第二章 3 电阻定律 电阻率-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册创新导学案word（教科版2019）

3.电阻定律　电阻率 1．能用实验探究导体的电阻跟它的长度及横截面积之间的定量关系，掌握电阻定律，并能进行有关计算。2.理解电阻率的概念及物理意义，了解电阻率与温度的关系，了解不同材料在生活生产中的应用。3.知道滑动变阻器的两种常用接法，并能进行有关分析和应用。 一　电阻定律 1．内容：导体的电阻R跟它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比。 2．表达式：R＝k。 二　电阻率 1．概念：对于同种导体材料而言，其电阻R与的比值k是一个常量，它与导体的长度l、横截面积S等无关。在物理学中，将这一比值称为该种导电材料的电阻率，用字母ρ表示，电阻定律可写成R＝ρ。 2．物理意义：电阻率ρ是表征材料导电性质的物理量。 3．单位：国际单位制单位是欧·米(Ω·m)。 4．纯金属电阻率较小，合金的电阻率较大。 5．各种材料的电阻率都随温度的变化而变化，一般情况下，金属的电阻率随温度的升高而增大。 6．电阻：具有确定的或在一定范围内可调的电阻值，用于调节、控制电路中的电流、电压等，这种元件统称为电阻器，通常也简称为电阻。其中电阻不能调节且电阻值随温度变化较小的称为定值电阻，电阻可调节的称为变阻器。 7．半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间。 三　限流电路和分压电路 1．导体串联与并联的规律：阻值分别为 R1与R2的两个电阻串联，其总电阻R串＝R1＋R2；阻值分别为R1与R2的两个电阻并联，其总电阻R并满足＝＋。 2．滑动变阻器的两种常见用法 滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的长度而改变连入电路中电阻的仪器。在电路中，滑动变阻器有两种常见的用法，如图甲、乙所示。 3．限流电路和分压电路的区别 (1)电路结构区别 滑动变阻器两种电路的不同在于滑动变阻器的接入方式。 ①限流电路中，滑动变阻器是串联在电路中的； ②分压电路中，滑动变阻器的三个接线柱分别连在不同的位置，它的电阻丝R0以滑片P为界分成aP和Pb两部分，其中Pb是串联在干路中的，aP是一个并联的支路，其等效电路如图丙所示。 (2)电压变化区别 ①限流电路中，器件两端电压的变化范围是U～U；②分压电路中，器件两端电压的变化范围是0～U。 4．使用滑动变阻器之前，要弄清楚它的最大电阻值和允许通过的最大电流值。使用时通过滑动变阻器的电流不得超过最大电流值。 判一判 (1)导体越长、横截面积越大，其电阻一定越大。(　　) (2)任何导电材料的电阻率都随温度的升高而增大。(　　) (3)电阻率小说明材料导电性能强，所以电阻也小。(　　) (4)电阻率与导体的长度和横截面积有关。(　　) (5)在分压电路中，滑动变阻器是并联在电路中的。(　　) (6)在限流电路中，器件两端电压的变化范围是可以从0开始的。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× 探究　电阻定律 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 导线 电阻R/Ω 长度l/m 直径d/mm 横截面积S/mm2 /×106 m－1 1 0.60 0.3 0.8 0.50 0.60 2 0.31 0.3 1.1 0.95 0.32 3 1.00 0.5 0.8 0.50 1.00 4 0.52 0.5 1.1 0.95 0.53 5 0.81 0.9 1.2 1.13 0.80 活动1：为了探究导体的电阻与导体的长度及横截面积之间的定量关系，需要测量不同粗细、不同长度、同种材料制成的导线的电阻。怎样得到待测导线的阻值？ 提示：可用多用电表的电阻挡测量得到，也可用电压表和电流表根据R＝测得。 活动2：上面表格是某次实验得到的数据，请根据表中的数据描点作出R­图像。该图像有什么特点？说明什么？ 提示：描点作图如图所示。该图像是一条过坐标原点的直线，说明导体的电阻R与成正比，即R∝，写成等式为R＝k。 活动3：该实验也可以采用“探制变量法”进行研究，应如何操作？ 提示：第一步，测量若干段横截面积相同而长度不同的同种材料导线的电阻；第二步，测量若干段长度相同而横截面积不同的同种材料导线的电阻。 1．电阻定律 多次实验可以得出结论：导体的电阻R与成正比，即R∝，写成等式为R＝k。这就是说，导体的电阻R跟它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比，这就是电阻定律。 2．公式R＝k中各物理量的意义 (1)l表示沿电流方向导体的长度。 (2)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。 (3)对于同种材料，k是一个常量，与l、S无关。 3．R＝k与R＝的比较 公式 R＝k R＝ 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 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 例1　给装在玻璃管内的