山东省新泰市汶城中学高中物理《电阻定律》学案 新人教版选修31.doc

山东省新泰市汶城中学高二物理电阻定律学案 人教版选修3-1自主体验一、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(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)探究导体的电阻跟材料的关系二、导体的电阻1导体的电阻：同种材料的导体，其电阻r跟它的长度l成_比，跟它的横截面积s成_比；导体的电阻还与构成它的材料有关公式：_，为材料的_，反映材料导电能力的强弱，单位为m.2电阻率跟温度的关系：各种材料的电阻率一般都随_的变化而变化金属的电阻率随温度的升高而_，有些合金如锰铜、镍铜合金，电阻率几乎不受温度变化的影响.知识探究要点一： 滑动变阻器的使用方法1原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度来改变电阻2构造：如图263所示是滑动变阻器的原理图ab是一根纯金属杆，其电阻可视为零cd是电阻较大、长度较长的电阻丝，p是滑片，能将ab杆与电阻丝cd连通若将ab直接接入电路当中，其电阻为零；若将cd直接接入电路中，电阻是整个电阻丝的电阻；正确的连接方法是接a与d或b与c或a与c或b与d，即“一上一下”如接a与d，连入电路的电阻就是dp部分，当p滑到a端时电阻最大3滑动变阻器的缺点：不能显示连入电路中的电阻的具体阻值而实验室中的另一常用变阻器件变阻箱却能显示电阻的值要点二：电阻的相关问题1导体电阻的微观解释：导体内除了有大量能自由移动的自由电荷以外，还有不能自由移动的其它粒子当导体建立起电场以后，自由电荷在静电力的作用下定向移动，形成电流，如金属导体，自由电子定向移动按理说，这些自由移动的电子应做加速运动，速度越来越快，但是自由电子在移动过程中，不可避免地要与金属正离子发生碰撞，这一碰撞使电子的定向移动速率减慢，而使金属正离子的热振动加剧，从而使电势能转化为内能(即所谓的电流的热效应)这种碰撞阻碍了自由电子的定向运动电阻就是表示这种阻碍作用的物理量 .1.总结反思2对电阻定律的理解：电阻定律是一个实验定律，是通过实验总结出来的，使用时应注意以下几点：(1)导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，由导体本身的因素决定(2)电阻率反映了导体材料导电性能的好坏，决定于材料和温度对金属导体，温度升高，增大；对半导体和绝缘体，温度升高，减小；对锰铜合金和镍铜合金温度变化，几乎不变(3)公式r只适用于柱形金属导体(4)由r变形可得r可求得导体材料的电阻率，但是该电阻及电阻率是这种材料在某一特定温度下的电阻及电阻率，因为电阻率随温度变化而变化.要点三：金属电阻率与温度有什么关系？实验表明，纯金属的电阻率随温度的变化与纯金属电阻一样，也比较有规律当温度的变化范围不大时，电阻率与温度之间近似地存在着如下的线性关系：0(1at)式中表示温度为t时的电阻率，0表示0时的电阻率不同材料的a是不同的在室温时，金属导体的电阻率约为108106 m，绝缘体的电阻率一般为1081018 m，半导体材料的电阻率介于两者之间，为105106 m.绝缘体和半导体的电阻率除了大小与金属导体差别很大外，它们随温度变化的规律也与金属导体不相同一般都随温度的升高而急剧减小，而且变化也不是线性的要点四：如何对比r和r？题型二、电阻和电阻率的理解【例2】 关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是()a导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时，才具有电阻b由r可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比c将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一d某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象发生超导现象时，温度不为绝对零度题型三、电阻定律的常规考查【例3】一根阻值为r的均匀电阻丝，在下列哪些情况中其阻值仍为r (设温度不变)()a当长度不变，横截面积增大一倍时 b当横截面积不变，长度增加一倍时c当长度和横截面半径都缩小一倍时 d当长度和横截面积都扩大一倍时拓展探究1：把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中，甲电阻丝长l，直径为d，乙电阻丝长2l，直径为2d.