《11.2導體的電阻》教案、導學案、同步練習

18/18《11.2導體的電阻》教案【教學目標】一、知識與技能1．理解電阻的大小跟那些因素有關，知道電阻定律。2．了解電阻率的物理意義以及與溫度的關系。二、過程與方法用控制變量法，探究導體電阻的決定因素,培養(yǎng)學生利用實驗抽象概括出物理規(guī)律的能力。三、情感態(tài)度與價值觀通過實驗探究，體會學習的快樂?！窘虒W重點】電阻定律的內容及其運用?！窘虒W難點】電阻率的物理意義?！窘虒W過程】一、新課導入教師：高壓輸電線為什么做得這么粗？導體中產生電流的條件是什么？既然導體兩端有電壓，導體中才有電流，那么導體中的電流跟導體兩端的電壓有什么關系呢？實驗探究導體中的電流跟導體兩端電壓的關系1．連接電路：2．數據處理：方法（1）直接觀察（2）圖像法結論：對同一導體，導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比。I3．確定常數k：教師提問：（1）為什么說常數k反映了導體本身的性質？（2）常數k反映了導體的什么性質？（3）用常數k反映了導體對電流的阻礙作用方便嗎？（4）怎樣改進才能方便地反映導體對電流的阻礙作用？學生回答：略【過渡】引出電阻這個物理量。二、新課教學（一）電阻1．引入目的：反映了導體對電流的阻礙作用的大小。2．度量方式：R強調：比值法。測量式。R與U、3．決定因素：導體本身的性質決定。4．矢量標量：標量5．單位換算：Ω（SI）1Ω=1V/A1MΩ=103kΩ=106Ω6．測量方法：伏安法等。7．歐姆定律導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正比，跟導體的電阻R成反比。I（二）影響導體電阻的因素教師：電阻就是導體對電流的阻礙作用，那么同學們想導體的電阻和哪些因素有關呢？你為什么覺得和這些因素有關呢？學生：和導體長度，橫截面積，材料，溫度有關。教師：為什么你猜測和這些因素有關呢？教師：初中階段我們定性的知道導體的電阻和這些因素有關，并且知道L越大，R越大；S越大R越小。①長度（其他因素一定，長度變長，電阻變大）②橫截面積（其他因素一定，面積變大，電阻變大）③材料（其他因素一定，材料不同，電阻一般不同）④溫度今天咱們就來定量的研究導體和這些因素的關系。教師：研究一個量和幾個量的關系我們要用到什么實驗方法?。繉W生：控制變量法1．實驗方法：控制變量法2．實驗原理：伏安法測電阻教師：導體的長度關系和橫截面積的關系我們可以通過測量得到，那么我們用什么方法來測得導體的電阻呢？學生：用伏安法測電阻。教師：高中階段伏安法測電阻有兩種電路，一種是分壓式電路，另一種是限流式電路。他們都可以通過改變滑動變阻器的阻值來對導體的電阻進行多次測量。說明：圖甲為分壓式，圖乙為限流式。教師：如果每次接一個電阻之后又更換另一個電阻來對其進行多次測量會比較麻煩，那么能有簡單的辦法嗎？a和b：長度??不同a和c：橫截面積??不同a和d：材料不同長度L（mm）橫截面積S材料兩端電壓（V）R15002S銅R2500S銅R35002S鎳鉻R42502S銅結論：導體的電阻跟長度成正比，跟橫截面積成反比，還跟材料有關。電阻定律：同種材料的導體，其電阻??與它的長度??成正比，與它的橫截面積??成反比；導體電阻與構成它的材料有關。決定式：R適用條件：溫度一定，粗細均勻的金屬導體，或濃度均勻的電解液。（三）導體的電阻率1．意義：反映材料導電性能好壞的物理量。2．定義式：ρ=RSl（??由材料和溫度決定，與??、3．單位：歐·米（Ω·m）4．電阻率與溫度關系：幾種導體的電阻率0℃（Ω?20℃（Ω?100℃（Ω?銀11.6×2.07×銅1.43×1.7×2.07×鋁2.67×2.9×3.80×鎢4.85×5.3×7.10×鐵0.89×1.0×1.44×錳銅合金4.4×4.4×4.4×鎳銅合金5.0×5.0×5.0×（1）金屬電阻率隨溫度升高而增大。