教科版高中物理選修31第2章第2節(jié)電阻定律教案

1、.2電阻定律課標要求通過實驗，探究決定導體電阻的因素知道電阻定律課標解讀1通過對決定導體電阻因素的探究過程，體會控制變量和邏輯思維的方法2理解電阻定律，能用電阻定律進展有關計算，深化對電阻的認識3理解電阻率的概念、決定因素及物理意義，理解電阻率與溫度的關系4理解導體、半導體與絕緣體教學地位本節(jié)知識在高考中單獨命題的時機不多，但它是物理的根本規(guī)律之一，是實驗測導體電阻率的理論根底圖教221新課導入建議如圖教221所示為電路中常用的滑動變阻器，當將A、D兩點接入電路中時，挪動滑動觸頭P，變阻器接入電路的實際阻值就會發(fā)生改變，那么挪動滑動觸頭P時，是改變了接入電路的電阻絲的哪個物理量，從而引起電阻的

2、變化的？導體的電阻還與哪些因素有關呢？我們這節(jié)課就來解決這些問題教學流程設計課前預習安排：1看教材2.填寫【課前自主導學】同學之間可進展討論步驟1：導入新課，本節(jié)教學地位分析步驟2：老師提問，檢查預習效果可多提問幾個學生步驟3：師生互動完成“探究1互動方式除例1外可再變換命題角度，補充一個例題以拓展學生思路步驟7：完成“探究3重在講解規(guī)律方法技巧步驟6：師生互動完成“探究2方式同完成“探究1一樣步驟5：讓學生完成【遷移應用】檢查完成情況并點評步驟4：老師通過例題講解總結電阻的定義式和決定式的區(qū)別與聯絡及R中s和l確實切含義步驟8：指導學生完成【當堂雙基達標】，驗證學習情況步驟9：先由學生自己總

3、結本節(jié)的主要知識，老師點評，安排學生課下完成【課后知能檢測】課標解讀重點難點1.理解電阻定律，能用電阻定律進展有關計算2.理解電阻率的概念、決定因素及物理意義3.理解導體、半導體與絕緣體.1.電阻定率的作用重點2.電阻率的意義重點3.電阻定律的實驗探究難點1.根本知識1實驗探究用控制變量的方法進展實驗探究改變導體的長度其他條件不變，測出導體的電阻，探究導體的電阻與長度的關系改變導體的橫截面積，其他條件不變，測出導體的電阻，探究導體的電阻與橫截面積的關系改變構成導體的材料，其他條件不變，測出導體的電阻，探究不同材料的導體的電阻是否一樣2測量圖221橫截面積：如圖221所示，將導體密繞，然后用刻度

4、尺測出它的寬度，除以圈數，便是導體的直徑，那么可以算出導體的橫截面積S.圖222導體長度：將導體拉直，用毫米刻度尺測量其接入電路的有效長度導體電阻：用伏安法測導體電阻，R，如圖222所示改變滑動變阻器滑片的位置，能獲得多組數據，以所測電阻的平均值作為測量值R.2考慮判斷1導體的電阻由導體的長度和橫截面積兩個因素決定×2根據R可知，通過導體的電流改變，加在電阻兩端的電壓也改變，但導體的電阻不變3探究交流考慮一下，在探究決定導體電阻的因素的實驗中，利用了什么實驗方法，此前還學過什么實驗也用了這種方法？【提示】本實驗利用了控制變量法；前面實驗“探究彈力與彈簧伸長量、“探究加速度與所受合外力

5、的關系中也利用了控制變量法1.根本知識1電阻定律內容：同種材料的導體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比，導體電阻還與構成它的材料有關公式：R，式中稱為材料的電阻率2電阻率意義：反映材料導電性能的物理量，電阻率越小，材料的導電性能越好單位：歐姆·米，符號·m.決定因素：電阻率由導體的材料和溫度決定2考慮判斷1導體的電阻率由導體本身決定，因此一種材料的電阻率固定不變×2導體的電阻越小，說明組成導體的材料的電阻率越小×3探究交流一樣材料、一樣長度，一樣橫截面積的導體，其電阻一定一樣嗎？【提示】不一定一樣，因為材料的電阻率還與溫度有關，完全一樣

