2018版物理教科版新课堂同步选修3-1课件：第2章 2-电阻定律 精品

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1．电阻率和电阻的区别
电阻 R
电阻率 ρ
描述对象
导体
材料
反映导体对电流阻碍作用的大 物理意义
反映材料导电性能的好坏，ρ 大，
小，R 大，阻碍作用大
导电性能差
由材料、温度决定，与导体形状 决定因素 由材料、温度和导体形状决定
无关
单位
欧姆(Ω)
欧姆·米一定大，导体对电流阻碍作用不一定大；R 大， ρ 不一定大，导电性能不一定差
2.电阻率的大小跟温度的关系 (1)金属的电阻率随温度升高而增大． (2)绝缘体和半导体的电阻率随温度升高而减小，并且变化是非线性的． (3)有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作 标准电阻． (4)当温度降到－273 °C 附近时，有些金属材料的电阻率突然减小到零成为 超导体．
[合作探讨] 分析表中数据
材料 银 铜 铝 钨
ρ/(Ω·m) 1.6×10－8 1.7×10－8 2.9×10－8 5.3×10－8
材料 铁
锰铜合金 镍铜合金 镍铬合金
ρ/(Ω·m) 1.0×10－7 4.4×10－7 5.0×10－7 1.0×10－6
探讨 1：回答什么样的金属电阻率大？什么样的金属电阻率小？ 【提示】 合金的电阻率大，纯净金属的电阻率小． 探讨 2：在电路中导线一般用什么材料制作？ 【提示】 在电路中的导线一般用电阻率小且造价低的铝或铜制作．
2．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． (2)公式：R＝ρSl ，式中 ρ 称为材料的__电__阻__率__．
[再判断] 1．导体的电阻由导体的长度和横截面积两个因素决定．( × ) 2．根据 R＝UI 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．(√ ) 3．导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积都有关系．( √ )
如图 2-2-2 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 Ω，则 R2 的阻值为( )
【导学号：96322036】
A．4 Ω C．16 Ω
图 2-2-2 B．8 Ω D．64 Ω
【解析】 设导体材料厚度为 h，由 R＝ρSl ， 得 R1＝ρh×2L2L＝hρ＝8 Ω，
关于电阻和电阻率的下列说法中正确的是( ) 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 ρ＝RlS可知，ρ∝R，ρ∝1l C．材料的电阻率随温度的升高而增大 D．对于某一确定的导体，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】 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，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．
【答案】 D
[迁移 2] (多选)下列说法中正确的是( )
【导学号：96322038】
A．据 R＝UI 可知，当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＝UI 可知，通过导体的电流改变时，加在电阻两端的电压也改变， 但导体的电阻不变
C．据 ρ＝RlS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 均无关
[核心点击] 1．电阻定律表达式 R＝ρSl 中各符号的含义 (1)ρ 表示导体材料的电阻率，与材料和温度有关，反映了导体的导电性能．ρ 越大，说明导电性能越差；ρ 越小，说明导电性能越好． (2)l 表示沿电流方向导体的长度． (3)S 表示垂直于电流方向导体的横截面积．
2．电阻定律公式 R＝ρSl 的应用 (1)应用电阻定律公式 R＝ρSl 解题时，一般电阻率 ρ 不变，理解 l、S 的意义 是关键，l 是沿电流方向的导体长度，S 是垂直于电流方向的横截面积． (2)对于某段导体，由于导体的体积不变，若将导体的长度拉伸为原来的 n 倍，横截面积必减为原来的1n.根据电阻定律 R＝ρSl 知电阻变为原来的 n2 倍．
[再判断] 1．任何导电材料的电阻率都是随温度的升高而增大．( × ) 2．导体的横截面积越大电阻率越小．( × ) 3．用来制作标准电阻的锰铜和镍铜合金的电阻率几乎不随温度的变化而变 化．( √ )
[后思考]
电位器是怎样改变接入电路中的阻值的？ 【提示】 电位器是通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的．
知
识
点
一
学
业
2.电阻定律
分 层
测
评
知 识 点 二
学习目标
1.通过实验探究决定导线电阻的因 素． 2．理解电阻定律、电阻率的概念， 并能进行有关计算． 3．认识导体、绝缘体和半导体，并 了解它们在电路中的作用.
