《11.2導(dǎo)體的電阻》教案、導(dǎo)學(xué)案、同步練習(xí)

18/18《11.2導(dǎo)體的電阻》教案【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1．理解電阻的大小跟那些因素有關(guān)，知道電阻定律。2．了解電阻率的物理意義以及與溫度的關(guān)系。二、過程與方法用控制變量法，探究導(dǎo)體電阻的決定因素,培養(yǎng)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)抽象概括出物理規(guī)律的能力。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀通過實(shí)驗(yàn)探究，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】電阻定律的內(nèi)容及其運(yùn)用?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】電阻率的物理意義?！窘虒W(xué)過程】一、新課導(dǎo)入教師：高壓輸電線為什么做得這么粗？導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的條件是什么？既然導(dǎo)體兩端有電壓，導(dǎo)體中才有電流，那么導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓有什么關(guān)系呢？實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系1．連接電路：2．?dāng)?shù)據(jù)處理：方法（1）直接觀察（2）圖像法結(jié)論：對(duì)同一導(dǎo)體，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。I3．確定常數(shù)k：教師提問：（1）為什么說常數(shù)k反映了導(dǎo)體本身的性質(zhì)？（2）常數(shù)k反映了導(dǎo)體的什么性質(zhì)？（3）用常數(shù)k反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用方便嗎？（4）怎樣改進(jìn)才能方便地反映導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用？學(xué)生回答：略【過渡】引出電阻這個(gè)物理量。二、新課教學(xué)（一）電阻1．引入目的：反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用的大小。2．度量方式：R強(qiáng)調(diào)：比值法。測(cè)量式。R與U、3．決定因素：導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定。4．矢量標(biāo)量：標(biāo)量5．單位換算：Ω（SI）1Ω=1V/A1MΩ=103kΩ=106Ω6．測(cè)量方法：伏安法等。7．歐姆定律導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比。I（二）影響導(dǎo)體電阻的因素教師：電阻就是導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，那么同學(xué)們想導(dǎo)體的電阻和哪些因素有關(guān)呢？你為什么覺得和這些因素有關(guān)呢？學(xué)生：和導(dǎo)體長(zhǎng)度，橫截面積，材料，溫度有關(guān)。教師：為什么你猜測(cè)和這些因素有關(guān)呢？教師：初中階段我們定性的知道導(dǎo)體的電阻和這些因素有關(guān)，并且知道L越大，R越大；S越大R越小。①長(zhǎng)度（其他因素一定，長(zhǎng)度變長(zhǎng)，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(dǎo)體和這些因素的關(guān)系。教師：研究一個(gè)量和幾個(gè)量的關(guān)系我們要用到什么實(shí)驗(yàn)方法??？學(xué)生：控制變量法1．實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法2．實(shí)驗(yàn)原理：伏安法測(cè)電阻教師：導(dǎo)體的長(zhǎng)度關(guān)系和橫截面積的關(guān)系我們可以通過測(cè)量得到，那么我們用什么方法來測(cè)得導(dǎo)體的電阻呢？學(xué)生：用伏安法測(cè)電阻。教師：高中階段伏安法測(cè)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(dòng)變阻器的阻值來對(duì)導(dǎo)體的電阻進(jìn)行多次測(cè)量。說明：圖甲為分壓式，圖乙為限流式。教師：如果每次接一個(gè)電阻之后又更換另一個(gè)電阻來對(duì)其進(jìn)行多次測(cè)量會(huì)比較麻煩，那么能有簡(jiǎn)單的辦法嗎？a和b：長(zhǎng)度??不同a和c：橫截面積??不同a和d：材料不同長(zhǎng)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(jié)論：導(dǎo)體的電阻跟長(zhǎng)度成正比，跟橫截面積成反比，還跟材料有關(guān)。電阻定律：同種材料的導(dǎo)體，其電阻??與它的長(zhǎng)度??成正比，與它的橫截面積??成反比；導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)。決定式：R適用條件：溫度一定，粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體，或濃度均勻的電解液。（三）導(dǎo)體的電阻率1．意義：反映材料導(dǎo)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(guān)系：幾種導(dǎo)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(yīng)用：電阻溫度計(jì)。（2）部分合金如錳銅、鎳銅電阻率幾乎不受溫度的影響。應(yīng)用：標(biāo)準(zhǔn)電阻。（3）半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小。應(yīng)用：熱敏電阻，光敏電阻。（4）超導(dǎo)體：某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí)，電阻率為零。（四）導(dǎo)體的伏安特性曲線1．什么叫導(dǎo)體的伏安特性曲線？導(dǎo)體中的電流I隨導(dǎo)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(duì)比兩個(gè)圖像的異同，并確定出在這兩個(gè)圖像中如何求電阻？圖線斜率的物理意義是什么？導(dǎo)體A的伏安特性曲線為直線，斜率表示導(dǎo)體的電阻，電阻在研究過程中保持不變；導(dǎo)體B的伏安特性曲線為曲線，過原點(diǎn)的直線（割線）的斜率表示導(dǎo)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(biāo)原點(diǎn)的直線的電學(xué)元件叫做線性元件。2．