内容正文:
专题10 电阻定律
一、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:。
3、符号意义:l表示导体沿电流方向的长度,S表示垂直电流方向的横截面积,ρ是电阻率,表征材料的导电性能。
4、材料特性应用
(1)连接电路的导线一般用电阻率小的金属制作。
(2)金属的电阻率随温度的升高而增大,可用来制作电阻温度计,精密的电阻温度计用铂制作。
(3)有些合金的电阻率较大,且电阻率几乎不受温度的影响,常用来制作标准电阻。
二、对电阻定律的理解
1、公式是导体电阻的决定式,图中所示为一块长方体铁块,若通过电流I1,则;若通过电流I2,则。导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质,是由导体本身性质决定的。
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。
三、R=ρ与R=的比较
公式
比较内容
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液、等离子体
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
典例·解读
类型一、影响电阻大小因素
例1.下列有关电阻的说法正确的是( )
A.导体的电阻越大,表明导体的导电能力越强
B.导体的电阻与导体两端的电压成正比
C.导体中的电流为零时电阻也为零
D.导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
【答案】 D
【解析】本题考查对电阻的理解和影响电阻大小的因素。导体的电阻越大,说明导体的导电能力越差,故选项A错误;导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度和横截面积等因素有关,与导体两端的电压和导体中的电流大小及有无都无关,故选项B、C错误,D正确。
故选D。
类型二:滑动变阻器
例2.如图为旋转式变阻器的结构图,a、b、c为变阻器的三个接线柱,d为旋钮触片。将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度,当顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变亮,则应连接接线柱______(选填“a、b”“b、c”或“a、c”)和灯泡______联后接入电路中。
【答案】b、c;串
【解析】本题考查旋转式变阻器的使用。顺时针旋转旋钮触片时,要使灯泡变亮,则应使电路中电阻变小,所以应连接接线柱b、c与灯泡串联后接入电路。
类型三:电阻定律与欧姆定律辨析
例3.(多选)下列说法中正确的是( )
A.据R=可知,当通过导体的电流不变,加在电阻两端的电压变为原来的2倍时,导体的电阻也变为原来的2倍
B.据R=可知,通过导体的电流改变时,加在电阻两端的电压也改变,但导体的电阻不变
C.据ρ=R可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体的长度l成反比
D.导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R均无关
【答案】BD
【解析】导体的电阻是由导体本身的性质决定的。其决定式为R=ρ,而R=为电阻的定义式,所以选项A是不对的,选项B是正确的;
而R=ρ仅是导体电阻率的定义式,电阻率与式中各物理量无关。所以选项C是不对的,选项D是正确的。
类型四:电阻值计算
例4.一段均匀导线对折两次后并联在一起,测得其电阻为0.5 Ω,导线原来的电阻是多大?若把这根导线的一半均匀拉长为原来的三倍,另一半不变,其电阻是原来的多少倍?
【答案】8 Ω;5倍.
【解析】一段导线对折两次后,变成四段相同的导线,并联后的总电阻为0.5Ω,设每段导线的电阻为R,则=0.5 Ω,R=2Ω,所以导线原来的电阻为4R=8Ω。
若把这根导线的一半均匀拉长为原来的3倍,则电阻变为4Ω×9=36Ω,另一半的电阻为4Ω,所以拉长后的总电阻为40Ω,是原来的5倍。
类型五:电阻定律与欧姆定律结合运用
例5.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长lab=2lbc。当将A与B接入电压为U(V)的电路中时,电流为I;若将C与D接入电压为U(V)的电路中,电流为( )
A.4I B.2I C.I D.I
【答案】A
【解析】利用电阻定律求出两种连接情况下的电阻关系,再利用欧姆定律判断电流关系。
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==,电流之比==,I2=4I1=4I。
培优·训练
一、单选题
1.甲、乙、丙三根电阻丝材料相同,甲、乙的粗细相同,但乙较长;甲、丙的长度相同,但丙较粗,则这三根电