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第3课时探究电阻定律学习目标思维启迪1.理解电阻定律，了解电阻率与温度的关系．2.掌握并明确电阻的串联、并联和混联的特点，会画等效电路.电阻及电阻定律在生活和生产中有广泛的应用(如图3－3－1所示)：收音机的音量调节、音响混频控制台上可滑动的声音控制系统、一些台灯的亮度调节等都要用到电位器，电位器就是一种阻值可变的电阻.图3-3-1一、探究导体电阻与其影响因素的定量关系1．实验方法(1)测金属丝直径．取一段紧密绕制的电炉丝，用刻度尺测出它的宽度，除以圈数，计算出电炉丝的_____．(2)测金属丝的长度L.把电炉丝拉直，用刻度尺量出其长度L.知识梳理直径(3)测金属丝的电阻．按图3－3－2所示连接电路，闭合开关，测出电炉丝两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律算出电炉丝的电阻，移动滑动变阻器的触头，多测几组数据，求出电阻R的_____值．图3-3-2平均2．实验探究按图3－3－2所示连接电路．(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_____．(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_____．(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_____有关．正比反比材料二、电阻定律1．内容：在温度不变时，导体的电阻R跟它的长度L成_____，跟它的横截面积S成_____．3．适用条件：温度一定，粗细均匀的________或浓度均匀的__________．三、电阻率1．物理意义：电阻率ρ是反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的_____，与导体的形状、大小_____，它的单位是_______，国际符号是____.2．公式：R＝____正比反比金属导体电解质溶液属性无关欧姆·米Ω·mρLS3．电阻率与温度的关系各种材料的电阻率都随温度而变化，金属的电阻率随温度升高而_____(可用于制造电阻温度计)；半导体和电介质的电阻率随温度的升高而_____(半导体的电阻率随温度变化较大，常用于制作热敏电阻)；有些合金如锰铜、康铜的电阻率几乎不受_________的影响(可用来制作标准电阻)．4．超导现象：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率______________的现象．2．计算公式：ρ＝____.RSL增大减小温度变化突然减小到零四、电路的串并联1．串联电路和并联电路的电流串联电路各处的电流相等，即I总＝______________并联电路的总电流等于各支路电流之和，即___________________.2．串联电路和并联电路的电压串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即U总＝_______________.并联电路的总电压等于各支路电压，即U总＝_______________.I1＝I2＝I3＝…I1＋I2＋I3＋….U1＋U2＋U3＋….U1＝U2＝U3＝….I总＝3．电阻的串联和并联串联电路总电阻等于各部分电路电阻之和，即R总＝_______________.并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即1R总＝____________________.4．串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成_____，即有关系式_____________________.5．并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成_____，即有关系式________________________.R1＋R2＋R3＋….反比I1R1＝I2R2＝…＝I总R总＝U正比U1R1＝U2R2＝…＝UnRn＝I1R1＋1R2＋1R3＋…1．下列关于电阻率的说法中，正确的是()A．电阻率ρ与导体的长度和横截面积有关B．电阻率表征了导体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基础自测解析：电阻率只跟材料有关，它反映材料导电性能的好坏，跟导体的长度、横截面积无关，但受温度的影响，因此A，D错，B正确；由R＝ρlS可知导体电阻率很大，电阻未必就很大，C错，故正确答案为B.答案：B2．如图3－3－3所示，A、B、C、D是滑动变阻器的4个接线柱，现把此变阻器接入电路中，并要求滑片P向接线柱C移动时，电路中的电流减小，则接入电路的接线柱可能是()A．A和BB．A和CC．B和CD．B和D答案：CD图3-3-33．关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是()A．导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时，才具有电阻B．由R＝UI可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象．发生超导现象时，温度不为绝对零度答案：D4．有Ⅰ、Ⅱ两根不同材料的电阻丝，长度之比为L1∶L2＝1∶5，横截面积之比为S1∶S2＝2∶3，电阻之比为R1∶R2＝2∶5，外加电压之比为U1∶U2＝1∶2，则它们的电阻率之比为()A．2∶3B．4∶3C．3∶4D．8∶3答案：B5．如图3－3－4所示，甲、乙分别是两个电阻的I—U图线，甲电阻阻值为________Ω，乙电阻阻值为________Ω.电压为10V时，甲中电流为________A，乙中电流为______A.答案：2.5542图3-3-4（1）内容：导体的电阻R跟导体的长度l成正比，跟导体的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关，这就是电阻定律.（2）表达式：R=，该表达式为导体电阻大小的决定式，表明导体的电阻由导体本身因素决定，与其他因素无关.（3）适用范围：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液.