伏安特性曲線不是直線的電學(xué)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(shí)，二極管電阻較小，通過二極管的電流較大；加反向電壓時(shí)，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(shí)，二極管擊穿，反向電流很大。表明二極管具有單向?qū)щ娦浴Ｈ?、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(dǎo)體，但R2由此可知導(dǎo)體的電阻與表面積無關(guān)，只與導(dǎo)體的厚度有關(guān)。這樣在制造電路元件時(shí)，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(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，電阻率是由導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定的，所以電阻率越大，則電阻越大，對(duì)嗎？為什么？例題3．一段均勻?qū)Ь€對(duì)折兩次后并聯(lián)在電路中，測(cè)得其電阻為0.5Ω，導(dǎo)線原來的電阻多大？例題4．甲乙兩條銅導(dǎo)線質(zhì)量之比M甲:M乙=4:1，長(zhǎng)度之比為L(zhǎng)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(xí)1．下列關(guān)于電阻率的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．當(dāng)溫度極低時(shí)，超導(dǎo)材料的電阻率會(huì)突然減小到零B．常用的導(dǎo)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(dǎo)體的電阻、橫截面積和長(zhǎng)度D．材料的電阻率隨溫度變化而變化2．一條粗細(xì)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(xì)絲后，它的電阻變?yōu)椋ǎ〢．R/1000 B．R/100C．100R D．10000R3．有長(zhǎng)度相同，質(zhì)量相同，材料不同的金屬導(dǎo)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(dǎo)線的電阻為（）A．RA＞RBB．RA＜RBC．RA=RBD．無法判斷4．關(guān)于導(dǎo)體和絕緣體的如下說法正確的是（）A．超導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用等于零B．自由電子在導(dǎo)體中走向移動(dòng)時(shí)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(dǎo)體5．甲導(dǎo)線長(zhǎng)L截面直徑為d，兩端電壓為U。同樣材料的乙導(dǎo)線長(zhǎng)2L，截面直徑為2d，兩端電壓為2U，則甲、乙兩導(dǎo)線中電流之比為______。6．有一根粗細(xì)均勻的電阻絲，當(dāng)兩端加上2V電壓時(shí)通過其中的電流為4A，現(xiàn)將電阻絲均勻地拉長(zhǎng)，然后兩端加上1V電壓，這時(shí)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(zhǎng)為原長(zhǎng)的______倍。7．在一根長(zhǎng)l=5m，橫截面積S=3.5×10-4m2的銅質(zhì)導(dǎo)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(dǎo)線中的電流多大？每秒通過導(dǎo)線某一橫截面的電子數(shù)為多少？《11.2導(dǎo)體的電阻》導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1．理解電阻的大小跟那些因素有關(guān)，知道電阻定律。2．了解電阻率的物理意義以及與溫度的關(guān)系。二、過程與方法用控制變量法，探究導(dǎo)體電阻的決定因素，培養(yǎng)利用實(shí)驗(yàn)抽象概括出物理規(guī)律的能力。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀通過實(shí)驗(yàn)探究，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】電阻定律的內(nèi)容及其運(yùn)用。【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】電阻率的物理意義?！緦W(xué)習(xí)過程】一、新課學(xué)習(xí)（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(guān)。4．矢量標(biāo)量：_________5．單位：_________1Ω=_________V/A1MΩ=_________kΩ=_________Ω6．測(cè)量方法：_________。7．歐姆定律導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U_________，跟導(dǎo)體的電阻R_________。表達(dá)式：_________。（二）影響導(dǎo)體電阻的因素1．實(shí)驗(yàn)：探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系猜想：①_________②_________③_________④_________實(shí)驗(yàn)方法：_________（1）實(shí)驗(yàn)器材：四段不同的金屬導(dǎo)體，控制在________、________、________三個(gè)因素方面不同，任意兩段只有________不同，b、a長(zhǎng)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(guān)和導(dǎo)線若干。（2）實(shí)驗(yàn)原理：四段導(dǎo)線串聯(lián)，接通電源，用電壓表分別測(cè)量其兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的________跟________正比，探究各段電阻與哪些因素有關(guān)。（3）實(shí)驗(yàn)步驟：連接如圖所示的電路；開關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器滑片移到最________端，閉合開關(guān)；用電壓表分別測(cè)量______________的電壓，讀出數(shù)據(jù)；改變滑片的位置可獲得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。長(zhǎng)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(shù)據(jù)處理：a、b兩段比較電壓與________的關(guān)系，a、c兩段比較電壓與________的關(guān)系，a、d兩段比較電壓與________的關(guān)系，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。2．