應用：電阻溫度計。（2）部分合金如錳銅、鎳銅電阻率幾乎不受溫度的影響。應用：標準電阻。（3）半導體的電阻率隨溫度的升高而減小。應用：熱敏電阻，光敏電阻。（4）超導體：某些材料當溫度降低到一定溫度時，電阻率為零。（四）導體的伏安特性曲線1．什么叫導體的伏安特性曲線？導體中的電流I隨導體兩端的電壓U變化的圖線。U-I圖像和2．定值電阻和小燈泡的伏安特性曲線。對比兩個圖像的異同，并確定出在這兩個圖像中如何求電阻？圖線斜率的物理意義是什么？導體A的伏安特性曲線為直線，斜率表示導體的電阻，電阻在研究過程中保持不變；導體B的伏安特性曲線為曲線，過原點的直線（割線）的斜率表示導體的電阻，電阻在研究過程中不斷變化。（五）線性元件和非線性元件1．伏安特性曲線是一條通過坐標原點的直線的電學元件叫做線性元件。2．伏安特性曲線不是直線的電學元件叫做非線性元件。（1）線性元件與純電阻元件是不同的概念。（2）線性元件一定是純電阻元件，而純電阻元件不一定是線性元件(小燈泡是純電阻，但它的伏案特性曲線是曲線）。（六）二極管的伏安特性曲線加正向電壓時，二極管電阻較小，通過二極管的電流較大；加反向電壓時，二極管的電阻較大，通過二極管的電流很小。反向電壓很大時，二極管擊穿，反向電流很大。表明二極管具有單向導電性。三、思考與討論例題1．R1和R2是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導體，但R2由此可知導體的電阻與表面積無關，只與導體的厚度有關。這樣在制造電路元件時，可以將其表面積做得很小，而不增大電阻，只要保證厚度不變，有利于電路元件的微型化。例題2．有人說電阻是導體阻礙電流的性質，電阻率是由導體材料的性質決定的，所以電阻率越大，則電阻越大，對嗎？為什么？例題3．一段均勻導線對折兩次后并聯在電路中，測得其電阻為0.5Ω，導線原來的電阻多大？例題4．甲乙兩條銅導線質量之比M甲:M乙=4:1，長度之比為L甲:L乙=1:4，則其電阻之比R甲:R乙為（）A．1:1 B．1:16 C．64:1 D．1:64四、鞏固練習1．下列關于電阻率的敘述，錯誤的是（）A．當溫度極低時，超導材料的電阻率會突然減小到零B．常用的導線是用電阻率較小的鋁、銅材料做成的C．材料的電阻率取決于導體的電阻、橫截面積和長度D．材料的電阻率隨溫度變化而變化2．一條粗細均勻的鎳鉻絲，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)椋ǎ〢．R/1000 B．R/100C．100R D．10000R3．有長度相同，質量相同，材料不同的金屬導線A、B各一根。已知A的密度比B的大，A的電阻率比B的小。則A、B兩根導線的電阻為（）A．RA＞RBB．RA＜RBC．RA=RBD．無法判斷4．關于導體和絕緣體的如下說法正確的是（）A．超導體對電流的阻礙作用等于零B．自由電子在導體中走向移動時仍受阻礙C．絕緣體接在電路中仍有極微小電流通過D．電阻值大的為絕緣體，電阻值小的為導體5．甲導線長L截面直徑為d，兩端電壓為U。同樣材料的乙導線長2L，截面直徑為2d，兩端電壓為2U，則甲、乙兩導線中電流之比為______。6．有一根粗細均勻的電阻絲，當兩端加上2V電壓時通過其中的電流為4A，現將電阻絲均勻地拉長，然后兩端加上1V電壓，這時通過它的電流為0.5A．由此可知，這根電阻絲已被均勻地拉長為原長的______倍。7．在一根長l=5m，橫截面積S=3.5×10-4m2的銅質導線兩端加2.5×10-3V電壓。已知銅的電阻率ρ=1.75×10-8Ω?m，則該導線中的電流多大？每秒通過導線某一橫截面的電子數為多少？《11.2導體的電阻》導學案【學習目標】一、知識與技能1．理解電阻的大小跟那些因素有關，知道電阻定律。2．了解電阻率的物理意義以及與溫度的關系。