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1、 第六节 电阻定律4/21/2023课标解读1.了解螺旋测微器的结构,能够使用螺旋测微器测量导线的直径,并体会控制变量法和逻辑思维方法来讨论导体电阻跟哪些因素有关.2.掌握电阻定律,并能进行有关计算.3.理解电阻率的概念,知道电阻率是反映导电材料导电性能好坏和物理量.4.了解电阻率与温度的关系.4/21/2023课前自主学习一影响电阻的因素1.电阻丝横截面积的测量用螺旋测微器测量电阻丝的直径d,则电阻丝的横截面积2.电阻丝长度的测试把电阻丝拉直,用刻度尺量出它的长度 4/21/20233.电阻的测量连接适当的电路,测量电阻丝两端电压U和通过电阻丝的电流I,由 计算得到.4/21/20234.逻
2、辑推理探究(1)导体电阻与长度的关系:一条导线可以看成多段相同长度的导线串联,由串联电路的性质可分析出导体的电阻跟长度成正比.(2)导体的电阻跟横截面积的关系:多条长度相同,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跟横截面积成反比.(3)导体的电阻与材料的关系:由实验得到长度横截面积相同而材料不同的导体电阻不同.4/21/2023二电阻定律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,导体的电阻与构成导体的材料有关.2.表达式:其中是电阻率表征材料的导电性能.3.电阻率的单位是欧姆米(m),电阻率一般由材料和温度决定.4.金属的电阻
3、率随温度的升高而增大,利用这一特点制作电阻温度计;有些合金的电阻率几乎不随温度变化,常用制作标准电阻.4/21/20234/21/2023知识梳理图4/21/2023课堂互动探究一电阻定律1.内容:在温度不变时,导体的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比.2.表达式:4/21/2023说明:该式为导体电阻大小的决定式,表明导体的电阻由导体本身因素(电阻率,长度l,横截面积S)决定,与其他因素无关.由此可更加明确电阻的定义式 中R与UI无关这一点.使我们对比值定义物理量有了更好更深刻的理解.4/21/2023二电阻率1.物理意义:反映了材料导电性能的好坏.电阻率越小,导电性能越好.4/21
4、/20233.单位:国际单位欧姆米,中文符号是欧米,国际符号是m.4.决定因素:电阻率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,橡胶的电阻率最大.各种材料的电阻率都随温度的变化而变化.金属的电阻率随温度的升高而增大,利用它可制作电阻温度计;有些合金(如锰铜和镍铜)的电阻率几乎不受温度变化的影响,利用它可制作标准电阻.4/21/20234/21/20234/21/2023四实验:测定金属丝的电阻率4/21/20232.电路图如下图所示.4/21/20233.螺旋测微器的测量原理及使用(1)测量原理螺旋测微器(俗称千分尺)如下图所示.螺旋测微器的测砧A和固定刻度B固定在尺架
5、C上;可动刻度E旋钮D微调旋钮D是与测微螺杆F连在一起的,通过精密螺纹套在B上.4/21/20234/21/2023转动旋钮使测微螺杆F与测砧A接触时,可动刻度E的左边缘应该与固定刻度B的0刻线重合.测量时,如果导线刚好夹在A与F之间,那么可动刻度E的左边缘在固定刻度B上指示的数据就是导线的直径.不过,由于固定刻度的最小分度只有1 mm(多数螺旋测微器在B的刻度线上方还有一组刻线,间距也是1 mm,它们相当于0.5 mm的刻线),在B上直接读数时只有毫米位的读数是准确的,要想得到更精确的读数,就要靠可动刻度E了.4/21/2023EDD每转动一周就带动F前进或后退0.5 mm,也就是说,精密螺
6、纹的螺距是0.5 mm.因此,通过它们转动的多少就能得知F前进或后退的多少,而这个数值就刻在可动刻度E上.可动刻度E等分50等份,每旋转1周E前进或后退的距离为0.5 mm,所以旋轮E每旋转1个分度前进或后退的距离为0.01 mm,在此基础上估读一位,即读数可读到0.001 mm,精确到0.01 mm,所以螺旋测微器又称千分尺.4/21/2023(2)螺旋测微器的读数螺旋测微器的读数包括两部分.一大于0.5 mm的刻度值由主尺读出,用m表示;二小于0.5 mm的刻度值由旋轮(即可动刻度)读出,用n表示,可动刻度要估读一位,则螺旋测微器所测量的值为m+0.01 n,单位为毫米,如右图所示螺旋测微
