成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 选修选修3-1 恒定电流恒定电流第二章第二章6导体的电阻导体的电阻第二章第二章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5易错案例剖析易错案例剖析6课堂知识构建课堂知识构建7学习目标定位学习目标定位知道电阻与哪些因素有关，能够探究电阻知道电阻与哪些因素有关，能够探究电阻与各因素的关系与各因素的关系 掌握导体的电阻公式，并能进行有关计算掌握导体的电阻公式，并能进行有关计算理解电阻率的概念理解电阻率的概念课堂情景切入课堂情景切入电电阻阻器器是是利利用用材材料料对对电电流流产产生生阻阻碍碍作作用用的的特特性性制制造造的的电电路路元件，是电器设备中应用最多的元件之一。元件，是电器设备中应用最多的元件之一。如如下下图图所所示示的的滑滑动动变变阻阻器器，它它有有四四个个接接线线柱柱A、B、C、D，为什么当滑动触头，为什么当滑动触头P滑动时可以改变接入电路的电阻呢？滑动时可以改变接入电路的电阻呢？导体的电阻与哪些因素有关呢？导体的电阻与哪些因素有关呢？知识自主梳理知识自主梳理影响导体电阻的因素影响导体电阻的因素1.探究与导体电阻有关的因素探究与导体电阻有关的因素(1)电阻丝横截面积的测量电阻丝横截面积的测量把把电电阻阻丝丝紧紧密密绕绕在在一一个个圆圆柱柱形形物物体体上上(例例如如铅铅笔笔)，用用刻刻度度尺尺测测出出多多匝匝的的_，然然后后除除以以_，得得到到电电阻阻丝丝的的直直径，进而计算出电阻丝的横截面积。径，进而计算出电阻丝的横截面积。宽度宽度匝数匝数刻度尺刻度尺 2用用实实验验探探究究电电阻阻与与导导体体的的材材料料、横横截截面面积积、长长度度之之间间的关系的关系(1)实验方法：实验方法：_。(2)实验原理：串联电路中电压跟电阻成实验原理：串联电路中电压跟电阻成_。(3)实验方法：实验方法：下下图图中中a、b、c、d是是四四条条不不同同的的金金属属导导体体，b与与a长长度度不不同同；c与与a截截面面积积不不同同，d与与a材材料料不不同同，利利用用欧欧姆姆定定律律分分别别测测算算出出它它们的电阻值，探究电阻跟长度、截面积和导体材料的关系。们的电阻值，探究电阻跟长度、截面积和导体材料的关系。控制变量法控制变量法正比正比(4)实验结论实验结论导导体体的的电电阻阻与与_成成正正比比，与与_成反比，还与导体材料有关。成反比，还与导体材料有关。导体的长度导体的长度导体的横截面积导体的横截面积Rl不同不同导体的电阻导体的电阻1.电阻定律电阻定律同同种种材材料料的的导导体体，其其R与与它它的的长长度度l成成_，与与它它的的横横截面积截面积S成成_，还跟导体的，还跟导体的_有关。有关。2公式公式R_。公公式式中中比比例例系系数数是是反反映映材材料料导导电电性性能能的的物理量，称为材料的电阻率。物理量，称为材料的电阻率。正比正比反比反比材料材料3电阻率电阻率(1)计算公式：计算公式：_。(2)单位：单位：_(3)意意义义：跟跟导导体体的的材材料料有有关关，是是反反映映材材料料_的物理量。的物理量。m导电性能好差导电性能好差(4)特特性性：电电阻阻率率与与_有有关关，而而与与导导体体的的长长度度和和横横截截面面积积_。金金属属材材料料的的电电阻阻率率随随温温度度升升高高而而_，利利用用电电阻阻率率随随温温度度变变化化明明显显的的金金属属制制成成_，利用电阻率几乎不受温度变化影响的合金制成利用电阻率几乎不受温度变化影响的合金制成_。但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小。但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小。当当温温度度降降低低到到绝绝对对零零度度附附近近时时，某某些些材材料料的的电电阻阻率率突突然然减减小到零成为小到零成为_。