粤教版高中物理选修31第二章电路导学案.docx

粤教版高中物理选修31第二章电路导学案.docx

《粤教版高中物理选修31第二章电路导学案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《粤教版高中物理选修31第二章电路导学案.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

粤教版高中物理选修31第二章电路导学案

第二章电路

2.1探究决定导线电阻的因素

一、电阻定律的实验探究

1．电阻是导体本身的一种性质，它描述导体对电流的________作用．

2．实验表明，均匀导体的电阻R跟它的长度l成____比，跟它的横截面积S成____比，这就是电阻定律．公式表示为R＝ρ________.

二、电阻率

1．电阻定律中的比例常数ρ跟

__________有关，是一个反映材料__________的物理量，称为材料的电阻率．在国际单位制中ρ的单位是________．

2．实验表明，材料的电阻率随温度的变化而________，金属的电阻率随温度的升高而____.

一、电阻定律的实验探究

[问题情境]

1.影响电阻的因素可能有哪些？

2．由于影响导线电阻的因素不是单一的，实验采用了控制变量法，如何实施？

3．探究实验思路，设计实验电路图．

4．保持导线的材料和横截面积不变，探究电阻与导线长度间的关系时，得到的结论是什么？

5．保持导线的长度和材料

不变，探究不同横截面积与电

阻的关系时，得到的结论是什么

？

6．保持导线的长度和横截面积不变，探究不同材料与电阻的关系时，得到的结论是什么？

[要点提炼]

1．电阻定律：

均匀导体的电阻R跟它的长度l成______比，跟它的横截面积S成______比．

2．公式表示：

R＝ρ________，式中ρ是比例常数，反映材料对导体电阻的影响．

[问题延伸]

滑动变阻器是采用什么方法改变电阻大小的？

二、电阻率

[问题情境]

1.什么是电阻率？

它有什么物理意义？

2．金属的电阻率有什么特点？

3．阅读课本“资料活页”回答：

什么是超导体？

[要点提炼]

1．电阻率：

（1）定义：

是一个反映材料导电性能的物理量，其大小跟导体的材料有关．

（2）物理意义：

数值上等

于这种材料制成的长为1m，横截面积为1m2的

导体的电阻；ρ值越大，该材料的导电性能越差．

（3）单位：

使用国际单位制，其单位是Ω·m，读作欧姆米，简称欧米．

2．电阻率与温度的关系：

（1）金属的电阻率随温度升高而增大，应用举例：

铂电阻温度计．

（2）有些合金的电阻率受温度影响很小，应用举例：

锰铜合金和镍铜合金用来制作标准电阻．

[问题延伸]

公式R＝

与R＝ρ

的区别是什么？

例1　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

变式训练1　导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是（　　）

A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比

B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比

C．电压一定，电阻与通过导体的电流成正比

D．电流一定，电阻与导体两端的电压成反比

例2　一根粗细均

匀的金属裸导线，若把它均匀拉长为原来的3倍，电

阻变为原来的多少倍？

若将它截成等长的三段再绞合成一根，它的电阻变为原来的多少？

（设拉长与绞合时温度不变）

变式训练2　一段粗细均匀的电阻丝，电阻为48Ω，当把它截成相同的n段，再将n段电阻丝合成一股，测得电阻为3Ω，则n等于多少？

【即学即练】

1．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导体的电阻，因此，导体有电流通过时才具有电阻

B．由R＝

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．以上说法均不对

2．一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段，再将它们并联起来，测得阻值为3Ω，则此电阻丝原来的阻值为（　　）

A．9Ω

B．8ΩC．27ΩD．3Ω

3．一根阻值为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

时

D．当L和横截面的半径都增大一倍时

4．一只“220V,100W”的灯泡工作时电阻为484Ω，拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻，下列说法中正确的是（　　）

A．小于484Ω

B．大于484Ω

C．等于484Ω

D．无法确定

2.2对电阻的进一步研究

一、导体的伏安特性曲线

1．用纵轴表示__________，用横轴表示________，画出的______图线

叫做导体的伏安特性曲线．

2．金属导体的伏安特性曲线是______________，即电流与电压成________的线性关系，具有这种伏安特性曲线的元件叫做线性元件．

3．气态导体和二极管等器件的伏安特性曲线不是______，________定律不适用，这种元件称为非线性

元件．

二、电阻的串联和并联

1．串联电路中各个电阻两端的____跟它的______成正比．

2．并联电路中通过各个电阻的____跟它的______成反比.

一、导体的伏安特性曲线

[问题情境]

1.什么是导体的伏安特性曲线？

2．区别线性元件和非线性元件．

3．二极管有什么特性？

如何识别二极管的正负极？

[要点提炼]

1．伏安特性曲线：

用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的______图线．

2．线性元件：

电流和电压成正比关系，其伏安特性曲线为______的元件．

3．非线性元件：

电流和电压不具有正比关系，其伏安特性曲线______，这种元件称为非线性元件．

例如：

气体导体、二极管等

[问题延伸]

1．欧姆定律的适用范围是怎样的？

2．根据下列甲、乙两伏安特性曲线图回答问题

（1）图甲中直线的斜率有什么物理意义？

（2）图甲中哪一条直线代表的导体的电阻较大？

（

3）

图乙中

代表电阻的倒数吗？

曲线上某点的斜率能否代表电阻的倒数？

二、电阻的串联

[问题情境]

