高中物理第3章恒定电流第2节电阻课堂互动教案鲁科版选修31整理.docx
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高中物理第3章恒定电流第2节电阻课堂互动教案鲁科版选修31整理
高中物理第3章恒定电流第2节电阻课堂互动教案鲁科版选修3-1
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第2节电阻
课堂互动
三点剖析
一、对欧姆定律的理解
1.R是一个跟导体本身有关的量，与导体两端电压U和通过的电流I无关,绝不能由R=
而错误地认为“R与U成正比，R与I成反比".
2.欧姆定律是一个实验定律，是在金属导电的基础上总结出来的.使用欧姆定律时应注意：
（1）欧姆定律并不适用于所有导电现象。
除金属外，对电解液导电也是适用的,但对气体导电就不适用了。
欧姆定律适用于“线性电阻”。
（2）将欧姆定律变形得R=UI，是电阻的定义式，表明了一种量度和测量电阻的方法,并不说明“电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比”.R=UI适用于所有导体，无论是“线性电阻”还是“非线性电阻”。
3。
“I=
”与“I=
”两者是不同的，I=
是电流的定义式，只要导体中有电流，不管是什么导体在导电，都适用，而I=
是欧姆定律的表达式，只适用于特定的电阻（线性电阻）,不能将两者混淆.
【例1】根据欧姆定律,下列说法中错误的是（ ）
A.从关系式R=
可知，对于一个确定的导体来说，如果通过的电流越大，则导体两端的电压也越大
B.从关系式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。
从关系式I=
可知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比
D。
从关系式R=
可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过的电流的比值是一确定值
解析：
将欧姆定律的数学表达式I=
转换成公式R=
和公式U=IR,其中公式I=
表示电流的决定式，即I与U成正比,与R成反比；公式R=
是电阻的定义式，即R与U、I皆无关；公式U=IR只是电流I经过电阻R的电压降，即U与I成正比（R一定时）,与R成正比（I一定时），所以A、C、D都是正确的说法。
答案:
B
二、导体的伏安特性曲线
用横轴表示电压U,纵轴表示电流I，画出的I-U的关系图象叫做导体的伏安特性曲线,如图3—2-1所示.伏安特性曲线直观地反映出导体中的电压与电流的关系.
图3-2-1
金属导体的伏安特性曲线是一条过原点的直线，直线的斜率为金属导体的电阻的倒数.具有这种特性的电学元件叫做线性元件，通常也叫纯电阻元件，欧姆定律适用于该类型电学元件.对欧姆定律不适用的导体和器件,伏安特性曲线不是直线，这种元件叫做非线性元件,通常也叫做非纯电阻元件.
我们也可以作出U—I曲线，U-I曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻。
在做导体的伏安特性曲线时,坐标轴标度的选取是任意的，因此利用图线的斜率求电阻大小时,不能用tanθ,必须利用ΔU和ΔI的比值计算。
【例2】图3—2-2所示的图象所对应的两个导体：
图3-2-2
（1）电阻关系R1∶R2为_________；
（2）若两个导体中的电流相等（不为零）时,电压之比U1∶U2为_________；
（3）若两个导体的电压相等（不为零）时,电流之比I1∶I2为_________。
解析：
本题考查欧姆定律和I—U图象的综合应用，我们只要清楚欧姆定律的内容及I—U图象的意义，题目即可解决。
（1）由I-U图象可知，R=
所以
R1=
Ω=2Ω,R2=
Ω=
Ω
因此R1∶R2＝2∶（
）＝3∶1.
（2）由欧姆定律得U1=I1R1,U2=I2R2
由于I1＝I2，则U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1.
（3）由欧姆定律得I1=U1R1，I2=U2R2，由于U1＝U2
所以I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3。
答案：
（1）3∶1
（2）3∶1 （3）1∶3
三、欧姆定律与电阻定律
1。
由欧姆定律导出的R=
，是电阻的定义式，公式表明可由电路的工作状态来计算电阻的大小,但电阻大小与加在它上面的电压和通过它的电流均无关。
2.电阻定律R=
是电阻的决定式，公式表明电阻的大小由导体本身的因素决定,其中电阻率反映了材料的导电性能.同种材料导体的电阻随导体长度和横截面积的变化而变化。
3.电阻和电阻率是不同的两个物理概念，不能混淆.电阻反映的是导体本身导电性能的物理量，它与导体的几何形状有关;而电阻率是反映材料本身导电性能的物理量，它与材料制成什么样的导体无关，只由导体材料和温度决定.不能根据ρ=
错误地认为电阻率跟导体的横截面积S成正比，跟导体长度l成反比。
【例3】两根完全相同的金属导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的4倍,把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为_________。
解析：
由电阻定律设金属导线原来的电阻为R=ρ
拉长后l1=4l,因为总体积V＝lS保持不变，所以截面积S1=S/4。
所以：
R1=ρ
=16R
对折后l2＝l/2,截面积S2＝2S
所以:
R1=
则后来两导线的电阻之比：
R1∶R2＝64∶1。
答案：
64∶1
温馨提示
某一导体形状改变后，讨论其电阻变化要抓住要点:
（1）电阻率不变；
（2）总体积不变,由V＝lS可知l和S成反比例变化.在ρ、l、S都确认后，应用电阻定律R=ρ
来判断.
