2020-2021學(xué)年高中物理第3章恒定電流第2節(jié)電阻學(xué)案魯科版3-1

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第2節(jié)電阻［學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道電阻定律，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。(科學(xué)思想）2.理解電阻率的看法。（物理看法)3.認(rèn)識(shí)身邊的電阻，知道滑動(dòng)變阻器的原理及其在電路中的應(yīng)用。(科學(xué)態(tài)度與責(zé)任)一、研究影響導(dǎo)線電阻的因素1．電阻：導(dǎo)線對(duì)電流的阻攔作用。2．電阻的測(cè)量——伏安法（1)原理：用電壓表測(cè)出導(dǎo)線兩端的電壓U，用電流表測(cè)出導(dǎo)線U中經(jīng)過(guò)的電流I，代入公式R＝I求出導(dǎo)線的電阻.（2）電路圖（以下列圖)3．研究影響導(dǎo)線電阻的因素1）合理猜想:影響導(dǎo)線電阻R的因素有導(dǎo)線的長(zhǎng)度l、橫截面積S和資料.2）研究方法：控制變量法。-1-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精（3）研究過(guò)程①保持資料和S不變，研究R與l的關(guān)系，結(jié)論：電阻大小與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比。②保持資料和l不變，研究R與S的關(guān)系，結(jié)論：電阻大小與導(dǎo)體的橫截面積成反比.③保持l和S不變，研究R與資料的關(guān)系，結(jié)論：不同樣的資料電阻不同樣.二、電阻定律1．內(nèi)容:導(dǎo)體的電阻R與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l成正比，與導(dǎo)體的橫截面積S成反比,還與導(dǎo)體的資料有關(guān)。2．公式：R＝ρ錯(cuò)誤!，式中ρ稱為資料的電阻率。3．電阻率(1)意義：反響資料導(dǎo)電性能的物理量，電阻率越小,資料的導(dǎo)電性能越強(qiáng)。（2）單位:歐姆·米，符號(hào)：Ω·m。(3）決定因素：由導(dǎo)體的資料決定。(4）影響因素：金屬資料的電阻率一般會(huì)隨溫度的高升而增大；但絕緣體和半導(dǎo)體的電阻率卻隨溫度的高升而減小.-2-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精三、身邊的電阻1．有些合金資料(如錳銅合金）的溫度系數(shù)很小，表示電阻幾乎不受溫度的影響，這種資料可用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。2．某些金屬資料（如銅)的溫度系數(shù)相對(duì)大一些，可用來(lái)制作電阻溫度計(jì).3．半導(dǎo)體資料用來(lái)作熱敏電阻、光敏電阻、用于自動(dòng)控制。4．電阻的種類：固定電阻、可調(diào)電阻(滑動(dòng)變阻器、電位器等)、敏感電阻等。1．思慮判斷（正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)導(dǎo)線越長(zhǎng)，其電阻必然越大。(×）[提示]由R＝ρ錯(cuò)誤!可知，導(dǎo)體電阻取決于ρ、l、S三個(gè)因素。（2）電阻率是反響資料導(dǎo)電性能利害的物理量,電阻率越大的導(dǎo)體其電阻越大。(×)[提示]同(1）。（3)任何導(dǎo)電資料的電阻率都是隨溫度的高升而增大。（×）［提示]半導(dǎo)體資料的電阻率隨溫度高升而減小.（4）用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻的錳銅和鎳銅合金的電阻率幾乎不隨溫度的變化而變化。（√)-3-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2．（多項(xiàng)選擇)以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是（)．導(dǎo)體的電阻和導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與經(jīng)過(guò)導(dǎo)體的電流成反比B．導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體自己的物理性質(zhì)決定,和導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)體中的電流大小沒(méi)關(guān)C．關(guān)于確定的導(dǎo)體，其兩端的電壓和經(jīng)過(guò)它的電流的比值等于它的電阻值．必然的電流流過(guò)導(dǎo)體，電阻越大，其電壓降越大BCD［導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體自己的性質(zhì)決定的，與其兩端的電壓和經(jīng)過(guò)它的電流沒(méi)關(guān)。關(guān)于確定的導(dǎo)體，其兩端的電壓和經(jīng)過(guò)導(dǎo)體的電流成正比,即U＝IR。]3．以下關(guān)于電阻率的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（)A．