导体材料的温度导体材料的温度无关无关增大增大电阻温度计电阻温度计标准电阻标准电阻超导体超导体重点难点突破重点难点突破如如图图所所示示，一一长长方方体体导导体体若若通通过过电电流流I1，则则长长度度为为a，截截面面积为积为bc；若通过电流；若通过电流I2，则长度为，则长度为c，横截面积为，横截面积为ab。3.电阻率与电阻的区别与联系电阻率与电阻的区别与联系特别提醒特别提醒各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化。各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化。(1)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。(2)半导体半导体(热敏电阻热敏电阻)的电阻率随温度的升高而减小。的电阻率随温度的升高而减小。生生活活中中经经常常出出现现这这样样的的情情况况，在在电电压压不不稳稳定定的的时时候候灯灯丝丝容容易易烧烧断断，而而手手边边又又没没有有新新的的灯灯泡泡，我我们们可可以以通通过过慢慢慢慢晃晃动动灯灯泡泡将将断断了了的的灯灯丝丝接接上上，以以解解燃燃眉眉之之急急。当当灯灯泡泡再再次次进进入入电电路路时时，会发现比原来亮了，这是为什么？会发现比原来亮了，这是为什么？二、应用实例二、应用实例滑动变阻器滑动变阻器1原理原理利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻。利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻。2构造构造如如图图所所示示，A、B是是绕绕在在绝绝缘缘筒筒上上的的电电阻阻丝丝的的两两个个端端点点，电电阻阻丝丝间间相相互互绝绝缘缘，C、D是是金金属属杆杆的的两两个个端端点点，电电阻阻丝丝上上能能够够与与滑滑片片P接接触触的的地地方方，绝绝缘缘漆漆已已被被刮刮去去，使使滑滑片片P能能够够把把金金属属杆与电阻丝连接起来。杆与电阻丝连接起来。3在电路中的使用方法在电路中的使用方法结结构构简简图图如如图图所所示示，要要使使滑滑动动变变阻阻器器起起限限流流作作用用时时，正正确确的的连连接接是是接接A与与D(或或C)及及B与与C(或或D)，即即“一一上上一一下下”；要要使使滑滑动动变变阻阻器器起起分分压压作作用用，要要将将AB全全部部接接入入电电路路，另另外外再再选选择择A与与C(或或D)及及B与与C(或或D)与与负负载载相相连连，当当滑滑片片P移移动动时时，负负载载将将与与AP间或间或BP间的不同长度的电阻丝并联，从而得到不同的电压。间的不同长度的电阻丝并联，从而得到不同的电压。4滑动变阻器的两种接法的比较滑动变阻器的两种接法的比较特别提醒特别提醒选用两种接法的原则。选用两种接法的原则。(1)当当电电压压表表或或电电流流表表的的量量程程太太小小时时，若若采采用用限限流流接接法法，电电路路中中实实际际电电压压(或或电电流流)的的最最小小值值仍仍超超过过电电压压表表或或电电流流表表的的量量程程，必须采用分压式接法。必须采用分压式接法。(2)负负载载电电阻阻的的阻阻值值R0远远大大于于变变阻阻器器的的总总电电阻阻R，须须用用分分压压式电路；式电路；(3)要要求求负负载载上上电电压压或或电电流流变变化化范范围围较较大大，且且从从零零开开始始连连续续可调，须用分压式电路；可调，须用分压式电路；(4)负负载载电电阻阻的的阻阻值值R0小小于于变变阻阻器器总总电电阻阻R或或相相差差不不多多，且且电压电流变化不要求从零调起时，可采用限流接法；电压电流变化不要求从零调起时，可采用限流接法；(5)两两种种电电路路均均可可使使用用的的情情况况下下，应应优优先先采采用用限限流流式式接接法法，因为限流式接法总功耗较小。因为限流式接法总功耗较小。