（2021新人教版）高中物理必修第三册11.2导体的电阻 学案.doc

1、第十一章 第 2 节导体的电阻 【学习目标】【学习目标】 1体会物理概念及规律的建立过程，理解电阻的定义。 2通过实验探究，了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，体 会物理学中控制变量的研究方法。 3引导学生观察实验现象，对数据进行分析思考，了解电阻率的物理意义及其与 温度的关系。通过查找资料、交流讨论，初步了解超导现象及其应用。 4设计实验探究影响导体电阻的因素，同时学习电流表的内外接、滑动变阻器分 压及限流接法对电路的影响。 5能由伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别，体会电阻率在科技、生活 中的应用。 【课前预习】【课前预习】 一、电阻一、电阻 1定义：导体两端的电压与

2、导体中电流之比。 2定义式：RU I 。 3物理意义：反映导体对电流的阻碍作用的物理量。 4导体的 UI 图像的斜率反映导体电阻的大小。(该图像是过原点的倾斜直线) 二、影响导体电阻的因素二、影响导体电阻的因素 1探究电路 2探究原理 a、b、c、d 四条不同的导体串联，电流相同，因此，电阻之比等于相应的电压之比。 3探究过程 (1)b 与 a 只有长度不同，比较 a、b 的电阻之比与长度之比的关系。 (2)c 与 a 只有横截面积不同，比较 a、c 的电阻之比与横截面积之比的关系。 (3)d 与 a 只有材料不同，比较 a、d 的电阻与材料的关系。 4探究结论：导体的电阻与长度、横截面积有定

3、量关系，与电阻的材料也有关。 三、三、电阻定律及电阻定律及导体的电阻率导体的电阻率 1导体的电阻：同种材料的导体，其电阻 R 与它的长度 l 成正比，与它的横截面 积 S 成反比，导体电阻还与构成它的材料有关。 2电阻定律：Rl S。 3电阻率的相关因素 (1)与导体材料有关：纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。 (2)与导体的温度有关 有些合金的电阻率几乎不受温度变化影响，常用来制作标准电阻。 金属的电阻率随温度的升高而增大，可制作电阻温度计。 当温度降低到特别低时导体电阻可以降到 0，这种现象叫作超导现象。 四、导体的伏安特性曲线四、导体的伏安特性曲线 1 1.导体的伏安特性曲线:用横坐

4、标表示电压U,用纵坐标表示电流I,这样画出的I-U 图像叫作导体的伏安特性曲线。 2 2.线性元件:伏安特性曲线是一条过原点的直线,电流I与电压U成正比,具有这种 伏安特性的电学元件叫作线性元件,欧姆定律可适用,例如金属和电解质溶液。 3 3.非线性元件:伏安特性曲线是曲线的电学元件,电流I与电压U不成正比,欧姆定 律不适用,例如气态导体和半导体元件。 判一判判一判 (1)由 RU I 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。 () (2)电阻率只与导体的长度 L 和横截面积 S 有关。() (3)电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关。 ()

5、(4)电阻率大的导体，电阻一定很大。() (5)导体的长度越大，电阻也一定越大。() 【学习过程】【学习过程】 任务一：任务一：对电阻定律的理解及应用对电阻定律的理解及应用 例 1如图所示，a、b、c 为同一种材料做成的电阻，b 与 a 的长度相等，b 的横截 面积是 a 的 2 倍；c 与 a 的横截面积相等，c 的长度是 a 的 2 倍。当开关闭合后，三个 理想电压表的示数关系是() AV1的示数是 V3的 2 倍BV1的示数是 V2的 2 倍 CV2的示数是 V1的 2 倍DV2的示数是 V3的 2 倍 B由 Rl S，a、b、c 的电阻之比为 R 1R2R3214，三者串联，电流相等，

6、 则电压比等于电阻比，选项 B 正确。 变式训练 11如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长 ab2bc。当将 A 与 B 接入 电压为 U 的电路中时，电流为 I；若将 C 与 D 接入电压为 U 的电路中，则电流为() A4IB2IC1 2I D1 4I A设沿 AB 方向的横截面积为 S1，沿 CD 方向的横截面积为 S2，则有S1 S2 1 2，AB 接入电路时电阻为 R1，CD 接入电路时电阻为 R2，则有R1 R2 lab S1 lbc S2 4 1，由欧姆定律得电流 之比I1 I2 R2 R1 1 4，解得 I 24I14I，故 A 正确。 反思总结反思总结 1长方体导体电阻的理解

7、 如图所示为一块长方体铁块，若通过电流为 I1，则 R1 a bc；若通过电流为 I 2，则 R2 c ab。 变式训练 12两根完全相同的金属导线 A 和 B，如果把其中的一根 A 均匀拉长到 原来的 2 倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？若将变化后的 A、B 两个导线串联在同一电路中，则它两端的电压之比为多少？ 思路点拨：(1)导线拉长 2 倍后，导线的不变，l 变为原来 2 倍，体积不变，S 变为 原来的1 2。 (2)R、l、S 满足 Rl S。 解析金属导线原来的电阻为 Rl S，拉长后 l2l，因为体积 VlS 不变，所以 SS 2，R l S4 l S4R。

