高中物理 电阻定律 电阻率教案 人教版第二册.docx

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高中物理电阻定律电阻率教案人教版第二册

2019-2020年高中物理电阻定律电阻率教案人教版第二册

一、教学目标

1．进一步深化对电阻的认识

2．掌握电阻定律及电阻率的物理意义，并了解电阻率与温度的关系

二、教学重点、难点分析:

1．重点：

电阻定律

2．难点：

电阻率

3．疑点：

超导现象的产生

4．解决办法

①对于重点，主要是通过课堂上师生一起（教师动手，学生观察）探索，最后用科学的处理方法导出定律，这样加深了学生对该知识点的渗透。

②对于难点，主要是通过与电阻的比较，从而明确电阻是反映导体本身属性；电阻率是材料本身的属性。

③对于疑点主要是通过实验来加强直观感觉。

三、教学方法：

实验演示，启发式教学

四、教具：

电阻定律示教板（含金属丝）学生电源电流表伏特表滑动变阻器电键导线火柴废弃的“220V40W”白炽灯幻灯片投影仪计算机自制CAI课件

五、教学过程：

（一）提出问题，引入新课

1．为了改变电路中的电流强度，怎样做？

由欧姆定律I=U/R，只要增加导体两端的电压U或降低导体电阻R即可。

2．R=U/I的含义，如何测定电阻（让学生自己设计电路）？

从上述的回答我们不难发现电阻R与两端电压及流过电流强度无关，那么它由谁决定呢？

（二）进行新课

1．探索定律——电阻定律

①R可能与哪些因素有关？

（科学猜想）

（材料、长度、横截面积、温度……）

②解决方法——控制变量法。

（回忆欧姆定律的研究或牛顿第二定律的研究）

③演示实验　幻灯投影电路图。

A．出示电阻定律示教板、金属材料

B．教师与学生一起连接电路，先让E、F分别接A、a，测得一组数据（U、I）记入下表。

然后把a、b用短导线连接，E、F分别接A、B，又得一组（U、I）．再把A、B用一短线连接，E、F分别接A（B）a（b）．又得一组数据（U、I）．

C．换用E、F分别接不同材料金属丝C、c，又得一组数据。

D．分析数据

a）先定性观察→R与材料、长度、横截面积有关

b）定理推理

2．电阻定律

①内容——在温度不变时，导线的电阻与它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。

②表达式

说明　——长度　S——横截面积　——比例系数

3．电阻率——ρ

①单位欧·米

②物理意义反映材料导电性能好坏。

在数值上它等于用该材料制成的1m长，横截面积为1m2的导体电阻。

③测量——学生思考

（幻灯投影书上154页各材料电阻率——20℃时）

引导学生结合生活实际，了解为了电业工人的安全，为使在相同电压下电流小，选用电阻率较大的橡胶、木头等制造电工用具把套。

④电阻率与温度关系

由表格上面写着20℃，要学生明白这意味着这张表格的数据是在20℃时测得的，即电阻率与温度有关。

[演示]（幻灯投影电路图）

连接，用火柴点燃来加热白炽灯灯丝后再移开。

现象：

发现小灯泡先变暗后又慢慢变亮

材料的电阻率随温度变化而变化。

利用金属的电阻率随温度升高而增大，制成温度计（电阻温度计），但也有些材料的电阻率不随温度改变而改变。

（三）例题精讲

【例】把一均匀导体切成四段并在一起，电阻是原来的多少倍？

拉长四倍后是原来多少倍？

解析：

由电阻定律

切成四段体积不变，

故　S→4S

所以变为

同理拉长四倍后，变为原来的16倍

（四）总结、扩展

打开计算机，利用多媒体教学课件再次展示决定电阻大小的因素，再现实验现象，形象直观，给学生留下深刻的印象。

本节课主要通过猜想→探索→得出定律的过程验证，并得到了电阻定律，由实验感知电阻率与温度的关系，关于超导的应用有待同学们进一步去探讨。

