《物理同步人教版選修31學(xué)案：第二章 第6節(jié) 導(dǎo)體的電阻 Word版含解析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理同步人教版選修31學(xué)案：第二章 第6節(jié) 導(dǎo)體的電阻 Word版含解析（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第6節(jié)導(dǎo)體的電阻1.導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的橫截面積、長度、材料、溫度等有關(guān)。2電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，電阻反映了導(dǎo)體對電流的阻礙作用。3電阻定律的表達式R是電阻的決定式，公式R是電阻的定義式。 一、實驗探究：影響導(dǎo)體電阻的因素1與導(dǎo)體電阻有關(guān)因素的測量方法 (1)電阻絲橫截面積的測量把電阻絲緊密繞在一個圓柱形物體上(例如鉛筆)，用刻度尺測出多匝的寬度，然后除以圈數(shù)，得到電阻絲的直徑，進而計算出電阻絲的橫截面積；或用螺旋測微器測出電阻絲的直徑，進而得到電阻絲的橫截面積。(2)電阻絲長度的測量把電阻絲拉直，用刻度尺量出它的長度。(3)電阻的測量連接適當(dāng)?shù)碾娐?，測量電阻絲兩端的電壓U和通過電阻
2、絲的電流I，由R計算得到電阻。2探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的關(guān)系(1)實驗探究項目內(nèi)容實驗?zāi)康奶骄繉?dǎo)體電阻與長度、橫截面積、材料的關(guān)系實驗電路實驗方法控制變量法：在長度、橫截面積、材料三個因素，b、c、d與a分別有一個因素不同實驗原理串聯(lián)的a、b、c、d電流相同，電壓與導(dǎo)體的電阻成正比，測量出它們的電壓就可知道電阻比，從而分析出影響導(dǎo)體電阻大小的有關(guān)因素(2)邏輯推理探究導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系：一條導(dǎo)線可看成有相同長度的多段導(dǎo)線串聯(lián)，由串聯(lián)電路的性質(zhì)可分析出導(dǎo)體的電阻Rl。導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系：多條長度、材料、橫截面積都相同的導(dǎo)體緊緊束在一起，由并聯(lián)電路的性質(zhì)分析出導(dǎo)體的電阻R。導(dǎo)體電阻與材料
3、的關(guān)系：由實驗探究得到長度、橫截面積相同而材料不同的導(dǎo)體電阻不同。二、電阻定律1內(nèi)容同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)。2公式R。3符號意義l表示導(dǎo)體沿電流方向的長度，S表示垂直電流方向的橫截面積，是電阻率，表征材料的導(dǎo)電性能。4材料特性應(yīng)用(1)連接電路的導(dǎo)線一般用電阻率小的金屬制作。(2)金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，可用來制作電阻溫度計，精密的電阻溫度計用鉑制作。(3)有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。1自主思考判一判(1)導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體的長度和橫截面積兩個因素決定。()(2)一根阻值為R的均勻電
4、阻線，均勻拉長為原來的2倍，電阻變?yōu)?R。()(3)由R可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比。()(4)金屬電阻隨溫度變化的原因是熱脹冷縮導(dǎo)致金屬電阻的長短和橫截面積發(fā)生變化，所以金屬的電阻隨溫度變化的幅度不大。()(5)溫度變化導(dǎo)致金屬電阻變化的原因是金屬的電阻率隨溫度變化。()(6)金屬導(dǎo)線對折或拉伸后電阻發(fā)生變化的原因不是電阻率的變化，而是導(dǎo)線長度、橫截面積的變化。()2合作探究議一議(1)由影響導(dǎo)體電阻的因素分析為什么幾個電阻串聯(lián)，總電阻增大，幾個電阻并聯(lián)總電阻減??？提示：幾個電阻串聯(lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的長度，幾個電阻并聯(lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積。(2)實驗室中
