第2章 第1节 探究决定导线电阻的因素-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(粤教版)

第一节　探究决定导线电阻的因素 [学习目标]　1.[物理观念]知道影响导体电阻的因素．　2.[科学思维]掌握电阻定律，并能进行有关计算．　3.[物理观念]理解电阻率的概念、意义及决定因素．　4.[科学探究]体会控制变量的科学探究方法． 一、电阻定律的实验探究 1．电阻的定义：导体对电流的阻碍作用． 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＝求出导体的电阻． (2)电路图：(如图所示). 3．探究实验 (1)合理猜想：影响电阻的因素有导线的材料、长度和横截面积． (2)探究方法：控制变量法． 4．电阻定律 (1)内容：导体的电阻R跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比，且还与导体的材料有关． (2)公式：R＝ρ，式中ρ称为材料的电阻率． 二、电阻率 1．电阻率的计算：ρ＝． 2．电阻率的单位：欧姆·米，符号Ω·m． 1．正误判断 (1)由公式R＝知，R与U成正比，R与I成反比． (×) (2)在探究电阻与材料间关系时，应控制导体长度及横截面积相同． (√) (3)导体的电阻由导体的长度和横截面积两个因素决定． (×) (4)电阻率是反映导体材料导电性能的物理量，由材料和温度决定． (√) (5)一根阻值为R的均匀电阻线，其半径变为原来的时，阻值变为4R. (×) 2．(多选)关于电阻率的说法中正确的是(　　) A．电阻率ρ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，可用来制作标准电阻 BD　[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错误，B正确；由R＝ρ知，ρ大R不一定大，故C错误；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正确．] 3．一根阻值为R的均匀电阻丝长为L，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为R(　　) A．当L不变，S增大一倍时 B．当S不变，L增大一倍时 C．当L和S都缩为原来的一半时 D．当L和横截面的半径都增大一倍时 C　[由电阻定律R＝ρ可知，当L不变S加倍时，电阻减半，故A错误；当S不变L加倍时，电阻加倍，故B错误；当L和S都减半时，电阻不变，故C正确；当L和横截面半径都加倍时，电阻将减半，故D错误．] 电阻定律的理解应用 1．公式R＝ρ的三点注意 (1)R＝ρ是导体电阻的决定式，其中ρ为材料的电阻率，它与材料和温度有关． (2)导体的电阻由ρ、l、S共同决定，在同一段导体的拉伸或压缩形变中，导体的横截面积、长度都变，但总体积以及电阻率不变． (3)一定材料，一定几何形状导体的电阻还与其接入电路的具体方式有关． 2．电阻定律公式R＝ρ的应用 (1)应用电阻定律公式R＝ρ解题时，一般电阻率ρ不变，理解l、S的意义是关键；l是沿电流方向的导体长度，S是垂直于电流方向的横截面积． (2)对于某段导体，由于导体的体积不变，若将导体的长度拉伸为原来的n倍，横截面积必减为原来的.根据电阻定律R＝ρ知电阻变为原来的n2倍． 3．R＝ρ与R＝的区别 R＝ρ R＝ 意义 决定式 定义式 理解 说明导体的电阻由ρ、l、S决定，且与l成正比，与S成反比 提供了一种测电阻的方法——伏安法．不能认为R与U成正比，与I成反比 适用范围 金属导体、电解质溶液 任何导体 联系 R＝ρ对R＝补充说明了导体的电阻不取决于U和I，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积 【例1】　如图所示，厚度均匀的矩形金属薄片边长ab＝6 cm，bc ＝3 cm.当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为2 A；若将C与D接入同一电路中，则电流为(　　) A．9 A　　 B．8 A C．4 A D．3 A 思路点拨：(1)A、B接入电路时的“S”和“l”与C、D接入电路时的不同． (2)结合欧姆定律I＝求解． B　[当A、B接入电路中时，I＝＝2 A，根据电阻定律R＝ρ＝，即I＝＝U·＝2 A；当C、D接入同一电路时，R′＝ρ＝，I′＝＝U·＝4I＝8 A，故B正确．] 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是垂直于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＝ρ求电阻时，要注意导体长度和横截面积的确定． (3)一定几何形状的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，这是解决此类电阻问题的关键． 训练角度1.电阻定律的应用 1．某金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别