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

第2节　电阻(赋能课—精细培优科学思维) 课标要求 层级达标 通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。 学考层级 1.形成电阻和电阻率的概念，并能解释相关现象。 2.通过电阻定律的内容，了解电阻的种类及应用。 选考层级 1.通过实验，探究影响导线电阻的因素，根据结论解释相关生活现象。 2.能够运用电阻定律R＝ρ，解决生活中的实际问题。 一、导体电阻与相关因素的定量关系 1．电阻的测量——伏安法 (1)原理：用电压表测出导体两端的电压U，用电流表测出导体中通过的电流I，由公式R＝求出导体的电阻。 (2)电路图(如右图所示)。 2．探究方法：控制变量法。 3．探究过程 (1)保持导体材料和横截面积S不变，探究导体电阻R与长度l的关系，结论：两者成正比。 (2)保持导体材料和长度l不变，探究导体电阻R与横截面积S的关系，结论：两者成反比。 (3)保持导体长度l和横截面积S不变，探究导体电阻R与导体材料的关系，结论：不同的材料电阻不同。 4．电阻定律 (1)内容：导体的电阻R与其长度l成正比，与其横截面积S成反比，还与导体的材料有关。 (2)公式：R＝ρ。 5．电阻率 (1)意义：电阻率是反映材料导电性能的物理量。 (2)决定因素：电阻率与导体材料和温度有关。 (3)变化规律：金属材料的电阻率一般会随着温度的升高而变大，但绝缘体和半导体的电阻率大多会随着温度的升高而减小。 6．导体的伏安特性曲线 (1)伏安特性曲线：用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的导体的I­U图像，如图所示。 (2)斜率的物理意义：I­U图像各点与坐标原点连线的斜率为导体电阻的倒数，斜率越大，导体电阻越小。 　虽然电阻R＝，但导体电阻与电压、电流无关，而是由导体本身决定的。 二、电阻的应用 1．收音机的音量调节、一些台灯的亮度调节等，都要用到可变电阻。 2．高压电线通过增大绝缘子的电阻来减少漏电。 3．人体也是导体，其电阻会受环境影响而发生变化。干燥的皮肤在低电压下电阻很大；当电压较高、皮肤潮湿时，人体电阻会变小。,[微情境·大道理] 1．导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零吗？ 提示：电阻是导体本身的固有属性，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，电压为零时，电阻不为零。 2．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进行加热，再观察灯泡的亮度，记录此时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？ (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：(1)能。可根据电流表和电压表的示数求出铂丝的电阻。 (2)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。 3．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。 强化点(一)　电阻定律的理解 任务驱动　 如图所示，组成两灯泡的金属丝的粗细不同，两灯发光的亮度不同。 发生上述现象说明了什么问题？ 提示：灯泡发光的亮度可能与金属丝的粗细有关。 [要点释解明] 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＝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 [典例]　两根完全相同的金属导线A和B，如果把其中的一根导线A均匀拉长到原来的2倍，把另一根导线B对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？ [解题指导] (1)导线拉长2倍后，导线的电阻率ρ不变，长度l变为原来的2倍，体积不变，横截面积S变为原来的。 (2)R、ρ、l、S满足R＝ρ。 [解析]　金属导线原来的电阻为R＝ρ，拉长后l′＝2l，因为体积V＝lS不变，所以S′＝，R′＝ρ＝4ρ＝4R。 对折后l″＝，S″＝2S，所以R″＝ρ＝ρ＝，则R′∶R″＝16∶1。 [答案]　16