沪科选修31 3.3　探究电阻定律 学案.doc

3.3探究电阻定律学 习 目 标知 识 脉 络1.学会探究导体电阻与材料、长度及横截面积的定量关系，理解科学的探究方法2知道电阻定律及其表达式，理解导体电阻率的概念(重点)3掌握电阻的串、并联的规律，了解电阻混联的研究方法(重点、难点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、电阻定律1实验探究：导体的电阻由多个因素决定，实验探究影响电阻的因素，要采用控制变量法(1)同种材料、同样的长度，测量不同粗细的导线的电阻，研究电阻与横截面积的关系；(2)同种材料、同样的粗细，测量不同长度的导线的电阻，研究电阻与长度的关系；(3)同样的长度、同样的粗细，测量不同材料导线的电阻，研究电阻与材料的关系2电阻定律(1)内容对同种材料的导体而言，导体的电阻与它的长度成正比，与它的横截面积s成反比；导体电阻与构成导体的材料有关(2)公式r.(3)符号意义l表示导体沿电流方向的长度，s表示垂直于电流方向的横截面积，是电阻率二、探究电阻的串联、并联和混联1串联电路、并联电路的特点串联电路并联电路电流各处电流相等，即ii1i2in总电流等于各支路电流之和，即ii1i2in电压总电压等于各部分电压之和，即uu1u2un各支路两端电压相等，即uu1u2un总电阻总电阻等于各部分电阻之和，即rr1r2rn总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和，即2.混联电路可以用等效电路的方法来处理如：图331基础自测1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)决定导体电阻的因素有两个，即长度和横截面积()(2)导体的电阻率大，导体的电阻一定大()(3)导体的电阻率与导体的长度和横截面积都有关系()(4)串联电路的总电阻大于电路中的每一个电阻()(5)并联电路的总电阻等于各支路电阻的倒数之和()(6)两并联电阻的电流与电阻成反比，两串联电阻的电压与电阻成正比()【提示】(1)决定电阻的因素是长度、横截面积、材料(2)电阻率大，电阻不一定大(3)电阻率只与导体的材料有关，与长度、横截面积无关(5)并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和2根据电阻定律，电阻率，对于在温度一定的某种金属导线来说，它的电阻率()a跟导线的电阻成正比b跟导线的横截面积成正比c跟导线的长度成反比d由所用金属材料本身性质决定d电阻率与导体的电阻、导体的长度和横截面积无关，只与导体本身的性质有关3两根完全相同的金属丝甲和乙，长度均为l，横截面积均为s，将乙拉长为原来的两倍后，将两根金属丝串联在同一电路中，甲、乙金属丝两端的电压之比为()【导学号：69682149】a12b21c14d41c乙拉长为原来的2倍时，截面积减小为原来的一半，由r可知，电阻变为原来的4倍；两电阻串联时，电压之比等于电阻之比，故电压之比为14，故选c.4三个电阻的阻值之比为r1r2r3125，并联后接入电路，则通过三个支路电流的比值为()a125b521c1052d2510c三个电阻并联，电压相等，设为u，由欧姆定律得i，所以i1i2i31052，c对，a、b、d错合 作 探 究攻 重 难电阻定律的理解和应用1公式中各物理量的意义r是导体电阻的决定式，其中为材料的电阻率，它与材料和温度有关，公式中的l是沿电流方向的导体的长度，横截面积s是垂直于电流方向的横截面积2应用电阻定律解题时应注意的几个问题(1)同一段导线的拉伸或压缩的形变中，导线的横截面积随长度而发生变化，但导线的总体积不变，即vslsl，这是隐含条件，也是解题的关键(2)应用电阻定律解题时，要注意适用条件：公式r适用于粗细均匀的金属导体(3)应用电阻定律解题时，若温度变化，应注意电阻率随温度而发生的变化，并由此引起的电阻变化如图332所示为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、或、接入电路时，导体的电阻分别为r1、r2，则r1r2为()图332al1l2bl2l1 cll dll思路点拨：当端点、接入电路时，导体接入电路的长度为l1，横截面积s1l2h.