【學(xué)與練】高中物理粵教2019版必修3：第3章2決定導(dǎo)體電阻大小的因素學(xué)案(學(xué)生版)

第二節(jié)決定導(dǎo)體電阻大小的因素學(xué)習(xí)任務(wù)1．知道影響導(dǎo)體電阻的因素，了解電阻定律，知道電阻率的概念及與溫度的關(guān)系。2．掌握電阻定律并能進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，能夠分析電阻率與溫度的關(guān)系，解決實(shí)際問(wèn)題。3．能用控制變量法探究導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度、橫截面積和材料的關(guān)系，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)電路，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。知識(shí)點(diǎn)一電阻定律1．內(nèi)容：在一定____下，均勻?qū)w的電阻R與它的長(zhǎng)度l成____，與它的橫截面積S成____。2．公式：R＝_______。3．ρ為比例常量，反映____對(duì)導(dǎo)體電阻的影響。知識(shí)點(diǎn)二電阻率1．物理意義：反映了材料導(dǎo)電性能的好壞。當(dāng)l、S一定時(shí)，電阻率越__，表示這種材料的導(dǎo)電性能越好。2．決定因素：導(dǎo)體的材料和____。3．單位：Ω·m。4．金屬的電阻率：隨溫度的升高而____。當(dāng)溫度降低到特別低時(shí)，金屬的電阻降到0，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。思考辨析(正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“×”)(1)導(dǎo)體的長(zhǎng)度越大，電阻越大。 ()(2)金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，可以制成金屬電阻溫度計(jì)。 ()(3)有些材料的電阻率幾乎不隨溫度變化而變化，可制成標(biāo)準(zhǔn)電阻。 ()如圖所示，當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體的電流沿I1和I2方向時(shí)，導(dǎo)體的電阻之比是多少？對(duì)電阻定律的理解公式R＝UI和R＝ρl兩個(gè)公式R＝UR＝ρl區(qū)別電阻的定義式電阻的決定式提供了一種測(cè)電阻R的方法提供了一種測(cè)導(dǎo)體電阻率ρ的方法適用于任何導(dǎo)體適用于金屬導(dǎo)體類(lèi)比：E＝Fq，C＝類(lèi)比：E＝kQr2，C聯(lián)系R＝ρlS是對(duì)R＝UI的進(jìn)一步說(shuō)明，即導(dǎo)體的電阻與U和【典例1】一根均勻?qū)Ь€，現(xiàn)將它均勻拉長(zhǎng)，使導(dǎo)線的直徑減小為原來(lái)的一半，此時(shí)它的阻值為64Ω，則導(dǎo)線原來(lái)的電阻值為()A．128ΩB．32ΩC．4ΩD．2Ω思路點(diǎn)撥：(1)電阻計(jì)算要用R＝ρlS(2)一根導(dǎo)線總體積V＝l·S不變。[聽(tīng)課記錄](méi)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________公式R＝ρlS(1)公式R＝ρlS中的l是沿電流方向的導(dǎo)體長(zhǎng)度，S(2)一定形狀的幾何導(dǎo)體，當(dāng)長(zhǎng)度和橫截面積發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體的電阻率不變，體積不變，由V＝Sl可知l和S成反比。[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．一根阻值為R的均勻電阻絲，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫截面積為S，設(shè)溫度不變，在下列哪些情況下其電阻值仍為R()A．當(dāng)L不變、S增大一倍時(shí)B．當(dāng)S不變、L增大一倍時(shí)C．當(dāng)L和S都縮為原來(lái)的12D．當(dāng)L和橫截面的半徑都增大一倍時(shí)電阻和電阻率的比較1．電阻率是一個(gè)反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、大小無(wú)關(guān)。2．電阻R與電阻率ρ的比較物理量電阻R電阻率ρ物理意義反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小，R越大，阻礙作用越大反映材料導(dǎo)電性能的好壞，ρ越大，導(dǎo)電性能越差決定因素由材料、溫度和導(dǎo)體形狀決定由材料、溫度決定，與導(dǎo)體形狀無(wú)關(guān)單位歐姆(Ω)歐姆米(Ω·m)區(qū)別ρ大，R不一定大，導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用不一定大；R大，ρ不一定大，導(dǎo)電性能不一定差【典例2】下列關(guān)于電阻及電阻率的說(shuō)法中，正確的是()A．導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用稱(chēng)為導(dǎo)體的電阻，因此，只有導(dǎo)體中有電流通過(guò)時(shí)導(dǎo)體才具有電阻B．由R＝UIC．將一根導(dǎo)線從中間一分為二，則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來(lái)的二分之一D．某些金屬、合金的電阻率隨溫度降低會(huì)突然減小為零，這種現(xiàn)象稱(chēng)為超導(dǎo)現(xiàn)象思路點(diǎn)撥：(1)電阻R由導(dǎo)體自身因素決定，與有無(wú)電壓、電流無(wú)關(guān)。(2)材料、溫度不變，一般導(dǎo)體的電阻率不變。[聽(tīng)課記錄](méi)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．根據(jù)電阻定律可得電阻率ρ＝RSlA．跟導(dǎo)線的電阻成正比B．