2020高中物理 第2章 第6节 导体的电阻学案 新人教版选修3-1

2020高中物理 第2章 第6节 导体的电阻学案 新人教版选修3-1

‎2．6《导体的电阻》学案 ‎ ‎【学习目标】‎ ‎1．学习用控制变量法研究导体的电阻。‎ ‎2．理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行有关的分析和计算。‎ ‎3．了解电阻率与温度的关系。‎ ‎【重点难点】‎ 电阻定律的得出和电阻率概念的理解和应用。‎ ‎【课前预习】‎ ‎1．导体的电阻是导体本身的一种 ，它是由导体 决定的，导体的电阻跟它的 有关；跟它的 有关；跟它的 有关。‎ ‎2．导体的直径可用 或 测量；导体的长度用 测量；导体的电阻用 测量。‎ ‎3．探究导体电阻与其影响因素的定量关系 ‎（1）探究方案一（实验法）‎ 在长度、横截面积、材料三个因素中，保持＿＿＿＿因素不变，比较第三个因素对电阻的影响，这种方法叫控制变量法。‎ 通过实验发现：导体的电阻与长度成＿＿＿＿，与横截面积成＿＿＿＿，还与材料有关。‎ ‎（2）探究方案二（逻辑推理法）‎ 利用学过的电阻的串联并联知识进行逻辑推理探究导体的电阻与长度成＿＿＿＿与横截面积成＿＿＿＿＿，然后再通过实验探究电阻与材料的关系。‎ ‎4．电阻定律：‎ ‎(1）内容：同种材料的导体，在温度不变时，导体的电阻值跟它的长度成 比，跟横截面积成 比。导体的电阻还与构成它的材料有关。‎ ‎(2）公式： 。‎ ‎5．电阻率 ‎(1)物理意义:电阻率是一个反映导体_______的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关，它的单位是：________，国际符号Ω.m.而电阻R反映的是导体的属性，与导体的材料、形状、大小有关。‎ ‎(2)大小: ________‎ 各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为‎1m、横截面积为‎1m2‎的导体的电阻.各种材料都有各自的电阻率,各种金属中银的电阻率最小,其次是铜、铝，合金的电阻率大于组成它的任何一种纯金属的电阻率。‎ ‎（3）电阻率与温度的关系 各种材料的电阻率都随温度的变化而变化，金属的电阻率随温度升高而_______（可用于制造电阻温度计），半导体和电解质的电阻率随温度的升高而______（半导体的电阻率随温度变化较大，应用于制成热敏电阻）；有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响（可用来制作标准电阻）；当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零成为______。‎ ‎【预习检测】‎ ‎1．下列关于电阻率的叙述，错误的是（ ）‎ A．当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零 B．常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的 C．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度 D．材料的电阻率一般都随随温度变化而变化 ‎2．甲．乙两根异种材料的电阻丝，其长度之比是 1:5, 横截面积之比是 2:3, 电阻之比是 2:5，外加电压之比是 1:2, 则甲．乙两根电阻丝的电阻率之比是（ ）‎ A．2:3 B．3:‎4 C．4:3 D．8:3‎ ‎3．一根粗细均匀的镍铬丝，横截面的直径是d，电阻是R，把它拉制成直径是d/10的均匀细丝后，它的电阻变成( )‎ A． B．10000R C． D．100R ‎【典题探究】‎ ‎【例1】：一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为0.5 Ω，导线原来的电阻多大？若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍？‎ ‎【解析】：一段导线对折两次后，变成四段相同的导线，并联后的总电阻为0.5 Ω，设每段导线的电阻为R，则=0.5 Ω，R=2 Ω，所以导线原来的电阻为4R=8 Ω。‎ 若把这根导线的一半均匀拉长为原来的3倍，则这一半的电阻变为4Ω×9=36 Ω，另一半的电阻为4 Ω，所以拉长后的总电阻为40 Ω，是原来的5倍。‎ ‎【拓展】： 某一导体的形状发生变化后，讨论其电阻变化要抓住要点：（1）电阻率不变，（2）总体积不变。由V=LS可知L和S成反比变化，在、L、S都确认以后，应用电阻定律R=判断。‎ ‎【例2】．两根同种材料制成的电阻丝a和b，a的长度和横截面的直径均为b的两倍，要使两电阻丝接入电路后消耗的电功率相等，则加在它们两端的电压之比是多少？‎ ‎【解析】：由题意知：a电阻丝的长度和横截面的直径均为b的两倍，由公式：（d为电阻丝的横截面的直径）得。‎ 又，且Pa=Pb，则,得 即a、b两端的电压之比为∶2‎ ‎【拓展】：理解电阻定律公式和电功率公式的物理意义并能熟练应用，这是正确解题的前题。解题过程中，要将R与S的关系转化为R与横截面直径d之间的关系即可。‎ ‎【例3】.在相距‎40 km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 Ω，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10 V，电流表的示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远？如下图所示.‎ ‎【解析】：设发生短路处距离A处有x米，据题意知，A、B两地间的距离l=‎40 km，电压表的示数U=10 V，电流表的示数I=40 mA=40×10‎-3A,R总=800Ω。‎ 根据欧姆定律I=可得：A端到短路处的两根输电线的电阻Rx Rx=Ω=250Ω ①‎ 根据电阻定律可知：‎ Rx=ρ ②‎ A、B两地输电线的电阻为R总，R总=ρ ③‎ 由②/③得 ④‎ 解得x=×‎40 km=‎‎12.5 km ‎2．6导体的电阻 ‎【学案答案】‎ ‎【课前预习】‎ ‎1．性质 本身 材料 长度 横截面积 ‎2．累积法 游标卡尺或螺旋测微器 刻度尺 伏安法 ‎3．（1）其中两个 正比 反比 （2）正比 反比 ‎4．（1）正比 反比 （2）‎ ‎5．（1）导电性能 欧．米（2） （3）增大 减小 超导体 ‎【预习检测】‎ ‎1．C 　2.Ｃ　 3.Ｂ 堂中互动 ‎【典题探究】‎ 例‎2 A