第3章 第2节 电阻-2020-2021学年高中物理选修3-1【导学教程】同步辅导（鲁科版）word

第2节　电阻 [学习目标] 1．知道电阻的概念，会用伏安法测电阻。 2．掌握电阻定律，并能运用公式R＝ρ进行有关计算。 3．理解电阻率的概念、意义及决定因素。 一、探究影响导线电阻的因素 1．电阻的定义：导线对电流的阻碍作用。 2．伏安法测电阻 (1)原理：用电压表测出导体两端的电压，用电流表测出导体中的电流，利用公式R＝U/I求出导体的电阻。 (2)电路图：(如图3－2－1所示) 图3－2－1 3．探究实验 (1)合理猜想：影响电阻的因素有导线的长度l、横截面积S和材料。 (2)探究方法：控制变量法。 (3)探究过程 ①保持材料和S不变，探究R与l的关系，结论是：两者成正比。 ②保持材料和l不变，探究R与S的关系，结论是：两者成反比。 ③保持l和S不变，探究R与材料的关系，结论是：不同的材料电阻不同。 二、电阻定律 1．电阻定律 (1)内容：导体的电阻R跟导体的长度l成正比，跟导体的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关。 (2)公式：R＝ρ，式中ρ称为材料的电阻率。 2．电阻率 (1)意义：反映材料导电性能强弱的物理量，电阻率越小，材料的导电性能越强。 (2)公式：ρ＝。 (3)单位：欧姆·米，符号：Ω·m。 (4)决定因素：电阻率由导体的材料和温度决定。 (5)变化规律：金属材料的电阻率随温度升高而增大，绝缘体和半导体的电阻率随温度升高而减小，某些合金的电阻率几乎不随温度变化而改变。 三、身边的电阻 1．电位器 一种阻值可变的电阻，通过改变电阻的大小调节电压或电流。 2．标准电阻 阻值几乎不受温度变化的影响，常用合金材料(如锰铜合金)制作。 3．电阻温度计 阻值随温度变化较大，常用金属(如铜或铂)制作 。 [自主诊断]——判正误 　(1)导线越长，其电阻一定越大。(×) (2)导线越细，其电阻一定越大。(×) (3)长度、粗细相同的两根导线，电阻一定相等。(×) (4)电阻率越大，则电阻一定越大。(×) (5)一种材料的电阻率是固定不变的。(×) 考点一　对电阻定律的理解 1．电阻定律是通过大量实验得出的规律。 2．公式R＝ρ中各物理量的意义 (1)ρ表示材料的电阻率，与材料和温度有关。 (2)l表示沿电流方向导体的长度。 (3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。 如图3－2－2所示，一长方体导体若通过电流I1，则长度为a，横截面积为bc；若通过电流I2，则长度为c，横截面积为ab。 图3－2－2 3．R＝与R＝ρ的区别与联系 R＝ρ R＝ 区别 定义 电阻定律的表达式，也是电阻的决定式 电阻的定义式，R与U、I无关 作用 提供了测定电阻率的一种方法——ρ＝R 提供了测定电阻的一种方法——伏安法 适用 范围 适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体 纯电阻元件 联系 R＝ρ对R＝补充说明了导体的电阻不是取决于U和I，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积 [例1]　两根完全相同的金属导线A和B，如果把其中的一根导线A均匀拉长到原来的4倍，把另一根导线B对折绞合起来，则它们的电阻之比为________。 [思路点拨]　A均匀拉长时体积不变，B对折后体积也不变，但二者的长度和横截面积都发生了变化，可由电阻定律进行分析比较。 [解析]　金属导线原来的电阻为R＝ρ 拉长后l1＝4l，因为体积V＝lS保持不变，所以横截面积S1＝ 故R1＝ρ＝ρ＝16R 对折后l2＝，横截面积S2＝2S 所以R2＝ρ＝ρ＝ 则后来两根导线的电阻之比R1∶R2＝64∶1。 [答案]　64∶1[来源:学_科_网Z_X_X_K] [规律总结] 公式R＝ρ的应用策略 (1)公式R＝ρ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V＝Sl可知l和S成反比，①当长度拉伸为原来n倍，横截面积S是原来的倍，电阻是原来的n2倍。②当长度压缩为原来的倍，横截面积S是原来的n倍，电阻是原来的倍。 ●对点训练 1．关于公式R＝和公式R＝ρ，下列说法中正确的是 A．两公式对一切情况都适用 B．R＝仅适用于金属导体，R＝ρ适用于任何导体 C．导体的电阻R与U成正比，与I成反比 D．在温度一定时，金属导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积成反比 解析　R＝适用于纯电阻元件，R＝ρ适用于金属导体和电解质溶液，A、B错；导体电阻在温度一定时，与导体长度成正比，与横截面积成反比，长度、横截面积不变时，电阻阻值不变，与导体两端电压、通过导体的电流大小无关，C错、D对。 答案　D 2．如图3－2－3所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc，当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比RAB∶RCD为 图3－2－3 A．1∶4