高二物理人教版选修31导体的电阻.docx

导体的电阻重/难点重点：电阻定律的内容及其应用。难点：电阻率的概念及其物理意义。重/难点分析重点分析：内容：同种材料的导体的电阻R跟它的长度L成正比跟它的横截面积S成反比；导体电阻与构成它的材料有关。数学表达式：R＝ρeq\f(LS)。式中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。难点分析：电阻率是反映材料导电性能的物理量。材料的电阻率随温度的变化而改变；某些材料的电阻率会随温度的升高而变大(如金属材料)；某些材料的电阻率会随温度的升高而减小(如半导体材料、绝缘体等)；而某些材料的电阻率随温度变化极小(如康铜合金材料)。突破策略1．电阻定律教师：(多媒体展示)介绍固定在胶木板上的四根合金导线L1、L2、L3、L4的特点。(1)L1、L2为横截面积相同、材料相同而长度不同的合金导线(镍铬丝)；(2)L2、L3为长度相同材料相同但横截面积不同的合金导线(镍铬丝)；(3)L3、L4为长度相同、横截面积相同但材料不同的合金导线(L3为镍铬丝L4为康铜丝)。演示实验：按下图连接成电路。(1)研究导体电阻与导体长度的关系教师：将与A、B连接的导线分别接在L1、L2两端调节变阻器R保持导线两端的电压相同并测出电流。比较通过L1、L2电流的不同得出导线电阻与导线长度的关系。学生：从实验知道电流与导线的长度成反比表明导线的电阻与导线的长度成正比。(2)研究导体电阻与导体横截面积的关系教师：将与A、B连接的导线分别接在L2、L3两端调节变阻器R保持导线两端的电压相同并测出电流。比较通过L2、L3电流的不同得出导线电阻与导体横截面积的关系。学生：从实验知道电流与导线的横截面积成正比表明导线的电阻与导线的横截面积成反比。(3)研究导体的电阻与导体材料的关系教师：将与A、B连接的导线分别接在L3、L4两端重做以上实验。学生：从实验知道电流与导体的材料有关表明导线的电阻与材料的性质有关。师生共同活动：小结实验结论得出电阻定律。电阻定律：(1)内容：同种材料的导体的电阻R跟它的长度L成正比跟它的横截面积S成反比；导体电阻与构成它的材料有关。(2)数学表达式：R＝ρeq\f(LS)教师指出：式中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。电阻率ρ：(1)电阻率是反映材料导电性能的物理量。(2)单位：欧·米(Ω·m)【投影1】几种导体材料在20℃时的电阻率材料ρ/Ω·m材料ρ/Ω·m银1.6×10－8铁1.0×10－7铜1.7×10－8锰铜合金4.4×10－7铝2.9×10－8镍铜合金5.0×10－7钨5.3×10－8镍铬合金1.0×10－6锰铜合金：85%铜3%镍12%锰。镍铜合金：54%铜46%镍。镍铬合金：67.5%镍15%铬16%铁1.5%锰。学生思考：(1)纯净金属与合金哪种材料的电阻率大？(2)制造输电电缆和线绕电阻时怎样选择材料的电阻率？[参考解答](1)从表中可以看出合金的电阻率大。(2)制造输电电缆时应选用电阻率小的铝或铜来制做。制造线绕电阻时应选用电阻率大的合金来制作。2．电阻率与温度的关系演示实验：将日光灯灯丝(额定功率为8W)与演示用欧姆表调零后连接成下图电路观察用酒精灯加热灯丝前后欧姆表示数的变化情况。学生总结：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从而可以得出：金属的电阻率随着温度的升高而增大。教师：介绍电阻温度计的主要构造、工作原理。如图所示。金属电阻温度计学生思考：锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小怎样利用它们的这种性质？参考解答：利用它们的这种性质常用来制作标准电阻。例1．一段均匀导线对折两次后并联在一起测得其电阻为0.5Ω导线原来的电阻多大？若把这根导线的一半均匀拉长为三倍另一半不变其电阻是原来的多少倍？解析：一段导线对折两次后变成四段相同的导线并联后的总电阻为0.5Ω设每段导线的电阻为R则eq\f(R4)＝0.5ΩR＝2Ω所以导线原来的电阻为4R＝8Ω。若把这根导线的一半均匀拉长为原来的3倍则这一半的电阻变为4Ω×9＝36Ω另一半的电阻为4Ω所以拉长后的总电阻为40Ω是原来的5倍。例2．在相距40km的A、B两地架两条输电线电阻共为800Ω如果在A、B间的某处发生短路这时接在A处的电压表示数为10V电流表的示数为40mA求发生短路处距A处有多远？如下图所示。解析：设发生短路处距离A处有x米据题意知A、B两地间的距离l＝40km电压表的示数U＝10V电流表的示数I＝40mA＝40×10－3AR总＝800Ω。根据欧姆定律I＝eq\f(UR)可得：A端到短路处的两根输电线的电阻Rx＝eq\f(UI)＝eq\f(1040×10－3)Ω＝25