【教育资料】2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-1学案：第二章 第2讲 电阻定律学习精品.pdf

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1、教育资源目标定位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、意义及决定因素.4.了解导体、绝缘体和半导体一、探究决定导体电阻的因素1可能有关的因素：导体的长度、横截面积和导体的材料2导体横截面积的测量：将金属丝紧密地并排绕制成一个线圈，用刻度尺测出它的宽度，除以圈数，便得出金属丝的直径，然后算出横截面积金属丝的直径也可用螺旋测微器直接测量3导体长度的测量：把金属丝拉直，用刻度尺量出它的长度U4导体电阻的测量：测出导体两端的电压U 和通过的电流，根据 R 算出金属丝的电阻I例 1“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关

2、系”的实验电路如图 1 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 1编号ABCDEF材料镍铬合金镍铬合金镍铬合金镍铬合金康铜丝康铜丝长度(m)0.80.50.30.30.30.8横截面积(mm2)0.80.50.51.00.50.8(1)电路图 2 中四条金属丝应分别选上表中的_(用编号表示)；(2)在相互交流时，有位同学提出用如图 2 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，如正确请说出理由；若不正确，请说出原因图

3、2解析(1)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；教育资源教育资源从上述材料看以看出，B、C、E 横截面积相同，B、C、D 材料相同，C、D、E 长度相同；(2)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答案(1)BCDE(2)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二、电阻定律1内容：同种材料的导体，其电阻R 与它的长度 l 成正比，与它的横截面积S 成反比；导体电阻与构成它的

4、材料有关l2表达式：R 表示导体材料的电阻率，l 是沿电流方向导体的长度，S 是垂直于电流S方向的横截面积深度思考lU公式 R 和公式 R 的区别是什么？SIUl答案公式 R 是电阻的定义式，但电阻大小与U、I 无关；公式 R 是电阻的决定式，IS电阻大小与长度 l，横截面积 S 和导体材料(电阻率)有关例 2如图 3 所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长 ab2bc，当将 A 与 B 接入电路或将 C与 D 接入电路中时电阻之比RABRCD为()图 3A14B12C21D41S1lbc1解析设沿 AB 方向横截面积为 S1，沿 CD 方向横截面积为 S2，则有.根据电阻定律S2lab2RABla

5、bS22241 ，D 选项正确RCDlbclbcS1111S2有Slab答案D教育资源教育资源(1)电阻定律反映了导体的电阻由导体自身决定，只与导体的材料、长度和横截面积有关，与其他因素无关(2)电阻定律适用于温度一定，粗细均匀的导体或浓度均匀的电解质溶液例 3滑动变阻器的原理如图 4 所示，则下列说法中正确的是()图 4A若将 a、c 两端连在电路中，则当滑片OP 向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值增大B若将 a、d 两端连在电路中，则当滑片OP 向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值减小C将 c、b 两端接入电路中，则当滑片OP 向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值将增大D将 a、b 两端接入电

6、路中，则当滑片OP 向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值将变大解析若将 a、c 两端连在电路中，aP 部分连入电路，则当滑片 OP 向右滑动时，该部分的导线长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，A 正确若将a、d 两端连在电路中，也是将 aP 部分连入电路，则当滑片 OP 向右滑动时，该部分的导线长度变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，B 错误当将 c、b 两端连在电路中，连入电路部分是 Pb 部分，当滑片 OP向右滑动时，该部分的导线长度变短，变阻器接入电路中的阻值将减小，C 项错误；若将 a、b 两端接入电路中，则将电阻丝全部接入了电路，滑片 OP 向右滑，无法改变接入电路的电阻，D 项错

7、误答案A滑动变阻器的原理及使用原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻图 5结构简图如图 5 甲所示，若采用限流式接法，可将A、C(或 D)接入电路，也可将B、C(或 D)接入电路，即“一上、一下接”，如图乙所示，将滑动变阻器接入电路当滑片向右移动时，教育资源教育资源电阻将变小三、电阻率导体、绝缘体和半导体1电阻率(1)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RS(2)大小：，电阻率在数值上等于长度为1 m、横截面积为 1 m2的导体的电阻；单位：l欧米(m)(3)连接电路用的导线一般用纯金属制成，电炉丝通常用合金丝制成是因为纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大(4)金

8、属的电阻率随温度的升高而增大，电阻温度计就是利用这一规律制成的2导体、绝缘体和半导体导体的电阻率很小，绝缘体的电阻率一般都很大，半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，半导体的电阻率随温度、光照等变化而发生灵敏变化，人们利用这种特性制成了光敏电阻、热敏电阻等例 4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，可用来制成电阻温度计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lS 无关，故 A 错，

