《电阻定律》导学案.ppt

1、 课时课时2.2电电 阻阻 定定 律律课时课时2.2电电 阻阻 定定 律律 1.1.知道决定电阻的因素知道决定电阻的因素,认识电阻定律。认识电阻定律。2.2.了解电阻率的概念。了解电阻率的概念。3.3.了解导体、绝缘体和半导体及其应用。了解导体、绝缘体和半导体及其应用。4.4.知道什么是超导现象。知道什么是超导现象。1.1.电阻定律电阻定律(1)(1)电阻定律的内容电阻定律的内容:同种材料的导体同种材料的导体,其电阻其电阻R R与它的长度与它的长度l l成成_,_,与它的横截面积与它的横截面积S S成成_,_,还与构成导体的还与构成导体的_有关。有关。(2)(2)公式公式:R=_,:R=_,公

2、式中公式中是是_,_,是反映材料导电性能的物理量。是反映材料导电性能的物理量。2.2.电阻率电阻率电阻率是由导体的材料决定的电阻率是由导体的材料决定的,它是一个反映材料导电性能的物理量。电阻率越小它是一个反映材料导电性能的物理量。电阻率越小,其导其导电性能越电性能越_(_(填填“好好”或或“差差”)。各种材料的电阻率都与温度有关。各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随金属的电阻率随温度的升高而温度的升高而_(_(填填“增大增大”或或“减小减小”)。国际单位制中电阻率的单位是。国际单位制中电阻率的单位是_。3.3.导体、绝缘体和半导体导体、绝缘体和半导体相对而言相对而言,导体的电阻率很导体

3、的电阻率很_,_,绝缘体的电阻率一般都很绝缘体的电阻率一般都很_,_,半导体的导电性能介于半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。典型的半导体材料有锗、导体和绝缘体之间。典型的半导体材料有锗、_、砷化镓、锑化铟等、砷化镓、锑化铟等,人们利用半导人们利用半导体材料的电阻率随温度、光照等变化的特性制成了体材料的电阻率随温度、光照等变化的特性制成了 _电阻、电阻、_电阻。电阻。正比正比反比反比材料材料电阻率电阻率好好增大增大欧姆欧姆 米米(m)m)小小大大 硅硅热敏热敏光敏光敏1.1.电阻率的物理意义电阻率的物理意义?2.2.根据教材中表根据教材中表2-2-12-2-1列举电阻率列举电阻率,制造输电电

4、缆和线绕电阻时制造输电电缆和线绕电阻时,怎样选择怎样选择材料的电阻率材料的电阻率?3.3.电阻率的大小与什么有关电阻率的大小与什么有关?4.4.解释为什么串联的总电阻变大解释为什么串联的总电阻变大,并联总电阻减小并联总电阻减小?解答解答:反映导体材料导电性能反映导体材料导电性能(或阻电性能或阻电性能)的物理量。的物理量。解答解答:制造电缆选用电阻率小的铝或铜来制作制造电缆选用电阻率小的铝或铜来制作,制造线绕电阻时应制造线绕电阻时应选用电阻率大的合金来制作。选用电阻率大的合金来制作。解答解答:电阻率的大小与材料和温度有关。电阻率的大小与材料和温度有关。解答解答:串联相当于电阻的长度增加串联相当于

5、电阻的长度增加,所以总电阻变大所以总电阻变大;并联相当于并联相当于电阻的横截面增大电阻的横截面增大,所以电阻变小。所以电阻变小。主题主题1:1:探究影响导体电阻的因素探究影响导体电阻的因素(重点探究重点探究)情景情景:某实验小组在探究导体的电阻与长度的关系时某实验小组在探究导体的电阻与长度的关系时,提出了如下设想提出了如下设想:根据导根据导体电阻体电阻R=U/I,R=U/I,先用几根同种材料、相同粗细且粗细均匀的电阻丝平行分立固先用几根同种材料、相同粗细且粗细均匀的电阻丝平行分立固定定,如果我们仅改变电阻丝的接入长度如果我们仅改变电阻丝的接入长度,可用电阻不计的导线连接可用电阻不计的导线连接b

6、 b、c,c,则则a a、d d两点接入电路的长度等于接入两点接入电路的长度等于接入a a、b b两点的两倍。同时调节滑动变阻器两点的两倍。同时调节滑动变阻器,以保持以保持每次电流表示数相同每次电流表示数相同,读出电压表示数读出电压表示数,则电阻丝长度与电压的关系就是长度则电阻丝长度与电压的关系就是长度与电阻的关系。与电阻的关系。问题问题:(1):(1)你认为该实验小组的设想是否有道理你认为该实验小组的设想是否有道理?为什么为什么?(2)(2)类比上述设想类比上述设想,你能设计出探究导体电阻与横截面积关系的方案吗你能设计出探究导体电阻与横截面积关系的方案吗?解答解答:(1):(1)该设想是有道

