高中物理 第2章 第6节 导体的电阻 新人教版选修3-1
高中物理选修31(人教版)课件:第二章 第6节 第二课时实验:伏安法测电阻和金属电阻率
类型二 误差分析
【典例 2】 在测定一根粗细均匀合金丝 Rx 的电阻 率的实验中,待测合金丝 Rx 的电阻约为 6 Ω.提供的仪器 有:
A.电压表 V(内阻约为 10 kΩ,量程为 3 V) B.电流表 A1(内阻约为 3 Ω,量程为 0.6 A) C.电流表 A2(内阻约为 0.1 Ω,量程为 3 A) D.滑动变阻器 R(阻值为 0~5 Ω,额定电流为 2 A) E.电源 E(电动势为 5 V,内电阻为 1 Ω) F.一个开关、若干导线
第二章 恒定电流
6 导体的电阻 第二课时 实验:伏安法测电阻和
金属电阻率
【实验目的】 1.学会用伏安法测量电阻的阻值. 2.测定金属的电阻率. 【实验原理】 用刻度尺测一段金属导线的长度 L,用螺旋测微器测 导线的直径 d,用伏安法测导线的电阻 R,根据电阻定律, 金属的电阻率 ρ=RLS=π4dL2R.
(2)实验电路应采用电流表________接法(填“内”或 “外”).
解析:伏安法测电阻丝电阻,需要:电池组(3 V,内 阻 1 Ω);电路最大电流约为:I=UR=35 A=0.6 A,电流 表应选 C;电源电动势为 3 V,因此电压表选 D.
(2)因待测电阻阻值约为 5 Ω,电流表内阻约为 0.125 A,电压表内阻约为 3 kΩ,待测电阻相对于电压表内阻来 说很小,故为小电阻,应选用电流表外接法.
5.拆除实验电路,整理好实验器材.
【数据处理】
1.计算法:利用每次测量的 U、I 值分别计算出电 阻,再求出电阻的平均值作为测量结果.
2.图象法:可建立 I-U 坐标系,将测量的 U、I 值 描点作出图象,利用图象的斜率来求出电阻值 R.
【误差分析】
1.采用外接法则由于伏特表的分流影响,造成电阻 测量值偏大,若误用内接法则安培表分压影响更大.
人教课标版高中物理选修3-1:《导体的电阻》教案-新版
2.6 导体的电阻(1)实验探究教师:(多媒体展示)实验目的:探究导体的电阻R与导体的长度l、横截面积S、材料之间的关系实验方法:控制变量法实验过程:长度l、横截面积S、电阻R的测量及方法长度l:用mm刻度尺测;横截面积S:游标卡尺、螺旋测微器或用累积法测直径;电阻R:伏安法。
回顾伏安法测电阻的实验,注意两点,滑动变阻器的接法和电流变的接法选择。
请学生回顾伏安法测电阻的实验电路,并请一位同学把电路图画到黑板上,并及时指出存在的不足和问题,及时评价。
教师:我们本节需要把每一和电阻丝的长度,横截面积,都测量出来吗?学生:不需要。
教师:我们本节课定量研究导体的电阻和长度,横截面积以及材料之间的关系,并且猜想导体的电阻可能和长度成正比,和横截面积成反比关系,因此,我们做一个对比试验就可以达到目的,请同学们看下面的电路图:a 和b :横截面积、长度相同,长度l之比为1:2a 和c :材料、长度相同,横截面积S之比为1:2a 和d :长度、横截面积相同,材料不同①研究导体电阻与导体长度的关系教师:用电压表分别测量a、b两端的电压,根据串联电路特征,电压之比就是电阻之比②研究导体电阻与导体横截面积的关系教师:分别测量a、c两端的电压,电压之比为电阻之比,从而得出电阻和横截面积的关系③研究导体的电阻与导体材料的关系教师:分别测量a、d两端电压,得出电阻和材料的关系学生展示实验结果和结论结论:导体电阻和长度成正比,与横截面积成反比,还和导体的材料有关(2)理论探究1.理论探究导体的电阻R与长度l的关系2.理论探究导体的电阻R与横截面积S的关系3.实验探究导体的电阻R与材料的关系学生根据串并联电路的总电阻的计算方法,串联电阻相当于增加了导体的长度,并联电阻相当于增大了导体的横截面积。
学生:假设有N个阻值相同的电阻,串联起来接入电路,总电阻是原来的N倍,导体总长度也是原来的N倍,可见,导体的电阻和长度成正比;学生:N个阻值相同的电阻,每个电阻横截面积都为S,并联接入电路,总电阻是原来的N分之一,而横截面积是原来的N倍,可见电阻与导线的横截面积成反比;学生:刚才的实验中,不同材料,相同的长度,相同的横截面积,导体的电阻不同,可见导体的电阻还和材料有关。
2018年高中物理选修3-1课件:第2章 第6节 第1课时 导体电阻的影响因素的探究
系? 答案:设表面正方形的边长为 a,厚度为 h,则导体的电阻 R=ρ
a
= ,可以看
ah h
出导体的电阻与表面正方形的边长无关,所以两个导体的电阻相等.
自主检测
1.(多选)关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确的是( AD )
A.由 R=ρ l 知,导体的电阻与长度 l、电阻率ρ成正比,与横截面积 S 成反比 S
【思考与讨论1】 请同学们用“控制变量法”制定探究步骤.先让学生 展示自己制定如何探究的方案,再请学生评价哪个方案优越.通过比较学 生设计的方案,让学生充分发表见解. 学生:(1)在导体材料、横截面积相同的情况下,研究导体电阻与导体长 度的关系;(2)在导体材料、长度相同的情况下,研究导体电阻与导体横 截面积的关系;(3)在导体横截面积、长度相同的情况下,研究导体的电 阻与导体材料的关系. 【思考与讨论2】 实验中收集实验数据非常重要,请同学们设计表格来 记录实验数据.先让学生展示自己设计的表格,再请学生评价哪个表格直 观,有利于记录实验数据. 学生:(1)研究导体电阻与导体长度的关系:
长度(mm)
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
L1 L2
(2)研究导体电阻与导体横截面积的关系:
直径(mm) 第1次 第2次 第3次
平均 值
横截 面积 (m2)
电压 (V)
电流 (A)
电阻 (Ω)
L2 L3
(3)研究导体的电阻与导体材料的关系:
材料
L3(镍铬丝) L4(铜丝)
电压(V)
电流(A)
电阻(Ω)
解析:A 的密度比 B 的大,质量相同,所以根据公式 V= m 可得 B 的体积大,
根据公式 V=lS 可得 B 的横截面积大;根据公式 R=ρ电阻率 l ,由于 A 的横截 S
2014版高中物理 2-6电阻定律课件 新人教版选修3-1
2.实验原理 (1)用伏安法测量金属丝电阻. (2)用刻度尺测金属丝的长度和直径. (3)通过改变导体长度、横截面积,探究导体电阻与导体长 度和横截面积的定量关系. 3.实验器材 被测金属导线,直流电源(4 V),电流表(0~0.6 A),电压表 (0~3 V),滑动变阻器(50 Ω),开关,导线若干,刻度尺.
