11.2 导体的电阻-【帮课堂】2022-2023学年高二物理同步精品讲义（人教2019必修第三册）

11.2 导体的电阻 【物理核心素养】 物理观念：让学生体会科学探究与逻辑思维相结合的物理观念，体验逻辑思维的力量。 科学思维：培养学生控制变量，利用实验抽象概括出物理规律的能力。 科学探究：用控制变量法，探究导体电阻的决定因素 科学态度与责任：通过电阻温度计的教学，培养学生理论联系实际、学以致用的思维品质。 【教学重难点】 重点：通过实验探究影响导体电阻的因素，寻求电阻与长度、横截面积及材料的定量关系。 难点：对于导体电阻公式的理解及运用电阻公式进行有关计算。 知识点一、电阻 1．电阻：导体对电流有阻碍作用． 2. 定义：导体两端的电压与导体中电流的比值。 3．定义式：R＝。 4．物理意义：反映导体对电流的阻碍作用的物理量，电阻值越大，对电流的阻碍作用就越大。 5．导体的U­I图像的斜率反映导体电阻的大小。 （1）线性元件的U­I图象与I­U图象的比较 U­I图象 I­U图象 图象举例 坐标轴含义 纵坐标表示电压U 横坐标表示电流I 纵坐标表示电流I 横坐标表示电压U 图线斜率含义 斜率表示电阻，图中R1<R2 斜率表示电阻的倒数，图中R1>R2 【经典例题1】由如图所示的两导体a、b的特性曲线可以断定（　　） A．导体a的电阻比b大 B．导体b的电阻比a大 C．导体a的电阻率一定比b大 D．导体b的电阻率一定比a大 【变式训练1】如图所示，是一个小灯泡的电流强度随小灯泡两端电压变化的关系图，则根据小灯泡的伏安特性曲线可判定（　　） A．小灯泡的电阻随着所加电压的增加而减小 B．小灯泡灯丝的电阻率随着灯丝温度的升高而保持不变 C．欧姆定律对小灯泡不适用 D．若将该灯泡与电压恒为4V的电源相接，则灯泡电阻为10Ω 知识点二、影响导体电阻的因素 【实验目的】探究导体的电阻与长度、横截面积及材料的定量关系 【实验器材】电源 开关 导线 滑动变阻器 电压表 a、b、c、d四条不同的金属导体 其中b与a，长度不同，横截面积、材料相同；c与a，横截面积不同，长度、材料相同；d与a，材料不同，长度、横截面积相同 【实验电路】 【进行实验】 考虑到这个实验研究的是导体电阻与长度、横截面积的关系，如果通过比例来表达这种关系，那么实验中就不必测出电阻大小的数值，只需测出电阻之比。图中四段导体是串联的，每段导体两端的电压与它们的电阻成正比，因此测量电阻之比就转化为相应的电压之比。用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，就能知道它们的电阻之比。这样就可以得出长度、横截面积和材料这三个因素与导体电阻的关系。 （1）b与a只有长度不同，比较a、b的电阻之比与长度之比的关系。 （2）c与a只有横截面积不同，比较a、c的电阻之比与横截面积之比的关系。 （3）d与a只有材料不同，比较a、d的电阻是否相同。 改变滑动变阻器滑片的位置，获得多组实验数据。 【实验结论】导体的电阻与长度、横截面积有定量关系，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，而且，当导体的长度和横截面积确定后，导体的电阻因材料不同而不同。 【经典例题2】．如图所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，b与a的长度相等但横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等但长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是（　　） A．V1的示数是V2的2倍 B．V1的示数是V3的2倍 C．V2的示数是V1的2倍 D．V2的示数是V3的2倍 【变式训练2】(多选)对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，其伏安特性曲线如图所示，下列说法中正确的是 A．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R B．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为 C．给金属丝加上的电压逐渐从零增大到，则任一状态下的比值不变 D．金属材料的电阻率随温度的升高而增大 知识点三、导体的电阻率 1．导体的电阻：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．电阻定律：R＝ρ。 3．电阻率ρ的相关因素 （1）与导体材料有关：纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。 （2）与导体的温度有关 （1）金属的电阻率随温度升高而增大。 （2）绝缘体和半导体的电阻率随温度升高而减小，并且变化不是线性的。 （3）有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻。 （4）当温度降到－273 ℃附近时，有些材料的电阻率突然减小到零成为超导体。 【经典例题3】(多选)如图，两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端的电压为U，则（　　） A．通过两棒的电流不相等 B．两棒的自由电子定向移动的平均速率v1>v2 C．两棒内的电场强度不同，细棒内场强E1小于粗棒内部场强E2 D．细棒的电压U1大于粗棒的电压U2 【