6、的導體，當溫度不同時，其所呈現的電阻值一般不同.導體、絕緣體和半導體1.根本知識導體的電阻率很小，絕緣體的電阻率很大，半導體的導電性能介于導體和絕緣體之間許多半導體在光照、溫度升高時，電阻率將發(fā)生明顯變化2考慮判斷1溫度越高，金屬導體的電阻率越大2任何導電材料的電阻率都是隨溫度的升高增大×3探究交流導體和絕緣體兩端分別加上電壓，為什么導體中能形成電流而絕緣體中不能？【提示】因為導體內存在著大量的自由電荷，而絕緣體內部幾乎沒有自由電荷. 對電阻定律的理解【問題導思】1導體越長電阻一定越大嗎？2銅導線的電阻一定比鋁導線的電阻小嗎？3R與R有什么區(qū)別與聯絡嗎？1公式R中各物理量的意義1表示

7、材料的電阻率，與材料和溫度有關反映了導體的導電性能，在數值上等于用這種材料制成1m長、橫截面積為1 m2的導線的電阻值，越大，說明導電性能越差，越小，說明導電性能越好2l表示沿電流方向導體的長度圖2233S表示垂直于電流方向導體的橫截面積如圖223所示，一長方體導體假設通過電流I1，那么長度為a，橫截面積為bc；假設通過電流I2，那么長度為c，橫截面積為ab.2R與R的區(qū)別與聯絡區(qū)別聯絡兩個公式RR區(qū)別1是電阻的定義式，其電阻并不隨電壓、電流的變化而變化，只是可由該式算出線路中的電阻是電阻的決定式，其電阻的大小由導體的材料、橫截面積、長度共同決定2提供了一種測R的方法：只要測出U、I就可求出R

8、提供了一種測導體的電阻率的方法：只要測出R、l、S就可求出3適用于純電阻元件適用于粗細均勻的金屬導體或濃度均勻的電解液、等離子體聯絡R是對R的進一步說明，即導體的電阻與U和I無關，而是取決于導體本身的材料、長度和橫截面積3.應用實例滑動變阻器1原理：利用改變連入電路的電阻絲的長度改變電阻2在電路中的使用方法圖224構造簡圖如圖224所示，要使滑動變阻器起限流作用，正確的連接是接A與D或C，B與C或D，即“一上一下；要使滑動變阻器起到分壓作用，要將AB全部接入電路，另外再選擇A與C或D及B與C或D與負載相連，當滑片P挪動時，負載將與AP間或BP間的不同長度的電阻絲并聯，從而得到不同的電壓1公式R

9、適用于粗細均勻的金屬導體或橫截面積一樣且濃度均勻的電解液2R是電阻的決定式，一定時，R與l成正比，與S與反比如圖225所示，分別把一個長方體銅柱的ab端、cd端、ef端接入電路時，計算接入電路中的電阻各是多大設電阻率為銅【解析】圖225根據電阻定律R可以算出接入電路中的電阻由圖可以看出，當接入點不同時，導體的長度和橫截面積是不一樣的當接入a、b端時，電阻Rab銅；當接入c、d端時，電阻Rcd銅；當接入e、f端時，電阻Ref銅.【答案】銅銅銅一定材料、一定幾何形狀導體的電阻與其接入電路的詳細方式有關在用公式R求R時，應注意導體長度l和橫截面積S的準確確定1對于常溫下一根阻值為R的均勻金屬絲，以下

10、說法中正確的選項是A常溫下，假設將金屬絲均勻拉長為原來的10倍，那么電阻變?yōu)?0RB常溫下，假設將金屬絲從中點對折起來，電阻變?yōu)镽C給金屬絲加上的電壓逐漸從零增大到U0，那么任一狀態(tài)下的比值不變D把金屬絲溫度降低到絕對零度附近，電阻率會突然變?yōu)榱愕默F象稱為超導現象【解析】設原電阻R，當l10l時，由體積不變原理求得截面積變成SS，所以電阻變?yōu)镽100R，故A錯誤；從中點對折起來，相當于兩個阻值為R的電阻并聯，其總阻值為R，B項正確；金屬絲的電阻率隨溫度升高而增大，當金屬絲兩端的電壓逐漸增大時，由于電流的熱效應會使電阻率隨溫度升高而增大，因此R將逐漸增加，C錯誤，金屬絲溫度降低到絕對零度附近電阻