7、理的。由欧姆定律可知该设想是有道理的。由欧姆定律可知:当通过导体的电流相等时当通过导体的电流相等时,导导体两端的电压与电阻成正比体两端的电压与电阻成正比,即即RU,RU,根据接入长度和测得的电压关系即可确根据接入长度和测得的电压关系即可确定导体的电阻与长度的关系。定导体的电阻与长度的关系。(2)(2)类似地类似地,保持接入电阻丝的长度一定保持接入电阻丝的长度一定,将两根将两根(更多更多)电阻丝并在一起接入电阻丝并在一起接入,则横截面积为单根时的两则横截面积为单根时的两(多多)倍倍,同时调节滑动变阻器同时调节滑动变阻器,以保持每次电流表示以保持每次电流表示数相同数相同,读出电压表示数读出电压表示

8、数,根据电压与面积的关系根据电压与面积的关系,即可得出导体的电阻与面积即可得出导体的电阻与面积的关系。的关系。知识链接知识链接:控制变量法就是把变量一个一个单独隔离出来研究。控制变量法就是把变量一个一个单独隔离出来研究。主题主题2:2:电阻定律电阻定律情景情景:某同学在学习电阻定律的知识后某同学在学习电阻定律的知识后,在实验室中完成了如图所示的实验在实验室中完成了如图所示的实验:连连接电路后闭合开关接电路后闭合开关,灯泡发光灯泡发光,然后用酒精灯给电阻丝加热然后用酒精灯给电阻丝加热,达到炽热状态后达到炽热状态后,发发现灯泡变暗现灯泡变暗,然后移去酒精灯然后移去酒精灯,电阻丝冷却后电阻丝冷却后,

9、灯泡又变亮。灯泡又变亮。问题问题:(1):(1)电阻定律中强调了电阻定律中强调了“同种材料的导体同种材料的导体”,其电阻其电阻R R与它的长度成正比与它的长度成正比,与它的横截面积与它的横截面积S S成反比。为什么强调成反比。为什么强调“导体的电阻还与构成它的材料有关导体的电阻还与构成它的材料有关”这个条件这个条件?(2)(2)在上述实验中在上述实验中,如果忽略电阻丝的热胀冷缩现象如果忽略电阻丝的热胀冷缩现象(即长度和横截面积不变即长度和横截面积不变),),根据灯泡的亮度变化根据灯泡的亮度变化,你得到什么结论你得到什么结论?(3)(3)滑动变阻器是电学实验中常用的器材滑动变阻器是电学实验中常用

10、的器材,请根据电阻定律请根据电阻定律,分析滑动变阻器是分析滑动变阻器是如何实现如何实现“变阻变阻”的。的。解答解答:(1):(1)导体的电阻是导体本身的性质导体的电阻是导体本身的性质,由由、l l、S S决定决定,与导体两端的电与导体两端的电压压U U及电流及电流I I无关。无关。“电阻电阻R R与它的长度与它的长度l l成正比成正比,与它的横截面积与它的横截面积S S成反比成反比”是是针对同一种材料而言的。如果是不同材料的导体针对同一种材料而言的。如果是不同材料的导体,则上述结论不成立。则上述结论不成立。(2)(2)加热电阻丝加热电阻丝,小灯泡变暗小灯泡变暗,电阻丝冷却后小灯泡又变亮电阻丝冷

11、却后小灯泡又变亮,说明随温度的升说明随温度的升高高,电阻丝阻值增大电阻丝阻值增大;随温度的降低随温度的降低,电阻丝阻值减小。实验中导体的长度和横电阻丝阻值减小。实验中导体的长度和横截面积不变截面积不变,由电阻定律可知由电阻定律可知:金属的电阻率随温度的升高而增大。金属的电阻率随温度的升高而增大。(3)(3)滑动变阻器就是依靠改变接入电路中电阻丝的长度达到改变电阻的目的滑动变阻器就是依靠改变接入电路中电阻丝的长度达到改变电阻的目的的。的。知识链接知识链接:电阻定律是从电阻本身构成方面来揭示电阻的。电阻定律是从电阻本身构成方面来揭示电阻的。解答解答:R=U/I:R=U/I是电阻的定义式是电阻的定义

12、式,其实电阻并不由电压、电流决定。它只提供了一其实电阻并不由电压、电流决定。它只提供了一种测量种测量R R的方法的方法,只要测量出只要测量出U U、I I就可求出此状态下的就可求出此状态下的R,R,该公式适用于一切电阻。该公式适用于一切电阻。R=l/SR=l/S是电阻的决定式是电阻的决定式,其电阻的大小由导体的材料、横截面积和长度共同决其电阻的大小由导体的材料、横截面积和长度共同决定。它还提供了一种测导体电阻率定。它还提供了一种测导体电阻率的方法。该公式适用于粗细均匀的金属导的方法。该公式适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体。体或浓度均匀的电解液、等离子体。知识链接知识链接:一

