第2章 第3节 电阻定律 电阻率 （word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（教科版2019）

第3节　电阻定律　电阻率 核心素养导学 物理观念 (1)理解电阻定律。 (2)知道电阻率的概念及决定因素。 (3)知道滑动变阻器的两种不同接入方式，了解它们在电路中的作用。 科学思维 会应用电阻定律进行相关计算，并能解释相关的物理现象。 科学探究 探究导体的电阻跟它的长度及横截面积之间的定量关系。 一、电阻定律 1．实验探究 (1)实验原理：准备若干不同粗细、不同长度，同种材料制成的导线，分别用多用电表的电阻挡测量电阻R、用刻度尺测量长度l，用千分尺测量直径d，再根据S＝求出横截面积S，通过描点作出R-图像，看该图像是否为一条过坐标原点的直线。 (2)实验结论：导体的电阻R与成正比。 2．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．定义：导体电阻R与的比值，用字母ρ表示，故电阻定律表达式为：R＝ρ。 2．物理意义：表征材料导电性质的物理量。 3．单位：在国际单位制中，电阻率的单位是欧·米(Ω·m)。 4．决定因素：电阻率与导体材料和温度均有关。 导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小。　　 三、限流电路和分压电路 1．两种电路(如图所示) 2．闭合开关之前滑片P的位置 (1)限流电路中，滑片P应在最端； (2)分压电路中，滑片P应在最端。 3．两种电路中器件两端电压变化范围 (1)限流电路中，器件两端电压变化范围：U～U； (2)分压电路中，器件两端电压变化范围：～U。,1.如图所示，将一条长度为l、截面直径为d的铂丝绕成一线圈，与电源、灯泡、电流表、电压表、开关组成一电路。 闭合开关，观察灯泡的亮度，记下此时电流表和电压表的示数；然后用酒精灯对铂丝加热，再观察灯泡的亮度，记录电流表和电压表的示数。 (1)酒精灯未加热时，能否求出铂丝的电阻？ 提示：可根据电流表和电压表的示数求出铂丝的电阻。 (2)酒精灯加热前后灯泡亮度是否变化？请解释看到现象的原因。 提示：灯泡亮度变暗。由电流表和电压表此时的示数求出铂丝的电阻，发现铂丝电阻变大，而长度和横截面积几乎不变，根据公式R＝ρ，可知其电阻率变大了，说明铂的电阻率随温度升高而变大。 2．收音机上的音量调节旋钮可以调节音量的大小，这是什么引起的？ 提示：音量调节旋钮实际上是用到了可变电阻，从而改变了电路中的电流。 3.如图所示，移动滑动变阻器的滑片P可以改变灯泡的亮度，那么图中滑动变阻器属于哪种联接方式？它是通过改变什么来改变接入电路的电阻的？ 提示：限流电路连接，通过移动滑动变阻器的滑片P，改变连入电路的电阻丝的长度来改变电阻。 新知学习(一)|对电阻定律的理解 [任务驱动] 电路元件的微型化是电路发展的趋势。同一种材料制作的导体，其厚度相同，上表面为正方形，如图所示。这两个导体的电阻有什么关系？ 提示：假设R1的上表面边长为a，厚度为h，R2的上表面的边长为b，厚度为h，由公式R＝ρ可得：R1＝＝，R2＝＝，即R1＝R2。　　　　 [重点释解] 1．对电阻定律的理解 (1)R＝ρ是导体电阻的决定式，其中ρ为材料的电阻率，它与材料和温度有关。 (2)导体的电阻由ρ、l、S共同决定，在同一段导体的拉伸或压缩形变中，导体的横截面积、长度都变，但总体积以及电阻率不变。 (3)一定材料，一定几何形状导体的电阻还与其接入电路的具体方式有关。 2．R＝与R＝ρ的区别与联系 R＝ρ R＝ 区 别 定义 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是取决于U和I，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积 [针对训练] 1．一段长为L、电阻为R的均匀电阻丝，把它拉成3L长的均匀细丝后，再切成等长的三段，则其中每一段电阻丝的阻值为(　 ) A．3R　　 B．R C. D. 解析：选A　电阻丝体积一定，即LS＝3L·S′，则S′＝，由电阻定律得R＝ρ，R′＝＝3R，即每一段电阻丝的阻值为3R，选项A正确。 2．欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c，电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是(　 ) 解析：选A　根据电阻定律R＝ρ，导线越短、横截面积越大，电阻越小，A正确。 3.(多选)在半导体工艺里经常需要测定金属薄膜厚度，目前采用的方式是通过测定电阻而间接测得薄膜厚度，查询资料获知构成该薄膜金属材料的电阻率ρ，取一块厚度均匀、边长为L的正方