高考物理一轮复习 7.3电阻定律学案

高考物理一轮复习 7.3电阻定律学案

基础知识归纳

1.电阻定律

(1)内容：同种材料的导体，其电阻R 与导体的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比；导体的电阻还与构成它的材料及温度有关.

(2)公式 ： S l R ρ=. (3)上式中的比例系数ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率(反映该材料的性质，不是每根具体的导体的性质).与导体的长度和横截面积 无关 ，与导体的温度 有关 ，单位是Ω·m.

(4)纯金属的电阻率小，合金的电阻率大.

(5)材料的电阻率与温度的关系：

①金属的电阻率随温度的升高而 增大 (可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大)，铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻.

②半导体的电阻率随温度的升高而 减小 (可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高).

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T C .

(6)公式R ＝U I 是电阻的定义式，而R ＝ρ

S

l 是电阻的决定式，R 与U 成正比或R 与I 成反比的说法是错误的，导体的电阻大小由长度、横截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U ＝0，它的电阻仍然存在.

重点难点突破

一、滑动变阻器的使用

1.滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点

如图所示的两种电路中，滑动变阻器(最大阻值为R 0)对负载R L 的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图(a)电路称为限流接法，图(b)电路称为分压接法.

负载R L 上电压调节范围(忽略电源内阻) 负载R L 上电流调节范围(忽略电源内阻) 相同条件下电路消耗的总功率 限流

接法 0R R R L L +E ≤U L ≤E 0R R E L +≤I L ≤L R E EI L

分压 接法 0≤U L ≤E 0≤I L ≤L R E E (I L ＋I aP )

比较 分压电路调节范围较大 分压电路调节范围较大

限流电路能耗较小 其中，在限流电路中，通过R L 的电流I L ＝0

R R L +，当R 0＞R L 时，I L 主要取决于R 0的变化，当R 0

变化.在分压电路中，不论R 0的大小如何，调节滑动触头P 的位置，都可以使I L 有明显的变化.

2.滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法

滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活选择.

(1)下列三种情况必须选用分压式接法：

①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路)，即大范围内测量时，必须采用分压接法.

②当用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R 0，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须采用分压接法.因为按图(b )连接时，因R L ≫R 0＞R aP ，所以R L 与R aP 的并

联值R 并≈R aP ，而整个电路的总电阻约为R 0，那么R L 两端电压U L ＝IR 并＝0R U ·R aP ，显然U L ∝R aP ，且R aP 越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.

③若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过R L 的额定值时，只能采用分压接法.

(2)下列情况可选用限流式接法：

①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且R L 与R 0接近或R L 略小于R 0，采用限流式接法.

②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.

③没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.

二、电阻的测量

电阻的测量有多种方法，主要有伏安法、欧姆表法，除此以外，

还有伏伏法、安安法、加R 法、半偏法、电桥法、等效法等等.

下面主要介绍伏安法测电阻的电路选择

1.伏安法测电阻的两种电路形式(如图所示)

2.实验电路(电流表内外接法)的选择

测量未知电阻的原理是R ＝

I

U ，由于测量所需的电表实际上是非理想的，所以在测量未知电阻两端电压U 和通过的电流I 时，必然存在误差，即系统误差，要在实际测量中有效地减少这种由于电表测量所引起的系统误差，必须依照以下原则：

(1)若A R R x ＞x R R V ，一般选电流表的内接法，如图(a)所示.由于该电路中，电压表的读数U 表示被测电阻R x 与电流表A 串联后的总电压，电流表的读数I 表示通过本身和R x 的电流，所以使用该电路所测电阻R 测＝I

U ＝R x ＋R A ，比真实值R x 大了R A ，相对误差a ＝x x x R R R R R A =-测 (2)若x

x R R R R V A ＜，一般选电流表外接法，如图(b)所示.由于该电路中电压表的读数U 表示R x 两端电压，电流表的读数I 表示通过R x 与R V 并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻R 测＝x

x R R R R I U +=V V 比真实值R x 略小些，相对误差a ＝V V R R R R R R R R x x x x x ≈+=-测 (3)试触判断法：当R x 、R A 、R V 大约值都不清楚时用此法.

如图所示，将单刀双掷开关S 分别接触a 点和b 点，若看到电

流表读数变化较大，说明电压表分流影响较大，应该选用内接