9、B 对；由 R 知 大，R 不一定大，故 C 错；有些合金的电阻率几乎不S受温度变化的影响，可用来制作标准电阻，故D 错答案B(1)电阻率是一个反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关(2)电阻率与温度的关系及应用教育资源教育资源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变化较大，可用于制作热敏电阻有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻当温度降到绝对零度时，某些导体变成超导体1(影响导体电阻的因素)在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，某实验小组提出了如下猜想：猜想一：导体电阻

10、跟导体长度有关；猜想二：导体电阻跟导体粗细有关；猜想三；导体电阻跟导体材料有关同学们想利用如图 6 的电路和表中的导体特征验证上述猜想图 6导体代号ABCDEFG长度/m1.01.01.00.51.51.01.0横截面积/mm20.20.40.60.40.40.60.6材料锰铜锰铜锰铜锰铜锰铜镍铬合金铁(1)请将猜想一的实验设计思路补充完整选取_和_相同、_不同的导体，分别将其接入如图电路中，通过比较电路中_的大小，判断导体电阻的大小(2)验证猜想三时，若需对比三个实验数据，则应从上表中选取导体_(填写导体代号来进行实验)答案(1)材料横截面积长度电流(2)C、F、G教育资源教育资源解析(1)

11、为了研究导体电阻与导体长度的关系，则需使导体的材料和横截面积相同，长度不同，应选用的三种导体是B、D、E，分别将其接入如题图电路中通过比较电路中电流的大小，判断导体电阻的大小；(2)为了研究导体电阻与导体材料的关系，则需使导体的长度和横截面积相同，材料不同，应选用的三种导体是 C、F、G，分别将其接入如题图电路中通过比较电路中电流的大小，判断导体电阻的大小2(对电阻率的理解)关于下列电阻和电阻率的说法正确的是()A把一根均匀导线分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半RSB由 可知，与 R、S 成正比，与 l 成反比lC所有材料的电阻率随温度的升高而增大D对某一确定的导体当温度升

12、高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大答案D解析导体的电阻率由材料本身决定，并随温度的变化而变化，但并不都是随温度的升高而增大，半导体的电阻率随温度升高而减小，选项 A、B、C 错误；若导体温度升高时，电阻增大，又不考虑导体的体积和形状变化，其原因就是电阻率随温度的升高而增大产生的，选项 D 正确3(电阻定律的理解和应用)(多选)某根标准电阻丝的电阻为 R，接入电压恒定的电路中，要1使接入电路的电阻变为 R，可采取的措施是()2A剪其一半的电阻丝接入B并联相同的电阻丝接入C串联相同的电阻丝接入D对折原电阻丝后再接入教育资源教育资源答案ABl1

13、1解析由电阻定律 R可知，剪去一半的电阻丝，长度变为原来的，电阻减小为 R，选项S221A 正确；并联相同的电阻丝后，横截面积变为原来的2 倍，电阻减小为 R，选项B 正确；串2联一根相同的电阻丝后，长度变为原来的2 倍，电阻为原来的2 倍，选项C 错误；对折原电11阻丝后，长度变为原来的，横截面积变为原来的 2 倍，总电阻变为原来的，选项 D 错误244(电阻定律的理解和应用)如图 7 所示，一同学将滑动变阻器与一只6 V，68 W 的小灯泡L 及开关 S 串联后接在 6 V 的电源 E 上，当 S 闭合后，发现灯泡发光 当滑片 P 向右滑动时，灯泡将()图 7A变暗B变亮C亮度不变D可能烧

14、坏灯泡答案B解析由题图可知，滑动变阻器接入电路的是 PB 段的电阻丝当滑片 P 向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，电流增大，灯泡变亮，B 选项正确，A、C 选项错误由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡，D 选项错误题组一对电阻率的理解1(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银材料的电阻率较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BC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；金属材教育资源教育

15、资源料的电阻率随温度升高而增大，B 对；合金的电阻率比纯金属的电阻率大，电阻率大表明材料的导电性能差，不能表明对电流的阻碍作用一定大，因为电阻才是反映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，所以 A 错误，C 对2金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响根据以上的信息，判断下列的说法中正确的是()A连接电路用的导线一般用合金来制作B电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作C电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作D标

16、准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作答案B解析纯金属的电阻率小，故连接电路用的导线一般用纯金属来制作，A 错误；合金的电阻率大，故电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作，B 正确；有的金属的电阻率随温度变化而显著变化，故电阻温度计一般用纯金属来制作，C 错误；有的合金的电阻率几乎不受温度的影响，故标准电阻一般用合金材料制作，D 错误故选 B.3一只白炽灯泡，正常发光时的电阻为 121 ，当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应是()A大于 121 B小于 121 C等于 121 D无法判断教育资源教育资源答案B解析由于金属的电阻率随温度的升高而增大，故白炽灯泡正常发光时的电阻大，停止