当端点、接入电路时，导体接入电路的长度为l2，横截面积s2l1h.c设电阻板厚度为h，由电阻定律有r1，r2，所以r1r2ll，故c正确公式r的应用技巧(1)公式r中的l是沿电流方向的导体长度，s是垂直电流方向的横截面积(2)一定几何形状的导体电阻的大小与接入电路的具体方式有关，在应用公式r求电阻时要注意导体长度和横截面积的确定(3)一定形状的几何导体当长度和横截面积发生变化时，导体的电阻率不变，体积不变，由vsl可知l和s成反比，这是解决此类电阻变化问题的关键针对训练1一段长为l、电阻为r的均匀电阻丝，把它拉成3l长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为()a. b3rc.drd根据r可知，原电阻丝被拉长3倍后的总阻值为9r，再切成三段后每段的阻值为3r，把它们并联后的阻值为r，故选项d正确2如图333所示，r1和r2是材料相同、厚度相同、表面均为正方形的导体，r1边长为2l，r2边长为l，若r1的阻值为8 ，则r2的阻值为() 【导学号：69682150】图333a4 b8 c16 d64 b设导体材料厚度为h，根据电阻定律r得r18 ，r28 ，b正确串、并联电路及混联电路1串、并联电路中总电阻r总的比较比较串联电路的总电阻r总并联电路的总电阻r总不同点n个相同电阻r串联，总电阻r总nrn个相同电阻r并联，总电阻r总r总大于任一电阻阻值r总小于任一电阻阻值一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻相同点多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小2混联电路的简化技巧(1)在电路中连接电阻的导线其电阻一般看作零，因此其长度可以任意伸长或缩短，形状可任意改变，若题目中明确给出导线具有电阻(如很长的输电导线)，则应在等效电路图中画出等效电阻(2)电路中的电压表和电流表有电阻对电路会有影响，应把电表的电阻当作电路的一部分，画在等效电路中，若题目不要求考虑电表对电路的影响，即把电压表和电流表看作是理想电表(rv，ra0)，即画等效电路时，电压表两端视作断路，电流表两端可视作短路，可直接用导线代替(3)电路中含有电容器的电路，在直流电路中，当电路达稳定状态时，可看作电容断路，则可将电容器及所含支路一同去掉由4个电阻连接成的混联电路如图334所示r18 ，r24 ，r36 ，r43 .图334(1)求a、d之间的总电阻(2)如果把42 v的电压加在a、d两端，通过每个电阻的电流是多少？思路点拨：电路连接方式为r3与r4并联，再与r1、r2串联【解析】(1)由图可知rcd 2 ，故rad8 4 2 14 .(2)由欧姆定律知i a3 a，此即通过r1、r2的电流设通过r3、r4的电流分别为i3、i4，则由并联电路电压相等，有i3r3i4r4，即6i33i4，而i3i43 a，解得i31 a，i42 a.【答案】(1)14 (2)3 a3 a1 a2 a串、并联电路的分析技巧(1)计算时首先要分清电路的串、并联关系(2)如果是混联电路，可以把部分电路进行等效，把整体电路简化为串联电路或并联电路(3)串联电路具有分压作用，并联电路具有分流作用(4)分析串联电路要从电流处处相等入手，分析并联电路要从各支路电压都相等入手针对训练3如图335所示电路，电压u保持不变，当开关s断开时，理想电流表a的示数为0.6 a，当开关s闭合时，理想电流表的示数为0.9 a，则两电阻阻值之比r1r2为() 【导学号：69682151】图335a12b21c23d32a当开关s断开时，u0.6 ar1；当s闭合时：u0.9 a.联立解得：r1r212，选项a正确4如图336所示电路中，电阻r1、r2、r3的阻值相等，电池的电阻不计那么开关s接通后流过r2的电流是s接通前的()图336a. b. c. d.b设电池提供的电压为u，每个电阻的阻值为r.s接通前，通过r2的电流i.s接通后，通过r2的电流i，b项正确当 堂 达 标固 双 基1关于电阻和电阻率的下列说法中正确的是()【导学号：69682152】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由可知， r，c材料的电阻率随温度的升高而增大d对某一确定的导体，当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它的电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大d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；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选项正确2有三根电阻丝，它们的长度、横截面积、电阻率分别如下表所示：电阻电阻丝长度横截面积电阻率r1ls2r2l2sr32ls2则阻值最大的电阻丝是()ar1br2cr3d三根电阻丝的阻值一样大c根据电阻定律r知，r3的电阻最大3如图337所示电路，电源电压u不变，开关s断开和闭合时电流表示数之比是13，则可知电阻r1和r2之比为()图337a13 b12 c21 d31c开关闭合时电路中只有电阻r2，根据欧姆定律可得：i，开关断开时电路中两电阻串联，根据欧姆定律可得，i，则，解得r1r221，选项c正确4.如图338所示，电阻