【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 )
第二章
恒定电流
第6节 导体的电阻
课堂目标定位 1．通过决定导体电阻的因素的探究过程，体会控制变量法 和逻辑思维法． 化对电阻的认识． 2.了解导体的电阻，并能进行有关计算，深 3.了解电阻率与温度的关系． 4.理解电阻
率的概念及物理意义．
背核心语句 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． l U 3. 电阻定律的表达式R＝ρ S 是电阻的决定式，公式R＝ I 是 电阻的定义式．
[完美答案] BC
电阻与电阻率辨析 (1)导体的电阻越大，说明导体对电流的阻碍作用越大，不 能说明导体的电阻率一定越大． (2)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．
[变式训练]
(多选)一根阻值为R的均匀电阻丝，在下列哪 )
[示例]
一段长为L，电阻为R的均匀电阻丝，把它拉制成
长为3L的均匀细线后，切成等长的三段，然后把它们并联在一 起，其电阻值为( R A. 3 R C. 9 ) B. 3R D．R
[解析]
将电阻丝拉制成长为3L的均匀细丝后，横截面积
1 l 变为原来的 ，根据电阻定律R＝ρ S 知，电阻丝电阻变为原来的 3 9倍，即9R.再将电阻丝切成等长的三段后，每段的电阻值为 3R 3R，故将这三段并联后的总电阻R′＝ ＝R，D正确． 3
判一判
(1)导体的长度越长，电阻越大．( )
)
(2)导体的横截面积越大，电阻越小．(
(3)材料相同的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越 大．( )
提示：导体的电阻与它的长度、横截面积及制作材料都有 关系，只有在明确材料相同的条件下，才能确定长度越长，横 截面积越小的导体的电阻越大．(1)、(2)错误，(3)正确.
02课堂合作探究
考点一
正确理解电阻定律
U R＝ I ，电阻与U成正比、与I成反比对吗？为什么？
重点诠释 l 1．公式R＝ρS中各物理量的意义 (1)ρ表示材料的电阻率，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．
二、导体的电阻 1. 导体的电阻 同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成 正比 ，与它的 横截面积成 反比 ；导体电阻与构成导体的材料 有关． 2. 公式
l R＝ ρ 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，ρ是 电阻率 ，表示材料的 导电性能． 4．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， 表示这种材料的导电性能越好．
(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 U和通过电阻丝的电流I，由 R＝ I 计算得到．
2. 实验探究
3. 逻辑推理影响电阻的因素 (1)导体电阻与长度的关系． 在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与其长度成
l A．由R＝ρ S 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 U B. 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
C．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．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然 减小为零，这种现象叫做超导现象．发生超导现象时，温度不 为绝对零度
正比．
l1 R1 关系式： ＝ l2 R2
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(2)导体电阻与横截面积的关系． 在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与其横截面积成 反比． S2 R1 S 关系式： ＝ 1 . R2 (3)导体电阻与材料的关系． 在长度、横截面积相同的条件下，不同材料的导体的电阻 不同，表明导体的电阻与 材料 有关．
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．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，所以判断不出哪一个产生 的热量多
些情况中其阻值仍为R(设温度不变)(
A. 当长度不变时，横截面积增大一倍时 B. 当横截面积不变，长度增加一倍时 C. 长度和横截面积都缩小一倍时 D. 当长度和横截面积都扩大一倍时
[解析]
l 根据电阻定律R＝ρ S 可知，只有电阻丝的长度和横
截面积都扩大或缩小相同倍数时，电阻丝的电阻才能保持不 变，故选C、D.