六、布置作业：

1．第154页

（1）

（2）（3）题做在作业本上。

2．思考154页（4）题

附：

板书设计

2019-2020年高中物理电阻定律学案新人教版必修3

【自学目标】

1.掌握电阻定律，并能进行有关的计算

2.理解电阻率的概念，知道电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量

【自学重难点】

1.电阻率概念的理解

2.电阻和电阻率的区别和联系

【知识连接】

1.欧姆定律和电阻的有关知识

2.控制变量法和实验探究法

【导学求思】

一、影响导体电阻的因素

1.在导体横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成

2.在导体长度、材料相同的条件下，导体的电阻与横截面积成

3.导体的电阻还与导体的材料有关，在长度、横截面积相同时，材料不同，其电阻值

4.通过实验探究电阻与长度、横截面积、材料三个因素的关系，采用

二、电阻定律

1.导体的电阻是导体本身的一种，它是由导体决定的，导体的电阻跟它的有关；跟它的有关；跟它的有关。

2.公式：

，表示：

3、电阻定律：

同种材料的导体，其电阻R与它的长度L成，与它的横截面积成；导体的电阻与有关。

表达式R=，式中ρ是比例系数，它与导体的材料有关，是表征的一个重要的物理量。

3.与的区别

意义

决定式

定义式

理解

理解

说明导体的电阻由决定，即与成正比，与S成反比

提供了一种测电阻的方法——伏安法，不能认为R与U成正比，与I成反比

适用范围

金属导体、电解质溶液

任何电阻

4.电阻率

（1）物理意义：

（2）公式：

，单位：

，符号：

（3）各种材料的电阻率一般不同，纯金属的电阻率，合金的电阻率。

（4）电阻率与温度的关系，电阻率往往随温度的变化而变化。

金属的电阻率随温度升高而

，半导体和电介质的电阻率随温度的升高而，有些合金如锰铜、镍铜

的电阻率几乎不受温度变化的，当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻

率突然减小到零成为。

例1如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10cm，bc=5cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1A；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为（）

A、4AB、2A

C、AD、A

解析：

设将A与B连入电路时，电阻为R1，C与D连入电路时电阻为R2，金属片厚度为h，

由电阻定律得

所以R1∶R2=4∶1,故后者电流I2=4I1.

答案选A

例2某用电器离供电电源距离为L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为ρ，该输电线的横截面积最小值是（）

A、ρL/RB、2ρLI/U

C、U/ρLID、2UL/Iρ

解析：

输电线的总长为2L，

据电阻定律得R=ρ，

由题意知IR≤U，故S≥.

正确答案为B

例3如图所示，两只相同的白炽灯L1和L2串联接在电压恒定的电路中.若L1的灯丝断了，经搭丝后与L2.串联，重新接在原电路中，则此时L1的亮度与灯丝未断时比较（）

A.不变B.变亮C.变暗D.条件不足，无法判断

解析：

设两灯电阻为R1和R2，外加电压为U，则灯L1消耗的电功率为

.

灯L1断后重新搭接，R1变小，故上式中变量仅是R1.

注意到为常量，故当即时，最小，此时P1最小；当R1变小，则变大，结果P1变小，灯L1变暗.

所以，正确的答案是C.