電阻率ρ與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l和橫截面積S有關(guān)B．電阻率表征了資料的導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱，由導(dǎo)體的資料決定,且與溫度有關(guān)C．電阻率大的導(dǎo)體，電阻必然很大D．有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響,可用來(lái)制成電阻溫度計(jì)-4-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精[電阻率反響資料導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱,只與資料及溫度有關(guān)，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積沒(méi)關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；由R＝ρ錯(cuò)誤!知，ρ大,R不用然大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻，而不能夠制成電阻溫度計(jì)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］對(duì)電阻定律的理解公式R＝錯(cuò)誤!和R＝ρ錯(cuò)誤!的比較兩個(gè)公R＝錯(cuò)誤!R＝ρ錯(cuò)誤!式電阻的定義式電阻的決定式供應(yīng)了一種測(cè)R的方供應(yīng)了一種測(cè)導(dǎo)體電阻率ρ的方差異法法適用任何導(dǎo)體適用金屬導(dǎo)體類比:E＝錯(cuò)誤!，C＝錯(cuò)誤!類比:E＝k錯(cuò)誤!,C＝錯(cuò)誤!R＝ρ錯(cuò)誤!是對(duì)R＝錯(cuò)誤!的進(jìn)一步說(shuō)明,即導(dǎo)體的電阻與U和聯(lián)系沒(méi)關(guān)，而是取決于導(dǎo)體自己的資料、長(zhǎng)度和橫截面積【例1】一根均勻?qū)Ь€,現(xiàn)將它均勻拉長(zhǎng)，使導(dǎo)線的直徑減小為-5-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精原來(lái)的一半，此時(shí)它的阻值為64Ω,則導(dǎo)線原來(lái)的電阻值為(）A．128ΩB．32ΩC．4ΩD．2Ωl思路點(diǎn)撥:①電阻計(jì)算要用R＝ρ。S②一根導(dǎo)線整體積V＝l·S不變。［一根均勻?qū)Ь€，現(xiàn)將它均勻拉長(zhǎng),使導(dǎo)線的直徑減小為原來(lái)的一半,則橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的錯(cuò)誤!，由于導(dǎo)線的體積不變，則長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，依照電阻定律lR＝ρ，可知電阻變?yōu)樵瓉?lái)的16S倍，因此導(dǎo)線原來(lái)的電阻為4Ω，選項(xiàng)C正確.]上例中若原有導(dǎo)線的電阻為R，將其對(duì)折后，其電阻變?yōu)槎嗌伲縖剖析]由于導(dǎo)線體積不變，對(duì)折后長(zhǎng)度l′＝錯(cuò)誤!,橫截面積S′2S由公式R＝ρ錯(cuò)誤!可知，R′＝ρ錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!R。［答案］錯(cuò)誤!R公式R＝ρ錯(cuò)誤!的應(yīng)用策略-6-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精(1)公式R＝ρ錯(cuò)誤!中的l是沿電流方向的導(dǎo)體長(zhǎng)度，S是垂直電流方向的橫截面積。(2）必然形狀的幾何導(dǎo)體，當(dāng)長(zhǎng)度和橫截面積發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體的電阻率不變,體積不變,由V＝Sl可知l和S成反比,①當(dāng)長(zhǎng)度拉伸為原來(lái)n倍，橫截面積S是原來(lái)的錯(cuò)誤!，電阻是原來(lái)的n2倍。②當(dāng)長(zhǎng)度壓縮為原來(lái)的錯(cuò)誤!，橫截面積S是原來(lái)的n倍，電阻是原來(lái)的錯(cuò)誤!。錯(cuò)誤!1．以下列圖，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)ab＝2bc，當(dāng)將A與B接入電路或?qū)與D接入電路中時(shí)電阻之比RAB∶RCD為（)A．1∶4B．1∶2C．2∶1D．4∶1[設(shè)沿AB方向橫截面積為S1，沿CD方向橫截面積為S2,則有錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!，AB接入電路時(shí)電阻為R1＝ρ錯(cuò)誤!，CD接入電路時(shí)電阻為R2＝ρ錯(cuò)誤!，則有錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!·錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!,因此D正確。]