答案:導(dǎo)體的電阻大小等于導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體中的電流之比,它是由比值定義法定義的.
1.某次實驗進行數(shù)據(jù)處理時得到的金屬導(dǎo)體A、B的U-I圖像如圖所示.
(1)通過對比分析兩圖線,分析導(dǎo)體的電阻是如何定義的.
(2)寫出電阻的定義式,并分析電阻的大小是否由電壓和電流的大小共同決定.
2.物理意義:電阻R的值反映了導(dǎo)體對電流的 作用.
知識點二　影響導(dǎo)體電阻的因素
1.如圖所示的滑動變阻器,它有四個接線柱A、B、C、D,為什么滑動滑片P可以改變滑動變阻器接入電路的阻值呢?這說明了什么?
答案:當(dāng)滑片P滑動時,滑動變阻器接入電路中的電阻絲長度發(fā)生變化,滑動變阻器接入電路的阻值隨之發(fā)生變化.這說明導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長度有關(guān).
2.觀察下面兩個在相同電壓下亮度不同的燈泡,其燈絲有何不同?這個現(xiàn)象說明了什么?
答案:題圖中發(fā)光較亮的燈泡的燈絲較粗,燈絲橫截面積較大.在相同電壓下,發(fā)光較亮的燈泡中的電流大,燈泡的電阻小,說明導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān).
3.連接電路的導(dǎo)線常用銅絲而不用鐵絲,這是因為相同條件下,銅絲的電阻小.據(jù)此猜測導(dǎo)體的電阻可能與什么因素有關(guān)?
答案:導(dǎo)體的電阻可能跟構(gòu)成它的材料有關(guān).
4.你認(rèn)為研究導(dǎo)體電阻與長度、橫截面積及材料的定量關(guān)系時要用到什么科學(xué)方法?
知識點三　導(dǎo)體的電阻率
1.電阻定律.(1)內(nèi)容:同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的 成正比,與它的 成反比;導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的 有關(guān).(2)公式:R= .
知識點四　伏安特性曲線
研究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓之間的關(guān)系,可以用公式法,也可以用列表法,還可以用圖像法.根據(jù)下面兩個圖像分析討論:(1)甲、乙兩圖中圖線斜率的意義是什么?哪個圖像表示伏安特性曲線?
答案:甲圖中的斜率表示電阻,乙圖中的斜率表示電阻的倒數(shù);乙圖表示伏安特性曲線.
(2)丙、丁兩圖表示的元件是線性元件還是非線性元件?
答案:丙圖對應(yīng)的元件,電流與電壓成正比,該元件為線性元件;丁圖對應(yīng)的元件,電流與電壓不成正比,該元件為非線性元件.
現(xiàn)有兩個導(dǎo)體A和B,利用如圖所示的電路分別測量A和B的電壓和電流,測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示.
1.在坐標(biāo)系中,用縱軸表示電壓U,用橫軸表示電流I,分別將A和B的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點,并作出U-I圖像.
2.對導(dǎo)體A(或?qū)wB)來說,電流與它兩端的電壓有什么關(guān)系?U與I的比值怎樣?
答案:對導(dǎo)體A(或?qū)wB),電流與它兩端的電壓成正比,導(dǎo)體A(或?qū)wB)的電壓與電流的比值是個定值,但二者的比值不相等.
3.對導(dǎo)體A、B,在電壓U相同時,通過哪個電阻的電流小?哪個電阻對電流的阻礙作用大?
答案:電壓相同時,通過導(dǎo)體B的電流小,B對電流的阻礙作用大.
4.通過數(shù)據(jù)分析,你能得出什么結(jié)論?
答案:導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端是否加電壓、導(dǎo)體中是否有電流無關(guān).
I-U圖像(伏安特性曲線)與U-I圖像的比較.(1)坐標(biāo)軸表示的物理量:I-U圖像中,橫坐標(biāo)表示電壓U、縱坐標(biāo)表示電流I;U-I圖像中,橫坐標(biāo)表示電流I,縱坐標(biāo)表示電壓U.
(2)圖線的傾斜程度反映電阻的大小.圖甲中R2R3.
【典例1】(多選)右圖是某導(dǎo)體的I-U圖像,下列說法正確的是(　　)
A.通過該導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比B.此導(dǎo)體的電阻R不變C.此導(dǎo)體電阻R=0.5 ΩD.在該導(dǎo)體的兩端加6 V的電壓時,每秒通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是3 C
探究二　影響導(dǎo)體電阻的因素
實驗:研究導(dǎo)體電阻與長度、橫截面積及材料的定量關(guān)系.1.實驗電路.如圖所示,A、B、C、D是四條不同的金屬導(dǎo)體.其中A與B長度不同,橫截面積、材料相同;A與C橫截面積不同,長度、材料相同;A與D材料不同,長度、橫截面積相同.
2.實驗原理.A、B、C、D串聯(lián),通過它們的電流相同,電壓與導(dǎo)體的電阻成 ,因此電阻之比就轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓之比.
