第二章第六节导体的电阻.doc

6 导体的电阻知识内容导体的电阻考试要求必考加试cc课时要求1.掌握探究影响导体电阻的因素的方法，知道导体电阻与哪些因素有关 •2•掌握电阻定律，并能进行有关计算 .3•理解电阻率的概念、了解金属导体的电阻率与温度的关系新知探究点点落实知识探究、影响导体电阻的因素［知识梳理］1 •导体电阻与其影响因素的定性关系移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻，这说明导体电阻跟它的长度有关；同是 220 V的灯泡，灯丝越粗用起来越亮，说明导体电阻跟它的横截面积有关；电线常用铜丝制造而不用 铁丝，说明导体电阻跟它的材料有关.2 •探究导体电阻与其影响因素的定量关系(1) 探究方案一实验探究法如图1所示，a、b、c、d是四条不同的金属导体，在长度、横截面积、材料三个因素方面，我们采用控制变量法研究影响电阻的因素，即 b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同： b与a长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同.|—1 1~~i L~~4 i—|a b cd 1_L——s R图1图中四段导体是串联的，每段导体两端的电压与它们的电阻成正比，因此，用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，就能知道它们的电阻之比.实验结论：① 在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比. _② 在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成反比._(2) 探究方案二 逻辑推理法①分析导体的电阻与它的长度的关系 一条长度为I、电阻为R的导体，可以看成是由 n段长度同为li、电阻同为Ri的导体串联而R |成•因 I = nli, R= nRi,所以—R1 I 1②研究导体的电阻与它的横截面积的关系有n条导体，它们的长度相同，横截面积都为 0,电阻同为Ri.把他们紧紧地束在一起，组成一横截面积为S、电阻为R的导体.则R= R1, S= nSi,所以言=豊n —- Ri S［即学即用］判断下列说法的正误.⑴导体的电阻与通过导体的电流大小有关. (X )(2) 材料相同的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越大. (V)(3) 由R=学可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比. (X )⑷探究电阻的影响因素时需要用控制变量法：即控制其他物理量不变，只研究电阻与某一物理量的关系.(V)二、电阻定律与电阻率［导学探究］(1)通过实验探究影响导体电阻的因素有哪些？⑵导体的电阻率的大小与什么因素有关？哪些材料的电阻率较小？答案 ⑴导体的材料、导体的横截面积、导体的长度.(2)电阻率与导体的材料、温度有关；纯金属的电阻率较小.［知识梳理］1.电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻 R与它的长度I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.⑵公式：R= &，式中P是比例系数，p叫做这种材料的电阻率.⑶电阻定律反映了导体的电阻由导体自身决定，只与导体的材料、长度和横截面积及温度有关，与其他因素无关.2 .电阻率(1)概念：电阻率是反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关.⑵单位是欧姆米，符号为d_m⑶电阻率与温度的关系① 金属的电阻率随温度升高而增—(可用于制造电阻温度计).② 半导体和绝缘体的电阻率随温度的升高而减小 (半导体的电阻率随温度变化较大， 可用于制作热敏电阻).③ 有些合金（如锰铜、镍铜）的电阻率几乎不受温度变化的影响（可用来制作标准电阻）•④ 当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体.［即学即用］判断下列说法的正误.（1）电阻率P与导体的长度和横截面积有关. （X ）1⑵把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的 -（X ）⑶电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量， 电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大. （V）⑷一根阻值为R的均匀电阻丝，均匀拉长至原来的 2倍，电阻变为4R.（V）题型探究一、电阻定律的应用r= y■与r= &的区别与联系两个公式区别与联系''R=Ulr= PS区别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= p是对r=U的进一步说明，即导体的电阻与 U和1无S I关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积［例- 如图2甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器， P、Q为电极，设a= 1 m, b= 0.2 m ,c= 0.1 m,当里面注满某电解液，且 P、Q间加上电压后，其 U — I图线如图乙所示，当 U =10 V时，求电解液的电阻率 p是多少?答案 40 Q・m解析 由题图乙可求得 U = 10 V时，电解液的电阻为U 10R= I = 5X 10-3 “ 2 000 Q由题图甲可知电解液长为 I = a= 1 m横截面积为 S= bc= 0.02 m2结合电阻定律R = pS得RS 2 000 X 0.02p= ―-= - Q・m 40 m.I 1针对训练1如图3所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长 ab= 2bc.当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比 Rab : Rcd为( )C图3A . 