2电阻定律 第二章直流电路 学习目标 1 通过对决定导体电阻因素的探究过程体会控制变量法 2 掌握电阻定律 能用电阻定律进行有关计算 3 理解电阻率的概念 了解电阻率与温度的关系 4 了解导体 绝缘体和半导体 内容索引 自主预习预习新知夯实基础 重点探究启迪思维探究重点 达标检测检测评价达标过关 自主预习 一 探究决定导体电阻的因素 1 探究方法 法 例如探究导体的电阻与长度之间的关系时 需要保持其他条件 而只改变导体的 进而探究两者之间的关系 2 探究结果 导体的电阻与导体的 及构成它的 有关 二 电阻定律1 内容 同种材料的导体 其电阻R与它的成正比 与它的 成反比 导体电阻还与构成它的有关 控制变量 不变 长度 长度 横截面积 材料 长度l 面积S 横截 材料 2 公式 R 式中 是比例系数 叫做材料的电阻率 三 电阻率导体 绝缘体和半导体1 概念 电阻率是反映材料性能的物理量 是材料本身的属性 与材料的形状 大小 2 单位是欧姆 米 符号为 3 影响电阻率的两个因素是和 导电 无关 m 材料 温度 4 导体 绝缘体和半导体 金属 电解质溶液 陶瓷 橡胶 导线 导线保护层 用电器外壳 热敏电阻 光敏电阻 即学即用 1 判断下列说法的正误 1 由R 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 由R 知 材料相同的两段导体 长度大的导体的电阻一定比长度小的导体的电阻大 3 把一根长导线截成等长的三段 则每段的电阻率都是原来的 4 电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量 电阻率越大的导体导电性能越差 答案 2 一根阻值为R的均匀电阻丝 均匀拉长至原来的2倍 电阻变为 4R 答案 重点探究 导学探究 1 导体电阻与其影响因素的定性关系 移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻 这说明导体电阻跟它的 有关 同是220V的灯泡 灯丝越粗灯泡越亮 说明导体电阻跟它的 有关 电线常用铜丝制造而不用铁丝 说明导体电阻跟它的 有关 一 探究决定导体电阻的因素电阻定律 长度 答案 横截面积 材料 2 导体电阻与其影响因素的定量关系 如图1所示 BC为待测导线 用电阻符号表示 通过测量导线两端的电压和电流 由R 可以测定导线的电阻 1 在材料 横截面积相同的条件下 在B C间分别接入不同长度的导线 则电阻大小与长度有什么关系 答案在材料 横截面积相同的条件下 导线的电阻与长度成正比 答案 图1 2 在长度 材料相同的条件下 在B C间分别并联接入不同根数的导线 则电阻大小与根数 横截面积 有什么关系 答案在长度 材料相同的条件下 导线的电阻与横截面积成反比 答案 3 在长度 横截面积相同的条件下 在B C间分别接入不同材料的导线 材料不同 电阻相同吗 答案材料不同 导线的电阻不同 知识深化 1 电阻定律表达式R 中各符号的含义 1 表示导体材料的电阻率 与材料和温度有关 反映了导体的导电性能 越大 说明导电性能越差 越小 说明导电性能越好 2 l表示沿电流方向导体的长度 3 S表示垂直于电流方向导体的横截面积 例1 探究导体电阻与导体长度 横截面积 材料的关系 的实验电路如图2所示 a b c d是四种不同的金属丝 现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝 其规格如下表所示 图2 1 电路图中四条金属丝应分别选上表中的 用编号表示 答案 解析 BCDE 解析用控制变量法研究 选电阻丝时要注意尽量选择有相同参数 材料 长度 横截面积 的 从上述材料可以看出 B C E横截面积相同 B C D材料相同 C D E长度相同 2 在相互交流时 有位同学提出用如图3所示的电路 只要将图中P端分别和触点1 2 3 4相接 读出电流 利用电流跟电阻成反比的关系 也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系 你认为上述方法是否正确 并说出理由 答案 解析 不正确 因为P端分别和触点1 2 3 4相接时 电阻两端的电压不一定相同 只有电压不变时 利用电流跟电阻成反比的关系 才能探究出导体的电阻与其影响因素的定量关系 图3 解析接不同的电阻时 电流不同 故电阻分得的电压不同 电流与电阻成反比的前提是导体两端的电压一定 例2如图4甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器 P Q为电极 设a 1m b 0 2m c 0 1m 当里面注满某电解液 浓度均匀 且P Q间加上电压后 其U I图线如图乙所示 当U 10V时 电解液的电阻率 是多少 答案 解析 图4 答案40 m 解析由题图乙可求得U 10V时 电解液的电阻为 针对训练1如图5所示 厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab 2bc 当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比RAB RCD为A 1 4B 1 2C 2 1D 4 1 答案 解析 图5 导学探究 1 导体的电阻率的大小与什么因素有关 答案 二 电阻率 答案电阻率与导体的材料 温度有关 2 电阻率大 导体的电阻一定大吗 导体的电阻大 电阻率一定大吗 答案导体的电阻率大 导体的电阻不一定大 由R 知 导体的电阻还与导体沿电流方向的长度和垂直电流方向的横截面积有关 导体的电阻率与导体的材料 温度有关 与导体的电阻无关 所以电阻大 电阻率不一定大 知识深化 1 电阻率是一个反映导体材料导电性能的物理量 是导体材料本身的属性 与导体材料的形状 大小无关 2 电阻率与温度的关系及应用 1 金属的电阻率随温度的升高而增大 可用于制作电阻温度计 2 半导体的电阻率随温度的升高而减小 半导体的电阻率随温度的改变变化较大 可用于制作热敏电阻 有些半导体的电阻率随光照强度的变化而变化 可用于制作光敏电阻 3 有些合金 电阻率几乎不受温度变化的影响 常用来制作标准电阻 4 当温度降到绝对零度附近时 某些导体的电阻率变为零 变成超导体 3 电阻和电阻率的比较 例3 多选 下列说法中正确的是A 据R 可知 若通过导体的电流不变 加在电阻两端的电压变为原来的2倍时 导体的电阻也变为原来的2倍B 导体的电阻是其本身的属性 通过导体的电流及加在导体两端的电压改变时导体的电阻不变C 据 可知 导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比 导体的长度l成反比D 导体的电阻率与导体的长度l 横截面积S 导体的电阻R皆无关 解析 答案 解析R 是电阻的定义式 导体电阻由导体自身性质决定 与U I无关 当导体两端电压U加倍时 导体内的电流I也加倍 但比值R仍不变 故A错误 B正确 由电阻定律R 可知 导体电阻决定于 l S 与 l成正比 与S成反比 但 由材料 温度决定 与l S R无关 故C错误 D正确 针对训练2 多选 关于材料的电阻率 下列说法正确的是A 电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量 电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大B 金属的电阻率随温度的升高而增大C 银材料的电阻率比锰铜合金的电阻率小D 金属丝拉长为原来的两倍 电阻率变为原来的2倍 答案 解析 解析电阻率是材料本身的一种电学特性 与导体的长度 横截面积无关 D错误 金属材料的电阻率随温度升高而增大 B正确 锰铜合金的电阻率比银材料的电阻率大 电阻率大表明材料的导电性能差 不能表明导体对电流的阻碍作用一定大 因为电阻才是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量 而电阻除跟电阻率有关外还跟导体的长度 横截面积有关 故A错误 C正确 达标检测 1 对电阻率的理解 多选 关于电阻率的说法中正确的是A 电阻率 与导体的长度l和横截面积S有关B 电阻率反映材料导电能力的强弱 由导体的材料决定 且与温度有关C 电阻率大的导体 电阻一定很大D 有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响 可用来制作标准电阻 答案 解析 1 2 3 4 解析电阻率反映材料导电能力的强弱 只与材料及温度有关 与导体的长度l和横截面积S无关 故A错误 B正确 有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响 可用来制作标准电阻 故D正确 1 2 3 4 2 电阻定律的理解与应用 两段材料和质量都相同的均匀电阻线 它们的长度之比为l1 l2 2 3 则它们的电阻之比R1 R2为A 2 3B 4 9C 9 4D 3 2 答案 解析 1 2 3 4 3 电阻定律的理解与应用 一根粗细均匀的导线 当其两端电压为U时 通过的电流为I 若将此导线均匀拉长到原来的2倍时 电流仍为I 则导线两端所加的电压变为A B UC 2UD 4U 答案 解析 1 2 3 4 4 电阻定律的理解与应用 如图6所示 P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管 其长度为L 直径为D 镀膜的厚度为d 管两端有导电金属箍M N 现把它接入电路中 测得它两端电压为U 通过它的电流为I 则金属膜的电阻为多少 镀膜材料的电阻率为多少 答案 解析 图6 1 2 3 4 则膜层等效为一电阻 其长为L 横截面积为管的底面周长与厚度d的乘积 1 2 3 4