電阻和電阻率的比較1.電阻率是一個(gè)反響導(dǎo)體資料導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體資料本-7-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精身的屬性,與導(dǎo)體的形狀、大小沒(méi)關(guān).2．電阻率與溫度的關(guān)系及應(yīng)用(1）金屬的電阻率隨溫度的高升而增大，可用于制作電阻溫度計(jì)。2）半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的高升而減小，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的變化較大，可用于制作熱敏電阻.(3)有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。3．電阻R與電阻率ρ的比較物理量電阻R電阻率ρ物理意反響導(dǎo)體對(duì)電流阻攔作用的反響資料導(dǎo)電性能的利害,ρ義大小，R越大，阻攔作用越大越大,導(dǎo)電性能越差決定因由資料、溫度和導(dǎo)體形狀決定由資料、溫度決定，與導(dǎo)體素形狀沒(méi)關(guān)單位歐姆（Ω）歐姆·米（Ω·m）差異ρ大,R不用然大，導(dǎo)體對(duì)電流的阻攔作用不用然大；R大，ρ不用然大,導(dǎo)電性能不用然差【例2】以下關(guān)于電阻及電阻率的說(shuō)法中，正確的選項(xiàng)是()．導(dǎo)體對(duì)電流的阻攔作用叫作導(dǎo)體的電阻，因此，只有導(dǎo)體中-8-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精有電流經(jīng)過(guò)時(shí)導(dǎo)體才擁有電阻B．由R＝錯(cuò)誤!可知，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與流過(guò)導(dǎo)體的電流成反比C．將一根導(dǎo)線從中間一分為二,則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來(lái)的二分之一．某些金屬、合金的電阻率隨溫度降低會(huì)突然減小為零，這種現(xiàn)象叫作超導(dǎo)現(xiàn)象D［導(dǎo)體對(duì)電流的阻攔作用叫作導(dǎo)體的電阻，它只與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積和資料有關(guān)，與導(dǎo)體中可否有電流經(jīng)過(guò)及電流的大小均沒(méi)關(guān)；電阻率的大小和導(dǎo)體的幾何形狀沒(méi)關(guān)，只與資料的性質(zhì)和溫度有關(guān)，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤.一般金屬、合金的電阻率隨溫度升高而增大，隨溫度降低而減小，當(dāng)溫度降低到某一溫度（大于0K）時(shí),某些金屬、合金的電阻率會(huì)突然減小為零,這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象，選項(xiàng)D正確。］電阻與電阻率的兩個(gè)“不用然”（1）電阻率越大，資料的導(dǎo)電性能越差，但用這種資料制成的-9-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精電阻不用然大，決定電阻大小的因素和決定電阻率大小的因素是不同的。2）導(dǎo)體的電阻越大，說(shuō)明導(dǎo)體對(duì)電流的阻攔作用越大，導(dǎo)體的電阻率不用然越大。錯(cuò)誤!2．關(guān)于電阻和電阻率的以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( )．把一根均勻?qū)Ь€均分成等長(zhǎng)的兩段，則每部分的電阻、電阻率均變?yōu)樵瓉?lái)的一半B．由ρ＝錯(cuò)誤!可知，ρ∝R，ρ∝錯(cuò)誤!C．資料的電阻率隨溫度的高升而增大D．對(duì)某一確定的導(dǎo)體當(dāng)溫度高升時(shí),若不計(jì)導(dǎo)體的體積和形狀變化，發(fā)現(xiàn)它的電阻增大，說(shuō)明該導(dǎo)體資料的電阻率隨溫度的高升而增大[導(dǎo)體的電阻率由資料自己決定，并隨溫度的變化而變化，但其實(shí)不都是隨溫度的高升而增大，則A、B、C錯(cuò)。若導(dǎo)體溫度高升時(shí)，電阻增大，又不考慮體積和形狀的變化,其原因就是電阻率隨溫度的高升而增大產(chǎn)生的，則D選項(xiàng)正確。]導(dǎo)體的伏安特點(diǎn)曲線-10-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精1.伏安特點(diǎn)曲線:用縱坐標(biāo)表示電流I，用橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫出的導(dǎo)體的I。U圖象叫作導(dǎo)體的伏安特點(diǎn)曲線。2．線性元件：伏安特點(diǎn)曲線是一條直線；歐姆定律適用的元件，如金屬導(dǎo)體、電解液導(dǎo)體。3．非線性元件：伏安特點(diǎn)曲線是一條曲線；歐姆定律不適用的元件，如氣態(tài)導(dǎo)體(日光燈、霓虹燈管中的氣體等)和半導(dǎo)體元件。4．I。