3.2 电阻 学案

第2节　电　阻 [学习目标] 1.能了解电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。 2.通过了解电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，能用控制变量法分析问题。 3.在探究决定电阻大小的因素的过程中通过探究活动，体验探究的乐趣，使学生乐于观察、实验，培养学生团队合作与交流的能力。 [基础梳理] 一、导体电阻与相关因素的定量关系 1.电阻：导线对电流的阻碍作用。 2.电阻的测量———伏安法 (1)原理：用电压表测出导线两端的电压U，用电流表测出导线中通过的电流I，代入公式R＝，求出导线的电阻。 (2)电路图如图所示。 3.探究影响导线电阻的因素 如图所示，我们采用控制变量法研究影响电阻的因素。 (1)在材料相同、粗细相同的情况下，导体的电阻与导体的长度成正比。 (2)在材料相同、长度相同的情况下，导体的电阻与导体的横截面积成反比。 (3)在长度相同，粗细相同的情况下，材料不同的导体其电阻一般不相同，说明导体的电阻与材料有关。 4.电阻定律 (1)内容：导体的电阻R与其长度l成正比，与其横截面积S成反比，还与导体的材料有关。 (2)公式：R＝ρ。式中ρ是比例系数。 5.电阻率 (1)R＝ρ式中比例系数ρ是反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率，即ρ＝。 (2)电阻率与材料有关，还与温度有关。金属材料的电阻率一般会随温度的升高而增大。当温度变化范围不大时，金属的电阻率与温度之间近似地存在线性关系。但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小，变化是非线性(填“线性”或“非线性”)的。 金属的电阻率随温度的升高而增大，所以小灯泡的电阻随温度升高而增大。 6.导体的伏安特性曲线 (1)伏安特性曲线 在实际应用中，常用横坐标表示电压U，用纵坐标表示电流I，这样画出的导体的I－U图像，叫做导体的伏安特性曲线，如图所示。 (2)线性元件 导体的伏安特性曲线为过原点的直线，即电流与电压为成正比的线性关系，具有这样特点的电学元件称为线性元件，如金属导体、电解质溶液等。 (3)非线性元件 伏安特性曲线不是直线的，即电流与电压不成正比的电学元件，称为非线性元件，如气态导体、二极管等。 二、电阻的应用 1.固定电阻：电阻阻值不变的电阻器。 2.可调电阻：电阻值的大小可以人为调节的电阻，也叫可变电阻。 3.影响导体电阻大小的因素 (1) (2) (3) R＝ρ是电阻的决定式，导体电阻的大小由l、S、ρ决定，某导体发生拉伸或压缩形变后。导体的横截面积、长度发生变化，电阻会变化，但电阻率是不变的，因为电阻率与材料、温度有关，与导体的大小、形状等无关。 对于线性元件，伏安特性曲线的斜率等于电阻的倒数。 对于非线性元件，可以用欧姆定律公式求某一电压下的电阻。 [能力拓展] 一、对电阻定律的理解 1.公式R＝ρ是导体电阻的决定式，图中所示为一块长方体铁块，若通过电流I1，则R1＝ρ；若通过电流I2，则R2＝ρ。 导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，是由导体本身性质决定的。 2.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.导体变形后电阻的分析方法 某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点： (1)导体的电阻率不变。 (2)导体的体积不变，由V＝lS可知l与S成反比。 (3)在ρ、l、S都确定之后，应用电阻定律R＝ρ求解。 二、电阻和电阻率的区别和联系 1.R＝ρ与R＝的比较 R＝ρ R＝ 意义 电阻定律的表达式，也是电阻的决定式 电阻的定义式，R与U、I无关 作用 提供了测定电阻率的一种方法：ρ＝R 提供了测定电阻的一种方法：伏安法 适用范围 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 纯电阻元件 联系 导体的电阻取决于导体本身的材料、长度和横截面积，而不是U和I 2.电阻与电阻率的比较 电阻R 电阻率ρ 描述对象 导体 材料 物理意义 反映导体对电流 ... ...