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第1节《电阻定律》课前自主学习任务单
基础层次（A层次）
一、学习目标
1、了解电流的概念；
2、理解部分电路的欧姆定律并能进行简单的计算；
3、理解电阻定律，知道金属导线的电阻与长度、横截面积、材料、温度有关。
二、学习过程：
任务1：电流
1、_________________________________形成电流。
2、形成电流的两个条件：（1）必须要有能够__________________；（2）导体两端存在______。
3、习惯上规定：_____________定向移动的方向为电流的方向。
在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向_______；在电解质溶液中，电流的方向与正离子定向移动的方向______，与负离子定向移动的方向_________。
4、电流有强弱之分，电流的强弱用_______这个物理量来表示。
__________________________________________________________________，叫做电流。
5、电流的公式是：其中q的单位是c（库仑），t的单位是s（秒），则I的单位是A（安培）
例：5秒内通过某导体横截面的电荷量为2.5c，求通过导体的电流是多大？
解：由得
任务2：部分电路欧姆定律
导体中的电流I与导体____________成正比，与导体的_________成反比。这就是部分电路的欧姆定律。
其公式是
例：电阻值为100Ω的电值，两端加载220V的电压，求通过该电阻的电流。
解：由得
任务3：电阻定律
1、影响导体电阻大小的因素。
导体电阻的大小只与四个因素有关：材料、长度、横截面积和温度。
（1）长度：导体越长，电阻越大。
（2）横截面积：导体的横截面积越大，电阻越小。
（3）材料：用不同的材料制成相同长度、相同粗细的导体，其电阻一般是不相同的。
（4）温度：对金属导体而言，温度越高，电阻越大。
2、电阻定律
导体的电阻R跟它的____________成正比，跟它的______________成反比。这就是电阻定律。
其公式为________________。式中ρ为常量，跟导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物体量，叫做材料的电阻率。其国际单位是Ω.m(欧米)
例题：P87例题
三、检测反馈
1、导线中的电流为8A，1s内通过导体的某一横截面的电荷量为_______c。
2、给灯泡加上220V电压时，通过灯丝的电流为0.5A，这时灯丝的电阻为________Ω。
3、一条康铜丝，横截面积S＝0.20mm2，长L=2.44m，在它两端加上电压为U＝0.6V时，通过它的电流I＝0.1A，则这种康铜丝的电阻率为_________ .m。（提示）
4、导线的电阻是4欧，把它对折起来作为一条导线用，它的电阻变为_______欧，如果把它均匀拉长到原来的2倍，电阻又变为______欧。（提示：对折后长度减半，横截面积增倍）
应用层次（B层次）
一、学习目标 （在A层次的基础上增加）
1、了解电荷量
2、了解电阻率
二、学习过程：
任务1：电荷量
电荷量是表示物体带电多少的物理量。
电荷量的单位是c（库仑）。研究发现最小的电荷量是。我们把称为元电荷，用e表示，即。任何物体所带的电量都是元电荷的整数倍，任何一个物体所带的电量都不可能小于。
质子的带电量为一个单位的正电荷，电子的带电量为一个单位的负电荷，其带电量都是。
任务2：电阻率
1、电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。
某种材料制成的长1米、横截面积是1平方米的导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。
电阻率越小的材料其导电性能越好。
2、电阻率的单位
可由电阻定律的公式推导而得
由，R的单位是Ω，S的单位是，的单位是m，所以的单位是
3、材料的导电性能的分类
