高中物理 第二章 电路 第一节 探究决定导线电阻的因素

高中物理 第二章 电路 第一节 探究决定导线电阻的因素

第一节　探究决定导线电阻的因素 ‎ 问题探究 白炽灯的灯丝是由金属钨制成的，当用万用表测量白炽灯的灯丝电阻时，测得的电阻值与其正常工作时用欧姆定律计算的电阻值相同吗？为什么？ 解析:由于白炽灯工作时要发热,温度会升高,而材料的电阻率因此会发生较大的变化,故其工作电阻应大于不发光时的电阻. 答案:不同,理由略 自学导引 ‎1.滑动变阻器是电阻值______________的电阻,方法是__________________________而改变电阻值. 答案:可以改变　通过改变接入电路中的导体的长度 ‎2.均匀电阻的阻值计算公式是_________________________,式中ρ是_____________________,l是______________________,S是_______________________. 答案: 　材料的电阻率　导体的长度　导体的横截面积 ‎3.导体的电阻率ρ与导体的____________和____________有关,通常把________________叫绝缘体,而用电阻率受温度影响较小的材料制作_____________. 答案:材料　温度　电阻率较大的材料　标准电阻 ‎4.在实验探究中,常常使用控制变量法,方法是当探究的物理量与其他几个物理量有关时,可选择研究探究的量与其中一个物理量的关系而保持_____________________. 答案:其他物理量不变 疑难剖析 理解电阻的物理意义 ‎【例1】 下列说法中正确的是(　　) A.通过导体的电流越大,导体的电阻一定越小 B.导体的电阻与加在导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比 C.电阻是表示导体对电流阻碍作用的物理量,温度越高,金属导体的电阻越大 D.无论加在导体两端的电压如何变化,它的电压与电流的比值都不变 解析:电阻反映导体对电流阻碍作用的强弱,它只与导体本身有关,与外界因素无关,导体的电阻与其通过的电流无关,故选项A错.导体的电阻与加在导体两端的电压无关,故选项B错.正确的选项为CD. 答案:CD 温馨提示:导体的电阻值与导体的材料和温度有关,与其他因素无关,虽然导体在工作时通过的电流发生变化时,也会引起温度的变化,但实际中一般不考虑这种变化.　　‎ 导体电阻的计算 ‎【例2】 如图211所示为均匀的长方形金属板abcd.ab边长为L1,ad边长为L2,当接点A、B接入电路时电阻阻值为R1,当接点C、D接入电路时电阻阻值为R2,则R1∶R2等于…(　　) 图‎2-1-1‎ A.L1∶L2‎ B.L2∶L1 C.L12∶L22‎ D.L22∶L12 解析:本题可直接用电阻定律先表达出两种接法的电阻阻值,再求出两电阻的比值.设金属板的电阻率为ρ,厚度为d,当接点A、B接入电路时,由电阻定律知 当接点C、D接入电路时,由电阻定律知 由此可知R1∶R2=L22∶L12 正确选项为D. 答案:D 温馨提示:本题求解的是电阻的比值,在求解的过程中引入了未知量ρ、d,主要是帮助理顺思路,而最后的计算中再根据规律消除未知量,这是一种解决问题的有效方法. 电阻率的理解 ‎【例3】 下列说法中正确的是(　　) A.电阻率越大的导体,电阻一定也越大 B.电阻率是材料的固有属性,任何情况下不可能为零 C.温度升高时,有些材料电阻率增大,有些材料电阻率不变,有些材料电阻率减小 D.以上说法均不对 解析:导体的电阻不同于电阻率,电阻率大电阻不一定大,故选项A错.导体在处于超导的状态时电阻率为零,故选项B错.温度升高时,金属材料的电阻率增大,半导体的电阻率减小,处于超导状态的物质,其电阻率不变,故选项C正确,从而确定D选项错. 答案:C 温馨提示:电阻反映的是导体阻碍电流的强弱,电阻率反映的是材料的导电性能,两者的物理意义不同,电阻率高并不说明电阻一定大,相反,电阻大也不说明电阻率大. 拓展迁移 如图‎2-1-2‎ 所示,一块匀质半圆形的导体板按图甲的方式连接时电阻阻值为R,如果按图乙的方式连接,求此连接方式下的电阻阻值. 图‎2-1-2‎ 解析：此题中的导体板的形状是半圆形,不可能根据电阻定律直接求解导体的电阻,但可以将导体板分成对称的两部分(每部分为四分之一圆周),假设每部分的电阻为R1,由图可知,图甲应为两个R1的并联,图乙应为两个R1的串联,则 R乙=2R1=4R. 答案:4R 启示:此题灵活运用了等效的方法,将不能由公式求解的物理量转化为可以求解的量,利用这种方法往往会收到事半功倍、柳暗花明的效果.