(3)一定形状的几何导体当长度和横截面积发生变化时，导 体的电阻率不变，体积不变，由V＝Sl可知l和S成反比，这是解 决此类电阻变化问题的关键．
[变式训练] 说法中正确的是(
[2014· 佛山高二检测](多选)下列关于电阻率的 )
A. 电阻率与导体的长度和横截面积有关 B. 电阻率由导体的材料决定，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 成标准电阻
答案：B
解析：由题意知电阻丝A、B的横截面积之比SA∶SB＝1∶ l 4，故根据电阻定律R＝ρ S 得两电阻丝电阻之比RA∶RB＝2∶1. 由焦耳定律Q＝I2Rt知相同时间内产生的热量之比QA∶QB＝2∶ 1，B正确．
知识点二 3. ( )
电阻、电阻率的区别、联系
(多选)关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是
[答案] CD
解题技巧
l 电阻定律R＝ρS的应用技巧
l (1)应用电阻定律R＝ρS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 1 拉伸为原来的n倍，横截面积必减为原来的 n ，根据电阻定律R l ＝ρS知电阻变为原来的n2倍． 1 (3)若将某段导线对折，则导线的长度变为原来的 ，横截 2 l 1 面积变为原来的2倍，根据电阻定律R＝ρS知电阻变为原来的 . 4
想一想
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？ l 提示：灯丝断了又重新搭接上，灯丝长度减小，由R＝ρ S U2 知，l减小，R减小，又由P＝ R ，U不变，R减小，P增大，所以 灯泡变亮了．
答案：A
解析：将四分之一圆形薄合金片看成一个电阻，设为r，甲 r 图中等效于两个电阻并联，R甲＝ ，乙图等效两个相同电阻串 2 联，R′＝2r，又因为两端的电压是相等的，故电阻小的产热多 一些，A正确，B、C、D错误．
5.
如图所示，P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，
其长度为L，直径为D，镀膜的厚度为d，管两端有导电金属箍 M、N.现把它接入电路中，测得它两端电压为U，通过它的电流 为I，则金属膜的电阻为多少？镀膜材料电阻率为多少？
重点诠释
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．
典题研析 例2 ( ) A．导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，因此，导体有 电流通过时才具有电阻 B．长度和横截面积均相同的不同导体，电阻越小，表明 该导体材料的电阻率越小 (多选)关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是
典题研析 例1 如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝10 cm，bc＝5 cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1 )
A；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为( A．4 A B．2 A 1 C. A 2 1 D. A 4
[思路点拨]
解答本题的思路是：
l U R＝ρS → 求出RAB∶RCD → I＝ R → 求出IAB∶ICD
[规范解答]
设将A与B连入电路时，电阻为R1，C与D连入
电路时，电阻为R2，金属片厚度为h. l ab bc 由电阻定律R＝ρS得R1＝ρ ，R2＝ρ bc· h ab· h U 所以R1∶R2＝4∶1，故由I＝ R 得电流之比I1∶I2＝R2∶R1， 所以I2＝4I1＝4 A.
[完美答案]
A
l 公式R＝ρS的应用策略 l (1)公式R＝ρ S 中的l是沿电流方向的导体长度，S是垂直电 流方向的横截面积． (2)一定几何形状的导体电阻的大小与接入电路的具体方式 l 有关，在应用公式R＝ρ S 求电阻时要注意导体长度和横截面积 的确定．
如图所示，一长方体导体若通过电流I1，则长度为a，截面 积为bc；若通过电流I2，则长度为c，横截面积为ab.
2. 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． l U 3. R＝ρ 与R＝ 的区别 S I
RS l (2)计算式：由公式R＝ρS得，电阻率ρ＝ l .
(3)决定因素 ①影响电阻率的主要因素是导体的 材料． ②电阻率还与 温度 有关． a．金属的电阻率随温度的升高而 增大． 利用这一特点可 用于制造
电阻温度计．
b．有些合金如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度 变化的影响，常用来制作 标准电阻．
[答案] D
[错因分析]
本题易错选项及错误原因分析如下：
知识点一
电阻定律的理解
RS 1. [2014· 佛山高二检测](多选)对电阻率及其公式ρ＝ l 的理 解，正确的是( )
A．金属铂电阻的电阻率随温度升高而增大 B．电阻率的大小与温度有关，温度越高电阻率越大
C．同一温度下，电阻率跟导体电阻与横截面积的乘积成 正比，跟导体的长度成反比 D．同一温度下，电阻率由所用导体材料的本身特性决定