第2章 2 电阻定律-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(教科版)

2　电阻定律 [学习目标]　1.[科学探究]通过实验探究决定导线电阻的因素．　2.[科学思维]理解电阻定律、电阻率的概念，并能进行有关计算．　3.[物理观念]认识导体、绝缘体和半导体，并了解它们在电路中的作用． 一、探究决定导体电阻的因素 1．电阻丝横截面积的测量 把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔)，用刻度尺测出它的宽度，除以圈数，得到电阻丝的直径，进而计算出电阻丝的横截面积． 2．电阻丝长度的测量 把电阻丝拉直，用刻度尺量出它的长度． 3．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． 4．探究实验 (1)合理猜想：影响电阻R的因素有导体的长度l、横截面积S和材料． (2)探究方法：控制变量法． (3)探究过程 a．保持材料和S不变，R与l的关系：成正比． b．保持材料和l不变，R与S的关系：成反比． c．保持l和S不变，R与材料的关系：材料不同，电阻不同． 二、电阻定律 1．内容 同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关． 2．公式 R＝ρ，其中ρ是电阻率，表征材料的导电性能． 3．适用条件 温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液． 三、电阻率　导体、绝缘体和半导体 1．电阻率 (1)意义：反映材料导电性能的物理量． (2)单位：欧姆·米，符号：Ω·m. (3)决定因素：电阻率与材料和温度有关． 2．导体、绝缘体和半导体 导体 绝缘体 半导体 导电 性能 好 差 介于导体和绝缘体之间 电阻率 (Ω·m) 约10－8～10－6 约108～1018 10－5～106 实例 各种金属、电解质溶液等 陶瓷、塑料、橡胶 锗、硅、砷化镓、 锑化铟等 应用 导线等 固定导线的绝 缘子、导线保护 层、用电器外壳 热敏电阻、光敏 电阻、自动控制 设备 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)探究导体电阻与其影响因素的关系所采用的实验方法为控制变量法． (√) (2)电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻反映了导体对电流的阻碍作用． (√) (3)导体的电阻率越大，导体的电阻就越大． (×) (4)各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化． (√) (5)一只白炽灯泡，正常发光时灯丝的电阻为121 Ω，当这只灯泡停止发光一段时间后灯丝的电阻大于121 Ω. (×) 2．导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是(　　) A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比 D．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比 A　[由电阻定律知R＝ρ，对于同种材料的导体ρ相同，S一定时，R∝l，A项正确；l一定时R∝，B项错误；R与U、I无关，C、D项均错．] 3．(多选)关于电阻率的说法，下列正确的是(　　) A．电阻率与导体的长度和横截面积有关 B．电阻率由导体的材料决定，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，可用来制成标准电阻 BD　[电阻率是反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关，受温度影响，故A、C错误，B正确；有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响可制作标准电阻，D正确．] 　对电阻定律的理解 R＝ρ与R＝的比较 R＝ρ R＝ 区别 意义 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质溶液等 纯电阻元件 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、长度和横截面积等 【例1】　如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc.当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为(　　) A．4I　B．2I C．I D．I A　[设沿AB方向的横截面积为S1，沿CD方向的横截面积为S2，则有＝，AB接入电路时电阻为R1，CD接入电路时电阻为R2，则有＝＝，由欧姆定律得电流之比＝＝，解得I2＝4I1＝4I，故A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，在应用关系式R＝ρ求电阻时要注意导体长度和横截面积的确定． (3)一定形状的几何导体，当长度和横截面