2-1 探究决定导线电阻的因素 学案

第1讲　探究决定导线电阻的因素 [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、电阻定律的实验探究 1.实验探究(控制变量) 如图1所示，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)对于同种导体，材料电阻率相同，对不同种导体，材料电阻率不同，说明导体的电阻与材料有关. 图1 2.电阻定律：均匀导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比.这就是电阻定律.公式：R＝ρ中ρ是比例常量. 想一想　家用白炽灯泡，灯丝断了，搭上后为什么更亮了？ 答案　灯丝断了，搭上后长度变小了，所以电阻变小了，而灯两端电压不变，所以电流变大了，灯泡变亮了. 二、电阻率 1.电阻率：在R＝ρ中ρ是比例常量，跟导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量.称为材料的电阻率；单位是Ω·m，读作欧姆米，简称欧米. 2.电阻率与温度的关系：金属的电阻率随温度的升高而增大；合金的电阻率较大，一般不随温度的变化而变化. 想一想　小灯泡的电阻随温度升高怎样变化呢？ 答案　小灯泡的灯丝是由钨丝制成的，因为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的升高而增大. 一、电阻定律 (1)表达式R＝ρ. (2)适用条件：温度一定，粗细均匀的导体或浓度均匀的电解液. ①电阻定律反映了导体的电阻由导体自身决定，只与导体的材料、长度和横截面积有关，与其他因素无关. ②表达式中的l是沿电流方向导体的长度、横截面积是垂直于电流方向的横截面的面积. 例1　如图2所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc，当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比RAB∶RCD为(　　) 图2 A.1∶4 B.1∶2 C.2∶1 D.4∶1 答案　D 解析　设沿AB方向横截面积为S1，沿CD方向横截面积为S2，则有＝＝，设AB接入电路时电阻为R1，CD接入电路时电阻为R2，则有＝＝·＝×＝，D选项正确. 针对训练　目前集成电路的集成度很高，要求里面的各种电子元件都微型化，集成度越高，电子元件越微型化、越小.图3中R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体，但R2的尺寸远远小于R1的尺寸.通过两导体的电流方向如图所示，则关于这两个导体的电阻R1、R2关系的说法正确的是(　　) 图3 A.R1＞R2 B.R1＜R2 C.R1＝R2 D.无法确定 答案　C 解析　设正方形导体表面的边长为a，厚度为d，材料的电阻率为ρ，根据电阻定律得R＝ρ＝ρ＝，可见正方形导体的电阻只和材料的电阻率及厚度有关，因为两正方形导体的厚度相同，电阻率相同，所以R1＝R2，选项C正确. 二、电阻率 (1)物理意义：电阻率是一个反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关. (2)大小：ρ＝，各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1 m，横截面积为1 m2的导体的电阻；单位：欧姆·米(Ω·m) (3)电阻率与温度的关系 ①金属的电阻率随温度的升高而增大.可用于制作电阻温度计； ②半导体和电解质的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻； ③有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻； ④物质在低温下电阻突然消失的现象称为超导现象，能够发生超导现象的物质称为超导体. 例2　关于电阻率的说法中正确的是(　　) A.电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关 B.电阻率反映材料导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关 C.电阻率大的导体，电阻一定很大 D.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计 答案　B 解析　电阻率反映材料导电 ... ...