【巩固练习】

一、课本P59的问题与练习

二、补充练习

1.下列关于电阻率的叙述，错误的是（）

A．当温度极低时，超导材料的电阻率会突然减小到零

B．常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的

C．材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度

D．材料的电阻率随温度变化而变化

2．一粗细均匀的镍铬丝，截面直径为d，电阻为R。

把它拉制成直径为d／10的均匀细丝后，

它的电阻变为（）

A．R／1000B．R／100C．100RD．10000R

3．用电器离电源L米，线路上的电流为I，为使在线路上的电压降不超过U，已知输电线的

电阻率为ρ。

那么，输电线的横截面积的最小值是（）

A.B．2C．D．

4．一根阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下

其电阻值仍为R（）

A．当L不变，S增大一倍时B．当S不变，L增大一倍时

C.当L和S都缩为原来的1/2时D．当L和横截面的半径都增大一倍时。

5．有长度相同，质量相同，材料不同的金属导线A、B各一根。

已知A的密度比B的大，

A的电阻率比B的小。

则A、B两根导线的电阻为（）

A．RA＞RBB．RA＜RBC．RA=RBD．无法判断

6．一只白炽灯泡，正常发光时的电阻为121Ω，当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应

是（）

A．大于121ΩB．小于121ΩC．等于121ΩD.无法判断

7．关于导体和绝缘体的如下说法正确的是（）

A．超导体对电流的阻碍作用等于零

B．自由电子在导体中走向移动时仍受阻碍

C．绝缘体接在电路中仍有极微小电流通过

D．电阻值大的为绝缘体，电阻值小的为导体

8.在一根长l=5m，横截面积S=3.5×10-4m2的铜质导线两端加2．5×10-3V电压。

己知铜的

电阻率ρ=1.75×10-8Ω·m，则该导线中的电流多大？

每秒通过导线某一横截面的电子数为

多少？

9．相距40km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800Ω，如果在A、B间的某处发生短

路，这时接在A处的电压表示数为10V，电流表的示数为40mA，求发生短路处距A处有多

远？

如图所示。

【拓展提高】

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增大

C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小

D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量

2.将截面均匀、长为L、电阻为R的金属导线截去，再拉长至L，则导线电阻变为

（）

A.B.C.D.nR

3.两根完全相同的金属裸导线，如果把其中一根均匀拉长到原来的两倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同的电压，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为（）

A.1:

4B.1:

8C.1:

16D.16:

l

4.一段长为L，电阻为R的均匀电阻丝，把它拉制成3L长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为（）

A．R／3B．3RC．R／9D．R

5.甲乙两条铜导线质量之比M甲:

M乙=4:

1,长度之比为L甲:

L乙=1:

4，则其电阻之比R甲：

R乙为（）

A．1:

1B．1:

16C．64:

1D．1:

64

6.白炽灯接在220V电源上能正常发光，将其接在一可调电压的电源上，使电压逐渐增大到220V，则下列说法正确的是（）

A.电流将逐渐变大

B.电流将逐渐变小

C.每增加1V电压而引起的电流变化量是相同的

D每增加1V电压而引起的电流变化量是减小的

7.有四个阻值为R的电阻全部使用，经过不同组合可以获得不同阻值的等效电阻，下列阻值中可以获得的阻值为（）

A.4RB.2RC.RD.0.6R

8.已知铜的电阻率小，合金的电阻率大，铂的电阻率随温度有明显变化，锰铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，则在下列空格处填上合适材料:

连接电路的导线用______，电炉的电阻丝用______，电阻温度计用______，标准电阻用______

9.两导线长度之比为1∶2，横截面积之比为3∶4，电阻率之比为5∶6，则它们的电阻之比为______。

10.输出电压恒定的电源与一根玻璃管中的水银柱组成电路，水银柱中通过的电流为0.1A，今将这些水银倒进另一根玻璃管中，管的内径是原来的2倍.重新与该电源组成电路，则流过水银柱的电流为______.

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。

12.A、B两地相距40km，从A到B两条输电线的总电阻为800Ω，若A、B之间某处E两条输电线发生短路，为查明短路地点，在A处接上电源，测得电压表示数为10V，小量程电流表读数为40mA，如图所示，则短路处距A多远?

【学习材料】

1、对电阻率ρ的理解

反映了材料导电性能的好坏，由R=ρL/s可得，ρ=RS/L,可以得出某材料的电阻率在数值上就等于用该材料制成的长为1米、横截面积为1平方米的导体的电阻。

思考：

一白炽灯泡铭牌显示“220V，100W”字样，由计算得出灯泡灯丝电阻R=484?

，该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的电阻值，两者一样吗？

为什么？

【拓展提高】答案：

1、BCD2、C3、C4、D5、D6、AD7、AC

8、电路导线需选ρ小的，故选铜；电炉的电阻丝需选ρ大的，故选合金；电阻温度计需选ρ随温度变化明显的，故选铂；标准电阻需选ρ随温度变化基本稳定不变的，故选锰铜合金

9、5∶910、1.6A11

12、距A端12.5km