3.進行實驗.(1)按照電路圖連接實物圖,將滑動變阻器的滑片移到最大阻值處.(2)閉合開關(guān)S,用電壓表分別測量A、B、C、D兩端的電壓,記錄在表格內(nèi).
(3)改變滑動變阻器滑片的位置,得到多組實驗數(shù)據(jù).
4.分析數(shù)據(jù).(1)比較A和B的電壓:在 的條件下,導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長度成正比.(2)比較A和C的電壓:在 的條件下,導(dǎo)體的電阻與橫截面積成反比.(3)比較A和D的電壓:在 的條件下,材料不同,導(dǎo)體的電阻不同.
5.實驗結(jié)論.同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的長度l成正比,與它的橫截面積S成反比;導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān).寫成公式是 .
導(dǎo)體材料、橫截面積相同
6.如圖所示,在一長方體導(dǎo)體中分別沿下圖所示的方向通入電流,各物理量已在圖中標(biāo)出,該導(dǎo)體由電阻率為ρ的材料制成.試計算導(dǎo)體中的電流分別為I1和I2時該導(dǎo)體的電阻.
【典例2】在做研究影響導(dǎo)體電阻的因素實驗時,每次需從下表中挑選兩根合適的導(dǎo)線,測出通過它們的電流大小,然后進行比較,最后得出結(jié)論.
(1)為了研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系,應(yīng)選用的兩根導(dǎo)線是　　　　;?(2)為了研究電阻與導(dǎo)體的長度的關(guān)系,應(yīng)選用的兩根導(dǎo)線是　　　　;?(3)為了研究電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系,應(yīng)選用的兩根導(dǎo)線是　　　　;?(4)本實驗所采用的方法是　　　　　　.?
解析:研究影響導(dǎo)體電阻的因素時應(yīng)用控制變量法.(1)研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系,應(yīng)該選長度和橫截面積都相同的兩根導(dǎo)線,即選C、F;(2)研究電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系,應(yīng)該選材料和橫截面積都相同的兩根導(dǎo)線,即選C、G;(3)研究電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系,應(yīng)該選長度和材料都相同的兩根導(dǎo)線,即選A、D.
答案:(1)C、F　(2)C、G　(3)A、D　(4)控制變量法
【典例3】兩根完全相同的金屬導(dǎo)體,如果把其中的一根均勻拉長到原來的4倍,把另一根導(dǎo)線對折絞合起來,則它們的電阻之比為多少?
表格里是幾種導(dǎo)體材料在20 ℃時的電阻率.
1.和同學(xué)討論交流,你能從表中數(shù)據(jù)得到什么信息?
答案:純金屬的電阻率較小,合金的電阻率較大.
2.表格在列出幾種材料的電阻率時,標(biāo)注了溫度是20 ℃,這可能說明了什么?請設(shè)計實驗驗證自己的猜測.
【典例4】(多選)關(guān)于材料的電阻率,下列說法正確的是(　　)A.電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量,電阻率越大的導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大B.金屬的電阻率隨溫度的升高而增大C.20 ℃時,銀的電阻率比錳銅合金的電阻率小D.金屬絲的長度拉長為原來的兩倍,電阻率變?yōu)樵瓉淼膬杀?br/>解析:電阻率大表明導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能差,不能表明導(dǎo)體對電流的阻礙作用一定大,因為電阻才是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量,而電阻除跟電阻率有關(guān)外,還跟導(dǎo)體的長度、橫截面積有關(guān),選項A錯誤;金屬材料的電阻率隨溫度升高而增大,選項B正確;20 ℃時,錳銅合金的電阻率比銀的電阻率大,選項C正確;電阻率是材料本身的一種電學(xué)特性,與導(dǎo)體的長度、橫截面積無關(guān),選項D錯誤.
2.有四個金屬導(dǎo)體甲、乙、丙、丁,它們的U-I圖像如圖所示,電阻最大的導(dǎo)體是(　　)
A.甲　　 　　B.乙　　 　　C.丙　　 　　D.丁
3.有一個長方體金屬電阻,材料分布均勻,邊長分別為a、b、c,且a>b>c.電流沿下列各圖所示方向流過該金屬電阻,電阻的阻值最小的是(　　)
4.一只白熾燈泡,正常發(fā)光時的電阻為121 Ω,當(dāng)這只燈泡停止發(fā)光一段時間后的電阻(　　)A.大于121 Ω　　　　B.小于121 ΩC.等于121 Ω D.無法判斷
5.工業(yè)上采用一種稱為“電導(dǎo)儀”的儀器測量液體的電阻率,其中一個關(guān)鍵部件如圖所示,A、B是兩片面積均為1 cm2 的正方形鉑片,間距為d=1 cm,把它們浸沒在待測液體中,若通過兩根引線加上U=6 V的電壓時,測出電流I=1 μA,則這種液體的電阻率為多少?
答案:6×104 Ω·m

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