11、率會突然變?yōu)榱?，故D正確【答案】BD對電阻率的理解【問題導思】1電阻與電阻率的物理意義一樣嗎？2電阻與電阻率的決定因素一樣嗎？1電阻與電阻率的比照電阻R電阻率描繪對象導體材料物理意義反映導體對電流阻礙作用的大小，R大，阻礙作用大反映材料導電性能的好壞，大，導電性能差決定因素由材料、溫度和導體形狀決定由材料、溫度決定，與導體形狀無關單位歐姆歐姆·米·m聯絡R，大，R不一定大，導體對電流阻礙作用不一定大；R大，不一定大，導電性能不一定差2.電阻率的大小與溫度的詳細關系1金屬的電阻率隨溫度升高而增大2絕緣體和半導體的電阻率隨溫度升高而減小，并且變化是非線性的3有些合金如錳銅、鎳銅

12、的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制作標準電阻4當溫度降到273 附近時，有些金屬材料的電阻率突然減小到零成為超導體圖226為了測定液體的電阻率，工業(yè)上用一種稱為“電導儀的儀器，其中一個關鍵部件如圖226所示，A、B是兩片面積均為1 cm2的正對著的正方形鉑片，互相平行，間距d2 cm，把它浸沒在待測的液體中假設通過兩根引線加在兩鉑片上的電壓U8 V，測得電流I2 A，求這種液體的電阻率是多少？【審題指導】欲求，由電阻率知，須求出R、S、l，由R可得R，S、l，可求得.【解析】由歐姆定律I得R 4×106 ·m2×104 ·m.【答案】2×

13、104 ·m1解物理題目：先建模型再據相關公式求解2R適用于粗細均勻的金屬導體或橫截面積一樣且濃度均勻的電解液22019·資陽高二檢測如圖227甲所示為一測量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，設a1 m，b0.2 m，c0.1 m，當里面注滿某電解液，且P、Q加上電壓后，其UI圖線如圖227乙所示，當U10 V時，求電解液的電阻率是多少？圖227【解析】由圖乙可求得電解液的電阻為R 2 000 由圖甲可知電解液長為la1 m截面積為：Sbc0.02 m2結合電阻定律R得 ·m40 ·m【答案】40 ·m綜合解題方略巧解電阻定律 與歐姆定律的

14、綜合問題圖228如圖228所示，兩個橫截面積不同、長度相等的均勻銅棒接在電路中，其兩端電壓為U，那么A通過兩棒的電流相等B兩棒的自由電子定向挪動的平均速率一樣C兩棒內的電場強度不同，細棒內場強E1大于粗棒內場強E2D細棒兩端電壓U1大于粗棒兩端電壓U2【標準解答】設兩段銅棒，細端電阻為R1，粗端電阻為R2，由電阻定律R知R1>R2，由于兩電阻串聯，故電流相等，即I1I2，由歐姆定律I得U1>U2，所以A、D對，由E，知細棒內的場強E1大于粗棒內場強E2，所以C對又由IneSv可知，兩段銅棒I、n、e一樣，而S1<S2，故自由電子定向挪動的平均速率v1>v2，所以B錯【答

15、案】ACD此題是電阻定律、歐姆定律、串并聯電路的規(guī)律以及電場有關知識的綜合問題解此類題的關鍵是擅長將實際問題轉化為相應的物理模型，并注重知識間的聯絡，靈敏選取規(guī)律求解【備課資源】老師用書獨具半導體的特點半導體是導電才能介于導體和絕緣體之間的物質它的重要特性表如今以下三個方面：1熱敏性半導體材料的電阻率與溫度有親密的關系溫度升高，半導體的電阻率會明顯變小例如純鍺Ge，溫度每升高10度，其電阻率就會減少到原來的一半2光電特性很多半導體材料對光非常敏感，無光照時，不易導電；受到光照時，就變得容易導電了例如，常用的硫化鎘半導體光敏電阻，在無光照時電阻高達幾十兆歐，受到光照時電阻會減小到幾十千歐半導體受