知识脉络
探 究 决 定 导 体 电 阻 的 因 素、 电 阻 定 律
[先填空] 1．实验探究 用__控__制__变__量__的方法进行实验探究 (1)改变导体的长度，其他条件_不__变__，测出导体的电阻，探究导体的电阻与 _长__度__的关系． (2)改变导体的横截面积，其他条件_不__变__，测出导体的电阻，探究导体的电 阻与_横__截__面__积___的关系． (3)改变构成导体的材料，其他条件_不__变__，测出导体的电阻，探究不同材料 的导体的_电__阻__是否相同．
应用 R＝ρSl 的两点注意 (1)公式 R＝ρSl 只适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液(但其他任 何材料都有对应的电阻率)． (2)计算出来的电阻是某一特定温度下的电阻，因为电阻率 ρ 随温度而变．
电 阻 率、 导 体、 绝 缘 体 和 半 导 体
[先填空] 1．电阻率 (1)意义：反映材料_导__电__性__能__的物理量，电阻率越小，材料的导电性能越_好__． (2)单位：_欧__姆__·__米___，符号__Ω_·__m___. (3)决定因素：电阻率由导体的_材__料__和_温__度__决定． 2．导体、绝缘体、半导体 _导__体__的电阻率很小，_绝__缘__体__的电阻率很大，_半__导__体__的导电性能介于导体 和绝缘体之间．许多半导体在光照、温度变化高时，电阻率将发生明显_变__化___．
【答案】 C
电阻与电阻率的两个不一定 (1)电阻率越大，材料的导电性能越差，但用这种材料制成的电阻不一定大， 决定电阻大小的因素和决定电阻率大小的因素是不同的． (2)导体的电阻越大，说明导体对电流的阻碍作用越大，导体的电阻率不一 定越大．
学业分层测评（八）
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[合作探讨] 如图 2-2-1 所示，将不同导线接入 A、B 两点间进行测量．
图 2-2-1 探讨 1：相同材料、相同横截面积，电阻与长度的关系？ 【提示】 电阻与长度成正比．
探讨 2：相同材料、相同长度，电阻与横截面积的关系？ 【提示】 电阻与横截面积成反比． 探讨 3：相同长度、相同横截面积的不同材料电阻相同吗？ 【提示】 不同．
[后思考] 生活中经常出现这样的情况，在电压不稳定的时候灯丝容易烧断，而手边 又没有新的灯泡，我们可以通过慢慢晃动灯泡，将断了的灯丝接上，以解燃眉 之急．当灯泡再次连入电路时，会发现比原来亮了，这是为什么？ 【提示】 灯丝断了又重新搭接上，灯丝长度减小，搭接处横截面积增大， 由 R＝ρSl 知，l 减小，S 增大，R 减小，又由 P＝UR2，U 不变，R 减小，P 增大， 所以灯泡变亮了．
【解析】 导体的电阻是由导体本身的性质决定的，其决定式为 R＝ρSl，而
R＝UI 为电阻的定义式．电阻率是导体材料本身的属性，与导体的形状、长短无 关．
【答案】 BD
[迁移 3] 金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，下列 I-U 图像中能 表示金属铂电阻情况的图像是( )
【解析】 在 I-U 图像中，图像的斜率表示电阻的倒数，由于铂的电阻率随 温度的升高而变大，故 I-U 图像中图线的斜率应减小．因此能反映金属铂电阻情 况的图像为 C.
R2＝ρhLL＝hρ＝8 Ω， 选项 B 正确． 【答案】 B
[迁移 1] 两根完全相同的金属导线 A 和 B，如果把其中的一根 A 均匀拉长 到原来的两倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？
【导学号：96322037】 【解析】 金属导线原来的电阻为 R＝ρSl ，拉长后：l′＝2l，因为体积 V＝ lS 不变，所以 S′＝S2，R′＝ρSl′′＝ 4ρSl ＝4R.对折后：l″＝2l ，S″＝2S，所以 R″＝ρSl″″＝ρ·l2/S2＝R4，则 R′∶R″ ＝16∶1. 【答案】 16∶1