根据材料的电阻率的大小，可将各种材料分为三大类：根据材料的电阻率的大小，可将各种材料分为三大类：导体（）、绝缘体（）、半导体（介于两者之间）。
4、电阻率大小的影响因素包括两个方面：
（1）材料：材料不同，电阻率一般不同。（几种常用材料的电阻率见P86表4－2）
（2）温度：即使同一种材料，温度发生变化，其电阻率也会发生变化。（表4－2是指20℃时各种材料的电阻率）
三、检测反馈
1、导线中的电流为8A，1s内有_________个电子通过导线的某一横截面。
2、导体电阻的大小与导体的_________、________、________、_______四个因素有关。电阻率ρ只与______和_______两个因素有关。
3、将一根导线均匀拉长至原来的3倍，则其电阻变为原来的_______倍。
4、一纯电阻用电器的工作电流为0.5A，用电器到电源的距离为200m，输电线是横截面积为4 mm2的铝线，求输电线上的电压（）（提示，由电源到用电器需两根线）
拓展层次（C层次）
一、学习目标 （在A、B两层次的基础上增加）
1、了解影响导体电阻大小的因素的研究方法
2、温度对导体电阻大小的影响关系
二、学习过程：
任务1：了解影响导体电阻大小因素的研究方法
导体电阻的大小与材料、横截面积、长度、温度有关。
初中时我们学过，当一个物理量同时与几个因素有关时，我们一般采取什么方法来对它进行定量研究？——控制变量法。
1、电阻与导线长度的关系（控制什么不变？）
用同一种材料制成粗细均匀的导体
分别截取长度为L、2L、3L、4L……
在相同的温度下，用万用表测它们的电阻
结果发现：它们的电阻之比为1：2：3：4
▲表明：导体的电阻R跟导体的长度L成正比，即R∝L
2、电阻与导线横截面积的关系（控制什么不变？）
把刚才截取的长度为2L、3L、4L……分别折成2、3、4……折，则它们的长度相等，横截面积分别为S、2S、3S、4S……
在相同的温度下，用万用表测它的电阻。
结果发现，它们的电阻之比为1：1/2:1/3:1/4……
▲表明：导体的电阻R跟导体的横截面积成反比，即R∝1/s
3、电阻与材料的关系（控制什么不变？）
（1）把各种不同的材料制成等长等粗的导体
（2）分别测这些导体的电阻
结果发现，材料不同，电阻不同。
另外，在其他条件不变的情况下，温度发生变化，导体的电阻也会发生变化。
任务2：温度对导体电阻大小的影响关系
1、电阻的定义：
不同的导体两端加以同样的电压，经过导体的电流一般是不相同的，电流越小，说明受到的阻碍作用越大。
我们把导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值叫做导体的电阻。
其公式为
值得注意的是：
（1）这是一个比值定义法，凡比值定义法有一个特点，被定义的物理量与后面的两个物理量无关。比如，无论U、I怎么变化，导体的电阻总是保持不变，R的大小是由导体本身的性质决定的（即由导体的横截面积、长度、材料、温度决定的），与U、I无关。
因此，不能说R跟U成正比，跟I成反比。
（2）由经过公式变换的部分电路的欧姆定律则不一样，I的大小是由U和R共同决定的，因此可说I跟U成正比，跟R成反比。
2、电阻产生的机理
电荷在做定向移动时，由于与周围的离子、原子、分子等发生频繁碰撞而受到阻碍作用，使电荷前进的速度减慢，从而使单位时间内通过导体横截面的总电荷数变小，即电流变小。
3、温度对导体电阻大小的影响
温度对导体电阻大小的影响可包括两个方面。
（1）温度升高，导体中的离子、原子、分子无规则热运动加剧，自由电荷在定向移动过程中与它们的碰撞机会增多，因此导致电阻增大。
（2）温度升高，使原本不能自由移动的电荷获得能量，挣脱原子或分子的束缚而成为自由电荷，使电流增大，即导致电阻变小。
究竟温度升高电阻是增大还是减小，由材料的性质决定。
▲对纯金属导体而言，温度升高，自由电荷数量的增加不明显，因此，温度升高电阻增大，温度降低电阻减小。
当温度下降到一定数值时，电阻完全消失，这种现象称为超导现象。
▲对于半导体而言，温度升高，会使自由电荷呈几何级的增加，因此，温度长高电阻减小。

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