1 : 4 B. 1 : 2C. 2 : 1 D. 4 : 1答案 D解析 设沿AB方向横截面积为 S1,沿CD方向的横截面积为 S2,则有頁二1更=2, A、B接S2 lab 2lab入电路时电阻为 Rab, C、D接入电路时电阻为 Rcd,则有学=半=lab f? = 4.D选项正确.Rcd [bc Ibc Si 1PS2、电阻和电阻率的比较\物理量 比较项、、电阻r电阻率p物理意义反映导体对电流的阻碍作用大小， r大，阻碍作用大反映材料导电性能的好坏，P大，导电性能差决定因素由材料、温度、长度和横截面积决定由材料、温度决疋，与导体形状、大小无关单位欧姆(Q)欧姆米(m)联系P大，R不一定大，导体对电流阻碍作用不一定大； R大，p不一定大，导电性能不一定差[例2】下列说法中正确的是( )A .据R=半可知，当通过导体的电流不变时，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 •导体的电阻是其本身的属性，通过导体的电流及加在两端的电压改变时导体的电阻不变C.据p= RS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I成反比D .导体的电阻率与导体的长度 I、横截面积S、导体的电阻R都有关答案 B解析 R=半是电阻的定义式，导体的电阻由导体自身性质决定，与 U、丨无关•当导体两端电压U加倍时，导体内的电流I也加倍，但比值 R仍不变，故A错，B对.p=耳浇导体电 阻率的定义式，导体的电阻率 p由导体的材料和温度决定，与 R、S、I均无关，故C、D错.针对训练2 关于电阻和电阻率的说法中，正确的是 （ ）A •将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一B .由R=半可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻D •某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象答案 D厂"规律总结 1 .导体的电阻越大说明导体对电流的阻碍作用越大，但是不能说明导体的电阻率一定越大.2 •电阻率越大，导体的导电性能越差，但用这种材料制成的电阻不一定大达标检测 当堂检测巩固反馈1. 关于电阻率的说法中正确的是 （ ）A .电阻率p与导体的长度I和横截面积S有关B •电阻率反映材料导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关C电阻率大的导体，电阻一定很大D •有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计答案 B解析 电阻率反映材料导电能力的强弱，只与材料及温度有关，与导体的长度 I和横截面积S无关，故A错，B对；由R= pS知 P大，R不一定大，故C错；有些合金的电阻率几乎不2 •某金属导线的电阻率为 p,电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线 的电阻率和电阻分别变为 （ ）A . 4 p和 4R B . p和 4RC. 16 p和 16R D . p和 16R答案 D解析 导体的电阻率反映材料的导电性能，温度一定时电阻率是不变的•导线拉长后，直径1变为原来的一半，则横截面积变为原来的4，因总体积不变，长度变为原来的4倍，由电阻定 律计算可知电阻变为原来的 16倍.3•两根材料相同的导线，质量之比为 2 : 1，长度之比为1 : 2,加上相同的电压后，通过的 电流之比为（ ）A . 8 : 1 B . 4 : 1C. 1 : 1 D. 1 : 4答案 AVi解析 同种材料的导线体积之比等于质量之比，即 V1 : V2 = 2 : 1，面积之比为吕=+ = jx2S2 V2 1 1l2=1，由R—S可得：詐¥詐2x4=8加上相同电压，由i=U可得：茹詐8.故选a.4.如图4所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻， b与a的长度相等但横截面积是 a的两倍；c与a的横截面积相等但长度是 a的两倍•当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系A . V1的示数是V2的2倍C. V2的示数是V1的2倍答案 A图4B . V1的示数是V3的2倍D . V2的示数是V3的2倍解析 由题意可知：Lc= 2La = 2Lb, Sb= 2Sa= 2Sc.设b的电阻Rb= R,由电阻定律 R= 得:Ra= 2Rb = 2R, Rc= 2Ra= 4R, Rc : Ra : Rb= 4 : 2 ：1•由电路图可知，a、b、c 三个电阻串联,通过它们的电流相等， 由U = IR得：Uc ： Ua : Ub = 4 : 2 : 1,故Vi的示数是V2的2倍，A正确，C错误；V3的示数是Vi的2倍，故B错误；V3的示数是V2的4倍，故D错误.强化训练拓展提升40分钟课时作业一、选择题（每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的 ）1 .一根阻值为 R的均匀电阻丝，在下列哪些情况中其阻值仍为 R（设温度不变）（ ）A .当长度不变，横截面积增大一倍时B .当横截面积不变，长度增加一倍时C.当长度和横截面积都缩小为原来的一半时D •当长度扩大一倍而面积缩为原来的一半时答案 C解析 根据电阻定律 R= &可知，只有电阻丝的长度和横截面积都扩大或缩小相同比例倍数时，电阻丝的电阻才能保持不变，故选 C.2. 有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，棱长分别为 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 （ ）答案 A解析 根据电阻定律 R= pS，导线越短、横截面积越大，电阻越小， A正确.3. 为了探究导体的电阻与导体长度、 横截面以及电阻率的关系， 某同学取了三根不同的金属丝，测量值见下表金属丝金属丝长度横截面积电阻率甲LS2p乙L2SP丙2LS2p由电阻定律可知阻值最大的金属丝是 （ ）C.丙答案 CA .甲 B .乙D 。