如如下下图图所所示示为为滑滑动动变变阻阻器器示示意意图图，下下列列说说法法中中正正确确的的是是()Aa和和b串联接入电路中，串联接入电路中，P向右移动时电流增大向右移动时电流增大Bb和和d串联接入电路中，串联接入电路中，P向右移动时电流增大向右移动时电流增大Cb和和c串联接入电路中，串联接入电路中，P向右移动时电流增大向右移动时电流增大Da和和c串联接入电路中，串联接入电路中，P向右移动时电流增大向右移动时电流增大答案：答案：BC解解析析：当当a和和c或或d接接入入电电路路且且P向向右右移移动动时时，串串联联接接入入电电路路的的有有效效电电阻阻丝丝增增长长，电电阻阻增增大大，电电流流减减小小，因因此此D错错。当当b和和c或或d接接入入电电路路且且P向向右右移移动动时时，接接入入电电路路的的有有效效电电阻阻丝丝变变短短，电电阻阻变变小小，电电流流变变大大，B、C都都对对。当当a和和b串串联联接接入入电电路路时时，无无论论P向向何何方方移移动动，接接入入电电路路的的电电阻阻丝丝长长度度不不变变，电电阻阻不不变变，电电流就不变，流就不变，A错。因此，本题正确选项为错。因此，本题正确选项为B、C。考点题型设计考点题型设计(雅雅安安中中学学20132014学学年年高高二二上上学学期期期期中中)关关于于导导体体的的电电阻阻及及电电阻阻率率的的说说法法中中，正正确确的的是是()对电阻和电阻率的理解对电阻和电阻率的理解C将将一一根根导导线线一一分分为为二二，则则半半根根导导线线的的电电阻阻和和电电阻阻率率都都是原来的二分之一是原来的二分之一D某某些些金金属属、合合金金和和化化合合物物的的电电阻阻率率随随温温度度降降低低会会突突然然减减小小为为零零，这这种种现现象象叫叫做做超超导导现现象象，发发生生超超导导现现象象时时，温温度度不不是热力学温度零度是热力学温度零度解解析析：导导体体对对电电流流的的阻阻碍碍作作用用叫叫做做导导体体的的电电阻阻，它它只只与与导导体体的的几几何何形形状状和和材材料料性性质质有有关关，与与导导体体是是否否通通电电以以及及通通电电电电流流的的大大小小均均无无关关。电电阻阻率率的的大大小小和和导导体体几几何何形形状状无无关关，只只与与材材料料性性质质和和温温度度有有关关。一一般般金金属属合合金金和和化化合合物物的的电电阻阻率率随随温温度度升升高高而而增增大大，随随温温度度降降低低而而变变小小，当当温温度度降降低低到到某某一一转转变变温温度度(大大于于0K)时时，某某些些金金属属、合合金金、化化合合物物的的电电阻阻率率会会突突然然减减小小为为零零，呈超导电现象。呈超导电现象。答案：答案：D点评：点评：要正确理解电阻与电阻率的物理意义。要正确理解电阻与电阻率的物理意义。(重重庆庆市市主主城城区区20142015学学年年高高二二上上学学期期六六校校期期末末联联考考)某某金金属属导导线线的的电电阻阻率率为为，电电阻阻为为R，现现将将它它均均匀匀拉拉长长到到直直径径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为()A4和和4RB和和4RC16和和16R D和和16R答案：答案：D 如如图图是是一一均均匀匀实实心心半半球球形形导导体体，球球心心为为A，顶顶点点为为B，CD为为底底面面直直径径。若若按按甲甲图图的的方方式式将将其其接接在在两两个个电电极极之之间间，测测得得它它的的电电阻阻为为R，若若按按乙乙图图的的方方式式接接在在两两个电极之间，其电阻个电极之间，其电阻R为多大？为多大？(电极的电阻不计电极的电阻不计)电阻定律的应用电阻定律的应用解解析析：解解法法1：本本题题中中的的半半球球导导体体可可等等分分成成两两块块四四分分之之一一球球形形材材料料。将将甲甲图图作作如如下下等等效效变变换换，如如图图所所示示，不不难难看看出出：R4R。解解法法2：设设想想将将半半球球形形导导体体补补齐齐成成一一个个球球，则则可可以以作作如如图图所示的等效变换。得：所示的等效变换。得：R4R。答案：答案：4R点点评评：上上述述两两种种方方法法，一一种种是是化化整整为为零零的的“分分割割法法”，另另一一种种是是化化零零为为整整的的“补补齐齐法法”。