【例4】一个标有“220V60W”的白炽灯泡，加上的电压U由0逐渐增大到220V,在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示,在图3-2—3所示的四个图线中，符合实际的是…（ ）
图3—2—3
解析：
在U-I图象中R=
=tanθ，由于电压增大时灯丝温度明显升高，所以灯丝电阻增大，即图象的斜率应当增大.又由于电阻率随温度升高而单调增大，所以斜率应当单调增大。
可判断A、C、D图肯定不符合实际，从而只能选B。
答案：
B
各个击破
类题演练1
若加在某导体两端的电压变为原来的
时，导体中的电流减小了0。
4A.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流是多大?
解析：
依题意和欧姆定律得:
R=
，所以I0＝1.0A
又因为R=
，
所以I2＝2I0＝2.0A。
答案:
2.0A
类题演练2
某电流表的电阻约为0.1Ω，它的量程是0。
6A,如将这个电流表直接连接到2V的蓄电池的两极上，会产生什么后果?
解析:
因为电流表的电阻很小，直接连到电源的两极上后，会因通过电流表的电流过大而烧坏电流表。
该题只需计算出在2V的电压下通过电流表的电流值,然后跟电流表的量程进行比较即可.
根据欧姆定律：
I=
A=20A
20A
0.6A，会将电流表烧坏。
答案：
会将电流表烧坏
变式提升1
将10V电压加在阻值为500Ω的金属导体两端，在1min内有多少电子通过导体的横截面？
解析：
根据欧姆定律求出金属导体中的电流,再结合电流的定义式即可求出1min内通过导体横截面的电荷量，最后求出电子数目.
根据欧姆定律知,通过导体的电流:
I=
A=0。
02A。
在1min内通过导体横截面的电荷量:
q=I·t=ne,
即0。
02×60＝n×1。
6×10－19
在1min内通过导体横截面的电子数为：
n＝7。
5×1018（个）。
答案：
7。
5×1018（个）
类题演练3
如图3—2—4所示，为导体a、b的U—I图线,由此判断（ ）
图3-2—4
A.导体a的电阻大于导体b的电阻
B.导体a的电阻小于导体b的电阻
C。
若将两导体串联,导体a的发热功率大于导体b的发热功率
D.若将两导体并联，导体a的发热功率大于导体b的发热功率
解析：
导体的电阻I=
在导体a、b的U—I图线上分别取横坐标相同（即电流值相同）的两点。
由图知导体a的U-I图上该点的纵坐标较大，故导体a的电阻R=
较大.故选项A正确，B错误。
在串联电路中，各段电路上损耗的电功率跟电路电阻成正比，而在并联电路中，每条支路上损耗的电功率跟支路电阻成反比。
由于Ra＞Rb，故C正确，D错误.
答案：
AC
变式提升2
如图3—2—5所示为某小灯泡的电流与其两端的电压关系图线，试分别计算出其电压为5V、10V时小灯泡的电阻,并说明电阻的变化规律.
图3—2—5
解析：
根据图象，当电压为5V时,电流为0。
5A,所以有：
R=
Ω=10Ω
当电压为10V时,电流为0.7A，所以R2=
Ω≈14.3Ω
随着电压的升高，曲线的斜率越来越小,电阻越来越大,因此其电阻是非线性电阻，不是一个固定的值.
类题演练4
如图3-2—6所示，P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L,直径为D，镀膜的厚度为d,管两端有导电金属箍M、N.现把它接入电路中,测得它两端电压为U，通过它的电流为I，则金属膜的电阻为_______，镀膜材料电阻率的计算式为ρ=_________。
图3—2-6
解析：
由欧姆定律可得R=
由电阻定律R=ρ
可得:
R=ρ
，则
.
答案：
R=
变式提升3
如图3—2—7所示，一圈粗细均匀的导线长1200m，在两端点A、B间加上恒定电压时，测得通过导线的电流0。
5A.如剪去BC段，在A、C两端加同样电压时，通过导线的电流变为0.6A，则剪去的BC段多长？
图3-2—7
解析：
由于电压恒定，根据欧姆定律可算出导线AB和AC段的电阻比,再根据电阻定律算出长度比，即得剪去的导线长度。
设整个导线AB的电阻为R1，其中AC段的电阻为R2，根据欧姆定律：
U＝I1R1＝I2R2，
所以
.再由电阻定律,导线的电阻与其长度成正比，所以AC段导线长：
l2=
×1200m＝1000m,由此可知，剪去的导线BC段的长度为:
lx＝l1—l2＝200m.
答案：
200m
类题演练5
神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与针髓鞘两大类.现代生物学认为，髓鞘是由多层（几十到几百层不等）类脂物质——髓质累积而成的，髓具有很大的电阻.已知蛙有髓鞘神经，髓鞘的厚度只有2μm左右.而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105Ω.若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率。
若有一圆柱体是由髓质制成的，该圆柱体的体积为32πcm3，当在其两底面上加上1000V的电压时，通过该圆柱体的电流为10πμA,求此圆柱体的圆面半径和高.
解析:
（1）由电阻电律：
R=ρ
已知S=1cm2=1×10-4m2，
l=2μm=2×10—6m,R=1。
6×105Ω.
所以ρ=
Ω·m=8×106Ω·m。
（2）由欧姆定律、电阻定律和圆柱体体积公式有
代入数据：
得:
髓质的电阻率为8×106Ω·m;圆面半径为4cm，高为2cm。
答案：
4cm2cm
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