跟導(dǎo)線的橫截面積成反比C．由所用金屬材料本身特性決定D．跟導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比1．(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．據(jù)R＝UIB．據(jù)R＝UI可知，通過(guò)導(dǎo)體的電流改變，加在電阻兩端的電壓也改變，但導(dǎo)C．據(jù)ρ＝RSl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(zhǎng)度lD．導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l、橫截面積S、導(dǎo)體的電阻R皆無(wú)關(guān)2．一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線，當(dāng)其兩端電壓為U時(shí)，通過(guò)的電流是I，若將此導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍時(shí)，電流仍為I，導(dǎo)線兩端所加的電壓變?yōu)?)A．U2B．UC．2UD．43．一根粗細(xì)均勻的鎳鉻絲，電阻率為ρ，橫截面的直徑是d，電阻是R。把它拉成直徑為d10A．ρ、10-3R B．104ρ、104RC．ρ、1100R D．ρ、1044．(新情境題，以“磁懸浮列車(chē)”為背景，考查超導(dǎo)電阻)2019年5月23日，時(shí)速600公里高速磁懸浮試驗(yàn)樣車(chē)在青島下線。磁懸浮列車(chē)是利用高溫超導(dǎo)技術(shù)制成的。高溫超導(dǎo)體通常是指在液氮溫度(77K)以上超導(dǎo)的材料。目前，科學(xué)家們已在250K(－23℃)溫度下實(shí)現(xiàn)了氫化鑭的超導(dǎo)性。這項(xiàng)成果使我們真正意義上接近了室溫超導(dǎo)。問(wèn)題：超導(dǎo)體中一旦有了電流，還需要電源來(lái)維持嗎？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________回歸本節(jié)知識(shí)，自我完成以下問(wèn)題：1．試寫(xiě)出“導(dǎo)體電阻與相關(guān)因素的定量關(guān)系”、實(shí)驗(yàn)中采取的科學(xué)方法以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論。2．寫(xiě)出電阻定律的公式及各個(gè)符號(hào)的含義。3．什么是電阻率？它的單位是什么？第二節(jié)決定導(dǎo)體電阻大小的因素[必備知識(shí)·自主預(yù)習(xí)儲(chǔ)備]知識(shí)點(diǎn)一1．溫度正比反比2．ρlS知識(shí)點(diǎn)二1．小2．溫度4．增大體驗(yàn)：(1)×(2)√(3)√[關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成]情境探究提示：當(dāng)電流沿I1方向時(shí)R1＝ρa(bǔ)bc；當(dāng)電流沿I2方向時(shí)R2＝ρcab，解得R1∶R2＝a2∶c典例1C[一根均勻?qū)Ь€，現(xiàn)將它均勻拉長(zhǎng)，使導(dǎo)線的直徑減小為原來(lái)的一半，則橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的14，因?yàn)閷?dǎo)線的體積不變，則長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的4倍，根據(jù)電阻定律R＝ρl跟進(jìn)訓(xùn)練1．C[由R＝ρLS得：L不變、S增大一倍時(shí)，R變?yōu)樵瓉?lái)的12，A錯(cuò)誤；S不變、L增大一倍時(shí)，R變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，B錯(cuò)誤；L、S都縮為原來(lái)的12時(shí)，R不變，C正確；L和橫截面的半徑都增大一倍時(shí)，R典例2D[導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用稱(chēng)為導(dǎo)體的電阻，它只跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積和材料有關(guān)，跟導(dǎo)體中是否有電流通過(guò)及電流的大小均無(wú)關(guān)；電阻率的大小和導(dǎo)體的幾何形狀無(wú)關(guān)，只跟材料的性質(zhì)和溫度有關(guān)，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤；一般金屬、合金的電阻率隨溫度升高而增大，隨溫度降低而減小，當(dāng)溫度降低到某一溫度(大于0K)時(shí)，某些金屬、合金的電阻率會(huì)突然減小為零，這種現(xiàn)象稱(chēng)為超導(dǎo)現(xiàn)象，選項(xiàng)D正確。]跟進(jìn)訓(xùn)練2．C[導(dǎo)線的電阻率與導(dǎo)線的電阻大小、橫截面積、長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，由材料本身特性決定，故C正確。][學(xué)習(xí)效果·隨堂評(píng)估自測(cè)]1．BD[導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，其決定式為R＝ρlS，而R＝UI為電阻的定義式，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；而ρ＝R2．D[導(dǎo)線原來(lái)的電阻為R＝ρlS，由V＝l·S知拉長(zhǎng)后長(zhǎng)度變?yōu)?l，橫截面積變?yōu)镾2，所以R′＝ρl'S'＝ρ2lS2＝4R。導(dǎo)線原來(lái)兩端的電壓為U＝IR，拉長(zhǎng)后為U3．D[導(dǎo)線的拉伸不會(huì)影響電阻率，所以電阻率不變。橫截面直徑為d的鎳鉻絲拉制成直徑為d10的均勻細(xì)絲后，根據(jù)S＝〖1/4〗πd^2)得知，橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的1100，鎳鉻絲的體