③实验电路:
图2-6-1 ④结论:导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面 积成反比,还跟 材料 有关.
(3)逻辑推理探究 ①由串联电路电阻特点分析:导体电阻与它们长度成 正比. ②由并联电路电阻特点分析:导体的电阻与它的横截面积成
反比 .
③结合实验探究得出导体的电阻与材料有关.
2.思考判断 (1)导体的电阻由导体的长度和横截面积两个因素决定.(× ) (2)一根阻值为R的均匀电阻线,均匀拉长为原来的2倍,电 阻变为4R.( √ ) U (3)由R= I 可知,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.( × )
l U R=ρS和对R= I 的进一步说明,即导体的电阻与U 联系 和I无关,而是取决于导体本身的材料、长度和横截 面积
3.应用实例——滑动变阻器 (1)原理:利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻. (2)在电路中的使用方法
结构简图如图2-6-3所示,要使滑动变阻器起限流作用, 正确的连接是接A与D或C,B与C或D,即“一上一下”;要使 滑动变阻器起到分压作用,要将AB全部接入电路,另外再选择A 与C或D及B与C或D与负载相连,当滑片P移动时,负载将与AP 间或BP间的不同长度的电阻丝并联,从而得到不同的电压.
教 学 教 法 分 析
课 堂 互 动 探 究 当 堂 双 基 达 标 课 后 知 能 检 测
教 学 方 案 设 计
【金版教程】2014年高中物理 第二章《第6节 导体的电阻》课件 新人教版选修3-1
[解析]
电阻率反映材料导电强弱,只与材料及温度有
l 关,与导线的长度l和横截面积无关,故A错、B对.由R=ρ S 知 ρ大,R不一定大,故C错.有些合金的电阻率几乎不受温度变 化的影响,可用来制成标准电阻,故D正确.
[答案] BD
考点二
电阻与电阻率的区别、联系
电阻R大,那么导电性能是否一定差呢?
答案:AD
解析:导体的电阻率由材料本身的性质决定,并随温度的 变化而变化,导体的电阻与长度、横截面积有关.与导体两端 的电压及导体中的电流无关,A对,B、C错,电阻率反映材料 的导电性能,电阻率常与温度有关,并存在超导现象,绝对零 度只能接近,不可能达到,D对.
4.
如图所示,P为一块半圆形薄电阻合金片,先将它按图
C.一根导线长度变为原来的一半,横截面积不变,则导 线的电阻变为原来的二分之一,但电阻率不变 D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越 大的材料的导电性能越好
[思路点拨]
解答该题应把握以下两点:
l U (1)R=ρS、R= I 与电阻的关系; (2)电阻率的影响因素.
[规范解答]
对该题逐项进行分析如下:
01课前自主学习
一、影响导体电阻的因素 1. 探究与导体电阻有关的因素 (1)电阻丝横截面积的测量:把电阻丝紧密地缠绕在一个圆 柱形物体上(如铅笔),用刻度尺测出多匝电阻丝的 宽度 L,数 L d 2 d = S = π 出圈数n,根据 , n ,计算出电阻丝的直径,由 2 计算出电阻丝的横截面积.
答案:AD
解析:电阻率与材料、温度有关,与其他因素无关,有的 随温度升高而变大,有的反之,铂电阻随温度升高而增大,故 AD正确.
2. [2014· 包头高二检测]两根由同种材料制成的均匀电阻丝 A、B串联在电路中,A的长度为L,直径为d;B的长度为2L, 直径为2d,那么通电后在相同时间内产生的热量之比为( A.QA∶QB=1∶2 B. QA∶QB=2∶1 C.QA∶QB=1∶1 D.QA∶QB=4∶1 )
人教版 物理选修3-1第二章第六节 导体的电阻Resistance
R=0
课堂训练
1、一段均匀导线对折两次后并联在一起 测得其电阻为0.5 Ω, ,测得其电阻为0.5 Ω,导线原来的电阻 多大? 多大?若把这根导线的一半均匀拉长为 三倍,另一半不变, 三倍,另一半不变,其电阻是原来的多 少倍? 少倍?
8Ω
5倍
2、同一半圆形金属片,如图所示,从不同方 同一半圆形金属片,如图所示, 向测量其电阻 是否相等? (1)Ra、Rb是否相等? (2)如果不等 如果不等, 谁大? (2)如果不等,Ra、Rb谁大? Ra、Rb比值是多少? 比值是多少? (1)不等 (a)又短又“ (a)又短又“胖”,(b)又长又“瘦”,∴Ra < Rb 又短又 (b)又长又“ 又长又 (a)为两 为两R (2)若1/4圆形金属片电阻为R0,则(a)为两R0 1/4圆形金属片电阻为R 圆形金属片电阻为 并联, /2;(b)为两电阻串联 为两电阻串联, 并联,Ra = R0 /2;(b)为两电阻串联,Rb =2 R0, 所以Ra :Rb=1:4
l R∝与 是与l、 无关的常数 无关的常数! 注意:k是与 、S无关的常数!
理论探究 3.实验探究导体的电阻 与材料的关系 实验探究导体的电阻R与材料的关系 实验探究导体的电阻
取相同长度、横截面积、不同材料的导体进行实验 相同长度、横截面积、不同材料的导体进行实验 (探究不同材料的比例常数k)。 探究不同材料的比例常数 )。
l R=k S
结论: 结论:
k是由导体材料决定 是由导体材料决定 是由导体材料 无关! 与l、S无关! 、 无关
实验电路图
三、电阻定律
1.内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长 .内容:同种材料的导体,其电阻 与它的长 成正比,与它的横截面积S成反比; 度l成正比,与它的横截面积 成反比;导体 电阻与构成它的材料有关。 材料有关 电阻与构成它的材料有关。 2.决定式 决定式: 决定式
选修3-1第二章 第6节 导体的电阻
导体的电阻
1.导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 横截面积 长度 材料 ________、________和________有关.
2.电阻定律:同种材料的导体,其电阻 R 与它的长度 l 成 反比 ________ ,与它的横截面积 S 成________ ;导体的电阻还与 正比
l ρ 材料 ________有关.表达式 R=________,式中ρ是比例系数,它与 S
【例 2】金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”,所 以可以利用铂的电阻随温度变化的性质制成铂电阻温度计,选 项中的 I-U 图象能表示金属铂电阻情况的图象是( )
解析:铂的电阻率随温度的升高而变大.C 选项正确.
