内容正文:
第6节 导体的电阻
学习目标
练法指导
1.了解影响电阻大小的因素。
2.掌握电阻定律,能利用电阻定律进行相关的计算。
3.理解电阻率的物理意义,知道金属导体电阻率随温度变化的规律。
1.用控制变量法探究导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系,并牢记公式R=ρ,熟练解答问题。
2.练习中加强电阻率的理解,影响电阻率的因素:一是导体材料;二是温度。
3.亲历“测量金属电阻率”的实验过程,学会分析实验电路,会选择合适的器材,正确分析误差。
——— 课/ 前/ 预/ 习·轻/ 松/ 搞/ 定 ———
要点辨析
1.实验时应先测量金属丝的长度,再将它接入电路 (×)
2.伏安法测量金属丝电阻(阻值较小)时,采用电流表外接法误差较小(√)[来源:Z+xx+k.Com]
3.一根粗细均匀的导线对折后接入电路,其电阻减小到原来的 (×)
4.金属导体的电阻随温度的升高而增大 (√)
5.电阻率反映了材料导电性能的好坏,ρ大,导电性能好(×)
预习自检
1.(多选)下列说法中正确的是( )
A.据R=U/I可知,当通过导体的电流不变时,加在电阻两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻也变为原来的2倍
B.据R=U/I可知,通过导体的电流改变,加在电阻两端的电压也改变,但导体的电阻不变
C.据ρ=RS/l可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体的长度l成反比
D.导体的电阻率与导体的长度l,横截面积S、导体的电阻R皆无关
解析 本题主要考查了电阻的决定因素和电阻率的决定因素。导体的电阻是由导体本身的性质决定的,其决定式为R=ρl/S,而R=U/I为电阻的定义式,所以选项A是不对的,选项B是正确的,而ρ=RS/l仅是导体电阻率的定义式,电阻率与式中的各物理量均无关,所以选项C是不对的,选项D是正确的。
答案 BD
2.一根阻值为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.长度和横截面半径都缩小一倍时
D.长度和横截面积都扩大一倍时
解析 根据电阻定律R=ρ可知,当电阻丝的长度和横截面积都扩大一倍时,电阻丝的电阻能保持不变,故选项D对。
答案 D
3.我们做电学实验时经常用到电阻箱,关于电阻箱内的电阻是由什么材料制成的,以下猜测可能正确的是( )
A.纯银 B.纯铜
C.石墨 D.某些金属的合金
解析 电阻箱内的电阻阻值适中,要由电阻率较大的材料制成,纯银纯铜的电阻率太小,而石墨的电阻率太大,只有某些金属的合金才适合做电阻箱内的电阻材料。
答案 D
4.(多选)如图所示的滑动变阻器中,a、b、c、d是它的四个接线柱,P是滑动触片。现将滑动变阻器接入电路中,并要求滑动触片P向接线柱c移动时,电路中的电流减小,则接入电路中的接线柱可能是( )
A.a和b B.a和c
C.b和c D.b和d
解析 滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻丝长度,使接入电路中的电阻发生变化的。要使滑动触片P向c移动时电路中的电流减小,则接入电路中的电阻丝的电阻应增大,电阻丝的长度应变长。滑动触片P与接线柱c、d之间没有电阻,所以接入电路中的一个接线柱必须是c或d;在滑动触片P向c移动时,只有b、P之间的电阻丝长度在变长,所以接入电路的另一个接线柱只能是b。可见,接入电路中的接线柱可以是b和c,或者是b和d,C、D两项正确。
答案 CD
5.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类,现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率为ρ=8×106 Ω·m。某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20 cm、半径为4 cm的圆柱体,当在其两端加上电压U=100 V时,该神经发生反应,则引起神经纤维产生感觉的最小电流为( )
A.0.31 μA B.0.62 μA
C.0.15 μA D.0.43 μA
解析 因为R=ρl/S,所以R=3.18×108 Ω,所以I=U/R≈0.31 μA。
答案 A
6.做“测定金属丝的电阻率”的实验时,需要对金属丝的电阻进行测量,已知金属丝的电阻值Rx约为20 Ω。一位同学用伏安法对这个电阻的阻值进行了比较精确的测量,这位同学想使被测电阻Rx两端的电压变化范围尽可能大,他可选用的器材有:
电源E:电压为8 V,内阻为1.0 Ω;
电流表A:量程0.6 A,内阻约为0.50 Ω;
电压表V:量程10 V,内阻约为10 kΩ;
滑动变阻器R:最大电阻值为5.0 Ω;
开关一个,导线若干。
(1)根据上述条件,测量时电流表应采用________(选填“外接法”或“内接法”)。
(2)在虚线框内画出实验电路图。
(3)若在上