U曲線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，而U。I曲線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻.【例3】（多項(xiàng)選擇)兩個(gè)電阻R1、R2的伏安特點(diǎn)曲線以下列圖，由圖可知(）A．R1為線性元件，R2為非線性元件B．R1的電阻R1＝tan45°＝1ΩC．R2的電阻隨電壓的增大而減小D．當(dāng)U＝1V時(shí)，R2的電阻等于R1的電阻AD[由題圖可知R1的伏安特點(diǎn)曲線為過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線,故R1為線性元件，R2的伏安特點(diǎn)曲線為曲線，故R2是非線性元件,A正確；R1的電阻不等于tan45°,應(yīng)為U與I的比值，大小為2Ω,B錯(cuò)-11-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精誤；R2為非線性元件，電阻大小仍等于某一時(shí)刻U與I的比值，D正確;由題圖可知R2的電阻隨電壓的增大而增大，故C錯(cuò)誤。］伏安特點(diǎn)曲線應(yīng)用技巧（1)線性元件的圖線為一條過(guò)原點(diǎn)傾斜的直線，斜率為定值k＝錯(cuò)誤!.（2）非線性元件的圖線為一條曲線，在不同樣狀態(tài)時(shí)比值不同樣，U但在每個(gè)電壓下依舊有R＝I，只但是隨著U、I的改變,R的值不同樣。（3)伏安特點(diǎn)曲線中，斜率k≠tanα(α為圖線的斜角）。錯(cuò)誤!3．(多項(xiàng)選擇)小燈泡通電后，其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大B．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝錯(cuò)誤!C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝錯(cuò)誤!D．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積-12-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精ABD[由圖象可知，經(jīng)過(guò)燈泡的電流隨兩端電壓的增大而增大，且U＞I，因電阻是指對(duì)電流的阻攔作用，故隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大，否則U和I的變化倍數(shù)相等，故A正確；由U1圖象可知，P點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓為U1,電流為I2,則燈泡的電阻R＝I2，故B正確，C錯(cuò)誤；因P＝UI，因此圖象中矩形PQOM所圍的面積為對(duì)應(yīng)P點(diǎn)小燈泡的實(shí)質(zhì)功率，故D正確.]課堂小結(jié)知識(shí)脈絡(luò)個(gè)看法-—電阻和電阻率個(gè)公式-—R＝ρ錯(cuò)誤!種方法——伏安法和控制變量法種曲線—-伏安特點(diǎn)曲線1．關(guān)于金屬的電阻率,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（)A．純金屬的電阻率小，合金的電阻率較大,絕緣體的電阻率最大-13-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精B．純金屬的電阻率隨溫度的高升而減小，絕緣體的電阻率隨溫度的高升而增大C．合金的電阻率隨溫度的高升而減?。娮杪实拇笮≈浑S溫度的變化而變化，與資料沒(méi)關(guān)A[由不同樣種類金屬的電阻特點(diǎn)知A對(duì)。純金屬的電阻率隨溫度的高升而增大,而合金的電阻率隨溫度的高升增加量很小或不變,B、C錯(cuò)。電阻率除與溫度有關(guān)外，還與資料有關(guān)，D錯(cuò)。］2．在以下列圖電路中,AB為粗細(xì)均勻、長(zhǎng)為L(zhǎng)的電阻絲，以A、B上各點(diǎn)相對(duì)A點(diǎn)的電壓為縱坐標(biāo)，各點(diǎn)離A點(diǎn)的距離x為橫坐標(biāo),則U隨x變化的圖線應(yīng)為(）ABCD［由U＝IRx＝錯(cuò)誤!·錯(cuò)誤!x＝錯(cuò)誤!x,其中E、L均為定值，故U與x成正比。A項(xiàng)正確。]3．一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線，當(dāng)其兩端電壓為U時(shí),經(jīng)過(guò)的電流是I,若將此導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍時(shí)，電流仍為I,導(dǎo)線兩端所加的電壓變?yōu)?）-14-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精A．錯(cuò)誤!B．UC．2UD．4U［導(dǎo)線原來(lái)的電阻為R＝ρ錯(cuò)誤!，拉長(zhǎng)后長(zhǎng)度變?yōu)?l,橫截面積變?yōu)殄e(cuò)誤!,因此R′＝ρ錯(cuò)誤!＝ρ錯(cuò)誤!＝4R。導(dǎo)線原來(lái)兩端的電壓為U＝IR，拉長(zhǎng)后為U′＝IR′＝4IR＝4U，D正確。]4．（多項(xiàng)選擇）某導(dǎo)體