二、過程與方法用控制變量法，探究導體電阻的決定因素，培養(yǎng)利用實驗抽象概括出物理規(guī)律的能力。三、情感態(tài)度與價值觀通過實驗探究，體會學習的快樂?！緦W習重點】電阻定律的內容及其運用?！緦W習難點】電阻率的物理意義。【學習過程】一、新課學習（一）電阻1．引入目的：反映了_____________________________的大小。2．度量方式：____________3．決定因素：__________________。與______無關。4．矢量標量：_________5．單位：_________1Ω=_________V/A1MΩ=_________kΩ=_________Ω6．測量方法：_________。7．歐姆定律導體中的電流I跟導體兩端的電壓U_________，跟導體的電阻R_________。表達式：_________。（二）影響導體電阻的因素1．實驗：探究導體電阻與其影響因素的定量關系猜想：①_________②_________③_________④_________實驗方法：_________（1）實驗器材：四段不同的金屬導體，控制在________、________、________三個因素方面不同，任意兩段只有________不同，b、a長度不同，c、a橫截面積不同，d、a材料不同。其他器材還有________、電源、開關和導線若干。（2）實驗原理：四段導線串聯，接通電源，用電壓表分別測量其兩端的電壓，根據串聯電路的________跟________正比，探究各段電阻與哪些因素有關。（3）實驗步驟：連接如圖所示的電路；開關閉合前滑動變阻器滑片移到最________端，閉合開關；用電壓表分別測量______________的電壓，讀出數據；改變滑片的位置可獲得多組實驗數據。長度L（mm）橫截面積S材料兩端電壓（v）R15002S銅R2500S銅R35002S鎳鉻R42502S銅（4）數據處理：a、b兩段比較電壓與________的關系，a、c兩段比較電壓與________的關系，a、d兩段比較電壓與________的關系，得出實驗結論。2．邏輯推理：探究導體電阻與哪些因素有關（1）分析導體電阻與它的長度的關系：在材料、橫截面積相同的條件下，導體的電阻跟________成正比。（2）分析導體電阻與它的橫截面積的關系：在材料、長度相同的條件下，導體的電阻跟________成反比。（3）探究導體的電阻還跟材料有關。電阻定律：同種材料的導體，其電阻??與它的長度??___________，與它的橫截面積??___________；導體電阻與構成它的___________有關。決定式：___________適用條件：____________________________________________。（三）導體的電阻率1．意義：反映材料______________________的物理量。2．定義式：___________（??由材料和溫度決定，與??、??無關!!!）3．單位：___________4．電阻率跟溫度的關系：（1）各種材料的電阻率一般都隨______________的變化而變化。（2）金屬電阻率隨溫度升高而________。應用：____________。（3）部分合金如錳銅、鎳銅電阻率幾乎不受溫度的影響。應用：____________。（4）半導體的電阻率隨溫度的升高而減小。應用：________________________。（5）超導體：某些材料當溫度降低到一定溫度時，電阻率為________。（四）導體的伏安特性曲線導體A的伏安特性曲線為_________，_________表示導體的電阻，電阻在研究過程中__________________；導體B的伏安特性曲線為_________，過原點的直線（割線）的斜率表示導體的電阻，電阻在研究過程中__________________。三、思考與討論例題1．