5、有一種測電阻的儀器叫歐姆表，用該表可以直接測出“220 V100 W”的燈泡不工作時的電阻為幾十歐姆，而用R計算出的電阻為484 ，試探究其原因。提示：用R計算出的電阻是指燈泡正常工作時電阻，正常工作時，燈絲溫度高達幾千度，而用歐姆表測得的是常溫電阻，這也充分說明導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān)。 對電阻定律的理解1公式R是導(dǎo)體電阻的決定式，圖中所示為一塊長方體鐵塊，若通過電流I1，則R1；若通過電流I2，則R2。導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，是由導(dǎo)體本身性質(zhì)決定的。2適用條件：溫度一定，粗細均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解質(zhì)溶液。3電阻定律是通過大量實驗得出的規(guī)律。4R與R的比較RR意義電阻定律的
6、表達式，也是電阻的決定式電阻的定義式，R與U、I無關(guān)作用提供了測定電阻率的一種方法：R提供了測定電阻的一種方法：伏安法適用范圍適用于粗細均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解液、等離子體純電阻元件聯(lián)系導(dǎo)體的電阻取決于導(dǎo)體本身的材料、長度和橫截面積，而不是U和I典例如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長ab2bc。當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時，電流為I；若將C與D接入電壓為U的電路中，則電流為()A4IB2IC.ID.I解析設(shè)沿AB方向的橫截面積為S1，沿CD方向的橫截面積為S2，則有，AB接入電路時電阻為R1，CD接入電路時電阻為R2，則有，由歐姆定律得電流之比，解得I24I14I，故A正確。答案A
7、公式R的應(yīng)用策略(1)公式R中的l是沿電流方向的導(dǎo)體長度，S是垂直于電流方向的橫截面積。(2)一定幾何形狀的導(dǎo)體，電阻的大小與接入電路的具體方式有關(guān)，在應(yīng)用關(guān)系R求電阻時要注意導(dǎo)體長度和橫截面積的確定。(3)一定形狀的幾何導(dǎo)體當(dāng)長度和橫截面積發(fā)生變化時，導(dǎo)體的電阻率不變，體積不變，由VSl可知l和S成反比，這是解決此類電阻變化問題的關(guān)鍵。 1一同學(xué)將變阻器與一只6 V、68 W的小燈泡L及開關(guān)S串聯(lián)后接在6 V的電源E上，當(dāng)S閉合時，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光。按如圖所示的接法，當(dāng)滑片P向右滑動時，燈泡將()A變暗B變亮C亮度不變D可能燒壞燈泡解析：選B由題圖可知，變阻器接入電路的是PB段的電阻絲，由于燈泡
8、的額定電壓等于電源電壓，所以不可能燒壞燈泡。當(dāng)滑片P向右滑動時，接入電路中的電阻絲變短，電阻減小，燈泡變亮，B選項正確。2.目前集成電路的集成度很高，要求里面的各種電子元件都微型化，集成度越高，電子元件越微型化、越小。圖中R1和R2是兩個材料相同、厚度相同、表面為正方形的導(dǎo)體，但R2的尺寸遠遠小于R1的尺寸。通過兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示，則關(guān)于這兩個導(dǎo)體的電阻R1、R2關(guān)系的說法正確的是()AR1R2BR1R2CR1R2D無法確定解析：選C設(shè)正方形導(dǎo)體表面的邊長為a，厚度為d，材料的電阻率為，根據(jù)電阻定律得R，可見正方形電阻的阻值只和材料的電阻率及厚度有關(guān)，與導(dǎo)體的其他尺寸無關(guān)，選項C正確。3
9、兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中的一根均勻地拉長到原來的兩倍，把另一根導(dǎo)線對折后絞合起來，則它們的電阻之比為多少？解析：金屬裸導(dǎo)線原來的電阻為R，拉長后l2l，又因為體積VlS不變，所以S，所以R44R，對折后l，S2S，所以R，所以RR161。答案：161電阻與電阻率的比較典例關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說法中，正確的是()A導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫做導(dǎo)體的電阻，因此，只有導(dǎo)體有電流通過時，才具有電阻B由R可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比C將一根導(dǎo)線一分為二，則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來的二分之一D某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度降低會突然減小為零解析導(dǎo)體的
