2021-2022高中创新设计物理粤教版选修3-1课件：第二章 第1讲 探究决定导线电阻的因素

第二章电路 1.知道电阻与哪些因素有关，能够探究电阻与各因素的关系.2.掌握电阻定律，并能进行有关计算.3.理解电阻率的概念、意义及决定因素.目标定位 二、电阻率对点检测 自查自纠栏目索引 一、电阻定律的实验探究 1.实验电路如图1所示，用 法研究影响电阻的因素. 答案 一、电阻定律的实验探究n知识梳理控制变量图1(1)在材料相同、横截面积相同的情况下，导体的电阻与导体的长度成_.(2)在材料相同、长度相同的情况下，导体的电阻与导体的横截面积成_.(3)在长度和横截面积相同的情况下，导体的电阻与 有关.正比反比材料 2.电阻定律(1)内容：均匀导体的电阻R跟它的长度l成 ，跟它的横截面积S成 .(2)表达式：R_.是比例常量，l是沿电流方向导体的长度，S是垂直于电流方向的横截面积. 答案 正比反比 答案 【深度思考】 例1“探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系”的实验电路如图2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.n典例精析图2编号材料长度(m )横截面积(m m 2)A镍铬合金0.8 0.8B镍铬合金0.5 0.5C镍铬合金0.3 0.5D镍铬合金0.3 1.0E康铜丝0.3 0.5F康铜丝0.8 0.8 (1)电路图2中四条金属丝应分别选下表中的_(用编号表示)； 解析答案 图2解析用控制变量法研究，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；BCDE编号材料长度(m )横截面积(m m 2)A镍铬合金0.8 0.8B镍铬合金0.5 0.5C镍铬合金0.3 0.5D镍铬合金0.3 1.0E康铜丝0.3 0.5F康铜丝0.8 0.8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)在相互交流时，有位同学提出用如图3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. 解析答案图3 解析接不同的电阻时，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. 例2如图4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RAB RCD为()A.1 4 B.1 2C.2 1 D.4 1 解析答案返回总结提升图4 解析设沿AB方向横截面积为S1，沿CD方向横截面积为S2，D 返回 总结提升(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. 1.电阻率(1)物理意义：反映材料 性能的物理量.(2)单位： ，读作 ，简称 .2.电阻率与温度的关系：金属的电阻率随温度的升高而 ；合金的电阻率较大，一般 温度的变化而变化. 答案 n知识梳理二、电阻率导电m欧姆米欧米增大不随 小灯泡的电阻随温度升高怎样变化呢？ 答案 【深度思考】答案小灯泡的灯丝是由钨丝制成的，因为金属的电阻率随温度的升高而增大，所以小灯泡的电阻随温度的升高而增大. 有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻，故D错.例3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n典例精析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S无关，故A错，B对；B解析答案总结提升 总结提升(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. 例4滑动变阻器的原理如图5所示，则下列说法中正确的是() 解析答案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 的阻值增大D.将a、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 的阻值增大 图5A.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 返回总结提升 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.将c、b两端连在电路中，连入电路的是Pb部分，向右滑，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错误.答案A 总结提升返回 总结提升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.变阻器的结构图如图6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、一下接法.如图乙所示，将滑动变阻器接入电路，当滑片向右滑动时，滑动变阻器的电阻将变小.图6 返回 1.(影响导体电阻的因素)在“探究决定导线电阻的因素”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7的电路和表中的导体特征验证上述猜想.对点检测 自查自纠图7 导体代号长度/m横截面积/m m 2材料A 1.0 0.2锰铜B 1.0 0.4锰铜C 1.0 0.6锰铜D 0.5 0.4锰铜E 1.5 0.4锰铜F 1.0 0.6镍铬合金G 1.0 0.6铁 解析答案 导体代号长度/m横截面积/m m 2材料A 1.0 0.2锰铜B 1.0 0.4锰铜C 1.0 0.6锰铜D 0.5 0.4锰铜E 1.5 0.4锰铜F 1.0 0.6镍铬合金G 1.0 0.6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. 解析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；答案材料横截面积长度电流 解析答案 导体代号长度/m横截面积/m m 2材料A 1.0 0.2锰铜B 1.0 0.4锰铜C 1.0 0.6锰铜D 0.5 0.4锰铜E 1.5 0.4锰铜F 1.0 0.6镍铬合金G 1.0 0.6铁(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). 解析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.答案C、F、G 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B.由 可知，与R、S成正比，与l成反比C.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 解析答案 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.答案D 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，要使接入电路的电阻变为 R，可采取的措施是()A.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 解析答案 答案AB 4.(滑动变阻器的使用) 按图8所示的接法，一同学将滑动变阻器与一只“ 6 V68 W”的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的电源E上，当S闭合时，发现灯泡发光.当滑片P向右滑动时，灯泡将() 解析答案返回图8 A.变暗B.变亮C.亮度不变D.可能烧坏灯泡 解析由题图可知，滑动变阻器接入电路的是PB段的电阻丝，由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以不可能烧坏灯泡.当滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电阻减小，灯泡变亮，B选项正确.答案B 返回