答案:C
题后反思:(1)某一导体电阻的变化与电阻率的变化规律一
致,所以可从导体的伏安特性曲线上判定电阻率的变化.
到直径为原来的一半,那么该导线的电阻率和电阻分别变为
( ) A.4ρ和 4R C.16ρ和 16R B.ρ和 4R D.ρ和 16R
解析: 导体的电阻率反映材料的导电性能,温度一定时电
阻率是不变的.导线拉长后,直径变为原来的一半,则横截面
1 积变为原来的 ,因总体积不变,长度变为原来的4倍,由电阻 4
电阻与电阻率 1.电阻 R 是描述导体对电流阻碍作用大小的物理量,由导 体本身的长度、横截面积与电阻率决定,与外界因素无关;温
度一定、粗细均匀的金属导体其电阻的大小遵循电阻定律 R=
l ρ . S
2.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量.各种材料的 电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为 1 m、横截面积为 1
【例 1】关于导体电阻的大小,下列说法正确的是(
)
A.同材料制成的导线,长度和横截面积越大,电阻越大 B.铜导线一定比铝截面积相同,电阻就
《导体的电阻》教案
人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流第6节导体的电阻教案《导体的电阻》教案课标要求:通过实验,探究决定导线电阻的因素,知道导体电阻的决定式。
一、教学目标(一)知识与技能1、理解电阻的大小跟哪些因素有关,知道电阻定律及其表达式。
2、了解电阻率的概念、物理意义、单位及其与温度的关系。
(二)过程与方法1、经历决定导体电阻因素的实验探究过程,体验运用控制变量法研究物理问题的思维方法。
2、通过对决定导体电阻因素的实验探究和理论分析,体会实验探究和逻辑推理两种研究方法的作用。
3、通过对实验数据的分析处理,提高科学分析、提炼实验结果的能力。
(三)情感态度与价值观1、经历实验探究等学习活动,发展学生对科学的好奇心和探索未知的激情。
2、经历实验探究与理论推导两个过程,体会物理规律的严密性。
3、通过介绍不同材料的电阻率及相关应用,增强学生将物理知识与社会、科学技术相联系的意识。
4、通过小组交流与讨论,培养学生合作与交流的团队精神二、教学重点与难点1、教学重点:电阻定律的内容及其应用;电阻率的概念及其物理意义。
2、教学难点:实验方案的设计及实验数据的处理。
三、教学用具自制电阻定律示教板及相关器材,日光灯灯丝,酒精灯,电池组,电键,导线,多媒体。
四、教学流程【新课引入】开门见山,由问题进入新课。
师:同学们这节课将由我和大家一起学习第6节导体的电阻。
首先请同学们迅速浏览一下本节课的学习目标。
本节课我们的评价方式是………,希望同学们有精彩的表现。
首先思考这样一个问题“根据电阻的定义式IU R ,导体的电阻R 与加在导体两端的电压U 成正比,跟导体中的电流I 成反比,这种说法对吗?”生:“不对”师:决定导体电阻大小的因素有哪些?初中我们有一个定性的结论:导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关。
而且还有一个半定量的结论:长度越长电阻越大,横截面积越大电阻越小。
【新课教学】师:本节课我们的主要任务就是:“探究导体电阻与决定因素间的定量关系”探究的办法有两种:理论探究和实验探究首先看理论探究,根据预习哪个小组能够用简洁的语言描述电阻R 与长度L 的关系?(机会一次)(在预习学案中已经有专门的铺垫、要求和训练)生:………师补充:(条件)师:第二次机会:电阻R 与横截面积S 的关系生:………师:理论探究的结果是:………,数学表达式:………理论探究的结果能否经得住实验的考验呢?我们来进行实验探究。
2020-2021学年高二上学期物理人教版选修3-1课件:_第二章第6节导体的电阻
二、导体的电阻 【情境思考】 导线上电阻与电阻率、长度和横截面积的关系? 提示:R=ρ l
S
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=
l S
。
3.符号意义:l表示导体沿电流方向的长度,S表示垂直于电流方向的横截面积,
5.电阻率 (1)物理意义:ρ反映了材料_导__电__性__能__的好坏。电阻率越小,_导__电__性__能__越好。 (2)单位:国际单位——欧姆·米,符号是Ω·m。 (3)决定因素:电阻率ρ由材料自身的特性和温度决定。纯金属的电阻率较小, 合金的电阻率较大。
【易错辨析】 (1)由R= U 可知,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。 (I× ) (2)电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关。 ( × )
A.R1>R2 B.R1<R2 C.R1=R2 D.无法确定
【解析】选C。设正方形导体表面的边长为a,厚度为d,材料的电阻率为ρ,根据
电阻定律得R= l a ,可见正方形导体的电阻的阻值只与材料的电阻率
S ad d
及厚度有关,与导体的其他尺寸无关,C正确。
2.当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时,熔丝就会熔断。由于种种原因,熔丝 的横截面积略有差别,那么,熔丝熔断的可能性较大的是 ( ) A.同时熔断 B.可能是横截面积大的地方,也可能是横截面积小的地方 C.横截面积大的地方 D.横截面积小的地方 【解析】选D。通过熔丝的电流相同,根据焦耳定律Q=I2Rt和电阻定律R=ρL 可
4
4
S
阻变为原来的16倍;金属的电阻率由材料本身决定,不随形状的变化而变化。故
人教版高中物理-有答案-人教版物理选修3-1第二章:导体的电阻
人教版物理选修3-1第二章:导体的电阻一、多选题1. 关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确的是()知,导体的电阻与长度l、电阻率ρ成正比,与横截面积S成反比A.由R=ρlS可知,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.由R=UIC.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D.电阻率往往随温度的变化而变化2. 下面关于螺旋测微器读数正确的是()A.甲图中的读数为3.40mmB.甲图中的读数为3.400mmC.乙图中的读数为1.032mmD.乙图中的读数为1.532mm3. R1和R2是材料相同,厚度相同,表面都为正方形的导体,但R1的尺寸比R2大得多,把它们分别连接在如图电路的A、B端,接R1时电压表的读数为U1,接R2时电压表的读数为U2,下列判断正确的是()A.R1=R2B.R1>R2C.U1<U2D.U1=U2二、选择题.对于温度一定的某种金属导线来说,它的电阻率根据电阻定律,电阻率ρ=R⋅SL()A.跟导线的电阻成正比B.跟导线的横截面积成正比C.跟导线的长度成反比D.由所用金属材料本身特性决定用游标卡尺测量某一物体的厚度,测量时游标卡尺的示数如图所示,下列读数中正确的是()A.3.90cmB.31.0mmC.30mmD.30.0mm一同学将变阻器与一只“6V、6∼8W”的小灯泡L及开关S串联后接在6V的电源E上,当S闭合时,发现灯泡发光.按如图所示的接法,当滑片P向右滑动时,灯泡将()A.变暗B.变亮C.亮度不变D.可能烧坏灯泡关于导体的电阻,下列说法正确的是()A.R=ρlS是电阻的定义式B.