7、器的读数应为(1.5+28.50.01)mm=1.785 mm.4/21/2023典例分析一电阻定律的应用例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?4/21/2023答案答案:16:1:16:14/21/20234/21/2023 巩固练习1.一粗细均匀的电阻丝,电阻为48,当把它截成n段,再将n段电阻丝合成一股,测得电阻为3,则n=_.答案答案:44/21/2023二电阻率概念的理解例2:下列说法中正确的是()A.据 可知,当通过导体的电流强度不变,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
8、2倍B.据 可知,通过导体的电流强度改变,加在电阻两端的电压也改变,但导体的电阻不变C.据 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皆无关4/21/2023答案答案:BD4/21/2023名师点拨:导体的电阻率只跟材料和温度有关,与导体电阻长度横截面积无关.4/21/2023巩固练习2.金属铂的电阻随温度变化比较明显,在下图中,正确表示金属铂导体伏安特性曲线的是()4/21/2023解析:在I-U图象中,图线的某点与坐标原点的连线的斜率表示电阻的倒数,由于铂电阻率随温度的升高而增大,所以斜率应该减小,因此
9、,C选项反映金属铂的电阻的变化情况.答案:C4/21/2023三螺旋测微器的读数例3:用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图所示,此示数为_mm.4/21/2023解析:由主尺读出大于0.5 mm的刻度值为8.0 mm,主尺的8 mm刻线已经完全漏出,故由主尺读出8.0 mm,由可动刻度读出11.2,则此示数为8 mm+11.20.01 mm=8.112 mm答案:8.1124/21/2023名师点拨:螺旋测微器读数时,整毫米刻线和半毫米刻线是否完全漏出,有此情况下要由可动刻度去分析,应使读数合理为宜:如本题8 mm刻线是否完全漏出,在判断时要根据可动刻度来分析,可动刻度读出11.2,则说明8
10、 mm刻线已完全漏出,主尺应读8.0 mm.4/21/2023四滑动变阻器的原理和使用例4:如图所示为滑动变阻器的原理示意图,下列说法中正确的是()A.a和b串联接入电路中,P向右移动时电流增大B.b和d串联接入电路中,P向右移动时电流增大C.b和c串联接入电路中,P向右移动时电流增大D.a和c串联接入电路中,P向右移动时电流增大4/21/2023解析:滑动变阻器共有四个接线柱和一个滑片,金属杆上的两个接线柱(图中的c和d)与滑片P可视为同一个等电势点,因此滑动变阻器问题的关键在于先认清串联接入电路的电阻丝是哪一段(看与电阻丝相连的两个接线柱a和b是谁接入电路),然后从滑片P的移动方向判定接入
11、电路的电阻丝是变长了还是变短了,再根据电阻定律判定电阻是变大了还是变小了.4/21/2023当a和c或d接入电路且P向右移动时,串联接入电路的有效电阻丝增长,电阻增大,电流减小,因此D错误.当b和c或d接入电路且P向右移动时,接入电路的有效电阻丝变短,电阻变小,电流变大,BC都正确.当a和b串联接入电路时,无论P向何方移动,接入电路的电阻丝长度不变,电阻不变,电流就不变,A错误.答案:BC4/21/2023名师点拨:滑动变阻器是电路中常用的电学仪器,它的原理是通过改变接入电路的有效长度来改变电路中的电阻;使用滑动变阻器应采用正确的连接方式;分析滑动变阻器在电路中所起的作用,先弄清连接方式,再找
12、出有效部分根据滑片的移动分析电阻的变化.4/21/2023 巩固练习3.如图为滑动变阻器的示意图,为使变阻器的滑动触点P向右滑动时,使接入电路的电阻增大,下列连接正确的是()4/21/2023A.a和b接入电路B.a和c接入电路C.b和d接入电路D.c和d接入电路答案:B4/21/2023课后巩固提升巩固基础1.一根粗细均匀的导线,当其两端电压为U时,通过的电流是I,若将此导线均匀拉长到原来的2倍时,电流仍为I,导线两端所加的电压变为()A.U/2 B.UC.2U D.4U4/21/2023答案答案:D4/21/20232.两个用同种材料制成的均匀导体AB,其质量相同,当它们接入电压相同的电路
