导体的电阻.doc

沂水四中 2011 - 2012 学年度第一学期
高二、物理 * 选修3-1* 讲案
编写： 审核：
周次
上课时间
2011-11-5
课型
新授课
课题
导体的电阻
学习目标
1. 了解影响电阻大小的因素(重点).
2. 掌握电阻定律，能利用电阻定律进行有关计算(重点). 3. 理解电阻率的物理意义，知道金属导体电阻率随温度变化的规律(重点). 4. 了解超导体、半导体导电特点，掌握热敏电阻、光敏电阻特点及其应用.
学习重点
电阻定律的理解
学习难点
电阻的测量
· 教学过程
※问题探究一、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；导体电阻还与构成它的材料有关. 这就是电阻定律.
2、表达式
3、说明：应用电阻定律解题应注意的几个问题：
(1)同一段导线的拉伸或压缩的形变：导线的横截面积随长度变化而发生变化，但导线的总体积不变，即这是隐含条件，也是解题的关键.
(2)公式的适用条件：仅适用子金属导体或浓度均匀的电解液. l是指导体沿电流方向的长度，S是指与电流方向垂直的导体的横截面积.
(3)应用的注意点：若温度变化，应注意电阻率随温度变化而发生变化，由此引起电阻变化，例如：不工作时的白炽灯灯丝的电阻比正常工作时灯丝的电阻小许多，因为白炽灯不工作时灯丝的温度较低，而白炽灯正常工作时灯丝的温度较高，金属的电阻率随温度的升高而增大.
(4)当导体接入电路中时，长度是指其有效长度，不能将其全部长度代入，且必须注意几个物理量的单位.
3、电阻定律的应用——滑动变阻器
(1)原理：利用改变连入电路电阻丝的长度来改变连入电路的电阻.
(2)构造：如图 2 - 79所示是滑动变阻器的原理图.AB是一根纯金属杆，其电阻可视为零，CD是电阻较大、长度较长的电阻丝，P是滑片，能将 AB杆与电阻丝连通. 若将 AB直接接入电路中，其电阻为零；若将 CD直接接入电路中，电阻是整个电阻丝的电阻，是一个定值，滑动变阻器就起不到改变电阻的作用.正确的连接方法是接A与D(或B与C，或A与C，或 B与D)，即“一上一下”.如接A 与D，连人电路的电阻就是 DP部分，当将P滑到A 端时电阻最大.
(3)滑动变阻器的缺点：不能适时知道连人电路中的电阻的具体阻值，而实验室中的另一种常用变阻器——电阻箱却能适时知道电阻的阻值.

【典例1】有一段导线，长为 100 m，直径为 2 mm，导线材料的电阻率为
(1)此导线的电阻是多少？
(2)另一段相同材料的导线，质量与前者相同，但后者直径比前者直径大一倍，则这根导线的电阻是多少？

【变式1】一根粗细均匀的电阻丝，当加2V 电压时，通过的电流为 1A. 现把此电阻丝均匀拉长，然后加4V的电压，这时电流为 0.5A. 求此时电阻丝拉长后的长度为原来长度的几倍.

