导体的电阻+导学案 高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

11.1电源和电流导学案
【学习目标】：
1.通过实验,探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。

2.会测量金属丝的电阻率。

3.了解电阻的概念,能对简单的实际问题进行解释。

(物理观念)
4.能运用控制变量法对物理问题进行实验,得出结论。

(科学思维)
【课前预习】
预习课本57-60页相关内容
【自主学习】
一、电阻
定义导体两端的电压与导体中电流的
定义式
物理意义反映导体对电流的作用
单位
国际: ,简称 ,符号是Ω常用:千欧,符号kΩ;兆欧,符号MΩ
1 kΩ= Ω;1 MΩ= Ω
U-I图像斜率反映导体的大小
【自主学习】
探究一、影响导体电阻的因素
1.自行设计探究电路:
2.探究原理:四条不同的导体串联,电流相同,因此,电阻之比等于相应的电压之比。

3.探究过程:根据设计的电路图自行补充完整
4.探究结论:导体的电阻与、有定量关系,与电阻的材料也有关。

探究二、导体的电阻率
1.导体的电阻:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成 ,与它的横截面积S成 ,导体电阻还与构成它的材料有关。

2.公式: 。

式中ρ是导体的电阻率。

3.电阻率ρ
相关因素导体
的
材料
(1)纯金属的电阻率
(2)合金的电阻率较大
导体
的
温度
(1)有些合金的电阻率几乎不受温度变化影响,常用来
制作标准电阻
(2)金属的电阻率随温度的升高而 ,可制作电阻
温度计
(3)超导现象:
[思考]
电缆是生产生活中常用到的电路连接材料,企业如果没有严格的检验标准,生产出不合格电缆,容易对用户造成巨大财产损失。

如图为某企业生产的劣质导线,它的铜丝直径只有国家合格电缆的一半。

若长度相同,不合格电缆的电阻与合格电缆的电阻相比哪个大?
探究三、电阻与欧姆定律
如图所示为金属导体A、B的U-I图像。

[交流讨论]
(1)对导体A 或导体B 来说,电流与它两端的电压有什么关系?U 与I 的比值怎样? (2)对导体A 、B ,在电压U 相同时,谁的电流小?谁对电流的阻碍作用大?
探究小结
1.电阻
(1)电阻定义式:
(2)意义: 2.欧姆定律
(1)表达式： 。

(2)意义: 。

(3)适用条件: 。

探究四：对公式R =ρl
S 的理解
(1)公式R =ρl
S 是导体电阻的决定式,如图所示为一块长方体铁块,若通过电流为
I 1,则R 1=ρa bc ;若通过电流为I 2,则R 2=ρc
ab 。

(2)适用条件: 。

(3)电阻定律是通过大量实验得出的规律。

2.R =ρl S 与R =U
I 的比较
公式R=ρl
S
R=U
I
区别
电阻的决定式电阻的定义式
提供了求电阻的方法,并不能说电阻与
U和I有关系
只适用于粗细均匀的金属导体或浓度均
匀的电解液、等离子体
联系
R=ρl
S
对R=U
I
补充说明了导体的电阻不取决于U和I,而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积
3.电阻率的理解
(1)物理意义: 。

(2)计算公式:由R=ρl
S
得ρ=RS
l。

ρ=RS
l
是实验测定电阻率的依据。

(3)决定因素:
(4)电阻率与温度的关系:。

探究五、伏安特性曲线
如图所示为某元件的伏安特性曲线。

[交流讨论]
(1)该元件的电阻在图像中如何反映?
(2)该元件是线性元件还是非线性元件?
探究小结
1.由I-U图像可以获取的信息:
(1)坐标轴的意义: 。

(2)图线斜率的意义: 。

2.线性元件的U-I图像与I-U图像的比较:
项目U-I图像I-U图像
图像
举例
坐标
轴含义
图线斜
率含义
【当堂练】
1、由欧姆定律I=U
R 导出U=IR和R=U
I
,下列叙述中不正确的是()
A.导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
B.导体的电阻由导体本身的性质决定,跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关
C.对确定的导体,其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值
D.一定的电流流过导体,电阻越大,其电压越大
已知纯电阻用电器A的电阻是纯电阻用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压
2、是加在B上的电压的一半,那么通过A和B的电流I A和I B的关系是()
A.I A=2I B
B.I A=I B
2
C.I A=I B
D.I A=I B
4
3、某导体中的电流随其两端的电压变化,如图实线所示,则下列说法中正确的是
()
A.加5 V电压时,导体的电阻是5 Ω
B.加12 V电压时,导体的电阻是8 Ω
C.由图可知,随着电压增大,导体的电阻不断减小
D.由图可知,随着电压减小,导体的电阻不断减小
4、如图中a、b直线分别表示由同种材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的伏安特性曲线。

关于这两条电阻丝,以下判断正确的是()
A.电阻丝a较细
B.电阻丝b较细
C.若将电阻丝a、b串联在一起接入电路,则b两端的电压较大
D.若将电阻丝a、b并联在一起接入电路,则通过a的电流较大。