16、光照后電阻明顯變小的觀象稱為“光導電利用光導電特性制作的光電器件還有光電二極管和光電三極管等近年來廣泛使用著一種半導體發(fā)光器件發(fā)光二極管，它通過電流時可以發(fā)光，把電能直接轉換成光能目前已制作出發(fā)黃，綠，紅，藍幾色的發(fā)光二極管，以及發(fā)出不可見光紅外線的發(fā)光二極管另一種常見的光電轉換器件是硅光電池，它可以把光能直接轉換成電能，是一種方便而清潔的能源3摻雜特性純潔的半導體材料電阻率很高，但摻入極微量的“雜質元素后，其導電才能會發(fā)生極為顯著的變化例如，純硅的電阻率為214×1 000歐姆·厘米，假設摻入百萬分之一的硼元素，電阻率就會減小到0.4歐姆·厘米因此，人們可以給半

17、導體摻入微量的某種特定的雜質元素，準確控制它的導電才能，用以制作各種各樣的半導體器件. 1對于半導體導電才能的大小，表達正確的選項是A半導體的導電才能比導體的小B半導體的電阻為零C一般說來，半導體的導電才能比絕緣體大得多，比導體小得多D半導體的導電才能比絕緣體的大【解析】半導體的導電性能介于導體和絕緣體之間故A、C、D正確【答案】ACD2關于導體的電阻及電阻率的說法中，正確的選項是A導體對電流的阻礙作用叫導體的電阻，因此，導體有電流通過時才具有電阻B由RU/I可知，導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟導體中的電流成反比C將一根導線一分為二，那么半根導線的電阻和電阻率都是原來的二分之一D以上說法

18、均不對【解析】導體對電流的阻礙作用叫做導體的電阻，它只跟導體的幾何形狀和材料性質有關，跟導體是否通電及通電電流的大小無關，電阻率的大小跟導體的幾何形狀無關，只跟材料性質和溫度有關，故A、B、C錯誤，D正確【答案】D32019·石家莊高二檢測一粗細均勻的鎳鉻絲，截面直徑為d，電阻為R，把它拉制成直徑為d/10的均勻細絲后，它的電阻變?yōu)锳R/1 000BR/100C100R D10 000R【解析】設電阻絲原來的長度為l，橫截面積為S，那么R，將電阻絲均勻拉長，直徑變?yōu)閐/10，橫截面積將變?yōu)樵瓉淼?/100，長度將變?yōu)樵瓉淼?00倍，由電阻定律知：R10 00010 000R，D正確【

19、答案】D圖2294滑動變阻器的原理如圖229所示，那么以下說法中正確的選項是A假設將a、c兩端連在電路中，那么當滑片OP向右滑動時，變阻器接入電路中的阻值增大B假設將a、d兩端連在電路中，那么當滑片OP向右滑動時，變阻器的阻值減小C將滑動變阻器以限流式接法接入電路時，必須連入三個接線柱D將滑動變阻器以分壓式接法接入電路時，必須連入三個接線柱【解析】假設將a、c兩端連在電路中，aP部分將連入電路，那么當滑片OP向右滑動時，該部分的導線長度變長，變阻器接入電路中的阻值將增大，A正確，假設將a、d兩端連在電路中，也是aP部分將連入電路，那么當滑片OP向右滑動時，該部分的導線長度變長，變阻器接入電路中

20、的阻值將增大，B錯誤，A、B兩個選項中均為限流式接法，可見在限流式接法中，a、b兩個接線柱中任意選一個，c、d兩個接線柱中任意選一個，接入電路即可，C錯誤，在滑動變阻器的分壓式接法中，a、b兩個接線柱必須接入電路，c、d兩個接線柱中任意選一個，接入電路即可，D正確【答案】AD5在“探究導體電阻與其影響因素的實驗中，采用如圖2210所示的電路a、b、c、d是四段不同的金屬導體，它們相比只有一個因素不同：b與a長度之比為32；c與a橫截面積之比為21；d與a材料不同，d為銀，a為鋁分別用同一個電壓表測量四段金屬導體兩端的電壓，示數分別為0.2 V、0.3 V、0.1 V和0.1 V由b與a電壓示數