13、时,其电流之比IA:IB=1:4,则横截面积之比SA:SB为()A.1:2 B.2:1C.1:4 D.4:14/21/2023答案答案:A4/21/20233.一根阻值为R的均匀电阻丝,在下列哪些情况中其阻值仍为R(设温度不变)()A.当长度不变,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.长度和横截面半径都缩小一倍时D.长度和横截面积都扩大一倍时4/21/2023答案答案:D4/21/20234.关于导体绝缘体和超导体,下列说法错误的是()A.超导体对电流的阻碍作用几乎为零B.电解液通电时,正负离子仍有阻碍作用C.绝缘体内也有自由电子,但很少D.绝缘体接入电路后,一定没有电流通过
14、4/21/2023解析:导体中存在大量的自由电子,绝缘体中也存在自由电子,但数目极少.绝缘体接入电路后,也有电流通过,但很小,可以近似看作零.答案:D4/21/20235.一只白炽灯泡,正常发光时的电阻为121,当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应是()A.大于121 B.小于121 C.等于121 D.无法判断解析:金属的电阻率随着温度的升高而增大,随着温度的降低而减小,故B选项正确.答案:B4/21/20236.(2007海南)一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W与36 V,若把灯泡接到输出电压为18 V的电源两端,则灯泡消耗的功率()A.等于36 W B.小于36 W,大于9 W
15、C.等于9 W D.小于9 W4/21/2023答案答案:B4/21/2023提升能力7.如图所示,两个截面不同长度相等的均匀铜棒接入电路,两端电压为U,则()A.通过两棒的电流相等B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相同C.两棒内的电场强度不同,细棒内场强大D.细棒的电压U1大于粗棒的电压U24/21/2023解析:设两段铜棒,细端电阻为R1,粗端为R2,则R1R2.由于两电阻串联,故电流相等I1=I2,U1U2,故AD正确.由知细棒内的场强E1大于粗棒内的场强E2,所以C正确.又由I=neSv可知,两段铜棒Ine相同,而S1v2,所以B错误.答案答案:ACD4/21/20238.在横截面积
16、为S的粗细均匀的铜导体中流过恒定电流I,铜的电阻率为,电子的电荷量为e,则电子在铜导体中运动时受到的电场作用力为()A.0 B.Ie/SC.IS/e D.Ie/S4/21/2023答案答案:B4/21/20239.一同学将变阻器与一只6 V,8 W的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的电源E上,当S闭合时,发现灯泡发亮.按右图的接法,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4/21/2023解析:由题意可知滑动变阻器接入电路的电阻为PB段电阻,当滑片P向右滑动时,PB段电阻减小,电路中的电流增大,灯泡变亮,故B正确.答案:B4/21/202310.如图所示为
17、将不同电压加在一段金属导体两端,在温度不变的情况下所测得的I-U图线.试根据图线回答:若将这段金属导体在保持长度不变的前提下增大其横截面积,则这段导体的电阻()A.等于4.0 B.大于2.0 C.小于2.0 D.等于2.0 4/21/2023解析:由图像知R=2,若保持长度不变,增大横截面积,则电阻要变小,故C正确.答案:C4/21/202311.在一根长度为l,电阻为R的均匀直导线中,截下长度为的一段(nm),再将截下的那段导线拉长至l.若截下的那段导线拉长后的电阻为R,则R:R=_.4/21/20234/21/20234/21/202312.如下图所示,一圈粗细均匀的导线长1 200 m,
18、在两端点AB间加上恒定电压时,测得通过导线的电流为0.5 A.如剪去BC段,在AC两端加同样电压时,通过导线的电流变为0.6 A,则剪去的BC段多长?4/21/2023答案答案:200 m4/21/202313.(2008海南高考)某同学用螺旋测微器测量一金属丝的直径,测微器的示数如图所示,该金属丝直径的测量值为_mm.4/21/2023解析:先读出固定刻度的整毫米数,再看半刻度是否露出,若已露出,加上0.5 mm,然后再读出可动刻度上的格数0.01 mm,则读数为:2 mm+0.5 mm+29.30.01 mm=2.793 mm.答案:2.793(0.002)4/21/20234/21/2023