（4）区分R=电阻定律R＝ρLS与R＝UIρLS公式比较内容R＝ρLSR＝UI区别电阻定律的表达式，也是电阻决定式电阻的定义式说明了电阻由导体的哪些因素决定，可以说R与L成正比，与S成反比提供了测定电阻的手段，并不能说电阻与U和I有关系只适用于金属导体适用于纯电阻元件联系R＝ρLS对R＝UI补充说明了导体的电阻不取决于U和I，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积【例1】有两根材料相同的导线，质量之比为2∶1，长度之比为1∶2，加上相同电压后，通过的电流之比为()A．8∶1B．4∶1C．1∶1D．1∶4解析：同种材料的导体体积之比等于质量之比，所以V1V2＝21，横截面积之比S1S2＝V1L1V2L2＝21×21＝41，故由R＝ρLS可得R1R2＝L1L2·S2S1＝12×14＝18，加上相同的电压，由I＝UR，可得I1I2＝R2R1＝81.故正确答案为A.答案：A【题后反思】导体的电阻由材料的电阻率ρ、导体长度l和导体的横截面积S决定，与导体两端的电压U及电流I无关，即导体的电阻R不与导体两端的电压成正比，也不与流过导体的电流成反比．如图3－3－5所示，均匀的长方形薄片合金阻板abcd，ab边边长为L1，ad边边长为L2，当端点1、2或3、4接入电路时，R12∶R34是()A．L1∶L2B．L2∶L1C．1∶1D．L12∶L22答案：D图3-3-5电阻和电阻率的理解(1)物理意义：反映了材料导电性能的好坏．电阻率越小，导电性能越好．(2)计算：由R＝ρlS得ρ＝R·Sl，可见，只要知道导体的电阻R，横截面积S，长度l，即可求出制作导体所用材料的电阻率．ρ＝R·Sl是实验测定电阻率的依据．由ρ＝R·Sl可见，电阻率在数值上等于用该材料制成的长为1m，横截面积为1m2的导体的电阻大小．(3)单位：国际单位制是欧姆·米，简称欧·米，符号是Ω·m.①电阻率是材料本身的属性，反映了材料对电流阻碍能力的强弱．②同种材料的电阻率ρ随温度的变化而变化，金属材料的电阻率ρ随温度的升高而增大，这就是金属的电阻随温度升高而增大的原因，利用它可制作电阻温度计．有些合金(如锰铜和康铜)的电阻率几乎不受温度变化的影响，利用它可制作标准电阻．③半导体：a.概念：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质．如锗、硅、砷化镓等，其电阻率约为10－5Ω·m～106Ω·m.b.半导体的特性：半导体的导电性能可由外界条件控制，如改变温度、受到光照、掺入杂质等，都可以使其导电性发生显著的变化．这种性能是半导体所特有的．c.半导体的应用：根据半导体的特性，人们制成了热敏电阻、光敏电阻、晶体管等各种电子元件，并且发展成为集成电路，半导体的特性在现代科学技术中将发挥更重要的作用．④超导体：a.超导现象：金属的电阻率随温度的降低而减小，有些物质当温度降低到绝对零度附近时，它们的电阻率突然变为零．b.超导体：能够发生超导现象的物质．c.转变温度TC：材料由正常状态转变为超导状态的温度．超导材料的转变温度太低是目前应用超导体的主要障碍．但超导现象的研究将不断地深入，以便使它有广泛的实际应用．【例2】关于电阻率，下列说法正确的是()A．电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B．各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率一般随温度升高而增大C．所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零D．某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常用它们制作标准电阻解析：电阻率越大的材料导电性能越差，A错；金属的电阻率一般随温度升高而增大，B对；温度降到临界温度时，导体的电阻消失，导体成为超导体，C对；标准电阻要求阻值稳定，D对．答案：BCD【题后反思】电阻率的大小由它材料来决定，有些材料的电阻率随温度的升高而增大，但也有些材料的电阻率随温度升高而减小，例如热敏电阻温度越高，电阻反而越小，个别材料的电阻率随温度的变化而基本不变，利用它可以制作标准电阻．一只“220V,100W”的灯泡正常发光时电阻为484Ω，拿一只这种灯泡来测量它不工作时的电阻应是()A．等于484ΩB．大于484ΩC．小于484ΩD．无法确定答案：C1．串联电路(如图3－3－6所示)电路的串并联图3-3-6(1)串联电路各处的电流相等，即I0＝I1＝I2＝I3.(2)串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即U01＋U12＋U23＝U03.串联电阻具有分压作用．(3)串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，即R＝R1＋R2＋R3.2．并联电路(如图3－3－7)图3-3-7(1)并联电路的总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋I3，并联电阻具有分流作用．(2)并联电路的总电压与各支路电压相等，即U＝U1＝U2＝U3.(3)并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和．3．关于电阻的5个常用的推论：①串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．②并联电路的总电阻小于其中最小的电阻．③几个相等的电阻并联，总电阻等于一个电阻的几分之一：R总＝1nR.④两个电阻并联时的总电阻R＝R1·R2R1＋R2，当其中任一个增大或减小时总电阻也随之增大或减小．⑤多个电阻并联时，其中任一个电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小．【例3】电阻R1阻值6Ω，与电阻R2并联后接入电路中，通过它们的电流之比I1∶I2＝2∶3，则R2的阻值和总电阻的阻值分别是()A．4Ω2.4ΩB．4Ω3.6ΩC．9Ω3.6ΩD．9Ω4.5Ω解析：由并联电路特点知R1I1＝R2I2，所以R2＝23R1＝4Ω，R总＝R1R2R1＋R2＝2.4Ω.故选项A正确．答案：A【题后反思】串联电路的每个电阻都分担了一部分电压，在电路中的电压超过用电器额定电压的情况下，可以在电路中串联上一个电阻，以分去一部分电压，使用电器得到所需的电压．串联电阻的这种作用叫做分压作用，起分压作用的电阻叫做分压电阻．图3-3-8在电路中并联一个电阻R，电流就多了一条通路，可以分去电路中的一部分电流(图3－3－8)．在电路中电流超过某个元件所能允许的电流的情况下，给它并联上一个适当的电阻，就可以使通过元件的电流减小到允许的数值．并联电阻的这种作用叫做分流作用，起分流作用的电阻叫做分流电阻．一盏弧光灯的额定电压是40V，正常工作时的电流是5A，如何把它接入电压恒为220V的照明线路上，