电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱,由导体的长度决定,与温度有关C.各种材料的电阻率都随温度升高而增大D.电阻率ρ很大的导体,电阻可以很小如图所示,一段长为a,宽为b,高为c(a>b>c)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.c2Ra2B.c2RabC.a2RbcD.R如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=2bc.当将A与B接入电压U(V)的电路中时,电流为I;若将C与D接入电压为U(V)的电路中,则电流为()A.4IB.2IC.12I D.14I欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了电阻定律,有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且a>b>c.电流沿以下方向流过该金属电阻,其中电阻阻值最小的是()A. B.C. D.如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=2bc,当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比R AB:R CD为()A.1:4B.1:2C.2:1D.4:1在如图所示电路中,AB为粗细均匀、长为L的电阻丝,以AB上各点相对A点的电压为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则U随x变化的图线应为()A. B.C. D.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类,现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率为ρ=8×106Ω⋅m.某生物体中某段髓质神经纤维可看作高20cm、半径为4cm的圆柱体,当在其两端加上电压U=100V时,该神经发生反应,则引起神经纤维产生感觉的最小电流为()A.0.31μAB.0.62μAC.0.15μAD.0.43μA某同学想探究导电溶液是否与金属一样遵从电阻定律.她拿了一根有弹性的细橡胶管,里面灌满了盐水,两端用铁棒塞住管口,形成一段封闭的盐水柱.她量得盐水柱的长度是20cm,并测出此时盐水柱的电阻等于R.然后,她握住橡胶管的两端把它拉长,使盐水柱长度变为40cm.如果溶液的电阻也遵从电阻定律,此时盐水柱的电阻值应为()A.RB.12R C.2R D.4R两根材料相同的均匀导线A和B,其长度分别为1m和2m,串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示,则A和B导线的横截面积之比为()A.2:3B.1:3C.1:2D.3:1某个由导电介质制成的电阻截面如图所示.导电介质的电阻率为ρ、制成内、外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分),半径为a、电阻不计的球形电极嵌入导电介质的球心成为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层电阻不计的金属膜成为另外一个电极.设该电阻的阻值为R,下面给出R的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解R,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,R的合理表达式应为()A.R=ρ(b+a)2πab B.R=ρ(b−a)2πabC.R=ρab2π(b−a)D.R=ρab2π(b+a)三、实验题在测量金属丝电阻率的实验中,可供选用的器材如下:待测电阻丝:R x(阻值约4Ω,额定电流约0.5A);电压表:V(量程3V,内阻约3kΩ);电流表:A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω);A2(量程3A,内阻约0.05Ω);电源:E1(电动势3V,内阻不计);E2(电动势12V,内阻不计);滑动变阻器:R(最大阻值约20Ω)螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线.(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为________mm.(2)若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选________、电源应选________(均选填器材代号),在虚线框内完成电路原理图.某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻.(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径,某次测量的示数如图甲和图乙所示,长度为________cm,直径为________mm.(2)按图丙连接电路后,实验操作如下:①将滑动变阻器R1的阻值置于最________(选填“大”或“小”)处;将S2拨向接点1,闭合S1,调节R1,使电流表示数为I0;②将电阻箱R2的阻值调至最________(选填“大”或“小”),S2拨向接点2;保持R1不变,调节R2,使电流表示数仍为I0,此时R2阻值为1280Ω.(3)由此可知,圆柱体的电阻为________Ω.四、解答题一根长为l=3.0m、横截面积为S=1.5×10−3m2的铁棒,两端加电压U=8.0×10−2V.(铁的电阻率ρ=1.0×10−7Ω⋅m)求:(1)通过铁棒的电流.(2)铁棒内的电场强度.测量液体的电阻率,工业上采用一种称为“电导仪”的仪器,其中一个关键部件如图所示,A、B是两片面积为1cm2的正方形铂片,间距为d=1cm,把它们浸在待测液体中,若通过两根引线加上一定的电压U=6V时,测出电流I=1μA,则(1)这种液体的电阻为多少?(2)这种液体的电阻率是多少?材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1−αt),其中α称为电阻温度系数,ρ0是材料在t=0∘C时的电阻率.在一定的温度范围内α是与温度无关的常数.金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温度系数.利用具有正、负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知:在0∘C时,铜的电阻率为1.7×10−8Ω⋅m,碳的电阻率为3.5×10−8Ω⋅m;在0∘C附近,铜的电阻温度系数为3.9×10−3∘C−1,碳的电阻温度系数为−5.0×10−4∘C−1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长10m的导体,要求其电阻在0∘C附近不随温度变化,求所需碳棒的长度.(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)参考答案与试题解析人教版物理选修3-1第二章:导体的电阻一、多选题1.【答案】A,D【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:ABC项,导体的电阻率由材料本身的性质决定,并随温度的变化而变化.