10、電阻率由材料本身性質(zhì)決定，并隨溫度變化而變化，導(dǎo)體的電阻與長度、橫截面積有關(guān)，與導(dǎo)體兩端電壓及導(dǎo)體中電流大小無關(guān)，A、B、C錯；電阻率反映材料的導(dǎo)電性能，電阻率常與溫度有關(guān)，存在超導(dǎo)現(xiàn)象，D對。答案D電阻與電阻率的對比電阻R電阻率描述對象導(dǎo)體材料物理意義反映導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，R大，阻礙作用大反映材料導(dǎo)電性能的好壞，大，導(dǎo)電性能差決定因素由材料、溫度和導(dǎo)體形狀決定由材料、溫度決定，與導(dǎo)體形狀無關(guān)單位歐姆()歐姆米(m)聯(lián)系R，大，R不一定大，導(dǎo)體對電流阻礙作用不一定大；R大，不一定大，導(dǎo)電性能不一定差1關(guān)于金屬的電阻率，下列說法正確的是()A純金屬的電阻率小，合金的電阻率較大，絕緣體的電
11、阻率最大B純金屬的電阻率隨溫度的升高而減小，絕緣體的電阻率隨溫度的升高而增大C合金的電阻率隨溫度的升高而減小D電阻率的大小只隨溫度的變化而變化，與材料無關(guān)解析：選A由不同種類金屬的電阻特點知A對。純金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，而合金的電阻率隨溫度的升高增加量很小或不變，B、C錯。電阻率除與溫度有關(guān)外，還與材料有關(guān)，D錯。2根據(jù)電阻定律可得電阻率，對于溫度一定的某種金屬導(dǎo)線來說，它的電阻率()A跟導(dǎo)線的電阻成正比B跟導(dǎo)線的橫截面積成反比C由所用金屬材料本身特性決定D跟導(dǎo)線的長度成正比解析：選C導(dǎo)線的電阻率與導(dǎo)線的電阻大小、橫截面積、長度無關(guān)，由材料本身特性決定，故C正確。1白熾燈的燈絲是由鎢
12、制成的，下列說法中正確的是()A由于白熾燈正常工作時的燈絲和未接入電路時的燈絲是同一個導(dǎo)體，故兩種情況下電阻相同B白熾燈正常工作時燈絲電阻大于未接入電路時燈絲電阻C白熾燈正常工作時燈絲電阻小于未接入電路時燈絲電阻D條件不足，不能確定解析：選B白熾燈的燈絲為金屬，所以電阻率隨溫度的升高而增大，正常工作時溫度高于不工作時的溫度，所以工作時的電阻大于不工作時的電阻，B對。2當(dāng)電路中的電流超過熔絲的熔斷電流時，熔絲就要熔斷。由于種種原因，熔絲的橫截面積略有差別。那么熔絲熔斷的可能性較大的是()A橫截面積大的地方B橫截面積小的地方C同時熔斷D可能是橫截面積大的地方，也可能是橫截面積小的地方解析：選B根據(jù)
13、電阻定律，橫截面積小的地方電阻較大，當(dāng)電流通過時，電阻大的位置發(fā)熱量大易熔斷。選項B正確。3兩根材料相同的均勻?qū)Ь€，質(zhì)量之比為13，長度之比為21，當(dāng)加上相同的電壓后，通過兩導(dǎo)線的電流之比為( )A121B112C34D23解析：選B兩根材料相同的均勻?qū)Ь€，質(zhì)量之比為13，體積之比為13，據(jù)橫截面積S，橫截面積之比為16；據(jù)電阻定律R，導(dǎo)體電阻之比為121；加上相同的電壓后，據(jù)I，通過兩導(dǎo)線的電流之比為112；故B正確。4如圖所示，某一導(dǎo)體的形狀為長方體，其長、寬、高之比為abc532。在此長方體的上下、左右四個面上分別通過導(dǎo)線引出四個接線柱1、2、3、4。在1、2兩端加上恒定電壓，導(dǎo)體的電阻
14、為R1；在3、4兩端加上恒定電壓，導(dǎo)體的電阻為R2，則R1R2為()A11B925C254D425解析：選D根據(jù)電阻定律R得，當(dāng)在1、2兩端加上恒定電壓時，R1，在3、4兩端加上恒定的電壓時，R2 ，所以，故D正確。5.兩根材料相同的均勻?qū)Ь€A和B，其長度分別為L和2L，串聯(lián)在電路中時沿長度方向電勢的變化如圖所示，則A和B導(dǎo)線的橫截面積之比為()A23B13C12D31解析：選B由圖像可知兩導(dǎo)線電壓降分別為UA6 V，UB4 V；由于它們串聯(lián)，則3RB2RA；由電阻定律可知，得，選項B正確。6一根粗細均勻的電阻絲阻值為R，若溫度不變，則下列情況中其電阻仍為R的是( )A長度和橫截面半徑都增大一
15、倍時B當(dāng)長度不變、橫截面積增大一倍時C當(dāng)截面積不變、長度增大一倍時D當(dāng)長度和橫截面積都縮小一半時解析：選D長度和橫截面半徑增大一倍時，橫截面積增大為原來的4倍，根據(jù)電阻定律R知，電阻變?yōu)樵瓉淼囊话耄珹錯誤；長度不變，橫截面積增大一倍，則電阻減小一半，B錯誤；橫截面積不變，長度增大一倍，則電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，C錯誤；長度和橫截面積都縮小一半時，電阻不變，D正確。7一根細橡膠管中灌滿鹽水，兩端用粗短相同的銅絲塞住管口，管中鹽水長為40 cm時測得電阻為R，若溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導(dǎo)體相同，現(xiàn)將管中鹽水柱均勻拉長至50 cm(鹽水體積不變，仍充滿橡膠管)。則鹽水柱電阻變?yōu)?)A.
