物理必修 第三册第十一章 电路及其应用2 导体的电阻导学案

11.2  导体的电阻

【学习目标】

1. 体会物理概念及规律的建立过程，理解电阻的定义。
2. 了解金属导体的电阻与材料、长度和機截面积的定量关系，体会物理学中控制变量的研究方法。
3. 了解电阻率的物理意义及其与温度的关系。通过查找资料、交流讨论，初步了解超导现象及其应用。
4. 能由伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别，体会电阻率在科技、生活中的应用。

【开启新探索】

初中我们已学习了导体的电阻相关知识，回顾一下，导体的电阻与哪些因素有关、又有怎样的关系？高中我们将继续学习，这些因素之间的定量关系。

【质疑提升1】电阻

1．结合初中所学，我们继续回顾，电阻是如何定义的？

2．通过导体A、B的U－I图说明，为什么这样定义电阻？

3．电阻具有怎样的物理意义？

【质疑提升2】影响导体电阻的因素

1.  我们知道，导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关。那么，导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料之间有怎样的定量关系？如何研究，你有怎样的方案？

2. 分析课本中的参考案例，体现出了怎样的物理方法或物理思想？
    

3. 通过实验分析可以得出导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有怎样的关系？可以写成怎样的公式？

4. 阅读课本，理解、说明电阻关系式中ρ的相关知识。

5. 观察课本”表 几种导体材料在20˚C时的电阻率”，思考：同样条件下，你想选用哪种导体作为导线的材料？为什么？然后再思考：ρ具有怎样的物理意义？

【质疑提升3】伏安特性曲线

1. 伏安特性曲线的纵轴和横轴分别表示什么物理量？

2. 什么是线性元件？什么是非线性元件？

3. 通过I－U图，是否可以反映电阻的大小？如果可以，怎样可以说明电阻的大小？

【学以致用】

1. 关于电阻率的正确说法是(　　)

A．电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关

B．电阻率表征了材料的导电能力的强弱，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

2.  如图所示，一长方形铜柱长、宽、高分别为l、n、m。分别把长方体的ab端、cd端、ef端接入电路时，计算接入电路中的电阻各是多大．(设电阻率为ρ)

3. 电路中有一段圆柱形的金属丝，长为L、直径为D，电阻为R，要使电阻变为4R，下列可行的方法是(     )

A. 将金属丝对折后拧成一股 

B. 将金属丝直径减小为 D/2  

C. 将金属丝拉长至2L

D. 将金属丝两端的电压提高到原来的4倍

4.  某人买了 100 m 规格为 4 mm2的铜导线为7 A 的空调供电使用。实际上恰好用去了一半导线。如果空调能够正常工作，制冷时在这段导线上损失的电压约是多少？

【素养提升专练】

1. 关于材料的电阻率，下列说法中正确的是(  )

A. 把一根长导线截成等长的三段，每段的电阻率是原来的

B. 金属的电阻率随温度的升高而减小

C. 纯金属的电阻率较合金的电阻率大

D. 电阻率是反映材料导电性能的物理量

2.  一段粗细均匀的镍铬合金丝，横截面的直径为d，电阻为R，如果把它拉成直径为的均匀细丝，电阻值将变为（   ）

A．    B．16R     C．256R      D．

3.  如图所示，材料相同、厚度相同、表面均为正方形的两个导体，其表面的面积不同，则通过相同方向电流时，电阻大小关系为R1        R2 。

4. 某同学对四个电阻各进行了一次测量， 把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点，得到了图中 A、B、C、D 四个点。四个电阻的大小关系为                    。若纵轴是I、横轴是U，四个电阻的大小关系为                    。

5．小灯泡的伏安特性曲线如图中AB段所示，由图可知，灯丝的电阻因温度的影响改变了多少？

6. 在实验室用一段导线连接一个“ 3V 0.25 A”的小灯泡做实验时，一般都不会考虑导线的电阻。如果导线的横截面积是 1 mm2 ，请你估计导线的长度，计算它的电阻，然后说明可以不考虑导线电阻的理由。

7.  一只鸟站在一条通过 500A电流的铜质裸导线上。鸟两爪间的距离是4cm，输电线的横截面积是120 mm2 。求鸟两爪之间的电压。

8.  某同学想探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律。他拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。他量得盐水柱的长度是 30cm，并测出盐水柱的电阻等于R。现握住橡胶管的两端把它拉长，使盐水柱的长度变为 40 cm。如果溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，此时盐水柱的电阻应该等于多少？

8. 如图，一块均匀的长方体样品，长为 a，宽为 b，厚为 c。电流沿 AB 方向时测得样品的电阻为 R，则样品的电阻率是多少？ 电流沿 CD 方向时样品的电阻是多少？

10. 人体含水量约为 70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某脂肪测量仪原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例。

（1）肥胖的人与消瘦的人电阻不同的主要原因是什么？

（2）激烈运动之后、沐浴之后测量数据会不准确，这可能是什么原因？

11. 一根长为0.5m的金属丝，横截面积为3.0mm2，在它两端加上0.15V的电压时，通过金属丝的电流为2.0A，求金属丝的电阻率。