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

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1、3.3　探究电阻定律学习目标重点难点1．掌握电阻定律，并能进行有关的计算。2．知道用控制变量法来探究电阻定律。3．掌握电阻串、并联的计算方法。重点：电阻定律，串、并联电路的分析与计算。难点：电阻率，混联电路的分析与计算。1．电阻定律(1)实验探究电阻定律：用多用电表测量导体的电阻，用刻度尺测量导体的长度，用螺旋测微器直接测量导体的直径，间接测量导体的横截面积。探究影响电阻的因素：为了确定到底是哪些因素影响电阻以及它们是如何影响电阻的，必须用控制变量法进行研究，具体做法：①同种材料、同样的长度，测量

2、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，研究电阻与导线长度的关系；③同样的长度、同样的粗细，测量不同材料导线的电阻，研究电阻与导线材料的关系。(2)电阻定律：导体的电阻R跟导体的长度l成正比，跟导体的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关。公式：R＝ρ，ρ为材料的电阻率，是反映导电性能的物理量，单位为Ω·m。(3)金属材料的电阻率一般会随着温度的升高而变大，在温度变化范围不太大的情况下，金属的电阻率与温度之间近似存在线性关系：ρ＝ρ0(1＋α

3、t)；绝缘体和半导体的电阻率却随着温度的升高而减小，并且是非线性的。预习交流1两根完全相同的金属导体，如果把其中的一根均匀拉长到原来的4倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？答案：导体的电阻由R＝ρ决定，当ρ、l、S改变时，会导致电阻变化，只要明确导体长度、横截面积如何变化，代入公式求解即可。金属导线原来的电阻为R＝ρ，拉长后l1＝4l，因为总体积V＝lS保持不变，所以截面积S1＝，得：R1＝ρ＝ρ＝16R。对折后l2＝，截面积S2＝2S，得：R2＝ρ＝ρ＝，则后来两导线的电阻比

4、R1∶R2＝64∶1。2．探究电阻的串联、并联和混联(1)串联电路的等效总电阻与各电阻R1、R2…Rn的关系：R＝R1＋R2＋…＋Rn。(2)并联电路的等效总电阻值R与各支路的电阻R1、R2…Rn的关系是：＝＋＋…＋，对两个电阻的并联能直接写出：R＝。预习交流2如图所示电路由8个不同的电阻组成，已知R1＝12Ω，其余电阻未知，测得A、B间总电阻为4Ω，今将R1换成6Ω的电阻，则A、B间的总电阻变为多少？答案：设其余7个电阻的总阻值为Rx，则A、B间相当于Rx与R1并联，有＝4Ω，解得Rx＝6Ω。当

5、把R1换成R1′时，R1′与Rx并联得＝Ω＝3Ω。一、电阻定律(1)导体的电阻是导体自身的一种性质，它是由导体自身的因素决定的，那么到底由哪些因素决定呢？它与各种决定因素之间有怎样的定量关系呢？(2)电阻的决定式与电阻的定义式有何不同？答案：(1)实验表明：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；导体电阻还与构成它的材料有关。电阻表达式R＝ρ。(2)电阻是导体本身的属性，跟导体两端的电压和通过的电流无关，R＝只是电阻的定义式；R＝ρ是电阻的决定式，对于金属和电解液导体的

6、电阻R由ρ、S、l共同决定。R＝适用于任何导体，R＝ρ只适用于金属和电解液导体。下列说法中正确的是(　　)。A．据R＝U/I可知，当通过导体的电流不变时，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍B．据R＝U/I可知，通过导体的电流改变，加在电阻两端的电压也改变，但导体的电阻不变C．据ρ＝RS/l可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度l成反比D．导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关答案：BD解析：本题主要考查了电阻的决定因素

7、和电阻率的决定因素。导体的电阻是由导体本身的性质决定的，其决定式为R＝ρl/S，而R＝U/I为电阻的定义式，所以选项A是不对的，选项B是正确的，而ρ＝RS/l仅是导体电阻率的定义式，电阻率与式中的各物理量间都无关，所以选项C是不对的，选项D是正确的。导体电阻是由导体本身性质决定的，R＝是定义式；而R＝ρ为决定式，正确理解这两个公式是解题的关键。二、电阻率(1)金属电阻率与温度之间的关系如何？(2)电阻率与电阻有何区别？答案：(1)金属电阻率与温度之间近似存在如下关系：ρ＝ρ0(1＋αt)，其中ρ表

8、示温度为t℃时的电阻率，ρ0表示0℃时的电阻率，对大多数纯金属α≈0.004/℃。(2)电阻率是反映材料导电性质的物理量，它与导体的长度l和横截面积S无关，只与导体的材料、温度有关。电阻率越小的材料导电性能越好，但用其制作的导体的电阻并不一定小；电阻率大，导电性能差，但用其制作的导体的电阻不一定大。另外要注意“电阻率”是材料的电阻率，而“电阻”是导体的电阻。实验室用的小灯泡灯丝的IU特性曲线，可用图中哪个图像来表示(　　)。答案：A解析：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才