学案7导体的电阻人教版选修31.docx

学案7导体的电阻
[学习目标定位]1.知道电阻与哪些因素有关，能够探究电阻与各因素的关系.2.掌握电阻定律，并能进行有关计算.3.理解电阻率的概念、意义及决定因素．

一、影响导体电阻的因素
1．导体电阻与其影响因素的定性关系
移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻，这说明导体电阻跟它的长度有关；同是220V的灯泡，灯丝越粗用起来越亮，说明导体电阻跟它的横截面积有关；电线常用铜丝制造而不用铁丝，说明导体电阻跟它的材料有关．
2．导体电阻与其影响因素的定量关系
探究方案一如图1所示，a、b、c、d是四条不同的金属导体．在长度、横截面积、材料三个因素方面，我们采用控制变量法研究影响电阻的因素，即b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同：b与a长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同．

图1
图中四段导体是串联的，每段导体两端的电压与它们的电阻成正比，因此，用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，就能知道它们的电阻之比．
比较a、b的电阻之比与它们的长度之比；比较a、c的电阻之比与它们的横截面积之比；比较a、d的电阻是否相等．这样就可以得出长度、横截面积、材料这三个因素与电阻的关系．
探究方案二逻辑推理法
(1)分析导体的电阻与它的长度的关系
一条长度为l，电阻为R的导体，可以看成是由n段长度同为l1、电阻同为R1的导体串联而成．因l＝nl1，R＝nR1，所以eq\f(R,R1)＝eq\f(l,l1).
(2)研究导体的电阻与它的横截面积的关系
有n条导体，它们的长度相同，横截面积都为S1，电阻同为R1.把他们紧紧地束在一起，组成一横截面积为S、电
阻为R的导体．则R＝eq\f(R1,n)，S＝nS1，所以eq\f(R,R1)＝eq\f(S1,S).
二、导体的电阻
1．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；导体电阻还与构成它的材料有关．
(2)公式：R＝ρeq\f(l,S)，式中ρ是比例系数，它与导体的材料有关，是表征材料性质的一个重要的物理量，ρ叫做这种材料的电阻率．
2．电阻率ρ
(1)单位：欧姆·米，符号：Ω·m.
(2)变化规律：电阻率往往随温度的变化而变化．金属的电阻率随温度的升高而增大．
(3)应用：电阻温度计、标准电阻等．

一、影响导体电阻的因素
[问题设计]
1．家中的白炽灯灯丝断了，恰好又没有新的可换，轻轻摇晃灯泡，把断了的灯丝搭接起来，还能继续使用．这种断丝再搭接的灯泡重新连入电路中会发现它比原来更亮了，这说明灯丝的电阻发生了变化，影响灯丝电阻的因素有哪些？如何测定灯丝的长度、横截面积、电阻？请画出测电阻的电路图．
答案长度、横截面积、材料．长度可以用刻度尺测量；可以用缠绕的方法测导线的直径进而算出横截面积；用伏安法测电阻．电路图如图所示．
2．由于变量较多，实验中需采用什么思想方法？
答案控制变量法．
[要点提炼]
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．在长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成反比．
二、导体的电阻
[问题设计]
1．观察课本58页表格，回答：不同导体材料的电阻率是否相同？纯净金属与合金哪种材料的电阻率大？
答案从表中可以看出，不同导体材料的电阻率不同，合金的电阻率比纯净金属的电阻率大．
2．将日光灯灯丝(额定功率为8W)与演示用欧姆表(测电阻大小的仪表)连接成如图2所示电路，观察用酒精灯加热灯丝前后，发现灯丝加热后欧姆表示数变大了．分析金属的电阻率与温度的关系．

图2
答案当温度升高时，欧姆表的示数变大，表明金属灯丝的电阻增大，金属的电阻率随温度的升高而增大．
[要点提炼]
1．公式R＝ρeq\f(l,S)中物理量的理解
(1)ρ表示材料的电阻率，其大小与导体的形状、大小无关，与材料和温度有关．
(2)l表示沿电流方向导体的长度；S表示垂直于电流方向导体的横截面积．如图3所示，一长方体导体，若通过电流I1，则长度为a，横截面积为bc；若通过电流I2，则长度为c，横截面积为ab.

图3
2．公式R＝ρeq\f(l,S)适用条件：温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液．
3．电阻率与温度的关系
(1)金属的电阻率随温度升高而增大(可用于制造电阻温度计)．
(2)半导体和绝缘体的电阻率随温度的升高而减小(半导体的电阻率随温度变化较大，可用于制做热敏电阻)．
(3)有些合金(如锰铜、镍铜)的电阻率几乎不受温度变化的影响(可用来制做标准电阻)．
(4)当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体．
[延伸思考]白炽灯的灯丝断了，轻轻摇晃把断了的灯丝搭接上后，再接入电路时，会发现比原来更亮了，怎么解释这种现象？
答案灯丝断了