※问题探究二、电阻率
1 物理意义：反映了材料导电性能的好坏. 电阻率越小，导电性能越好.
2 计算：由得可见，只要知道导体的电阻R、横截面积 S、长度 1，即可求出制作导体所用材料的电阻率，是实验测定电阻率的依据. 由
可见，电阻率在数值上等于用该材料制成的长为 lm、横截面积为1 m2的导体的电阻大小.
3 单位：国际单位是欧姆. 米，简称欧·米，符号是
4 各种材料电阻率与温度的关系
(1)金属电阻率随温度升高而增大.
(2)有些半导体的电阻率随温度升高而减小，且随温度改变变化较大，应用于制作热敏电阻.
(3)有些合金，如锰钢合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，应用与制作标准电阻
(4)当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然降低到零，成为超导体.
说明： ( 1)电阻率是材料本身的一种属性，反映了材料对电流阻碍能力的强弱.
(2)不是电阻率的决定式，材料的电阻率与导体的电阻R、长度 1和横截面积S 均无关.
【典例2】例3 下列关于电阻率的说法中，正确的是
A. 电阻率P与.导体的长度和横截面积有关
B. 电阻率表征了导体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
※问题探究三、测定金属的电阻率
1、实验目的
( 1)掌握电流表、电压表的使用原则和读数方法，滑动变阻器的使用方法.
(2)学会正确地使用螺旋测微器，掌握螺旋测微器的读数规则.
(3)掌握用伏安法测电阻的方法.(4)测定金属的电阻率.
2、实验原理
(1)把金属丝接入电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测通过金属丝的电流，利用欧姆定律得到金属丝的电阻
(2)用米尺量得金属丝的长度 1，用螺旋测微器量得金属丝的直径，算出横截面积 S.
(3)利用电阻定律，得出金属丝电阻率的公式
3、实验电路图如图所示.
4、注意事项
(1)用螺旋测微器测金属导线的直径应在三个不同位置各测一次，求其平均值d.
(2)用米尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度，应至少测量 3次，求其平均值 1.
(3)本实验中被测金属导线电阻较小，因此采用电流表外接法.
(4)滑动变阻器采用限流接法还是分压接法，可根据实验要求或提供的器材规格进行选择.
(5)伏安法测电阻时，通过金属导线的电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中逐渐增大.
(6)求R 的平均值的两种方法：①用算出各次测量值，再取平均值；②图象法，用
图线的斜率来表示，在描点连线时，要让尽可能多的点在直线上，其余各点均匀分布在直线两侧，个别明显偏离较远的点舍去.
5、误差分析
(1)金属丝通电时温度升高，使所测电阻率比常温下电阻率略大.
(2)金属丝长度测量不准确以及金属丝直径测量不准确造成误差.
(3)采用电流表外接法测量金属丝的电阻，使测量值比真实值小.
【典例3】如图所示，一段长为 a，宽为 b，高为的导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为 R，则最小的电阻为( )
A、 B、 C、 D.R
※疑难、不懂记录处:

※课后作业：
1、进一步巩固本节知识 2、预习下一节学案
当堂达标
1. 如图所示为滑动变阻器示意图，下列说法中正确的是( )
A. a和b. 串联接入电路中，P向右移动时电流增大
B. b和d串联接入电路中，P向右移动时电流增大
C.b和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大
D.a和c串联接入电路中，P向右移动时电流增大
2、下列说法中正确的是( )
A. 据R= U/l可知，当通过导体的电流不变，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= RS/1可知，导体的电阻率与导体的电阻和棒截面积的乘积RS成正比，与导体的长度 1 成反比
D. 导体的电阻率与导体的长度 1、横截面积S、导体的电阻R皆无关
3. 用电器离电源L，线路上的电流为I，为使在线路上的电压降不超过 U，已知输电线的电阻率为. 那么，输电线的横截面积的最小值是( )
A、 B、 C、 D、
4. 甲导线长 L，截面直径为 d，两端电压为 U. 同样材料的乙导线长 2L，截面直径为 2d，两端电压为2U，则甲、乙两导线中电流之比为

5、 一卷粗细均匀的导线长1200m，在两端点A、B 间加上恒定电压时，测得通过导线的电流0.5A. 如剪去 BC段，在A、C两端加同样电压时，通过导线的电流变为 0.6A，则剪去的BC段多长？

流水小学案
1. 下列说法正确的是()
A. 导体的电阻仅由导体两端的电压决定
B. 导体的电阻在一定温度下仅由长度和横截面积决定
C. 导体的电阻在一定温度下由导体的长度、粗细及材料决定
D. 导体的电阻与导体所通电流的大小有关

2. 在横截面积为S 的粗细均匀的钢导体中流过恒定电流I，铜的电阻率为，电子电荷量为 e，则电子在钢导体中运动时受到的电场作用力为()
A.0 B. C、 D、

3、电压恒定的电源与一根玻璃管中的水银柱组成电路，水银柱中通过的电流为 0.1A. 今将这些水银倒进另一根玻璃管中，管的内径是原管的 2倍，重新与该电源组成电路，则流过水银柱的电流为多少?

4、 一卷铝导线，横截面积为 lmm2，当这卷导线两端电压为 58V时，流过导线的电流为 2A，这卷导线多长？(=2.9x10 -8Ω.·m)

5. 两根不同材料制成的均匀电阻丝，长度之比，直径之比，给它们加相同电压，通过它们的电流之比，则它们的电阻率之比为多少？

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