1.什么样的电路是串联电路？

2．串联电路中各个电阻上的电流有什么特点？

3．串联电路两端的总电压与各个电阻两端的电压有怎样的关系？

4．串联电路的总电阻与电路中各电阻间有怎样的关系？

　[要点提炼]

串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即有

＝

＝…＝I

[问题延伸]

滑动变阻器是怎样起到分压作用的？

电路应如何连接？

三、电阻的并联

[问题情境]

1.如何组成并联电路？

2．并联电路中各个电阻上的电压有什么特点？

3．并联电路的总电流与各支路电流有什么关系？

4．并联电路的等效电阻与各电阻之间的关系是怎样的？

5．什么是导体、绝缘体和半导体？

[要点提炼]

并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比：

即I1R1＝I2R2＝…＝U.

例1某导体中的电流随其两端电压的变化图象如图1所示，则下列说法中正确的是（　　）　

图1

A．该元件是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导体在某状态的电阻

B．加5V电压时，导体的电阻约是5Ω

C．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小

D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小

变式训练1　电阻R1和R2的伏

安特性曲线如图2所示，已知R1＝1Ω，则R2的阻值为（　　）

图2

A．3ΩB.

ΩC.

ΩD.

Ω

例2　如图3所示的电路中，R1＝8Ω，R2＝4Ω，R3＝6Ω，R4＝3Ω.

图3

（1）求电路中的总电阻．

（2）当加在电路两端的电压U＝42V时，通过每个电阻的电流是多少？

变式训练2　如图4所示，有三个电阻，已知R1∶R2∶R3＝1∶3∶6，则电路工作时，电压U1∶U2为（　　）

图4

A．1∶6B．1∶9

C．1∶3D．1∶2

【即学即练】

1．下列说法正确的是（　　）

A．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小

B．当加在导体两端的电压变化时，导体中的电流也发生变化，但是电压和电流的

比值对这段导

体来说等于恒量

C．只有金属导体的伏安特性曲线才是直线

D．欧姆定律也适用于非线性元件

2．三个阻值都为12Ω的电阻，它们任意连接、组合，总电阻不可能为（　　）

A．4ΩB．24ΩC．8ΩD．36Ω

3．下列说法正确的是（　　）

A．一个电阻和一

根无电阻的理想导线并联总电阻为零

B．并联电路任一支路电阻都小于电路的总电阻

C．并联电路任一支路电阻增大（其他支路不变），总电阻也增大

D．并联电路任一支路电阻增大（其他支路不变），总电阻一定减少

4．以下给出几种电学元件的电流与电压的关系图象，如图5所示，下列说法中正确的是（　　）

图5

A．这四个图象都是伏安特性曲线

B．这四种电学元件都是线性元件

C

．①②是线性元件，③④是非线性元件

D．这四个图象中，直线的斜率都表示了元件的电阻

2.3研究闭合电路

一、电动势

1．一个闭合电路可以分为两部分：

__________和__________．电源外部的电路叫做________，外电路上的电阻称为__________，电源内部的电路叫________，内电路上的电阻即电源的电阻称为__________，用______表示．

2．电动势：

是用来描述电源特性的物理量，数值上等于_____________，用符号______表示，单位是________．

二、闭合电路的欧姆定律

1．电源的电动势E与U外和U内的关系为：

___________________________________.

2．闭合电路中的电流I，外电阻R、内电阻r与电源电动势E的关系为：

__________.

3．闭合电路的欧姆定律：

闭合电路中的电流跟电源的电动势成________比，跟内、外电路的电阻之和成________比．公式表示为I＝______.

三、路端电压跟负载的关系

1．路端电压：

就是________，也可以理解为电源两极间的电压．

2．负载：

电路中，

消耗电能的元件常常称为负载．负载变化时，电路中的电流就会变化，路端电压也随之变化．

3．当外电阻R（负载）增大时，由闭合电路欧姆定律I＝________可知，电路中的电流I

减小，根据U＝________－Ir可知，此时路端电压U将________．相反，当外电阻（负载）R减小时，电流I将__________，路端电压U将________．

四、测量电源的电动势和内阻

电源的特性主要由______和________来描述．测电源的电动势和内阻的

实验所依据的原理是_________，对于实验所得数据通常用______

__法和________法来处理.

一、电动势

[问题情境]

1.简述闭合电路、外电路、内电路、外电阻、内电阻的概念．　

2．用

什么物理量来描述电源的特性呢？

[要点提炼]

1．电动势：

描述电源特性，表示电源提供电能本领的物理量．

2．电动势的数值：

等于不接用电器时电源______间电压．

3．电动势用______表示，单位是______．

二、闭合电路的欧姆定律

[问题情境]

一个闭合电路由内电路和外电路组成，根据初中学过的欧姆定律可以研究其外电路电阻两端电压与电流的关系，但是内电路以及整个闭合回路又怎样研究呢？

1．类比于水流和地势，说明在外电路以及外电阻上电流的方向与电势有什么关系？

2．类比于抽水机，说明电源内部电流的方向与电势的关系？

3．课本“观察与思考”问题中，V1与电

源的电动势有什么关系？