导体的电阻与长度、横截面积有关,与导体两端的电压及导体中的电流无关,A正确,B、C错误;D项,电阻率反映材料导电性能的强弱,电阻率常随温度的变化而变化,D正确.故选AD.2.【答案】B,D【考点】螺旋测微器【解析】此题暂无解析【解答】解:AB项,甲图螺旋测微器的固定刻度为3mm,可动刻度为40.0×0.01mm=0.400m,所以最终读数为3mm+0.400mm=3.400mm,所以A错误,B正确;CD项,乙图螺旋测微器的固定刻度为1.5mm,可动刻度为3.2×0.01mm=0.032mm,所以最终读数为1.5mm+0.032mm=1.532mm,所以C错误,D正确.故选BD.3.【答案】A,D【考点】电阻定律闭合电路的欧姆定律【解析】此题暂无解析【解答】解:设正方形的边长为a,则导体的电阻R=ρLS =ρaad=ρd,由两导体的ρ与d相同,得两导体电阻相等,即R1=R2,故A正确,B错误;导体接入电路中,电压表示数U=IR=Er+RR,由于电源电动势E、内阻r、导体电阻R 相同,则电压表示数U相同,即U1=U2,故C错误,D正确.故选AD.二、选择题【答案】D【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:导线的电阻率与导体的电阻大小、横截面积、长度无关,由材料本身特性决定,故D正确,A、B、C错误.故选D.【答案】D【考点】游标卡尺【解析】此题暂无解析【解答】解:当10分度游标卡尺的零刻度线和第10条刻度线都和主尺上某一刻度线对齐时,游标卡尺的读数应看其零刻度线所对齐的主尺上的刻度.如本题中游标卡尺的零刻度线与主尺上30.0mm的刻度线重合,所以被测物体的长度是30.0mm,而不是31.0mm.故D正确.故选D.【答案】B【考点】闭合电路的欧姆定律【解析】此题暂无解析【解答】解:由题图可知,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.故选B.【答案】D【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:A.R=ρl是电阻的决定式,电阻的定义式是根据欧姆定律得出的,故A错误;SB.电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱,与导体的性质和温度有关,与导体的长度无关,故B错误;C.各种材料的电阻率随温度升高而变化的方向不一定相同,金属导体随温度的升高而增大,而半导体随温度的升高却减小,故C错误;D.根据电阻定律可知,如果导线长度很小,而横截面积很大时,电阻率很大,电阻也可能很小,故D正确.故选D.【答案】A【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:最大电阻对应的接法应是横截面积最小而长度最长的,即S1=bc,L1=a,此时R=ρabc;最小的电阻对应最大的横截面积与最短的长度,即S2=ab,L2=c,此时R′=ρcab ,则有ρ=R⋅bca=R′⋅abc,得R′=c2a2R.A正确.故选A.【答案】A【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:设沿AB方向的横截面积为S1,沿CD方向的横截面积为S2,则有S1S2=12.AB接入电路时电阻为R1,CD接入电路时电阻为R2,则有R1R2=ρl abS1ρl bcS2=41,电流之比I1I2=R2R1=14,I2=4I1=4I.A正确.故选A.【答案】A【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:由电阻的决定式R=ρLS 可知,A中电阻R A=ρcab,B中电阻R B=ρbac,C中电阻R C=ρabc ,D中电阻R D=ρabc,故电阻最小的为A.故A正确.故选A.【答案】D【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:设沿AB方向横截面积为S1,沿CD方向横截面积为S2,则有S1S2=L adL ab=12,AB接入电路时电阻为R1,CD接入电路时电阻为R2,则有R1R2=ρ⋅L abS1ρ⋅L bcS2=L abL bc⋅S2S1=21⋅21,故R1R2=41.D正确.故选D.【答案】A【考点】路端电压与负载的关系【解析】此题暂无解析【解答】解:由U=IR x=ER ⋅RLx=ELx,其中E、L均为定值,故U与x成正比,A正确.故选A.【答案】A【考点】欧姆定律的应用电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:由R=ρlS ,得R=3.18×108Ω,所以I=UR=0.31μA,A正确.故选A.【答案】D【考点】电阻定律【解析】由电阻定律可得,R=ρLs,对于盐水来讲,体积V=LS保持不变,由此得到电阻的数值.【解答】解:溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同,故R=ρLS,使盐水柱长度变为40cm.体积不变,则横截面积变为原来的12,可知电阻变为原来的4倍,即为4R.故选:D.【答案】B【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:A、B两端的电势差分别为6V、4V,电流相等.根据欧姆定律得R AR B =32,根据电阻定律得,R=ρlS ,则S=ρlR.则横截面积之比S AS B=13.故B正确,A、C、D错误.故选B.【答案】B【考点】物理量单位推导【解析】此题暂无解析【解答】解:A项,等式左边的单位是Ω,右边的单位是Ω,单位是合理的.将b=a代入得到R≠0,因为电阻是很薄的一层,电阻应该很小,这个等式是不合理的,故A错误;B项,等式左边的单位是Ω,右边的单位是Ω,单位是合理的.将b=a代入得到R=0,根据上面分析是合理的,故B正确;C项,等式左边的单位是Ω,右边的单位是Ω⋅m2,左右两边单位不同,则此式不合理,故C错误;D项,等式左边的单位是Ω,右边的单位是Ω⋅m2,左右两边单位不同,则此式不合理,故D错误.故选B.三、实验题【答案】(1)1.773(1.771∼1.775均正确)(2)A1,E1,如解答图所示【考点】测定金属的电阻率【解析】此题暂无解析【解答】解:(1)螺旋测微器的固定刻度上显示为1.5mm,小数部分由可动刻度读得为0.273mm,二者相加就是测量值,1.5mm+0.273mm=1.773mm.(2)待测电阻丝的额定电流大约为0.5A,为了减小实验误差,应选量程为0.6A的电流表A1,待测电阻丝的电阻大约为4Ω,额定电流大约为0.5A,故由欧姆定律得额定电压大约为2V,所以电源应选E1.由于待测电阻丝的电阻较小,故电流表应选外接法,如图所示.【答案】(1)5.01,5.315(2)①大,②大(3)1280【考点】测定金属的电阻率【解析】此题暂无解析【解答】解:(1)游标卡尺的读数为l=(50+0.1×1)mm=50.1mm=5.01cm,螺旋测微器的读数为d=(5+31.5×0.01)mm=5.315mm.(2)电学实验的设计要遵循科学性原则、安全性原则和准确性原则.此电路中滑动变阻器是以限流方式接入电路中的,故在①步骤中合上开关前应使其接人电路中的阻值为最大,以保证电路安全.同理②步骤中亦将电阻箱R2的阻值调至最大.(3)①步骤中,由闭合电路欧姆定律得I0=ER+R1+R g+r,其中R表示圆柱体的电阻②步骤中,仍由闭合电路欧姆定律得I0=ER2+R1+R g+r,由等量代换可得R=R2=1280Ω.