第三章 第二节 决定导体电阻大小的因素-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册同步全程学习全书word（粤教版）

第二节　决定导体电阻大小的因素 [课标引领] 学业质量水平要求 合格性考试 1.知道电阻的概念,知道影响导体电阻的因素。 2.理解电阻率的概念、意义及决定因素 选择性考试 1.掌握电阻定律的内容,并能进行有关计算。 2.体会控制变量的科学探究方法 一、电阻定律 如何用毫米刻度尺比较准确地测出电阻丝的直径? 答案:把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔),用刻度尺测出多匝的宽度,然后除以匝数,得到电阻丝的直径。 1.在温度不变的情况下,导体电阻与通过的电流无关,与导体的长度、横截面积、材料等因素有关。 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。 (3)结论:对于同种材料的导体,在横截面积保持不变时,导体的电阻与导体的长度成正比;在长度保持不变时,导体的电阻与导体的横截面积成反比。对于不同材料的导体,在导体的长度和横截面积保持不变时,导体的电阻与材料有关。 3.电阻定律 (1)内容:在一定温度下,均匀导体的电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比。 (2)公式:R=ρ,式中的比例常量ρ,反映材料对导体电阻的影响。 二、电阻率 (1)导体的电阻率的大小与什么因素有关? (2)电阻率大,导体的电阻一定大吗?导体的电阻大,电阻率一定大吗? 答案:(1)电阻率与导体的材料、温度有关。 (2)导体的电阻率大,导体的电阻不一定大,由R=ρ知,导体的电阻还与导体沿电流方向的长度和垂直电流方向的横截面积有关;导体的电阻率与导体的材料、温度有关,与导体的电阻无关,所以电阻大,电阻率不一定大。 1.物理意义:反映了材料导电性能的好坏,电阻率越小,表示这种材料的导电性能越好。 2.决定因素:导体的材料和温度。金属单质的电阻率较小,合金的电阻率较大。 3.单位:Ω·m。 4.金属的电阻率:随温度的升高而增大。 1.判断 (1)由R=可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。(　×　) (2)电阻率表征了材料的导电能力的强弱,由导体的材料决定,且与温度有关。(　√　) (3)电阻率大的导体,电阻一定很大。(　×　) 2.如图所示,若滑动变阻器的滑片P向C端移动时,小灯泡变亮,那么应将N接哪一个接线柱上? 答案:C接线柱。 3.由欧姆定律知,导体的电阻可表示为R=。由电阻定律知,导体的电阻也可表示为R=ρ。 (1)有人说:导体的电阻与导体两端的电压成正比,与通过的电流成反比。你认为这种说法是否正确?为什么? (2)我们知道两个电阻串联时,总电阻变大;并联时,总电阻变小。请结合电阻定律简要分析原因。 答案:(1)不正确,因为电阻是导体本身的特性,与电压和电流无关。 (2)由电阻定律R=ρ可知,当两电阻串联时,长度l变大,所以总电阻变大;并联时,横截面积S变大,所以总电阻变小。 探究点一　对电阻定律的理解和应用 观察下面的图片,想一想导体电阻的大小与什么有关? 答案:导体电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料有关。 1.对电阻定律的理解 (1)公式R=ρ是导体电阻的决定式,如图所示为一块长方体铁块,若通过电流为I1,则R1=ρ;若通过电流为I2,则R2=ρ。 (2)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。 (3)电阻定律是通过大量实验得出的规律。 2.R=ρ与R=的比较 公式 R=ρ R= 区别 电阻的决定式 电阻的定义式 说明了电阻由导体的哪些因素决定,可以说R与l成正比,与S成反比 提供了求电阻的方法,但不能说R与U成正比或R与I成反比 只适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液、等离子体 适用于纯电阻元件 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 [例1] 一根长为30 cm、粗细均匀的橡胶管中灌满了盐水,两端用短粗铜丝塞住管口,测得两端的电阻为R。若溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同,现将管中盐水柱均匀拉长至40 cm,此时橡胶管两端的电阻变为(　B　) A.R B.R C.R D.R 解析:设开始的时候橡胶管的横截面积为S1,长度为l1=30 cm=0.3 m;拉长后其横截面积为S2,长度为l2=40 cm=0.4 m,因为盐水柱的体积保持不变,可得S1l1=S2l2,根据电阻定律可得R=ρ,拉长后橡胶管两端的电阻R′=ρ,联立可得R′=R,故A、C、D错误,B正确。 应用R=ρ解题的技巧 (1)明确导体的形状改变后,电阻率不会发生变化。 (2)导体的形状改变后,体积不变,由V=l1S1=l2S2确定l2与l1、S2与S1的关系。 (3)由R=ρ确定电阻关系。 [针对训练1] (2021·广东