第三章 第二节 决定导体电阻大小的因素-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理必修3同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第二节　决定导体电阻大小的因素 【核心素养目标】 物理观念 掌握电阻定律的内容和表达式。理解电阻率的概念、意义及决定因素。 科学思维 能根据电阻定律进行有关计算。 科学探究 通过实验探究影响导体电阻的因素，掌握实验方法和结论。体会控制变量的科学探究方法。 知识点一　电阻定律 如图为一电阻率为ρ的长方体铜柱，各边尺寸标注如图，a、b、c、d为四个接线柱。a、b端接入电路和c、d端接入电路时铜柱的电阻相同吗？若不相同，哪种情况大些？试用题中所给符号表示a、b端和c、d端接入电路时的电阻。 提示：a、b端接入电路和c、d端接入电路时铜柱的电阻不相同；a、b端接入电路时铜柱的电阻大些；a、b端和c、d端接入电路时的电阻分别为Rab＝ρ和Rcd＝ρ。 1．实验：探究导体电阻大小与其影响因素的定量关系 (1)实验目的：在温度不变的情况下，探究导体电阻与导体的长度、横截面积、材料之间的定量关系。 (2)实验方法：控制变量法。 (3)实验原理：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。 (4)实验电路：如图所示。 学生用书第70页 (5)实验结论 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。 2．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。 1．(2022·郑州八校期中联考)两根完全相同的金属裸导线，如果把其中一根均匀地拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，则它们的电阻之比为(　　) A．2∶1 B．4∶1 C．8∶1 D．16∶1 D　[金属导线原来的电阻为R＝ρ，拉长后l′＝2l，因为体积不变，所以S′＝，R′＝ρ＝4R；对折后l″＝，S″＝2S，所以R″＝ρ＝，则R′∶R″＝16∶1，故D正确。] 2．如图所示，长方体铜柱长a＝15 cm，宽b＝5 cm，高c＝3 cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1 A，若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为(　　) A．9 A　　　 B．2 A C． A　　　 D． A A　[由欧姆定律可得，当将A与B接入电压为U的电路中时，长方体铜柱的电阻为RAB＝，由电阻定律得RAB＝ρ，解得铜柱的电阻率为ρ＝；当将C与D接入电压为U的电路中时，电阻为RCD＝ρ＝＝，由欧姆定律可得I′＝＝9I＝9 A，故A正确。] 3．在做“决定导体电阻大小的因素”实验时，每次需先挑选下表中两根合适的导线，测出相同电压下通过它们的电流大小，然后进行比较，最后得出结论。 导线号码 A B C D E F G 长度/m 1.0 0.5 1.5 1.0 1.2 1.5 0.5 横截面积/mm2 3.2 0.8 1.2 0.8 1.2 1.2 1.2 材料 锰铜 钨 镍铬 锰铜 钨 锰铜 镍铬 (1)为了研究电阻与导体材料的关系，应选用的两根导线是________(选填导线号码，下同)； (2)为了研究电阻与导体长度的关系，应选用的两根导线是________； (3)为了研究电阻与导体横截面积的关系，应选用的两根导线是________； (4)本实验所采用的方法是________________。 解析：　(1)研究电阻与导体材料的关系，应该选长度和横截面积都相同而材料不同的两根导线，即选C、F。 (2)研究电阻与导体长度的关系，应该选材料和横截面积都相同而长度不同的两根导线，即选C、G。 (3)研究电阻与导体横截面积的关系，应该选长度和材料都相同而横截面积不同的两根导线，即选A、D。 (4)本实验所采用的方法是控制变量法。 答案：　(1)CF　(2)CG　(3)AD　(4)控制变量法 1．对电阻定律的理解 (1)公式R＝ρ为电阻的决定式，表明导体的电阻由ρ、l、S决定，而与加在导体两端的电压U和通过导体的电流I无关。 (2)式中长度l是沿电流方向导体的长度，横截面积S是垂直于电流方向的横截面积，如图所示，一块长方体铜块，若通以电流I1，则长度为a，横截面积为bc；若通以电流I2，则长度为c，横截面积为ab。 2．R＝ρ与R＝的比较 公式 R＝ρ 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 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 导体的电阻取决于导体本身的材料、长度和横截面积，而不是