四、解答题【答案】(1)通过铁棒的电流为4×102A.(2)铁棒内的电场强度为2.7×10−2V/m.【考点】欧姆定律的应用电阻定律电场强度【解析】此题暂无解析【解答】解:(1)由R=ρlS 和I=UR得I=USρl =8.0×10−2×1.5×10−31.0×10−7×3.0A=4×102A.(2)E=Ud =8×10−23.0V/m=2.7×10−2V/m.【答案】(1)这种液体的电阻为6×106Ω;(2)这种液体的电阻率是6×104Ω⋅m.【考点】电阻定律闭合电路的欧姆定律【解析】此题暂无解析【解答】解:(1)根据欧姆定律R=UI得液体的电阻R=UI =61×10−6Ω=6×106Ω.(2)根据电阻定律R=ρLS可得ρ=RSL =6×106×1×10−41×10−2Ω⋅m=6×104Ω⋅m.【答案】所需碳棒的长度为3.27m.【考点】电阻定律【解析】此题暂无解析【解答】解:设碳棒的长度为x,则铜棒的电阻为R1=ρ1L−xS =ρ01(1−α1t)L−xS,碳棒的电阻R2=ρ2xS =ρ02(1−α2t)xS,要使得在0∘C附近总电阻不随温度变化,则有R1+R2=定值,则有式中t的系数必须为零,即有x≈3.27m.。
理选修3-1第二章《导体的电阻》优秀教案
6《导体的电阻》教学设计一教材分析《导体的电阻》是新课标物理选修3—1的第二章《恒定电流》第六节的内容,它是《恒定电流》这一章的基本规律之一,本节内容安排在部分电路欧姆定律知识之后,起到了承上启下的作用,部分电路欧姆定律是研究导体两端电压、流过的电流等外界条件与导体电阻的数量关系而非决定关系;电阻定律是研究导体材料、长度、横截面积等自身条件与电阻的决定关系。
学生在初中已经定性研究了导体材料、长度、横截面积等自身条件与电阻的关系,本节在此基础上通过实验分析进行定量描述的研究,同时突出了“电阻率”这一物理概念,这部分知识与现代科技、现代生活、生产等有着密切联系。
因此,学好本节知识不仅在物理思想、物理方法上有教育意义,在培养学生分析问题的能力上面也有重要的意义。
二教学目标1.物理观念通过实验改变电路中电流的大小,从中认识“导体能够同时对电流又有阻碍作用”的性质,深化对电阻的认识,了解导体的电阻规律,能用电阻的计算公式进行有关计算2.科学思维经历决定导体电阻的因素的探究过程,体验运用控制变量和逻辑推理研究物理问题的思维方法。
3.实验探究通过提出影响导体电阻大小的因素的合理猜测,体验发现问题、合理猜测、设计实验方案和获取证据、分析论证、交流总结的过程,深度体会实验探究这种重要的科学研究方法4.科学态度与责任通过对不同材料电阻率的介绍,加强学生理论联系实际的意识和安全用电的意识。
通过实验探究活动,激发学生对概念和实验的兴趣,使学生积极主动地进行实验操作。
体验探究的乐趣,使学生乐于观察、实验,培养学生团队合导作与交流的能力,进一步培养学生的核心素养。
三教学重点难点本节的教学重点是实验探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系。
难点是对电阻率的理解,在介绍电阻率时,可先让学生通过自主阅读课本表格对电阻率有感性认识,明确电阻率是材料本身的属性,再通过演示实验,使学生知道电阻率和温度有关。
四教法与学法:1教法实验探究:猜想--设计---验证---分析--归纳总结逻辑推理:2 学法指导从开发学生体验空间、思维空间、表现空间(1)演示实验改为学生分组实验,全体学生参与,使每个学生都体验探究过程。
人教版高中物理选修3-1知识点归纳总结
物理选修3-1知识总结第一章第1节电荷及其守恒定律一、电荷守恒定律表述1:电荷守恒定律:电荷既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变。
表述2、在一个与外界没有电荷交换的系统内,正、负电荷的代数和保持不变。
二、电荷量1、电荷量:电荷的多少。
2、元电荷:电子所带电荷的绝对值×10-19C3、比荷:粒子的电荷量与粒子质量的比值。
第一章第2节库仑定律一、电荷间的相互作用1、点电荷:带电体的大小比带电体之间的距离小得多。
2、影响电荷间相互作用的因素二、库仑定律:在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
221r Q Q k F注意(1)适用条件为真空中静止点电荷(2)计算时各量带入绝对值,力的方向利用电性来判断第一章 第3节 电场 电场强度一、电场电荷(带电体)周围存在着的一种物质,其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用。
二、电场强度1、检验电荷与场源电荷2、电场强度检验电荷在电场中某点所受的电场力F 与检验电荷的电荷q 的比值。
q F E国际单位:N /C电场强度是矢量。
规定:正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。
三、点电荷的场强公式 2r Q k q F E ==四、电场的叠加五、电场线1、电场线:为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线,曲线的疏密程度表示场强的大小,曲线上某点的切线方向表示场强的方向。
2、几种典型电场的电场线3、电场线的特点(1)假想的(2)起----正电荷;无穷远处 止----负电荷;无穷远处(3)不闭合 (4)不相交(5)疏密----强弱 切线方向---场强方向第一章 第4节 电势能 电势一、电势能1、电势能:电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能.注意:系统性、相对性2、电势能的变化与电场力做功的关系3、电势能大小的确定电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功二、电势1.电势:置于电场中某点的检验电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势q E 电=ϕ 单位:伏特(V ) 标量电电电电电电)=--=-(-=E E E E E W A B B A AB ∆)(电势能为零的点点电=A A W E2.电势的相对性3.顺着电场线的方向,电势越来越低。
人教版高二物理选修3-1 第二章第6节导体的电阻-游标卡尺螺旋测微器与测定金属电阻率(共41张)
(2)实验时,用螺旋测微器测量金属丝的直径和用米尺测量金属 丝的长度示数如图6所示,电流表、电压表的读数如图7所示.则 金属丝两端的电压U=_2_._2_0_V__,电流I=_0_._4_4_A___,金属丝的长 度l=_3_0_.5_0__cm___,直径d=__1_.8_5_0_×__1_0_-__3_m_.
5.实验注意事项 (1)因一般金属丝电阻较小,为了减少实验的系统误差,必须选择电流表 外接 法; (2)本实验若用限流式接法,在接通电源之前应将滑动变阻器调到阻值 _最__大__状态. (3)测量l时应测接入电路的金属丝的 有效 长度(即两接线柱之间的长度); 在金属丝的3个不同位置上用螺旋测微器测量直径d. (4)电流不宜过 大 (电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜 太长 ,以 免电阻率因温度升高而变化.
刻度尺
、电压表、电流表、定值电阻、开关及
导线、被测金属导线、电池、 滑动变.阻器
3.实验步骤
(1)测直径:用螺旋测微器在被测金属导线上三个不同位置各测一次直径,
并记录.
(2)连电路:按如图2所示的电路图连接实验电路.
