资源简介

导体的电阻
预习案
预习目标
1.了解电阻的定义式及电阻的意义．
2.通过对决定导体电阻的因素的探究，体会控制变量法．
3.掌握决定导体的因素及计算公式．
4.理解电阻率的概念及物理意义，了解电阻率与温度的关系．
预习内容
预习教材57~61页，思考下列问题：
1. 欧姆定律的适用情况有哪些？
2. 影响电阻大小的因素有哪些？
预习检测
1.电阻：导体两端的 与 的比值叫作电阻，即R＝ .
欧姆定律适用于 导电和 导电．对气态导体和半导体元件不适用．
同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成 ，与它的横截面积S成 ；导体电阻还与构成它的材料有关．
2. 图中R1和R2是材料相同、厚度相同、表面均为正方形的导体，但R1的边长是R2的100倍，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A.R1=100R2
B.R1=10000R2
C.在同一坐标系画出的I-U图像中，R1电阻对应的图像斜率大
D.将它们并联在电路中，流过R1和R2的电流大小相同
3. 将图中四个定值电阻a、b、c、d分别接入电路，测得相应的电流、电压值如图所示。其中阻值最接近的两个电阻是 （　 　）
A.a和b　
B.b和d　
C.a和c　
D.c和d
4. 如图所示为两个均匀金属导体R1、R2的I-U图像，把R1均匀拉长到原来的2倍长后的电阻与R2的电阻的比值为 （　　）
A.12
B.8
C.6
D.2
探究案
学习目标
1.了解电流的形成，知道电源的作用和导体中的恒定电场。
2.知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流。
3.理解电流形成的微观解释。
课堂探究
考点一：电阻
2.数据记录
导体 电压（V） 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 U/I
B 电流（A） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 5
A 电流（A） 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 10
3.数据处理
做U-I图象
1、U-I 图像是一条过原点的直线。
2、同一导体，电压与电流的比值为定值。
1、定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。
2、物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用
3、公式：R= =
4、单位：国际单位制中 欧姆（Ω）
常用单位：千欧（ kΩ ） 兆欧（ MΩ ）
认识电阻
1.欧姆定律的适用情况
欧姆定律仅适用于纯电阻(将电能全部转化为内能)电路．非纯电阻(电能的一部分转化为内能)电路不适用．
2．欧姆定律的两性
(1)同体性：表达式I＝中的三个物理量U、I、R对应于同一段电路或导体．
(2)同时性：三个物理量U、I、R对应于同一时刻．
3．公式I＝和R＝的比较
比较项目 I＝ R＝
意义 欧姆定律的表达形式 电阻的定义式
前后物理 量的关系 I与U成正比，与R成反比 R是导体本身的性质，不随U、I的改变而改变
适用条件 适用于金属导体、电解液等 适用于计算一切导体的电阻
对公式I＝和R＝的两点提醒
(1)欧姆定律的表达式是I＝，而公式R＝应该理解成电阻的比值定义式，比值定义的魅力就在于被定义的物理量与比值中的那两个物理量无关．
(2)R＝告诉了我们一种测量导体电阻的方法，即伏安法．
(3)对于定值电阻，由于U I图象为过原点的直线，故R＝.
影响电阻大小的因素有哪些
考点二、实验探究导体电阻与其影响因素的定量关系
1.实验方案
同种材料，S一定，改变L，测R
同种材料，L一定，改变S，测R
不同材料，L一定，S一定，测R
控制变量法
2.实验电路
b与a长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同
3.实验研究
（1）研究导体电阻与导体长度的关系
测出a、b两端电压和a、b的长度发现：
（2）研究导体电阻与导体横截面积的关系
测出a、c两端电压和a、b的截面积发现：
（3）研究导体的电阻与导体材料的关系
测出a、d两端电压发现：材料不同则电阻不同
4.推理分析
（1）分析导体电阻与它的长度的关系
结论1: 在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比。
2．研究导体电阻与它的横截面积的关系
结论2: 在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成反比.
