2019高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 3.3 探究电阻定律学案 沪科版选修3-1.doc

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1、- 1 -3.33.3 探究电阻定律探究电阻定律学 习 目 标知 识 脉 络1.学会探究导体电阻与材料、长度及横截面积的定量关系，理解科学的探究方法2知道电阻定律及其表达式，理解导体电阻率的概念(重点)3掌握电阻的串、并联的规律，了解电阻混联的研究方法(重点、难点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、电阻定律1实验探究：导体的电阻由多个因素决定，实验探究影响电阻的因素，要采用控制变量法(1)同种材料、同样的长度，测量不同粗细的导线的电阻，研究电阻与横截面积的关系；(2)同种材料、同样的粗细，测量不同长度的导线的电阻，研究电阻与长度的关系；(3)同样的长度、同样的粗细，测量不同材料导线的电阻，研

2、究电阻与材料的关系2电阻定律(1)内容对同种材料的导体而言，导体的电阻与它的长度成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻与构成导体的材料有关(2)公式R.L S(3)符号意义L表示导体沿电流方向的长度，S表示垂直于电流方向的横截面积，是电阻率二、探究电阻的串联、并联和混联1串联电路、并联电路的特点串联电路并联电路电流各处电流相等，即II1I2In总电流等于各支路电流之和，即II1I2In- 2 -电压总电压等于各部分电压之和，即UU1U2Un各支路两端电压相等，即UU1U2Un总电阻总电阻等于各部分电阻之和，即RR1R2Rn总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和，即 1 R1 R11 R21 Rn2

3、.混联电路可以用等效电路的方法来处理如：等效为图 331基础自测1思考判断(正确的打“” ，错误的打“” )(1)决定导体电阻的因素有两个，即长度和横截面积()(2)导体的电阻率大，导体的电阻一定大()(3)导体的电阻率与导体的长度和横截面积都有关系()(4)串联电路的总电阻大于电路中的每一个电阻()(5)并联电路的总电阻等于各支路电阻的倒数之和()(6)两并联电阻的电流与电阻成反比，两串联电阻的电压与电阻成正比()【提示】 (1) 决定电阻的因素是长度、横截面积、材料(2) 电阻率大，电阻不一定大(3) 电阻率只与导体的材料有关，与长度、横截面积无关(5) 并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻

4、倒数之和2根据电阻定律，电阻率，对于在温度一定的某种金属导线来说，它的电阻率( )RS LA跟导线的电阻成正比B跟导线的横截面积成正比C跟导线的长度成反比D由所用金属材料本身性质决定D D 电阻率与导体的电阻、导体的长度和横截面积无关，只与导体本身的性质有关3两根完全相同的金属丝甲和乙，长度均为L，横截面积均为S，将乙拉长为原来的两倍后，将两根金属丝串联在同一电路中，甲、乙金属丝两端的电压之比为( )【导学号：69682149】- 3 -A12 B21C14D41C C 乙拉长为原来的 2 倍时，截面积减小为原来的一半，由R可知，电阻变为原来的L S4 倍；两电阻串联时，电压之比等于电阻之比，

5、故电压之比为 14，故选 C.4三个电阻的阻值之比为R1R2R3125，并联后接入电路，则通过三个支路电流的比值为( )A125B521C1052D2510C C 三个电阻并联，电压相等，设为U，由欧姆定律得I ，所以U RI1I2I3 1052，C 对，A、B、D 错U R1U R2U R31 R11 R21 R31 11 21 5合 作 探 究攻 重 难电阻定律的理解和应用1公式中各物理量的意义R是导体电阻的决定式，其中为材料的电阻率，它与材料和温度有关，公式中的LL S是沿电流方向的导体的长度，横截面积S是垂直于电流方向的横截面积2应用电阻定律解题时应注意的几个问题(1)同一段导线的拉伸

6、或压缩的形变中，导线的横截面积随长度而发生变化，但导线的总体积不变，即VSLSL，这是隐含条件，也是解题的关键(2)应用电阻定律解题时，要注意适用条件：公式R适用于粗细均匀的金属导体L S(3)应用电阻定律解题时，若温度变化，应注意电阻率随温度而发生的变化，并由此引起的电阻变化如图 332 所示为均匀的长方形薄片合金电阻板abcd，ab边长为L1，ad边长为L2.当端点、或、接入电路时，导体的电阻分别为R1、R2，则R1R2为( )图 332AL1L2 BL2L1 CLL DLL2 12 22 22 1- 4 -思路点拨：当端点、接入电路时，导体接入电路的长度为L1，横截面积S1L2h.当端点

7、、接入电路时，导体接入电路的长度为L2，横截面积S2L1h.C C 设电阻板厚度为h，由电阻定律有R1，R2，所以R1R2LL，故 CL1 hL2L2 hL12 12 2正确公式R的应用技巧L S(1)公式R中的L是沿电流方向的导体长度，S是垂直电流方向的横截面积L S(2)一定几何形状的导体电阻的大小与接入电路的具体方式有关，在应用公式R求电L S阻时要注意导体长度和横截面积的确定(3)一定形状的几何导体当长度和横截面积发生变化时，导体的电阻率不变，体积不变，由VSL可知L和S成反比，这是解决此类电阻变化问题的关键针对训练1一段长为L、电阻为R的均匀电阻丝，把它拉成 3L长的均匀细丝后，切成