要使它们消耗的电功率相等，加在两电阻丝上的电压比u甲u乙应是()a11b21c.2d.1题型四、电阻定律的实验考查【例4】 某同学想要了解导线在质量相同时，电阻与截面积的关系，选取了材料相同、质量相等的5卷导线，进行了如下实验：(1)该同学经实验测量及相关计算得到如下数据：电阻r/121.050.023.910.03.1导线直径d/mm0.8010.9991.2011.4941.998导线截面积s/mm20.5040.7841.1331.7533.135 .2.请你根据以上数据判断，该种导线的电阻r与截面积s是否满足反比关系？(若满足反比关系，请说明理由；若不满足，请写出r与s应满足的关系)(2)若导线的电阻率5.1107 m，则表中阻值为3.1 的导线长度l_ m(结果保留两位有效数字)拓展探究2：图1为用伏安法测量电阻的原理图图中为电压表，内阻为4 000 ； 为电流表，内阻为50 .e为电源，r为电阻箱，rx为待测电阻，s为开关(1)当开关闭合后电压表读数u1.6 v，电流表读数i2.0 ma.若将rx作为测量值，所得结果的百分误差是_(2)若将电流表改为内接开关闭合后，重新测得电压表读数和电流表读数，仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值，这时结果的百分误差是_(百分误差100%)课堂达标1.关于电阻率，下列说法正确的是()a电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好b各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率一般随温度升高而增大c所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零d某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常用它们制作标准电阻2有、两根不同材料的电阻丝，长度之比为l1l215，横截面积之比为s1s223，电阻之比为r1r225，外加电压之比为u1u212，则它们的电阻率之比为()a23 b43 c34 d833如图右所示，均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边长为l1，ad边长为l2，当端点、和、分别接入电路时，rr是()al1l2 bl2l1 cll dll4一根粗细均匀的金属裸导线，若把它均匀拉长为原来的3倍，电阻变为原来的_倍若将它截成等长的三段再绞合成一根，它的电阻变为原来的_(设拉长与绞合时温度不变)课后达标1.如图2所示，a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱，现把此变阻器串联接入电路中，并要求滑片p向接线柱c移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是()aa和b ba和c cb和c db和d2下列说法正确的是()a超导体对电流的阻碍作用几乎等于零b金属电阻率随温度的升高而增大c用来制作标准电阻的锰铜和镍铜的电阻率不随温度的变化而变化d半导体材料的电阻率随温度的升高而增大3如图3所示的电路中，a、b、c分别表示理想电流表或电压表，它们的示数以安或伏为单位当电键s闭合后，a、b、c三表示数分别为1、2、3时，灯l1、l2正好均正常发光已知灯l1、l2的额定功率之比为31，则可判断()aa、b、c均为电流表 ba、b、c均为电压表cb为电流表，a、c为电压表 db为电压表，a、c为电流表4.一同学将变阻器与一个6 v的电源、68 w的小灯泡l及开关s串联后接在6 v的电源e上，当s闭合时，发现灯泡发光按图4的接法，当滑片p向右滑动时，灯泡将()a变暗 b变亮c亮度不变 d可能烧坏灯泡 .3.5白炽灯接在220 v电源上能正常发光，将其接在一可调电压的电源上，总结反思使电压从0 v逐渐增大到220 v，则下列说法正确的是()a电流将逐渐变大b电流将逐渐变小c每增加1 v电压而引起的电流变化量是相同的d每增加1 v电压而引起的电流变化量是减小的6.图5是将滑动变阻器用作分压器的电路，a、b为分压器的输出端，电源电压u恒定，若把变阻器的滑片放在变阻器的中间，下列判断正确的是()aab间不接负载时输出电压uabb当ab间接上负载r时，输出电压uabc负载电阻r越大，uab越接近d接上负载后要使uab，则滑片p应向下移动7.如图6所示，表示用不同电压加在一段金属导体两端，在温度不变的情况下测得电流的图象，试根据图象分析：若将这段金属导体在保持长度不变的前提下增大其横截面积，则这段导体的iu线这时符合下列哪种情况()二、计算实验题8如图7所示，p是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为l，直径为d，镀膜的厚度为d.管两端有导电金属