【志鸿优化设计-赢在课堂】(人教版)2015高中物理选修3-1配套课件2-6导体的电阻

6导体的电阻6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引学习目标1.能说出电阻定律的内容、公式并能进行相关的计算。2.能区分电阻、电阻率的物理意义。3.能区分R=𝜌𝑙𝑆、R=𝑈𝐼并能解决相关问题。重点难点重点:掌握电阻定律的内容,理解电阻率的物理意义,明确R=𝜌𝑙𝑆与R=𝑈𝐼的区别。难点:伏安法测电阻。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引一、影响导体电阻的因素(温度不变)1.导体电阻与它的长度的关系:在材料、横截面积相同的条件下,导体的电阻跟长度成正比。2.导体电阻与它的横截面积的关系:在材料、长度相同的条件下,导体的电阻跟横截面积成反比。3.导体的电阻跟材料的关系:在长度、横截面积相同的条件下,材料不同则导体的电阻不同。预习交流1如何用毫米刻度尺比较准确地测出电阻丝的直径?答案:把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔),用刻度尺测出多匝的宽度,然后除以匝数,得到电阻丝的直径。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引二、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;导体电阻与构成导体的材料有关。2.公式:R=ρlS。3.符号意义:l表示导体沿电流方向的长度,S表示垂直电流方向的横截面积,ρ是电阻率,表征材料的导电性能。4.单位:电阻的单位为Ω,其关系为:1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω。预习交流2你能否依据电阻定律说明:几个电阻串联,总电阻增大,几个电阻并联,总电阻变小?答案:几个电阻串联相当于增大了导体的长度,几个电阻并联相当于增大了导体的横截面积。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU目标导航预习导引三、电阻率1.意义:反映材料导电性能的物理量。2.公式:ρ=RSl。3.单位:欧姆·米,符号Ω·m。4.决定因素:电阻率与温度和材料有关。5.变化规律:金属材料的电阻率一般随温度的升高而增大,但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小,并且变化也不是线性的。预习交流3由ρ=RSl得出,电阻率ρ与导体的电阻R成正比,与导体的横截面积成正比,与导体的长度成反比,对吗?答案:不对。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测一、电阻定律活动与探究探究影响导体电阻的因素1.由下列生活中的现象猜想导体的电阻与哪些因素有关:(1)移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻。(2)两个额定电压是220V的灯泡,灯丝越粗正常使用时灯泡越亮。(3)电线常用铜丝而不用铁丝。答案:导体长度、横截面积、材料。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测2.讨论如何结合串、并联电路的特点,用逻辑推理的方法得到导体的电阻与长度和横截面积有关。通过实验探究,得出的实验结论是什么?请根据实验结论总结出电阻定律的公式。答案:(1)导体电阻与长度的关系:一个导体可看成由相同长度的多段导体串联,由串联电路的性质可分析出导体的电阻R∝l。(2)导体电阻与横截面积的关系:多条长度、材料、横截面积都相同的导体紧紧束在一起,由并联电路的性质可分析出导体的电阻R∝1S。导体的电阻R跟导体的长度l成正比,跟导体的横截面积S成反比,还跟导体的材料有关。R=ρlS。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测迁移与应用例1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?6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测解析:由欧姆定律可得R=UI,沿着L的方向将膜层展开,如图所示,则膜层等效为一个电阻,其长为L,横截面积为管的周长×厚度d。由电阻定律R=ρLS可得:R=ρL2𝜋𝐷2·d=ρL𝜋Dd,则UI=ρL𝜋Dd,解得:ρ=U𝜋DdIL。答案:UIU𝜋DdIL提示:在解决物理问题时,要注意使用一些特殊的方法,比如,本题中的应用展开法,经常使用的等效法等,将实际生活中抽象的实物转化成简单的物理模型,从而使问题得以解决。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测迁移训练1两根完全相同的金属导线A和B,如果把其中的一根导线A均匀拉长到原来的4倍,把另一根导线B对折绞合起来,则它们的电阻之比为。答案:64∶16导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测解析:金属导线原来的电阻为R=ρlS拉长后l1=4l,因为总体积V=lS保持不变,所以横截面积S1=S4故R1=ρl1S1=ρ4lS4=16R对折后l2=l2,横截面积S2=2S所以R2=ρl2S2=ρl22S=R4则后来两导线的电阻之比R1∶R2=64∶1。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测同一段导线在拉伸或压缩的形变中,导线的横截面积随长度而发生变化,但导线的总体积不变,即V=Sl=S'l',这是隐含条件,也是解题的关键。例如,将一电阻为R的导线均匀拉长为原来的n倍,即l'=nl,由于V=Sl=S'l',所以S'=Sll'=1nS;由于R=ρlS,R'=ρl'S',所以R'=ρnl1nS=n2R,故电阻将变为原来的n2倍。