(3)量长度:用
刻度尺
测量接入电路中的被测金属导线的有
效长度,重复测量3次,并记录. (4)求电阻:把滑动变阻器的滑动触头调节到使接入电路中的电阻值__最__大_
15
10
5
0
10
15
5
0 3.5mm+12×0.01mm=3.602mm
注意: 1.使用游标尺时,不论多少分度都 不用估读 2.使用螺旋测微器时,毫米的整数 及半毫米部分在固定刻度上读出, 半毫米以下部分在可动刻度上读出, 并估读一位
三、测定金属的电阻率
(完整版)人教版高中物理选修3-1目录
人教版高中物理选修3-1目录第1章静电场1.电荷及其守恒定律电荷电荷守恒定律元电荷2.库仑定律库仑定律库仑的实验3.电场强度电场电场强度点电荷的电场电场强度的叠加电场线匀强电场4.电势能和电势静电力做功的特点电势能电势等势面5.电势差6.电势差与电场强度的关系7.静电现象的应用静电平衡状态下导体的电场导体上电荷的分布尖端放电静电屏蔽8.电容器的电容电容器电容平行板电容器的电容常用电容器9.带电粒子在电场中的运动带电粒子的加速带电粒子的偏转示波器的管理第2章恒定电流1.电源和电流电源恒定电流2.电动势3.欧姆定律欧姆定律导体的伏安特性曲线4.串联电路和并联电路串联电路和并联电路的电流串联电路和并联电路的电压串联电路和并联电路的电阻电压表和电流表5.焦耳定律电功和电功率焦耳定律6.导体的电阻影响导体电阻的因素导体的电阻7.闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律路端电压与负载的关系8.多用电表的原理欧姆表多用电表9.实验:练习使用多用电表测量小灯泡的电压测量通过小灯泡的电流测量定制电阻测量二极管的正反向电阻10.实验:测定电池的电动势和内阻实验原理实验方法数据处理11.简单的逻辑电路“与”门“或”门“非”门第3章磁场1.磁现象和磁场磁现象电流的磁效应磁场地球的磁场2.磁感应强度磁感应强度的方向磁感应强度的大小3.几种常见的磁场磁感线几种常见的磁场安培分子电流假说匀强磁场磁通量4.通电导线在磁场中受到的力安培力的方向安培力的大小磁电式电流表5.运动电荷在磁场中受到的力洛仑兹力的方向和大小电视显像管的工作原理6.带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动回旋加速器。
高中物理 第二章 第6节 导体的电阻学案(含解析)新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学案
导体的电阻1.导体的电阻与导体的横截面积、长度、材料、温度等有关。
2.电阻率是反映材料导电性能的物理量,电阻反映了导体对电流的阻碍作用。
3.电阻定律的表达式R =ρl S是电阻的决定式,公式R =U I是电阻的定义式。
一、实验探究:影响导体电阻的因素 1.与导体电阻有关因素的测量方法 (1)电阻丝横截面积的测量把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔),用刻度尺测出多匝的宽度,然后除以圈数,得到电阻丝的直径,进而计算出电阻丝的横截面积;或用螺旋测微器测出电阻丝的直径,进而得到电阻丝的横截面积。
(2)电阻丝长度的测量把电阻丝拉直,用刻度尺量出它的长度。
(3)电阻的测量连接适当的电路,测量电阻丝两端的电压U 和通过电阻丝的电流I ,由R =UI计算得到电阻。
2.探究导体电阻与其影响因素的关系 (1)实验探究 项目内容实验目的 探究导体电阻与长度、横截面积、材料的关系实验电路实验方法控制变量法:在长度、横截面积、材料三个因素,b 、c 、d 与a 分别有一个因素不同实验原理串联的a 、b 、c 、d 电流相同,电压与导体的电阻成正比,测量出它们的电压就可知道电阻比,从而分析出影响导体电阻大小的有关因素①导体电阻与长度的关系:一条导线可看成有相同长度的多段导线串联,由串联电路的性质可分析出导体的电阻R ∝l 。
②导体电阻与横截面积的关系:多条长度、材料、横截面积都相同的导体紧紧束在一起,由并联电路的性质分析出导体的电阻R ∝1S。
③导体电阻与材料的关系:由实验探究得到长度、横截面积相同而材料不同的导体电阻不同。
二、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 =ρl S。
3.符号意义l 表示导体沿电流方向的长度,S 表示垂直电流方向的横截面积,ρ是电阻率,表征材料的导电性能。
4.材料特性应用(1)连接电路的导线一般用电阻率小的金属制作。
高中物理选修3-1第二章知识点归纳
高中物理选修3-1第二章知识点第1节电源和电流一、电源电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
(从能量的角度看,电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置)二、电流1. 电流:电荷的定向移动形成电流。
2. 产生电流的条件(1)导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子(2)导体两端存在着电势差三、恒定电场和恒定电流1. 恒定电场:由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
2. 恒定电流: 大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
四、电流(强度)1. 电流:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流,即:单位:安培(A) 常用单位:毫安(mA)、微安(μA)2、电流是标量,但有方向?规定正电荷定向移动方向为电流方向注意:(1)在金属导体中,电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反;(2)在电解液中,电流方向与正离子定向移动方向相同,与负离子走向移动方向相反,导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。
第2节电动势一、电动势(1)定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。
(2)定义式:E=W/q(3)单位:伏(V)(4)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。
电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
二、电源(池)的几个重要参数(1)电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。
(2)内阻(r):电源内部的电阻。
(3)容量:电池放电时能输出的总电荷量。
其单位是:A·h,mA·h.第3节欧姆定律一、导体的电阻(1)定义:导体两端电压与通过导体电流的比值,叫做这段导体的电阻。
(2)公式:R=U/I(定义式)说明:A、对于给定导体,R一定,不存在R与U成正比,与I成反比的关系,R 只跟导体本身的性质有关。
高中物理选修3-1导体的电阻知识点
高中物理选修3-1导体的电阻知识点《导体的电阻》是新课标物理选修3-1的第二章《恒定电流》第六节的内容,有哪些知识点要学生记住?下面是店铺给大家带来的高中物理选修3-1导体的电阻知识点,希望对你有帮助。
高中物理选修3-1导体的电阻知识点一、电阻定律电阻定律:实验表明,均匀导体的电阻R跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成反比。
1. ρ表示材料的电阻率,与材料和温度有关;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。
二、电阻率(一)电阻定律中比例常量ρ跟导体的材料有关,是一个反映材料导电性能的物理量,称为材料的电阻率.ρ值越大,材料的导电性能越差。
(二)电阻率的单位是Ω·m,读作欧姆米,简称欧米。
(三)材料的电阻率随温度的变化而改变,金属的电阻率随温度的升高而增大。
锰铜合金和镍铜合金的电阻率受温度影响很小,常用来制作标准电阻。
(四)各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化。
1、金属的电阻率随温度的升高而增大。
2、半导体(热敏电阻)的电阻率随温度的升高而减小。
高中物理选修3-1知识点1、电场的基本性质:就是对放入其中的电荷有力的作用,这种力叫做电场力。
2、电场是一种特殊的物质形态。
3、电场强度:放入电场中某点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值,叫做该点的电场强度,简称场强。
(1)公式(2)单位V/m 1V/m=1N/C (3)矢量性:规定正电荷在该点受电场力的方向为该点场强的方向。
4、点电荷电场的场强5、电场的叠加原理:如果有几个点电荷同时存在,它们的电场就互相叠加,形成合电场。
这时某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。
这叫做电场的叠加原理。
6、电场强度:电场强度是反映电场“力的性质”的物理量,是定义式,而仅适用于点电荷产生的电场。
电场强度由表达,但E与F和q 无关,E由场源和位置决定。
7、匀强电场(1)定义:电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场. (2)匀强电场的电场线:是一组疏密程度相同(等间距)的平行直线.例如,两等大、正对且带等量异种电荷的平行金属板间的电场中,除边缘附近外,就是匀强电场.如图所示。
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解析:根据欧姆定律I=
U R
,可知伏安特性曲线的斜率是电阻的
倒数,b图线的斜率大,表示电阻小,a代表的电阻较大,由电阻定
栏
目
律R=ρSl ,b代表的电阻丝粗,选项B正确,A、C错误;电阻是导体
链 接
本身的性质,与电阻两端的电压无关,选项D错误.
