《電阻定律》(修正版)

武勝中學(xué)吳建兵學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解電阻定律，能用電阻定律進(jìn)行有關(guān)計(jì)算．2．理解電阻率的概念及物理意義，了解電阻率與溫度的關(guān)系．重點(diǎn)難點(diǎn)：電阻定律及其計(jì)算．易錯(cuò)問題：混淆電阻R與電阻率ρ的物理意義．一、影響導(dǎo)體電阻的因素1．與導(dǎo)體電阻有關(guān)因素的測量方法(1)電阻絲橫截面積的測量把電阻絲緊密繞在一個(gè)圓柱形物體上(例如鉛筆)，用刻度尺測出多匝的

，然后除以

，得到電阻絲的直徑，進(jìn)而計(jì)算出電阻絲的橫截面積，也可以使用螺旋測微器測出導(dǎo)線的直徑，然后利用面積公式求解。長度匝數(shù)螺旋測微器的認(rèn)識(shí)：

轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕使測微螺桿F與測砧A接觸時(shí),可動(dòng)刻度E的左邊緣應(yīng)該與固定刻度B的0刻線重合.測量時(shí),如果導(dǎo)線剛好夾在A與F之間,那么可動(dòng)刻度E的左邊緣在固定刻度B上指示的數(shù)據(jù)就是導(dǎo)線的直徑.不過,由于固定刻度的最小分度只有1mm(多數(shù)螺旋測微器在B的刻度線上方還有一組刻線,間距也是1mm,它們相當(dāng)于0.5mm的刻線),在B上直接讀數(shù)時(shí)只有毫米位的讀數(shù)是準(zhǔn)確的,要想得到更精確的讀數(shù),就要靠可動(dòng)刻度E了.

E?D?D′每轉(zhuǎn)動(dòng)一周就帶動(dòng)F前進(jìn)或后退0.5mm,也就是說,精密螺紋的螺距是0.5mm.因此,通過它們轉(zhuǎn)動(dòng)的多少就能得知F前進(jìn)或后退的多少,而這個(gè)數(shù)值就刻在可動(dòng)刻度E上.可動(dòng)刻度E等分50等份,每旋轉(zhuǎn)1周E前進(jìn)或后退的距離為0.5mm,所以旋輪E每旋轉(zhuǎn)1個(gè)分度前進(jìn)或后退的距離為0.01mm,在此基礎(chǔ)上估讀一位,即讀數(shù)可讀到0.001mm,精確到0.01mm,所以螺旋測微器又稱千分尺.

(2)螺旋測微器的讀數(shù)螺旋測微器的讀數(shù)包括兩部分.一?大于0.5mm的刻度值由主尺讀出,用m表示;二?小于0.5mm的刻度值由旋輪(即可動(dòng)刻度)讀出,用n表示,可動(dòng)刻度要估讀一位,則螺旋測微器所測量的值為m+0.01n,單位為毫米,如右下圖所示螺旋測微器的讀數(shù)應(yīng)為(1.5+28.5×0.01)mm=1.785mm.(2)電阻絲長度的測量把電阻絲拉直，用毫米刻度尺量出它的長度．(3)電阻的測量連接適當(dāng)?shù)碾娐?，測量電阻絲兩端的電壓U，通過電阻絲的電流I，由R＝

計(jì)算得到。U/I2．實(shí)驗(yàn)探究：(1)方案一：(實(shí)驗(yàn)法)在長度、橫截面積、材料三個(gè)因素中，保持

因素不變，比較第三個(gè)因素對電阻的影響，這種方法叫控制變量法．通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體的電阻與長度成

，與橫截面積成

，還與材料有關(guān)。兩個(gè)正比反比(2)方案二：(邏輯推理法)利用學(xué)過的電阻的串并聯(lián)知識(shí)進(jìn)行邏輯推理探究導(dǎo)體的電阻與長度成

，與橫截面積成

，然后再通過實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系。正比反比二、電阻定律1．內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度l成

，與它的橫截面積S成

，導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)．即:

。2．電阻率：上式中的ρ是比例系數(shù)．它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，是表征材料

的物理量，在l、S一定的條件下，ρ越大，導(dǎo)體的電阻R

，ρ叫做這種材料的電阻率．單位是

。正比反比越大性質(zhì)Ω·m3.電阻率與材料的關(guān)系：電阻率是反映材料導(dǎo)電能力強(qiáng)弱的物理量．純金屬的電阻率

，合金的電阻率

；金屬的電阻率隨溫度的升高而

，電阻

就是利用這一規(guī)律制成的，有些合金的電阻率

影響，常用來制作

電阻。較小較大增大溫度計(jì)幾乎不受溫度標(biāo)準(zhǔn)1.為什么串聯(lián)電路的總電阻比其中任何一個(gè)電阻的阻值都大，而并聯(lián)時(shí)的總電阻比其中任何一個(gè)電阻的阻值都??？