邏輯推理：探究導(dǎo)體電阻與哪些因素有關(guān)（1）分析導(dǎo)體電阻與它的長(zhǎng)度的關(guān)系：在材料、橫截面積相同的條件下，導(dǎo)體的電阻跟________成正比。（2）分析導(dǎo)體電阻與它的橫截面積的關(guān)系：在材料、長(zhǎng)度相同的條件下，導(dǎo)體的電阻跟________成反比。（3）探究導(dǎo)體的電阻還跟材料有關(guān)。電阻定律：同種材料的導(dǎo)體，其電阻??與它的長(zhǎng)度??___________，與它的橫截面積??___________；導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的___________有關(guān)。決定式：___________適用條件：____________________________________________。（三）導(dǎo)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(guān)!!!）3．單位：___________4．電阻率跟溫度的關(guān)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(yīng)用：____________。（3）部分合金如錳銅、鎳銅電阻率幾乎不受溫度的影響。應(yīng)用：____________。（4）半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小。應(yīng)用：________________________。（5）超導(dǎo)體：某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí)，電阻率為________。（四）導(dǎo)體的伏安特性曲線導(dǎo)體A的伏安特性曲線為_________，_________表示導(dǎo)體的電阻，電阻在研究過程中__________________；導(dǎo)體B的伏安特性曲線為_________，過原點(diǎn)的直線（割線）的斜率表示導(dǎo)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(dǎo)體，但R2的尺寸比由此可知導(dǎo)體的電阻與表面積_______，只與導(dǎo)體的_______有關(guān)。例題2．有人說電阻是導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，電阻率是由導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定的，所以電阻率越大，則電阻越大，對(duì)嗎？為什么？例題3．一段均勻?qū)Ь€對(duì)折兩次后并聯(lián)在電路中，測(cè)得其電阻為0.5Ω，導(dǎo)線原來的電阻多大？例題4．甲乙兩條銅導(dǎo)線質(zhì)量之比M甲:M乙=4:1，長(zhǎng)度之比為L(zhǎng)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(xí)1．下列關(guān)于電阻率的敘述，錯(cuò)誤的是（）A．當(dāng)溫度極低時(shí)，超導(dǎo)材料的電阻率會(huì)突然減小到零B．常用的導(dǎo)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(dǎo)體的電阻、橫截面積和長(zhǎng)度D．材料的電阻率隨溫度變化而變化2．一條粗細(xì)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(xì)絲后，它的電阻變?yōu)椋ǎ〢．R/1000 B．R/100C．100R D．10000R3．有長(zhǎng)度相同，質(zhì)量相同，材料不同的金屬導(dǎo)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(dǎo)線的電阻為（）A．RA＞RBB．RA＜RBC．RA=RBD．無法判斷4．關(guān)于導(dǎo)體和絕緣體的如下說法正確的是（）A．超導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用等于零B．自由電子在導(dǎo)體中走向移動(dòng)時(shí)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(dǎo)體5．甲導(dǎo)線長(zhǎng)L截面直徑為d，兩端電壓為U。同樣材料的乙導(dǎo)線長(zhǎng)2L，截面直徑為2d，兩端電壓為2U，則甲、乙兩導(dǎo)線中電流之比為______。6．有一根粗細(xì)均勻的電阻絲，當(dāng)兩端加上2V電壓時(shí)通過其中的電流為4A，現(xiàn)將電阻絲均勻地拉長(zhǎng)，然后兩端加上1V電壓，這時(shí)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(zhǎng)為原長(zhǎng)的______倍。7．在一根長(zhǎng)l=5m，橫截面積S=3.5×10-4m2的銅質(zhì)導(dǎo)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(dǎo)線中的電流多大？每秒通過導(dǎo)線某一橫截面的電子數(shù)為多少？《11.2導(dǎo)體的電阻》同步練習(xí)基礎(chǔ)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(guān)系是()A.IA=2IB B.IA=IBC.IA=12IB D.IA=14解析根據(jù)歐姆定律I=UR得IAIB=U答案D2.在電阻為4Ω的導(dǎo)體中通以恒定電流,5min內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是45C,這時(shí)加在導(dǎo)體兩端的電壓是()A.60V B.6V C.0.6V D.3.6V解析通過導(dǎo)體的電流為I=qt=455×60A=0.15A;根據(jù)歐姆定律得,加在導(dǎo)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(diǎn)A的坐標(biāo)為(U1,I1),過點(diǎn)A的切線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為I2,小燈泡兩端的電壓為U1時(shí),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(xiàng)錯(cuò)誤。要特別注意R≠Δ答案B4.在如圖所示電路中,AB為粗細(xì)均勻、長(zhǎng)為L(zhǎng)的電阻絲,以A、B上各點(diǎn)相對(duì)A點(diǎn)的電壓為縱坐標(biāo),各點(diǎn)離A點(diǎn)的距離x為橫坐標(biāo),則U隨x變化的圖線應(yīng)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(xué)在研究三種導(dǎo)電元件的伏安特性時(shí),他根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的數(shù)據(jù),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(biāo)準(zhǔn)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(cuò)誤。答案AB2.如圖所示,P為