13、个物理量往往有多个公式可以计算一个物理量往往有多个公式可以计算,但它们的适用条件往往是不同但它们的适用条件往往是不同的。的。1.(1.(考查电阻率的理解考查电阻率的理解)关于电阻率关于电阻率,下列说法正确的是下列说法正确的是()。A.A.电阻率与导体的长度有关电阻率与导体的长度有关B.B.电阻率与导体的材料有关电阻率与导体的材料有关C.C.电阻率与导体的形状有关电阻率与导体的形状有关D.D.电阻率与导体的横截面积有关电阻率与导体的横截面积有关【解析解析】电阻率反映材料的本身性质电阻率反映材料的本身性质,只与材料及温度有关只与材料及温度有关,只有选项只有选项B B正确。正确。【答案答案】B B【

14、点评点评】电阻率反映的是材料的特性。电阻率反映的是材料的特性。2.(2.(考查电阻定律的理解考查电阻定律的理解)关于电阻和电阻率关于电阻和电阻率,以下说法中正确的是以下说法中正确的是()。A.A.由由R=U/IR=U/I可以得出可以得出,导体的电阻与导体两端的电压成正比导体的电阻与导体两端的电压成正比,与导体中的电流成与导体中的电流成反比反比B.B.由由=RS/L=RS/L可以得出可以得出,导体的电阻率与导体的横截面积成正比导体的电阻率与导体的横截面积成正比,与导体的长度与导体的长度成反比成反比C.C.导体的电阻率比绝缘体的电阻率大导体的电阻率比绝缘体的电阻率大D.D.金属的电阻率随温度降低而

15、减小金属的电阻率随温度降低而减小【解析解析】导体的电阻与导体两端的电压、电流无关导体的电阻与导体两端的电压、电流无关,由本身因素决定由本身因素决定,故故A A错误错误;电阻率的大小与导线的横截面积和长度无关电阻率的大小与导线的横截面积和长度无关,与温度以及导体的材料有关与温度以及导体的材料有关,故故B B错误错误;导体的电阻率比绝缘体的电阻率小导体的电阻率比绝缘体的电阻率小,故故C C错误错误;金属的电阻率随着温度的金属的电阻率随着温度的降低而减小降低而减小,故故D D正确。正确。【答案答案】D D【点评点评】电阻定律和欧姆定律是从不同角度描述电阻的。电阻定律和欧姆定律是从不同角度描述电阻的。

16、3.(3.(考查电阻率与温度的关系考查电阻率与温度的关系)白炽灯的灯丝是由钨制成的白炽灯的灯丝是由钨制成的,下列说法中正确下列说法中正确的是的是()。A.A.由于白炽灯正常工作时的灯丝和未接入电路时的灯丝是同一个导体由于白炽灯正常工作时的灯丝和未接入电路时的灯丝是同一个导体,故两故两种情况下电阻相同种情况下电阻相同B.B.白炽灯正常工作时灯丝的电阻大于未接入电路时灯丝的电阻白炽灯正常工作时灯丝的电阻大于未接入电路时灯丝的电阻C.C.白炽灯正常工作时灯丝的电阻小于未接入电路时灯丝的电阻白炽灯正常工作时灯丝的电阻小于未接入电路时灯丝的电阻D.D.条件不足条件不足,不能确定不能确定【解析解析】白炽灯

17、的灯丝为金属白炽灯的灯丝为金属,所以电阻率随温度的升高而增大所以电阻率随温度的升高而增大,正常工作时正常工作时的温度高于不工作时的温度的温度高于不工作时的温度,所以工作时的电阻也大于不工作时的电阻。所以工作时的电阻也大于不工作时的电阻。【答案答案】B B【点评点评】白炽灯的灯丝由钨制成白炽灯的灯丝由钨制成,属于纯金属。属于纯金属。4.(4.(考查电阻定律考查电阻定律)两粗细相同的同种金属电阻丝两粗细相同的同种金属电阻丝R1R1、R2R2的电流的电流I I和电压和电压U U的的关系图线如图所示关系图线如图所示,可知可知()。A A.两电阻的大小之比为两电阻的大小之比为R R1 1RR2 2=3 31 1B B.两电阻的大小之比为两电阻的大小之比为R R1 1RR2 2=1 13 3C C.两电阻丝长度之比为两电阻丝长度之比为l l1 1ll2 2=3 31 1D D.两电阻丝长度之比为两电阻丝长度之比为l l1 1ll2 2=1 13 3【答案答案】BDBD【点评点评】掌握在掌握在I-UI-U图线中比较电阻的大小图线中比较电阻的大小,也要掌握电阻定律也要掌握电阻定律R=l/SR=l/S。电阻定律Thank you!