8、等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为( )A. B3R C. DRR 3R 9D D 根据R可知，原电阻丝被拉长 3 倍后的总阻值为 9R，再切成三段后每段的L SL2 V阻值为 3R，把它们并联后的阻值为R，故选项 D 正确2如图 333 所示，R1和R2是材料相同、厚度相同、表面均为正方形的导体，R1边长为2L，R2边长为L，若R1的阻值为 8 ，则R2的阻值为( ) 【导学号：69682150】图 333A4 B8 C16 D64 B B 设导体材料厚度为h，根据电阻定律R得R18 ，R2L S2L h 2L h- 5 -8 ，B 正确L hL h串、并联电路及混联电路1串、并联

9、电路中总电阻R总的比较比较串联电路的总电阻R总并联电路的总电阻R总n个相同电阻R串联，总电阻R总nRn个相同电阻R并联，总电阻R总R nR总大于任一电阻阻值R总小于任一电阻阻值不同点一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻相同点多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小2混联电路的简化技巧(1)在电路中连接电阻的导线其电阻一般看作零，因此其长度可以任意伸长或缩短，形状可任意改变，若题目中明确给出导线具有电阻(如很长的输电导线)，则应在等效电路图中画出等效电阻(2)电路中的电压表和电流表有电阻对电路会有影响，应把电

10、表的电阻当作电路的一部分，画在等效电路中，若题目不要求考虑电表对电路的影响，即把电压表和电流表看作是理想电表(RV，RA0)，即画等效电路时，电压表两端视作断路，电流表两端可视作短路，可直接用导线代替(3)电路中含有电容器的电路，在直流电路中，当电路达稳定状态时，可看作电容断路，则可将电容器及所含支路一同去掉由 4 个电阻连接成的混联电路如图 334 所示R18 ，R24 ，R36 ，R43 .图 334(1)求a、d之间的总电阻(2)如果把 42 V 的电压加在a、d两端，通过每个电阻的电流是多少？思路点拨：电路连接方式为R3与R4并联，再与R1、R2串联【解析】 (1)由图可知Rcd 2

11、，6 3 63- 6 -故Rad8 4 2 14 .(2)由欧姆定律知I A3 A，此即通过R1、R2的电流设通过R3、R4的电流分别U Rad42 14为I3、I4，则由并联电路电压相等，有I3R3I4R4，即 6I33I4，而I3I43 A，解得I31 A，I42 A.【答案】 (1)14 (2)3 A 3 A 1 A 2 A串、并联电路的分析技巧(1)计算时首先要分清电路的串、并联关系(2)如果是混联电路，可以把部分电路进行等效，把整体电路简化为串联电路或并联电路(3)串联电路具有分压作用，并联电路具有分流作用(4)分析串联电路要从电流处处相等入手，分析并联电路要从各支路电压都相等入手针

12、对训练3如图 335 所示电路，电压U保持不变，当开关 S 断开时，理想电流表 A 的示数为 0.6 A，当开关 S 闭合时，理想电流表的示数为 0.9 A，则两电阻阻值之比R1R2为( ) 【导学号：69682151】图 335A12B21C23D32A A 当开关 S 断开时，U0.6 AR1；当 S 闭合时：U0.9 A.联立解得：R1R2 R1R2R1R212，选项 A 正确4如图 336 所示电路中，电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的电阻不计那么开关 S 接通后流过R2的电流是 S 接通前的( )图 336- 7 -A. B. C. D.1 22 31 31 4B B 设电池提供

13、的电压为U，每个电阻的阻值为R.S 接通前，通过R2的电流I.SU R1R2U 2R接通后，通过R2的电流I ， ，B 项正确1 2UR1R2R3 R2R31 2U R0.5RU 3RI I2 3当 堂 达 标固 双 基1关于电阻和电阻率的下列说法中正确的是( )【导学号：69682152】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B由可知， R，RS L1 LC材料的电阻率随温度的升高而增大D对某一确定的导体，当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它的电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大D D 导体的电阻率由材料本身决定，并随温度的变化而变化

14、，但并不都是随温度的升高而增大，则 A、B、C 错；若导体温度升高时，电阻增大，又不考虑体积和形状的变化，其原因就是电阻率随温度的升高而增大，则 D 选项正确2有三根电阻丝，它们的长度、横截面积、电阻率分别如下表所示：电阻电阻丝长度横截面积电阻率R1LS2R2L2SR32LS2则阻值最大的电阻丝是( )AR1 BR2CR3D三根电阻丝的阻值一样大C C 根据电阻定律R知，R3的电阻最大L S3如图 337 所示电路，电源电压U不变，开关 S 断开和闭合时电流表示数之比是 13，则可知电阻R1和R2之比为( )- 8 -图 337A13 B12 C21 D31C C 开关闭合时电路中只有电阻R2

15、，根据欧姆定律可得：I，开关断开时电路中两电阻U R2串联，根据欧姆定律可得，I，则 ，解得R1R221，选项 C 正确U R1R2R1R2 R23 14.如图 338 所示，电阻R1，R2，R3的阻值相等，电池的内阻不计，开关 S 闭合前流过R2的电流为I，求 S 闭合后流过R2的电流大小【导学号：69682153】图 338【解析】 设电池两端的电压恒为U，电阻阻值为R，开关 S 闭合前电阻R1、R2两电阻串联，R2的电流为I，由欧姆定律得：UI(R1R2)2IR，S 闭合后R2、R3并联再和R1串联，由欧姆定律得：UIR，联立解得：II，3 24 3R2中的电流大小是干路中的一半：I2II.1 22 3【答案】 I23