻拉長到原來的若將此導線均勻拉長到原來的2 2倍時倍時, ,電流仍為電流仍為I,I,導線兩端導線兩端所加的電壓變?yōu)樗拥碾妷鹤優(yōu)? )( )A.U/2 B.UA.U/2 B.UC.2U D.4UC.2U D.4U鞏固練習：鞏固練習：:R2,4,D1,2.lSUIR解析 由

11、電阻定律可知當導線拉長到原來的 倍時截面面積為原來的則電阻為原來的 倍由歐姆定律可知 選項正確答案答案:D2.兩個用同種材料制成的均勻導體A B,其質量相同,當它們接入電壓相同的電路時,其電流之比IA:IB=1:4,則橫截面積之比SA:SB為( )A.1:2 B.2:1C.1:4 D.4:12222AB:,U,IR,R :R4:1.R,V1,111,.442,RABABABURIVlVSSSSSSRSSRS解析 由可知 在 一定時 與 成反比 即又根據電阻定律可知 當 一定時即有所以答案答案:A3.一根阻值為R的均勻電阻絲,在下列哪些情況中其阻值仍為R(設溫度不變)( )A.當長度不變,橫截面

12、積增大一倍時B.當橫截面積不變,長度增加一倍時C.長度和橫截面半徑都縮小一倍時D.長度和橫截面積都擴大一倍時:R,D.lS解析 根據電阻定律可知 只有電阻絲的長度和橫截面積都擴大一倍時電阻絲的電阻才能保持不變 故選答案答案:D4.關于導體 絕緣體和超導體,下列說法錯誤的是( )A.超導體對電流的阻礙作用幾乎為零B.電解液通電時,正負離子仍有阻礙作用C.絕緣體內也有自由電子,但很少D.絕緣體接入電路后,一定沒有電流通過解析:導體中存在大量的自由電子,絕緣體中也存在自由電子,但數目極少.絕緣體接入電路后,也有電流通過,但很小,可以近似看作零.答案:D5.一只白熾燈泡,正常發(fā)光時的電阻為121 ,當

13、這只燈泡停止發(fā)光一段時間后的電阻應是( )A.大于121 B.小于121 C.等于121 D.無法判斷解析:金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大,隨著溫度的降低而減小,故B選項正確.答案:B6.一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36 W與36 V,若把燈泡接到輸出電壓為18 V的電源兩端,則燈泡消耗的功率( )A.等于36 W B.小于36 W,大于9 WC.等于9 W D.小于9 W222:R,R36 ,18 V,36 ,18 V,36 ,9 W189,3,6B.URPUPWWR解析 白熾燈正常工作時的電阻由得當接入電壓時 假設燈泡的電阻也為則它消耗的功率但當燈泡接入電壓時 它的發(fā)熱功率減小

14、燈絲溫度較正常工作時溫度低 其電阻率較小 所以其電阻小于其實際功率大于故 正確答案答案:B7.如圖所示,兩個截面不同 長度相等的均勻銅棒接入電路,兩端電壓為U,則( )A.通過兩棒的電流相等B.兩棒的自由電子定向移動的平均速率相同C.兩棒內的電場強度不同,細棒內場強大D.細棒的電壓U1大于粗棒的電壓U2解析:設兩段銅棒,細端電阻為R1,粗端為R2,則R1R2.由于兩電阻串聯(lián),故電流相等I1=I2,U1U2,故A D正確.由知細棒內的場強E1大于粗棒內的場強E2,所以C正確.又由I=neSv可知,兩段銅棒I n e相同,而S1v2,所以B錯誤.UEd答案答案:ACD8.在橫截面積為在橫截面積為S

15、的粗細均勻的銅導體中流過恒定電流的粗細均勻的銅導體中流過恒定電流I,銅的銅的電阻率為電阻率為,電子的電荷量為電子的電荷量為e,則電子在銅導體中運動時受則電子在銅導體中運動時受到的電場作用力為到的電場作用力為( )A.0 B.Ie/SC.IS/e D.Ie/S:E,l,UE,l,B,.UElESII eIEFEelRSSS解析 設導體內部場強為導體長度為 則由所以所以電子受電場力故 正確答案答案:B9.一同學將變阻器與一只6 V,8 W的小燈泡L及開關S串聯(lián)后接在6 V的電源E上,當S閉合時,發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)亮.按右圖的接法,當滑片P向右滑動時,燈泡將( )A.變暗 B.變亮C.亮度不變 D.可能燒壞

16、燈泡解析:由題意可知滑動變阻器接入電路的電阻為PB段電阻,當滑片P向右滑動時,PB段電阻減小,電路中的電流增大,燈泡變亮,故B正確.答案:B10.10.如圖所示為將不同電壓加在一段金屬導體兩端如圖所示為將不同電壓加在一段金屬導體兩端, ,在溫度不在溫度不變的情況下所測得的變的情況下所測得的I-UI-U圖線圖線. .試根據圖線回答試根據圖線回答: :若將這段若將這段金屬導體在保持長度不變的前提下增大其橫截面積金屬導體在保持長度不變的前提下增大其橫截面積, ,則這則這段導體的電阻段導體的電阻( )( )A.等于4.0 B.大于2.0 C.小于2.0 D.等于2.0 解析:由圖像知R=2 ,若保持長度不變,增大橫截面積,則電阻要變小,故C正確.答案:C11.如下圖所示,一圈粗細均勻的導線長1 200 m,在兩端點A B間加上恒定電壓時,測得通過導線的電流為0.5 A.如剪去BC段,在A C兩端加同樣電壓時,通過導線的電流變?yōu)?.6 A,則剪去的BC段多長?12112112221122x120.55.0:ABR ,ACR .UI RI R ,AC1200 m1000 m,B.