第3章 第2节 决定导体电阻大小的因素（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（粤教版2019）

第二节　决定导体电阻大小的因素 课程内容要求 核心素养提炼 1.知道导体对电流具有阻碍作用 2．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 1.物理观念：知道电阻、电阻率的概念，会根据U­I图像分析元件的电阻 2．科学思维：借助图像分析元件电阻，体会数形结合的思想 3．科学探究：通过实验探究决定导体电阻的因素，体会控制变量法在实验中的应用，通过演示实验观察电阻率和温度的关系 4．科学态度与责任：列举生活中电阻的应用，分析超导材料的发展前景，加强理论联系实际的能力 [对应学生用书P62] 一、电阻定律 1．影响导体电阻的因素 (1)实验探究 项目 内容 实验目的 探究导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料之间的关系 实验电路 实验方法 控制变量法：在长度、横截面积和材料三个因素中，b、c、d与a分别有一个因素不同 (2)实验结果 ①保持材料和S不变，探究R与l的关系，结论：电阻大小跟导体的长度成正比． ②保持材料和l不变，探究R与S的关系，结论：电阻大小跟导体的横截面积成反比． ③保持l和S不变，探究R与材料的关系，结论：不同的材料电阻不同． 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．导体电阻还与构成它的材料有关． (2)电阻定律：R＝ρ. [思考] 由影响导体电阻的因素分析为什么几个电阻串联，总电阻增大，几个电阻并联总电阻减小？ 提示　几个电阻串联相当于增大了导体的长度，几个电阻并联相当于增大了导体的横截面积． 二、电阻率 1．物理意义：反映了材料导电性能的好坏，电阻率越小，表示这种材料的导电性能越好． 2．国际单位制中，电阻率ρ的单位是Ω·m，读作欧姆米，简称欧米． 3．决定因素：导体的材料和温度． 4．金属的电阻率：随温度的升高而增大． 5．超导现象：某些材料当温度特别低时，电阻可以降到零的现象． [判断] (1)相同材料的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越大．(√) (2)导体的电阻率与导体的长度、横截面积有关．(×) (3)温度升高时，导体材料的电阻率一定增大．(×) (4)金属导体的电阻随温度变化的主要原因是热胀冷缩导致导体的长度和横截面积发生了变化．(×) [对应学生用书P63] 探究点一　电阻的理解和计算 如图所示，一长方体导体的电阻率为ρ.则导体中通过电流I1时，电阻是多大？导体中通过电流I2时，电阻是多大？ 提示　通过电流I1时，长度l＝a，横截面积S＝bc， 则R＝ρ＝， 通过电流I2时，长度l＝c，横截面积S＝ab， 则R＝ρ＝. 1．R＝ρ中ρ、l、S的含义 (1)ρ表示导体材料的电阻率，与材料和温度有关．反映了导体的导电性能，ρ越大，说明导电性能越差；ρ越小，说明导电性能越好． (2)l表示沿电流方向导体的长度． (3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积． 2．电阻定义式R＝和决定式R＝ρ的区别与联系 公式 R＝ R＝ρ 区别 是电阻的定义式，电阻本身与电压、电流无关 是电阻的决定式，电阻的大小由导体的电阻率、横截面积、长度共同决定 提供了一种测R的方法：只要测出U、I就可求出R 提供了一种测导体的电阻率ρ的方法：只要测出R、l、S就可求出ρ 适用于纯电阻元件 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 联系 R＝ρ是对R＝的进一步说明，即导体的电阻与电压和电流无关，而是取决于导体本身的电阻率、长度和横截面积 [提醒]　电阻R与电压U、电流I无关. 在边长为a、厚度为h的导体中，通以图示方向的电流，导体的电阻为R1，现将其四等分，取其中之一通以图示方向的电流，其电阻为R2，则R1∶R2为(　　) A．4∶1　　 B．1∶1　　 C．1∶2　　 D．2∶1 B　[电阻R1＝ρ＝；电阻R2＝ρ＝，则R1∶R2＝1∶1，故选项B正确．] [训练1]　(多选)额定电压为U0的电灯，其灯丝均匀且常温下的电阻为R，下列说法中正确的是(　　) A．常温下，若将灯丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为100R B．常温下，若将灯丝从中点对折起来，电阻变为R C．给灯丝加上从0到U0逐渐增大的电压，其比值不变 D．将灯丝温度降低到绝对零度时其电阻才会突然变为零 AB　[将灯丝均匀拉长为原来的10倍，灯丝的横截面积变为原来的，由R＝ρ知电阻变为原来的100倍，A正确；将灯丝从中点对折起来，相当于灯丝长度变为原来的，横截面积变为原来的2倍，则电阻变为原来的，B正确；加在灯丝上的电压增大时，灯丝的温度升高，电阻率变大，电阻变大，由R＝知，比值变大，C错误；由超导原理可知，将灯丝温度降低到接近绝对零度时其电阻就会突变为0，D错误．] [训练2]　如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