8、 对折后 ll 2，S2S，所以 R l S l/2 2S R 4，则 RR161。 提示：两电阻串联时，电压之比等于电阻之比，故电压之比为 161。 答案161161 变式训练 13 一根阻值为 R 的均匀电阻丝，长为 l，横截面积为 S。设温度不变， 在下列情况下其阻值仍为 R 的是() A当 l 不变，S增大一倍时 B当 S 不变，l 增大一倍时 C当 l 和 S 都变为原来的1 2时 D当 l 和横截面的半径都增大一倍时 C根据电阻定律 Rl S可知，只有选项 C 正确。 变式训练 14如图所示，若滑动变阻器的滑片 P 向 C 端移动时，小灯泡变亮，那 么应将 N 接() AB 接线柱

9、BC 接线柱 CD 接线柱D以上都可以 B首先要明确小灯泡变亮了，这表明电路中的电流增大，滑动变阻器接入电路中 的电阻值减小，长度变短，而滑动变阻器连入电路的电阻由下面的接线柱决定，只有 N 接 C 才能满足题意。选 B。 任务任务二二：对对公式公式 RU I 和公式和公式 R l S的理解 的理解 例 2关于公式 RU I 和公式 Rl S，下列说法正确的是( ) A两式对一切情况都适用 BRU I 仅适用于金属导体，Rl S适用于任何导体 C导体的电阻 R 与 U 成正比，与 I 成反比 D同种导体的电阻在温度一定时与导体长度成正比，与导体的横截面积成反比 DRl S适用于金属导体和电解液

10、，且为纯电阻电路，故 A、B 错误；导体的电 阻由导体本身决定，与 U、I 无关，故 C 错误，D 正确。 变式训练 21 (多选)对于常温下一根阻值为 R 的均匀金属丝，下列说法正确的是 () A常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的 10 倍，则电阻变为 10R B常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为 1 4R C给金属丝加上逐渐从零增大到 U0的电压，则任一状态下的U I 值不变 D把金属丝温度降低到绝对零度附近，电阻率会突然变为零的现象称为超导现象 BD设原电阻 Rl S，当 l10l 时，由体积不变原理求得横截面积变成 S 1 10S， 所以电阻变为 Rl S 10l 1 10S

11、100R，A 错误；从中点对折起来，相当于两个阻值为 1 2R 的电阻并联，其总阻值为 1 4R，B 正确；金属丝的电阻率随温度升高而增大，当金属丝 两端的电压逐渐增大时，由于电流的热效应会使电阻率随温度升高而增大，因而 R l S U I 将逐渐增大，C 错误；金属丝的电阻率随温度的降低而减小，把金属丝温度降低 到绝对零度附近，电阻率会突然变为零的现象称为超导现象，D 正确。 反思总结反思总结 (1)Rl S，电阻的决定式，说明了电阻由导体的电阻率、长度 l、横截面积 S 决定。 适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液等电阻的计算。 (2)RU I ，电阻的定义式，在常温下，某电阻阻值确

12、定，电压 U 和 I 成正比。 变式训练 22 (多选)关于导体的电阻及电阻率的说法，正确的是() A导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时才具有 电阻 B虽然 RU I ，但是导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流无关 C将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一 D某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零 BD导体的电阻率由材料本身性质决定，并随温度变化而变化，导体的电阻与长 度、横截面积有关，与导体两端电压及导体中电流大小无关，A、C 错误，B 正确；电 阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，存在超导现象，D 正确。 变式

13、训练 23 (多选)下列关于电阻率的说法正确的是() A电阻率与导体的长度和横截面积有关 B电阻率由导体的材料决定，且与温度有关 C电阻率大的导体，电阻一定大 D有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成标准电阻 BD材料是决定电阻率大小的主要因素，另外电阻率还与温度有关，A 错，B 对； 由RS l 知，导体的电阻大小与电阻率、导体的长度和横截面积都有关系，电阻率大的 导体， 电阻不一定大，C 错； 有些合金的电阻率(如锰铜合金)几乎不受温度变化的影 响，可用来制成标准电阻，D 对。 变式训练 24下列关于电阻率的说法，错误的是() A电阻率只是一个比例常数，与任何其他因素无关 B电

14、阻率反映材料导电性能的好坏，所以与材料有关 C电阻率与导体的温度有关 D电阻率在国际单位制中的单位为欧米 A电阻率反映材料导电性能的好坏，与材料有关，A 选项错误，B 选项正确；电 阻率与温度有关，C 选项正确；根据电阻定律 Rl S，解得 RS l ，电阻率在国际单位 制中的单位为欧米，D 选项正确。 任务任务三三：电流与电压的图象问题电流与电压的图象问题 例 3如图所示，图线和图线所表示的电阻值分别是() A4 和 2 B0.25 和 0.5 C4 k和 2k D2.510 4 和 5.010 4 C在 UI 图中，斜率越大，电阻越大，且斜率大小与电阻阻值大小相等，所以 R1 k1 8 210 3 4 k，同理 R22 k。 变式训练 31两电阻 R1、R2的电流 I 和电压 U 的关系如图所示,可知两电阻 R1R2 等于() A13 B31 C1 3 D 31 变式训练32小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示,由图可知,灯丝的电 阻因温度的影响改变了() A5 B10 C1 D6