通通过过等等效效变变换换，灵灵活活变变通通地地应应用用电电路串联、并联的性质，就能圆满地求得结果。路串联、并联的性质，就能圆满地求得结果。通通过过本本例例题题得得出出这这样样一一个个结结论论：对对于于一一个个给给定定的的电电阻阻物物块块，其其电电阻阻并并不不单单一一，具具体体由由连连接接方方式式而而定定。不不同同的的连连接接方方式式，一一般将呈现不同的电阻值。般将呈现不同的电阻值。(河河南南新新郑郑市市20142015学学年年高高二二上上学学期期期期中中)如如图图所所示示，厚厚薄薄均均匀匀的的矩矩形形金金属属片片，边边长长ab10cm，bc5cm当当A与与B间间接接入入的的电电压压为为U时时，电电流流为为1A若若C与与D间间接接入入的的电电压压为为U时时，其电流为其电流为()A4A B2AC0.5A D0.25A答案：答案：A(青青岛岛市市20142015学学年年高高二二上上学学期期六六校校联联考考)实实验验室室购购买买了了一一捆捆标标称称长长度度为为100m的的铜铜导导线线，某某同同学学想想通通过过实实验验测测其其实实际际长长度度。该该同同学学首首先先测测得得导导线线横横截截面面积积为为1.0mm2，查查得得铜铜的的电电阻阻率率为为1.7108m，再再利利用用图图甲甲所所示示电电路路测测出出铜铜导导线线的的电电阻阻Rx，从从而而确确定定导导线线的的实实际际长长度度。可可供供使用的器材有：使用的器材有：滑动变阻器的使用滑动变阻器的使用电流表：量程电流表：量程0.6A，内阻约，内阻约0.2；电压表：量程电压表：量程3V，内阻约，内阻约9k；滑动变阻器滑动变阻器R1：最大阻值：最大阻值5；滑动变阻器滑动变阻器R2：最大阻值：最大阻值20；定值电阻：定值电阻：R03电源：电动势电源：电动势6V，内阻可不计；开关、导线若干。，内阻可不计；开关、导线若干。回答下列问题：回答下列问题：(1)实实验验中中滑滑动动变变阻阻器器应应选选_(填填“R1”或或“R2”)，闭闭合合开关开关S前应将滑片移至前应将滑片移至_端端(填填“a”或或“b”)。(2)在在实实物物图图中中，已已正正确确连连接接了了部部分分导导线线，请请根根据据图图甲甲电电路路完成剩余部分的连接。完成剩余部分的连接。(3)调调节节滑滑动动变变阻阻器器，当当电电流流表表的的读读数数为为0.50A时时，电电压压表表示数如图乙所示，读数为示数如图乙所示，读数为_V。(4)导线实际长度为导线实际长度为_m(保留保留2位有效数字位有效数字)。解解析析：(1)滑滑线线变变阻阻器器采采用用的的是是限限流流式式接接法法，电电流流表表的的量量程程为为0.50A，所所以以变变阻阻器器最最小小阻阻值值为为9，故故选选R2。闭闭合合开开关关前前应应将滑片移至将滑片移至a端防止烧坏用电器。端防止烧坏用电器。(2)根据电路图正确画出实物图。根据电路图正确画出实物图。答案：答案：(1)R2；a(2)如下图所示如下图所示(3)2.30(2.29、2.31均正确均正确)。(4)94(9395均正确均正确)。(枣枣庄庄市市20142015学学年年高高二二上上学学期期三三校校联联考考)如如图图所所示示为为用用伏伏安安法法测测定定一一个个定定值值电电阻阻阻阻值值的的实实验验所所需需的的器器材材实实物物图图，器器材规格如下：材规格如下：(1)待测电阻待测电阻Rx(约约100)；(2)直流毫安表直流毫安表(量程量程020mA，内阻，内阻50)；(3)直流电压表直流电压表(量程量程03V，内阻，内阻5k)；(4)直流电源直流电源(输出电压输出电压6V，内阻不计，内阻不计)；(5)滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围015，允许最大电流，允许最大电流1A)；(6)开关开关1个，导线若干。个，导线若干。根据器材规格及实验要求，在本题的实物图上连线。根据器材规格及实验要求，在本题的实物图上连线。答案：答案： 易错案例剖析易错案例剖析正确答案：正确答案：D课堂知识构建课堂知识构建