R1和R2是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導體，但R2的尺寸比由此可知導體的電阻與表面積_______，只與導體的_______有關。例題2．有人說電阻是導體阻礙電流的性質，電阻率是由導體材料的性質決定的，所以電阻率越大，則電阻越大，對嗎？為什么？例題3．一段均勻導線對折兩次后并聯在電路中，測得其電阻為0.5Ω，導線原來的電阻多大？例題4．甲乙兩條銅導線質量之比M甲:M乙=4:1，長度之比為L甲:L乙=1:4，則其電阻之比R甲:R乙為（）A．1:1 B．1:16 C．64:1 D．1:64四、鞏固練習1．下列關于電阻率的敘述，錯誤的是（）A．當溫度極低時，超導材料的電阻率會突然減小到零B．常用的導線是用電阻率較小的鋁、銅材料做成的C．材料的電阻率取決于導體的電阻、橫截面積和長度D．材料的電阻率隨溫度變化而變化2．一條粗細均勻的鎳鉻絲，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)椋ǎ〢．R/1000 B．R/100C．100R D．10000R3．有長度相同，質量相同，材料不同的金屬導線A、B各一根。已知A的密度比B的大，A的電阻率比B的小。則A、B兩根導線的電阻為（）A．RA＞RBB．RA＜RBC．RA=RBD．無法判斷4．關于導體和絕緣體的如下說法正確的是（）A．超導體對電流的阻礙作用等于零B．自由電子在導體中走向移動時仍受阻礙C．絕緣體接在電路中仍有極微小電流通過D．電阻值大的為絕緣體，電阻值小的為導體5．甲導線長L截面直徑為d，兩端電壓為U。同樣材料的乙導線長2L，截面直徑為2d，兩端電壓為2U，則甲、乙兩導線中電流之比為______。6．有一根粗細均勻的電阻絲，當兩端加上2V電壓時通過其中的電流為4A，現將電阻絲均勻地拉長，然后兩端加上1V電壓，這時通過它的電流為0.5A．由此可知，這根電阻絲已被均勻地拉長為原長的______倍。7．在一根長l=5m，橫截面積S=3.5×10-4m2的銅質導線兩端加2.5×10-3V電壓。已知銅的電阻率ρ=1.75×10-8Ω?m，則該導線中的電流多大？每秒通過導線某一橫截面的電子數為多少？《11.2導體的電阻》同步練習基礎鞏固1.用電器A的電阻是用電器B的電阻的2倍,加在A上的電壓是加在B上的電壓的一半,那么通過A、B的電流IA和IB的關系是()A.IA=2IB B.IA=IBC.IA=12IB D.IA=14解析根據歐姆定律I=UR得IAIB=U答案D2.在電阻為4Ω的導體中通以恒定電流,5min內通過導體橫截面的電荷量是45C,這時加在導體兩端的電壓是()A.60V B.6V C.0.6V D.3.6V解析通過導體的電流為I=qt=455×60A=0.15A;根據歐姆定律得,加在導體兩端的電壓是U=IR=0.15答案C3.一小燈泡的伏安特性曲線如圖所示,橫軸和縱軸分別表示電壓U和電流I。圖線上點A的坐標為(U1,I1),過點A的切線與縱軸交點的縱坐標為I2,小燈泡兩端的電壓為U1時,電阻等于()A.I1U1 B.U1I1解析由電阻的定義式R=UI可知,B正確,其他選項錯誤。要特別注意R≠Δ答案B4.在如圖所示電路中,AB為粗細均勻、長為L的電阻絲,以A、B上各點相對A點的電壓為縱坐標,各點離A點的距離x為橫坐標,則U隨x變化的圖線應為()解析由U=IRx=ER·RLx=ELx,其中E、L答案A能力提升1.(多選)某同學在研究三種導電元件的伏安特性時,他根據實驗中所測得的數據,分別繪制了I-U圖線,如圖甲、乙、丙所示,下列說法正確的是()A.圖甲的元件可以作為標準電阻使用B.圖乙的電阻隨電壓升高而增大C.圖丙的電阻隨電壓升高而增大D.只有圖乙才是可能的解析由圖像可知甲元件的電阻不變,乙元件的電阻隨電壓U的增大而增大,丙元件的電阻隨電壓U的增大而減小,故A、B正確,C、D錯誤。答案AB2.如圖所示,P為