17、发光一段时间后，灯丝温度降低，电阻减小，故选B.题组二导体的电阻4(多选)关于导体电阻，下列说法中正确的是()lA由 R 知，导体的电阻与导体的长度l、电阻率 成正比，与横截面积S 成反比SUB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IC将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D电阻率往往随温度的变化而变化答案AD解析导体的电阻率由材料本身的性质决定，并随温度的变化而变化，导体的电阻与导体的长度、横截面积和构成它的材料有关，与导体两端的电压及导体中的电流无关，A 对，B、C错电阻率反映材料导电性能的强弱，电阻率往往随温度的变化而变化，D 对5一

18、根粗细均匀的金属裸导线，其电阻为 R.分别把它均匀拉长为原来的 3 倍和截成等长的三段再绞合成一根，则它的电阻变为(设拉长与绞合时温度不变)()11A3RRB3RR9311C9RRD9RR93答案C6(多选)温度能影响金属导体和半导体材料的导电性能，在如图1 所示的图像中分别为某金属和某半导体的电阻随温度变化的关系曲线，则()图 1教育资源教育资源A图线 1 反映半导体材料的电阻随温度的变化B图线 2 反映金属导体的电阻随温度的变化C图线 1 反映金属导体的电阻随温度的变化D图线 2 反映半导体材料的电阻随温度的变化答案CD解析金属导体随着温度升高，电阻率变大，从而导致电阻增大，对于半导体材料

19、，电阻随着温度升高而减小，因此由题图可知，图线1 表示金属导体的电阻随温度的变化，图线2 表示半导体材料的电阻随温度的变化故C、D 正确，A、B 错误7两段材料和质量都相同的均匀电阻线，它们的长度之比为l1l223，则它们的电阻之比 R1R2为()A23B49C94D32答案B解析材料和质量都相同的均匀电阻线的体积是相同的，又因长度之比 l1l223，故横截R1l1S22241面积之比 S1S232.由电阻定律得电阻之比为 .R2l2l2S1339S28(多选)如图 2 所示，R1和 R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但R1的尺寸比 R2的尺寸大，在两导体上加相同的电压，通过两导体

20、的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是()图 2AR1中的电流小于 R2中的电流BR1中的电流等于 R2中的电流CR1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率DR1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率答案BDSl1教育资源教育资源9把两根同种材料的电阻丝分别接在两个电路中甲电阻丝长为 l，直径为 d；乙电阻丝长为 2l，直径为 2d.要使两电阻丝通过的电流相等，加在两电阻丝上的电压比应满足()U甲U甲2A.1B.U乙U乙2U甲U甲C.2D.2U乙U乙答案Dll4l2l2l解析根据电阻定律 R 得，R甲；R.乙2222Sd2ddd22U甲R甲U由欧姆定律公式

21、 I，又因为 I甲I乙，可得2.故 D 正确，A、B、C 错误RU乙R乙题组三综合应用10如图 3 所示，P 为一块半圆形薄电阻合金片，先将它按图甲方式接在电极 A、B 之间，然后将它再按图乙方式接在电极C、D 之间，设 AB、CD 之间的电压是相同的，则这两种接法相等时间内在电阻中产生的热量关系正确的是()图 3A图甲产生的热量比图乙产生的热量多B图甲产生的热量比图乙产生的热量少C图甲产生的热量和图乙产生的热量一样多D因为是形状不规范的导体，所以判断不出哪一个产生的热量多答案A解析将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设为r，图甲中等效为两个电阻并联，R甲rU2，图乙中等效为两个电阻串联，R2

22、r，又因为两端的电压是相等的，故由P知电阻小2R的产生的热量多，A 正确，B、C、D 错误11给装在玻璃管内的水银柱加一电压，则通过水银柱的电流为0.1 A，若将这些水银倒入一个内径为前者 2 倍的玻璃管内，接在同一电压上，通过水银柱的电流为多少？答案1.6 A解析设水银柱在两种情况下的电阻分别为 R1、R2，对应的长度、横截面积分别为 l1、l2，教育资源教育资源S1、S2，则有：l1l2R1，R2，两种情况下水银柱的体积相同，S1S2d2dl1S1l2S2，S1()2，S2()2，S24S1，l14l2.22R1解得：R216由欧姆定律得：UI1R1I2R2，I1R1解得：I20.116 A1.6 A.R212如图 4 甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q 为电极，设 a1 m，b0.2 m，c0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q 加上电压后，其 UI 图线如图乙所示当U10 V时，求电解液的电阻率 是多少？图 4答案40 m解析由题图乙可求得电解液的电阻为U10R 2 000 I5103由题图甲可知电解液长为：la1 m横截面积为：Sbc0.02 m2l结合电阻定律 RSRS2 0000.02得 m40 m.l1教育资源