問題探究：2.滑動(dòng)變阻器、電阻箱是通過改變什么來改變有效電阻值的？原因：電阻串聯(lián)等效于導(dǎo)體長度變長了，電阻并聯(lián)等效于增大了導(dǎo)體的橫截面積。原因：是通過改變接入電路的導(dǎo)體長度而改變電阻的。三、電阻定律的理解1．公式中各物理量的意義R＝

是導(dǎo)體電阻的決定式，其中ρ為材料的電阻率，它與材料和溫度有關(guān)，公式中的l是沿電流方向的導(dǎo)體的長度，橫截面積S是垂直于電流方向的橫截面積。

如圖所示，一塊長方體鐵塊若通過電流I1，則長度為a，截面積為b·c；若通過電流I2，則長度為c，截面積為a·b.實(shí)際情況分析：2．

的區(qū)別公式意義決定式定義式理解說明導(dǎo)體的電阻由ρ、l、S決定，即與l成正比，與S成反比。提供了一種測導(dǎo)體電阻的方法——伏安法．不能認(rèn)為R與U成正比，與I成反比。適用范圍金屬導(dǎo)體任何導(dǎo)體導(dǎo)體被拉伸或壓縮形變中，導(dǎo)體的橫截面積隨長度的變化而變化，但導(dǎo)體的總體積不變。即：橫截面積和長度的乘積不變！

特別說明：例1:兩根完全相同的金屬導(dǎo)線A和B,如果把其中的一根A均勻拉長到原來的兩倍,把另一根導(dǎo)線對折后絞合起來,則它們的電阻之比為多少?答案:16:13.應(yīng)用實(shí)例——滑動(dòng)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)構(gòu)造：A、B是繞在絕緣筒上的電阻絲的兩個(gè)端點(diǎn)，電阻絲間相互絕緣，C、D是金屬桿的兩個(gè)端點(diǎn)，電阻絲能夠與滑片P接觸的地方，絕緣漆已被刮去，使滑片P能夠把金屬桿與電阻絲連接起來．四、對電阻率的理解1.物理意義電阻率是表征材料導(dǎo)電性質(zhì)的物理量。在數(shù)值上等于長度為1m，面積為1m2的某種材料導(dǎo)體的電阻值。2.決定因素(1)電阻率可以用

計(jì)算，但電阻率只與導(dǎo)體材料有關(guān)，與導(dǎo)體長度l、橫截面積S無關(guān)。(2)電阻率與溫度有關(guān)．例如金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大；半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而減小；還有些材料電阻率幾乎不受溫度的影響，可制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。(3)超導(dǎo)現(xiàn)象：當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí)某些材料的電阻率突然減小到零的現(xiàn)象。例2：金屬鉑的電阻隨溫度變化比較明顯,在下圖中,正確表示金屬鉑導(dǎo)體伏安特性曲線的是()答案:C例3:下列說法中正確的是()

A.據(jù)可知,當(dāng)通過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度不變,加在電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí),導(dǎo)體的電阻也變?yōu)樵瓉淼?倍

B.據(jù)可知,通過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度改變,加在電阻兩端的電壓也改變,但導(dǎo)體的電阻不變

C.據(jù)可知,導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的電阻和橫截面積的乘積RS成正比,與導(dǎo)體的長度l成反比

D.導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的長度l?橫截面積S?導(dǎo)體的電阻R皆無關(guān)答案:BD3.與電阻的區(qū)別