16、RB. RC.RD.R解析：選D由于總體積不變，設(shè)40 cm長時的橫截面積為S。所以長度變?yōu)?0 cm后，橫截面積S，根據(jù)電阻定律R可知：R ；R ，聯(lián)立兩式則RR; 故D正確。8如圖所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長ab2bc，當(dāng)將A與B接入電壓為U(V)的電路中時，電流為I；若將C與D接入電壓為U(V)的電路中，則電流為() A.IB2IC.ID4I解析：選D設(shè)金屬薄片的厚度為d，當(dāng)A與B接入電壓為U(V)的電路中時，R1，當(dāng)C與D接入電壓為U(V)的電路中時，R2，可知4，根據(jù)歐姆定律得，電流I，知電流之比為14，所以將C與D接入電壓為U(V)的電路中，電流為4I，故選項D正確。9如圖是橫
17、截面積、長度均相同的甲、乙兩根電阻絲的IR圖像?，F(xiàn)將甲、乙串聯(lián)后接入電路中，則()A甲電阻絲兩端的電壓比乙電阻絲兩端的電壓小B甲電阻絲的電阻率比乙電阻絲的電阻率小C在相同時間內(nèi)，電流通過乙電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱少D甲電阻絲消耗的電功率比乙電阻絲消耗的電功率小解析：選C若將兩電阻絲串聯(lián)接入電路中，由于通過兩電阻絲的電流相同，由圖像可知，此時甲的電阻大于乙的電阻，所以甲電阻絲兩端的電壓比乙電阻絲兩端的電壓大，A錯誤；由于兩電阻絲的橫截面積、長度均相同，故甲電阻絲的電阻率比乙電阻絲的電阻率大，B錯誤；由QI2Rt可知，在相同時間內(nèi)，電流通過乙電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱少，C正確；由PI2R可知D錯誤。10現(xiàn)有半
18、球形導(dǎo)體材料，接成如圖所示甲、乙兩種形式，則兩種接法的電阻之比R甲R乙為()A11B12C21D.14解析：選D將甲圖半球形導(dǎo)體材料看成等大的兩半部分的并聯(lián)，則乙圖中可以看成等大的兩半部分的串聯(lián)，設(shè)每一半部分的電阻為R，則甲圖中電阻R甲，乙圖中電阻R乙2R，故R甲R乙14，故D正確。11.工業(yè)上采用一種稱為“電導(dǎo)儀”的儀器測量液體的電阻率，其中一個關(guān)鍵部件如圖所示，A、B是兩片面積為1 cm2的正方形鉑片，間距為d1 cm，把它們浸在待測液體中，若通過兩根引線加上U6 V的電壓時，測出電流I1 A，則這種液體的電阻率為多少？解析：R 6106 由題意知：ld102 m，S104 m2由R得 m
19、6104 m。答案：6104 m12神經(jīng)系統(tǒng)中，把神經(jīng)纖維分為有髓鞘與無髓鞘兩大類。現(xiàn)代生物學(xué)認為，髓鞘是由多層(幾十到幾百層不等)類脂物質(zhì)髓質(zhì)累積而成的，髓質(zhì)具有很大的電阻。已知蛙有髓鞘神經(jīng)，髓鞘的厚度只有2m左右，而它在每平方厘米的面積上產(chǎn)生的電阻卻高達1.6105 。(1)若不計髓質(zhì)片層間的接觸電阻，計算髓質(zhì)的電阻率。(2)若有一圓柱體是由髓質(zhì)制成的，該圓柱體的體積為32 cm3，當(dāng)在其兩底面上加上1 000 V的電壓時，通過該圓柱體的電流為10 A。求該圓柱體的圓面半徑和高。解析：由電阻定律變形可得到電阻率的計算公式；借助歐姆定律計算出圓柱體的圓面半徑和高。(1)由電阻定律： R代入數(shù)據(jù)解得：8106 m。(2)由歐姆定律R和圓柱體體積公式Vr2h以及電阻定律R可得而r2h32106解得：h0.02 m2 cmr0.04 m4 cm。答案：(1)8106 m(2)4 cm2 cm
物理同步人教版選修31學(xué)案：第二章 第6節(jié) 導(dǎo)體的電阻 Word版含解析