21、說明電阻與_有關，且關系為_；由c與a的電壓示數說明電阻與_有關，且關系為_；由d與a的電壓示數不同說明電阻與_有關圖2210【解析】由于a、b、c、d四段金屬串聯，電流相等，由UIR可知，UbUaRbRaLbLa故b與a電壓示數關系說明電阻與長度有關，且電阻與長度成正比；由UcUaRcRaSaSc可知，電阻與橫截面積有關系，且電阻與橫截面積成反比；由UdUaRdRa12可知，電阻與材料有關【答案】長度電阻與長度成正比橫截面積電阻與橫截面積成反比材料12019·廈門高二檢測根據電阻定律，電阻率，對于溫度一定的某種金屬導線來說，它的電阻率A跟導線的電阻成正比B跟導線的橫截面積成正比C跟

22、導線的長度成反比D由所用金屬材料本身的性質決定【解析】在溫度一定時，電阻率與導體的電阻、導體的長度和橫截面積無關，只與導體本身的性質有關，D正確【答案】D2關于公式RU/I和公式R·l/S，以下說法正確的選項是A兩式對一切情況都適用BRU/I僅適用于金屬導體，R·l/S適用于任何導體C導體的電阻R與U成正比，與I成反比D導體的電阻在溫度一定時與導體長度成正比，與導體的橫截面積成反比【解析】R適用于金屬導體和電解液導電并且為純電阻電路，故A、B錯誤；導體電阻由本身決定，與U、I無關，故C錯誤；在溫度一定時，電阻率一定，由R可知導體的電阻R與l成正比，與S成反比，故D正確【答案

23、】D32019·深圳調研如圖2211所示，a、b分別表示由一樣材料制成的兩條長度一樣、粗細均勻電阻絲的伏安特性曲線，以下判斷中正確的選項是圖2211Aa代表的電阻絲較粗Bb代表的電阻絲較粗Ca電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值D圖線表示的電阻絲的阻值與電壓成正比【解析】b圖線的斜率大，表示電阻小，由電阻定律，R，b的導線粗，B正確，A、C不正確電阻是導體本身的性質，與電阻兩端的電壓無關，D不正確【答案】B42019·德陽高二檢測有三根電阻絲，它們的長度、橫截面積、電阻率分別如表所示：電阻電阻絲長度橫截面積電阻率R1LS2R2L2SR32LS2那么阻值最大的電阻絲是AR1BR2C

24、R3 D三根電阻絲的阻值一樣大【解析】由電阻定律R得R12，R2，R324，故C正確【答案】C圖22125如圖2212所示，表示用不同電壓加在一段金屬導體兩端，在溫度不變的情況下測得IU的圖像，試根據圖像分析：假設將這段金屬導體在保持長度不變的前提下增大其橫截面積，那么這段導體的IU線這時符合以下哪種情況【解析】由R長度不變，增加橫截面積，電阻減小，圖像的斜率增大【答案】D6半導體溫度計是利用熱敏電阻制造的如圖2213所示，假如待測點的溫度升高，那么圖2213A熱敏電阻變大，靈敏電流表示數變大B熱敏電阻變大，靈敏電流表示數變小C熱敏電阻變小，靈敏電流表示數變大D熱敏電阻變小，靈敏電流表示數變小

25、【解析】半導體電阻隨溫度升高而減小，由I知R減小，U不變，I變大，故只有C正確【答案】C7一只“220 V100 W的燈泡工作時電阻為484 ，拿一只同樣的燈泡來測量它不工作時的電阻，以下說法中正確的選項是A小于484 B大于484 C等于484 D無法確定【解析】燈泡工作時的電阻為高溫狀態(tài)下的電阻，不工作時為常溫下的電阻，金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，故燈泡不工作時的電阻小于正常工作時的電阻，A正確【答案】A8.圖2214兩根材料一樣的均勻導線x和y，x長為l，y長為2l，串聯在電路中時，沿長度方向電勢變化如圖2214所示，那么x、y導線的橫截面積之比為A23 B13C12 D31【解析】由UI圖像可知，Ux6 V，Uy4 V串聯電路電流一樣，那么，而Rx，Ry所以，.【答案】B9當電路中的電