答案:B
点评:解决本题的关键是会从图线中比较电阻的大小,以及掌
出可见光,这时温度能达到很高,因此必须考虑到灯丝的电阻将随
栏
目
温度的变化而变化.随着电压的升高,电流增大,灯丝的电功率将
链
会增大,温度升高,电阻率也将随之增大,电阻增大.U越大I-U
对不同材料电阻率的介绍,加强学生理论联系实际的意识和安全用电
的意识.
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知识点一 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;导体电阻与构成它的材料有关.
2.公式:R=ρSl .
栏
目
对电阻定律的理解:
链
(1)式中长度 l 是沿电流方向导体的长度,横截面积 S 是垂直电流
A.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导
栏
体对电流的阻碍作用越大
目
链
B.金属的电阻率随温度的升高而增大
接
C.银材料的电阻率较锰铜合金的电阻率小
D.金属丝拉长为原来的两倍,电阻率变为原来的 2 倍
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解析:电阻率是材料本身的一种电学特性,与导体的长度,横
截面积无关,D错误;金属材料的电阻率随温度升高而增大,B对;
=ρ9Sl=19R.
答案:9
1 9
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知识点二 电阻率 1.物理意义. 电阻率 ρ 是一个反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的栏
目
属性,与导体的形状、大小无关,它的单位是欧姆·米,国际符号Ω·m链接, 而电阻 R 反映的是导体的属性,与导体的材料、形状、大小有关.
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2.大小.
(1)计算公式:ρ=RlS.
(2)各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1 栏
目
m、横截面积为1 m2的导体的电阻.
链
接
各种材料都有各自的电阻率,各种金属中银的电阻率最小,其
次是铜、铝,合金的电阻率大于组成它的任何一种纯金属的电阻
率.
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(3)材料的电阻率与温度有关系:
①金属的电阻率随温度的升高而增大铂较明显,可用于做温度
同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线,下列判断中正确的是( )
栏
A.a代表的电阻丝较粗
目
链
B.b代表的电阻丝较粗
接
C.a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值
D.图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比
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【审题指导】I-U图线的斜率表示电阻的倒数,根据斜率比较
电阻的大小,根据电阻定律R=ρSl 比较电阻丝的粗细.
第6节 导体的电阻
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学习 目标
1.经历决定导体电阻的因素的探究过程,体验运用控制变量研
究物理问题的思维方法.体会实验探究和逻辑推理都是重要的科学研
究方法.
栏
2.深化对电阻的认识,了解导体的电阻规律,能用电阻的计算 目
链
公式进行有关计算.
接
3.理解电阻率的物理意义,并了解电阻率与温度的关系.通过
栏
合金的电阻率比纯金属的电阻率大,电阻率大表明材料的导电性能
目
链
差,不能表明对电流的阻碍作用一定大,因为电阻才是反映对电流
接
阻碍作用大小的物理量,而电阻除跟电阻率有关外还跟导体的长
度、横截面积有关.所以A错误,C对.
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知识点一 对电阻率的理解和应用
例1 如图所示,a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相
它的电阻变为原来的________倍.(设拉长与绞合时温度不变)
解析:金属原来的电阻为R=ρSl ,拉长后长度变为3l,因体积V
栏
目
=Sl不变,所以导线横截面积变为原来的31,即S3,故拉长为原来的3
链 接
倍后,电阻R′=ρS/33l=9ρS l=9R.
同理,三段绞合后,长度为3l ,横截面积为3S,电阻R″=ρl3/S3
握电阻定律R=ρSl .
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►变式训练
1.如图所示,P为一块半圆形薄电阻合金片,先将它按图甲方
式接在电极A、B之间,然后将它再按图乙方式接在电极C、D之
间,设AB、CD之间的电压是相同的,则这两种接法相等时间内在
电阻中产生的热量关系正确的是(A)
栏
目
链
接
A.图甲产生的热量比图乙产生的热量多
B.图甲产生的热量比图乙产生的热量少
C.图甲产生的热量和图乙产生的热量一样多
D.因为是形状不规范的导体,所解析:将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻,设为r,图甲中
等效为两个电阻并联,R甲=
r 2
,图乙中等效为两个电阻串联,R乙=
栏 目
2r,又因为两端的电压是相等的,故由P=
U2 R
知电阻小的产热多,A
栏 目
链
解质溶液.
接
(4)电阻定律指出了导体电阻由导体本身决定,也提出了通过控
制导线长度达到改变电阻的方法.
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3.R=ρSl 与R=UI 的区别.
栏 目 链 接
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►尝试应用
1.一根粗细均匀的金属裸导线,若把它均匀拉长为原来的3倍,电
阻变为原来的________倍.若将它截成等长的三段再绞合成一根,
链 接
正确,B、C、D错误.
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题型二 对电阻率的理解和应用
例2 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图
象来表示:
栏
目
链
接
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【审题指导】小灯泡灯丝的电阻率随温度的升高而增大,小灯
泡灯丝的I-U特性曲线上每一点与原点连线的斜率等于电阻的倒
数,当电阻增大时,其斜率减小.
解析:灯丝在通电后一定会发热,当温度达到一定值时才会发
接
方向的横截面积.如下图所示,一块长方体铜块,若通以电流 I1,则 长度为 a,横截面积为 bc;若通以电流 I2 时,则长度为 c,横截面积 为 ab,ρ是材料的电阻率.
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(2)此式为电阻的决定式,表明导体的电阻由ρ、l、S 决定,而
与加在导体两端的电压 U 和流过导体的电流 I 无关.
(3)R=ρSl 适用于温度一定,粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电
计;锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变,可用于做标准电阻. 栏
目
②半导体的电阻率随温度的升高而减小.
链
接
③有些物质当温度接近0 K时,电阻率突然减小到零——这种现
象叫超导现象.能够发生超导现象的物体叫超导体.材料由正常状
态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC.
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►尝试应用
2.(多选)关于材料的电阻率,下列说法正确的是(BC)