物理量比較內(nèi)容

電阻率ρ電阻R物理意義電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量電阻是反映導(dǎo)體對電流的阻礙性能的物理量決定因素由導(dǎo)體的材料和溫度決定，它與導(dǎo)體的長度和導(dǎo)體的橫截面積無關(guān)，電阻率是“材料”的電阻率由導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積共同來決定，一般地說，不同的導(dǎo)體有不同的電阻，電阻是“導(dǎo)體”的電阻單位歐·米(Ω·m)歐(Ω)1.一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線,當(dāng)其兩端電壓為U時(shí),通過的電流是I,若將此導(dǎo)線均勻拉長到原來的2倍時(shí),電流仍為I,導(dǎo)線兩端所加的電壓變?yōu)?)A.U/2B.UC.2UD.4U鞏固練習(xí)：答案:D2.兩個(gè)用同種材料制成的均勻?qū)wA?B,其質(zhì)量相同,當(dāng)它們接入電壓相同的電路時(shí),其電流之比IA:IB=1:4,則橫截面積之比SA:SB為()A.1:2B.2:1C.1:4D.4:1答案:A3.一根阻值為R的均勻電阻絲,在下列哪些情況中其阻值仍為R(設(shè)溫度不變)()A.當(dāng)長度不變,橫截面積增大一倍時(shí)B.當(dāng)橫截面積不變,長度增加一倍時(shí)C.長度和橫截面半徑都縮小一倍時(shí)D.長度和橫截面積都擴(kuò)大一倍時(shí)答案:D4.關(guān)于導(dǎo)體?絕緣體和超導(dǎo)體,下列說法錯(cuò)誤的是()A.超導(dǎo)體對電流的阻礙作用幾乎為零B.電解液通電時(shí),正負(fù)離子仍有阻礙作用C.絕緣體內(nèi)也有自由電子,但很少D.絕緣體接入電路后,一定沒有電流通過解析:導(dǎo)體中存在大量的自由電子,絕緣體中也存在自由電子,但數(shù)目極少.絕緣體接入電路后,也有電流通過,但很小,可以近似看作零.答案:D5.一只白熾燈泡,正常發(fā)光時(shí)的電阻為121Ω,當(dāng)這只燈泡停止發(fā)光一段時(shí)間后的電阻應(yīng)是()A.大于121ΩB.小于121ΩC.等于121ΩD.無法判斷解析:金屬的電阻率隨著溫度的升高而增大,隨著溫度的降低而減小,故B選項(xiàng)正確.答案:B6.一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36W與36V,若把燈泡接到輸出電壓為18V的電源兩端,則燈泡消耗的功率()A.等于36W B.小于36W,大于9WC.等于9W D.小于9W答案:B7.如圖所示,兩個(gè)截面不同?長度相等的均勻銅棒接入電路,兩端電壓為U,則()A.通過兩棒的電流相等B.兩棒的自由電子定向移動(dòng)的平均速率相同C.兩棒內(nèi)的電場強(qiáng)度不同,細(xì)棒內(nèi)場強(qiáng)大D.細(xì)棒的電壓U1大于粗棒的電壓U2解析:設(shè)兩段銅棒,細(xì)端電阻為R1,粗端為R2,則R1>R2.由于兩電阻串聯(lián),故電流相等I1=I2,U1>U2,故A?D正確.由

知細(xì)棒內(nèi)的場強(qiáng)E1大于粗棒內(nèi)的場強(qiáng)E2,所以C正確.又由I=neSv可知,兩段銅棒I?n?e相同,而S1<S2,故自由電子定向移動(dòng)速度v1>v2,所以B錯(cuò)誤.答案:ACD8.在橫截面積為S的粗細(xì)均勻的銅導(dǎo)體中流過恒定電流I,銅的電阻率為ρ,電子的電荷量為e,則電子在銅導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的電場作用力為()A.0 B.Iρe/SC.IS/ρe

D.Ie/ρS答案:B9.一同學(xué)將變阻器與一只6V,8W的小燈泡L及開關(guān)S串聯(lián)后接在6V的電源E上,當(dāng)S閉合時(shí),發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)亮.按右圖的接法,當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)時(shí),燈泡將()A.變暗 B.變亮C.亮度不變D.可能燒壞燈泡解析:由題意可知滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為PB段電阻,當(dāng)滑片P向右滑動(dòng)時(shí),PB段電阻減小,電路中的電流增大,燈泡變亮,故B正確.答案:B10.如圖所示為將不同電壓加在一段金屬導(dǎo)體兩端,在溫度不變的情況下所測得的I-U圖線.試根據(jù)圖線回答:若將這段金屬導(dǎo)體在保持長度不變的前提下增大其橫截面積,則這段導(dǎo)體的電阻()A.等于4.0ΩB.大于2.0ΩC.小于2.0ΩD.等于2.0Ω解析:由圖像知R=2Ω,若保持長度不變,增大橫截面積,則電阻要變小,故C正確.答案:C11.如下圖所示,一圈粗細(xì)均勻的導(dǎo)線長1200m,在兩端點(diǎn)A?B間加上恒定電壓時(shí),測得通過導(dǎo)線的電流為0.5