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测二、导体的电阻活动与探究1.探究金属的电阻率(1)阅读材料,试总结一般情况下纯净金属和合金哪种材料的电阻率大?并讨论在制造输电电缆和绕线电阻时怎么选择材料?答案:合金的电阻率较大;在制造输电电缆时应选用电阻率较小的铝或铜做导线,制造绕线电阻时应选用电阻率较大的合金材料制作。(2)探究根据金属的电阻率随温度的升高而增大的特点,举例说明在实际中有哪些应用。思考:锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化很小,怎样利用它们的这种性质?答案:可制作电阻温度计。利用这种性质制作标准电阻。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测2.探究电阻定律与电阻定义的关系公式R=UI与R=ρlS都可以用来求解导体的电阻,那么它们的区别是什么?答案:前者是电阻的定义式,提供了一种测电阻的方法,不能认为R由U、I决定;后者是电阻的决定式,说明导体的电阻由ρ、l、S决定。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测迁移与应用例2(多选)下列对R=UI和R=ρlS的理解,正确的是()A.由R=UI可知,导体电阻与导体两端电压成正比,与通过导体的电流成反比B.由R=ρlS可知,导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比C.由R=UI可知,对电阻一定的导体,通过它的电流与它两端的电压成正比D.由R=ρlS可知,导体的电阻与它两端电压及通过它的电流无关6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测解析:公式R=UI是电阻的定义式,它提供了计算电阻大小的一种方法,对同一导体来说,电阻不随两端电压和流过的电流而改变,故A项错,C项正确。公式R=ρlS是电阻的定义式,反映了影响电阻大小的因素,故B、D选项正确。答案:BCD6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测迁移训练2关于材料的电阻率,下列说法中正确的是()A.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的13B.所有材料的电阻率都随温度的升高而增大C.一般来说,纯金属的电阻率比合金的电阻率小D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测答案:C解析:电阻率是材料本身的一种电学特征,与导体的长度、横截面积无关,选项A错误;金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料则相反,选项B错误;一般来说,合金的电阻率比纯金属的电阻率大,选项C正确;电阻率大表示材料的导电性能差,不能表示导体对电流的阻碍作用一定大,因为电阻才是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,而电阻还跟导体的长度、横截面积有关,选项D错误。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测R=UI与R=ρlS的区别与联系两个公式区别联系R=𝑈𝐼R=ρ𝑙𝑆区别定义式决定式提供了一种测R的方法:只要测出U、I就可求出R提供了一种测导体的ρ的方法:只要测出R、l、S就可求出ρ适用于纯电阻元件适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体联系R=ρ𝑙𝑆是对R=𝑈𝐼的进一步说明,即导体的电阻与U和I无关,而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测三、伏安法测电阻活动与探究探究伏安法测电阻1.探究什么是外接法,什么是内接法,并说明外接、内接是针对谁来说的。答案:在需要同时测量电压和电流的实验电路中(例如伏安法测电阻的实验中),像图甲那样,电流表与电阻串联后,再与电压表并联的电路接法,叫电流表内接法。像图乙那样,电压表与电阻并联后,再与电流表串联的接法叫电流表外接法。两种接法都是针对电流表说的。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测2.试探究一下电流表内接法与外接法是否存在实验误差?如果有,它们均是由什么因素引起的?答案:均存在误差。电流表内接法误差来源于电流表的分压;电流表外接法误差来源于电压表的分流。电流表内接时,R测=U𝑉I𝐴=U𝐴+𝑈𝑅IR=RA+RR实。电流表外接时,R测=U𝑉I𝐴=URI𝑉+𝐼𝑅URIR=R实。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测迁移与应用迁移训练3有一未知电阻Rx,为了较准确地测出其阻值,先后用如图所示a、b两种电路进行测量,利用图a测得的数据为“2.7V,5.0mA”,利用图b测得的数据为“2.8V,4.0mA”,那么,该电阻测得的值中较准确的数值及它比真实值偏大或偏小的情况是()A.540Ω,偏大B.540Ω,偏小C.700Ω,偏小D.700Ω,偏大6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测答案:D解析:电流表读数变化比电压表读数变化明显,说明被测电阻阻值较大,因此电流表应选择内接法即题图b。选b图时。电阻Rx两端电压比真实值偏大,因此Rx测量值也偏大。并且Rx=UI=2.84.0×10-3Ω=700Ω,故选项D正确。6导体的电阻课前预习导学KEQIANYUXIDAOXUE课堂合作探究KETANGHEZUOTANJIU问题导学当堂检测选择内