沪科版选修31 3.3探究电阻定律 学案.docx

学案3探究电阻定律目标定位 1.掌握用控制变量法探究电阻定律的实验方法，并能用电阻定律解决有关问题.2.掌握电阻的串联、并联和混联特点，熟练求解各种情况下电路的总电阻一、探究电阻定律1在电学实验中，移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻，这说明导体电阻跟什么因素有关？同是220 v的灯泡，灯丝越粗用起来越亮，说明导体电阻跟什么因素有关？电线常用铜丝制造而不用铁丝，说明导体电阻跟什么因素有关？2用多用电表分别测定下述导体的电阻，比较得出结论(1)长度不同、横截面积相同的两根锰铜导线，电阻与长度有什么关系？(2)长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金导线，电阻与横截面积有什么关系？(3)长度相同、横截面积也相同的锰铜导线和镍铬合金导线，电阻相同吗？ 要点总结1电阻定律(1)内容：对同种材料的导体而言，导体的电阻跟它的_成正比，跟它的_成反比(2)公式：r，式中是材料的电阻率，它与导体的_和温度有关，反映了材料的_性能2电阻率(1)概念：电阻率是反映导体_性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小_(2)单位是欧姆米，符号为_(3)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而_(可用于制造电阻温度计)半导体和绝缘体的电阻率随温度的升高而_(半导体的电阻率随温度变化较大，可用于制做热敏电阻)有些合金(如锰铜、镍铜)的电阻率几乎不受温度变化的影响(可用来制做_电阻)当温度降低到_附近时，某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体延伸思考白炽灯的灯丝断了，轻轻摇晃把断了的灯丝搭接上后，再接入电路时，会发现比原来更亮了，怎么解释这种现象？例1目前集成电路的集成度很高，要求里面的各种电子元件都微型化，集成度越高，电子元件越微型化、越小图1中r1和r2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，但r2的尺寸远远小于r1的尺寸通过两导体的电流方向如图所示，则关于这两个导体的电阻r1、r2关系的说法正确的是()图1ar1r2 br1r2cr1r2 d无法确定例2关于电阻率的说法中正确的是()a电阻率与导体的长度l和横截面积s有关b电阻率反映材料导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关c电阻率大的导体，电阻一定很大d有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作电阻温度计二、电阻的串联、并联1.如图2所示是两个电阻的串联电路请你利用欧姆定律和电压关系推导出r1、r2串联后的总电阻r总与r1、r2的关系假如n个电阻串联，总电阻多大？图22.如图3所示是两个电阻的并联电路请你利用欧姆定律和电流关系推导出r1、r2并联后的总电阻r总与r1、r2的关系假如n个电阻并联，总电阻多大？图3要点总结1串联电路的特点(1)i_，串联电路各处的电流_(2)u_，串联电路两端的总电压等于各部分电压_(3)r_，串联电路总电阻等于各部分电阻_(4)串联电路中各电阻两端的电压跟它的电阻成_，即有：_i.2并联电路的特点(1)i_，并联电路的总电流等于各支路电流_(2)u_，并联电路的总电压与各支路电压_(3)_，并联电路的总电阻的倒数等于各部分电阻的倒数_(4)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成_，即有关系式_3并联电路的总电阻_其中任一支路的电阻，且小于其中最小的电阻4多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大，电路总电阻也随之_延伸思考试证明：n个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的n分之一例3如图4所示的电路中，r18 ，r24 ，r36 ，r43 .图4(1)求电路中的总电阻(2)当加在电路两端的电压u42 v时，通过每个电阻的电流是多少？针对训练如图5所示的电路中，r12 ，r23 ，r34 .图5(1)电路的总电阻是多少？(2)若流过电阻r1的电流i13 a，则通过r2、r3的电流分别为多少？干路电流为多少？1(并联电路的特点)(多选)下列说法中正确的是()a一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零b并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻c并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大d并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小2(串联电路规律的应用)(多选)电阻r1、r2、r3串联在电路中已知r110 、r35 ，r1两端的电压为6 v，r2两端的电压为12 v，则()a电路中的电流为0.6 ab电阻r2的阻值为20 c三只电阻两端的总电压为21 vd电阻r3两端的电压为4 v3(电阻定律r的应用)一根粗细均匀的导线，当其两端电压为u时，通过的电流为i，若将此导线均匀拉长到原来的2倍时，电流仍为i，导线两端所加的电压变为()a. bu c2u d4u4(公式r的计算)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，电阻变为原来的多少倍？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多少？(设拉长与绞合时温度不变)5(电阻的串、并联)(多选)三个阻值都为r的电阻，它们任意连接、组合，得到的电阻值可能是()a0.5r b3r c1.5r d.r答案精析知识探究一、1长度横截面积 与导体的材料有关2(1)与长度成正比，长度越长，电阻越大(2)与横截面积成反比，横截面积越大，电阻越小(3)材料不同，电阻不同要点总结1(1)长度横截面积s(2)材料导电2(1)导电无关(2)m(3)增大减小标准绝对零度延伸思考灯丝断了又重新搭接上，灯丝长度变短，由r可知，l减小，r减小，根据p可知，u不变，r减小，p增大，所以灯泡变亮典型例题例1c设正方形导体表面的边长为a，厚度为d，材料的电阻率为，根据电阻定律得r，可见正方形电阻的阻值只和材料的电阻率及厚度有关，与导体的其他尺寸无关，选项c正确例2b电阻率反映材料导电能力的强弱，只与材料及温度有关，与导体的长度l和横截面积s无关，故a错，b对；由r知大，r不一定大，故c错；有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻，故d错二、1因为r1、r2两端的总电压u与r1、r2两端的电压u1、u2的关系为u总u1u2；又因通过各电阻的电流相等，根据欧姆定律u总ir总，u1ir1，u2ir2可得：r总r1r2若n个电阻串联：r总r1r2r3rn.2并联电路的总电流与各支路电流关系为i总i1i2，各支路两端电压相等，由欧姆定律i总，i1，i2所以有得：若n个电阻并联，则有：.要点总结1(1)i1i2i3in相等(2)u1u2u3un之和(3)r1r2r3rn之和(4)正比2(1)i1i2i3in之和(2)u1u2u3un相等(3)之和(4)反比i1r1i2r2inrnu3小于4增大延伸思考n个相同的电阻并联时，设每个电阻为r，有：，所以r总，即：n个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的n分之一典型例题例3(1)14 (2)1 a2 a解析电路连接的特点是r3、r4并联后再和r1、r2串联，可根据串、并联电路的特点求解总电阻和流过每个电阻的电流(1)r3、r4并联后电阻为r34，则r34 2 ，r1、r2和r34串联，总电阻rr1r2r3414 .(2)根据欧姆定律i得i a3 a.由于r1、r2串联在干路上，故通过r1、r2的电流都是3 a设通过r3、r4的电流为i3、i4，由并联电路的特点：i3i43 a，解得i31 a，i42 a.针对训练(1) (2)2 a1.5 a6.5 a解析(1)根据并联电路的特点电路中所以r总 (2)由于i1r1i2r2i3r3所以i22 ai31.5 a干路电流ii1i2i3(321.5) a6.5 a.达标检测1ab