考点三、导体的电阻率
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S成反比;导体电阻与构成它的材料有关.
2.表达式：R＝ρ
是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。
3、电阻率
（1）物理意义：反映材料导电性能的物理量
（2）计算表达式：ρ=
（3）单位：欧姆·米(Ω·m )
4、几种导体材料的电阻率
4、不同材料的电阻率是不同的，纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。
5、电阻率与温度的关系：
（1）金属电阻率随温度升高而增大。应用：电阻温度计。
（2）半导体的电阻率随温度的升高而减小。应用：热敏电阻，光敏电阻。
（3）部分合金如锰铜、镍铜电阻率几乎不受温度的影响。应用：标准电阻。
（4）超导体：某些材料当温度降低到一定温度时，电阻率为零。
导体的伏安特性曲线
1．伏安特性曲线：导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线，叫做导体的伏安特性曲线。
图线斜率的物理意义是什么？
电阻的倒数
2．线性元件和非线性元件
符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件；
不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线,这种电学元件叫做非线性元件．
典例精析
　关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是(　　)
A．导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时才具有电阻
B．由R＝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
变式训练
(多选)下列关于电阻率的说法中正确的是(　　)
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
随堂检测
1．(多选)根据欧姆定律，下列说法中正确的是(　　)
A．由关系式U＝IR可知，导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R共同决定
B．由关系式R＝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．由关系式I＝可知，导体中电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比
D．由关系式R＝可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值
2．如图所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，b与a的长度相等，b的横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，c的长度是a的两倍．当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是(　　)
A．V1的示数是V3的2倍
B．V1的示数是V2的2倍
C．V2的示数是V1的2倍
D．V2的示数是V3的2倍
3．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——髓质累积而成的，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106 Ω·m.某生物体中的某段髓质神经纤维可看作高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经开始发生反应，则引起该神经纤维产生感觉的最小电流为(　　)
A．0.31 Μa
B．0.62 μA
C．0.15 μA
D．0.43 μA
4.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc.当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为(　　)
A．4
B．2I
C．I
D．I
本课小结
参考答案
预习检测
电压 通过导体电流 金属 电解质溶液 正比 反比
D
A
A
课堂探究
考点
典例精析
【答案】D
【解析】
导体的电阻率由材料本身性质决定，并随温度变化而变化，导体的电阻与长度、横截面积有关，与导体两端电压及导体中电流大小无关，A、B、C错；电阻率反映材料的导电性能，电阻率常与温度有关，存在超导现象，D对．
变式训练
【答案】BD
【解析】材料是决定电阻率大小的主要因素，另外电阻率还与温度有关，A错，B对； 由ρ＝知，导体的电阻大小与电阻率、导体的长度和横截面积都有关系，电阻率大的导体， 电阻不一定大，C错； 有些合金的电阻率(如锰铜合金)几乎不受温度变化的影响，可用来制成标准电阻，D对．
随堂检测
1. 【解答】 U＝IR和I＝的意义不同，可以说I由U和R共同决定，但不能说U由I和R共同决定，因为电流产生的条件是导体两端存在电势差，A错误，C正确；可以利用R＝计算导体的电阻，但R与U和I无关，B错误，D正确
故选：CD。
2. 【解答】由R＝ρ，a、b、c的电阻之比为R1∶R2∶R3＝2∶1∶4，三者串联，电流相等，则电压比等于电阻比，选项B正确
故选：B。
3. 【解答】由R＝ρ，可知R＝3.18×108 Ω，所以I＝≈0.31 μA，A正确
故选：A。
4. 【解答】：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＝，AB接入电路时电阻为R1，CD接入电路时电阻为R2，则有＝＝，由欧姆定律得电流之比＝＝，解得I2＝4I1＝4I，故A正确
故选：A。

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