
【學習目標】
1、體會物理概念及規(guī)律的建立過程,理解電阻的定義。
2、通過實驗探究,了解金屬導體的電阻與材料、長度和橫截面積的定量關系,體會物理學中控制變量的研究方法。
3、引導學生觀察實驗現(xiàn)象,對數(shù)據(jù)進行分析思考,了解電阻率的物理意義及其與溫度的關系。通過查找資料、交流討論,初步了解超導現(xiàn)象及其應用。
4、設計實驗探究影響導體電阻的因素,同時學習電流表的內外接、滑動變阻器分壓及限流接法對電路的影響。
5、能由伏安特性曲線分析不同導體的導電性能的區(qū)別,體會電阻率在科技、生活中的應用。
【學習重難點】
學習重點:電阻的定義及電阻的決定因素。
學習難點:電阻的定義及電阻的決定因素。
【知識回顧】
1、測量電阻的基本方法是__________,原理式為__________。
2、電阻是__________。影響導體電阻的因素有導體的__________、__________、__________、__________。
3、電阻的國際單位是__________(簡稱__________,符號為__________),常用單位有__________(__________)和__________(__________),換算關系是1kΩ=__________Ω,1MΩ=__________Ω
4、歐姆定律的內容是____________________________________________________________。其數(shù)學表達式是__________。歐姆定律適用于____________________,__________、__________、__________不適用。
5、電流的定義式是__________,微觀表達式(決定式)是__________。
6、電阻定律__________的導體,其電阻R與它的長度l成__________,與它的橫截面積S成__________;導體電阻還與____________________有關。即__________。其中,比例系數(shù)ρ叫做這種材料的__________,不同種材料的導體ρ__________。
7、金屬的電阻率隨溫度升高而__________。有些合金(錳銅合金和鎳銅合金),電阻率____________________。
8、當溫度降低到某一數(shù)值時,某些材料的電阻突然減小到零,這稱為__________現(xiàn)象。
9、ρ10–5Ω·m的物體叫做__________。導電性能介于導體和絕緣體之間的物體叫做__________。
【自主預習】
1、分壓電路可以提供從__________開始連續(xù)變化的電壓,包括__________、__________兩部分。
2、U-I圖像的斜率反映了____________________。I-U圖像的斜率反映了____________________。__________被稱為導體的伏安特性曲線。
3、線性元件是指____________________的導體,其伏安特性曲線是一條通過__________的__________。
非線性元件是指____________________的導體和器件,其電流和電壓__________,伏安特性曲線__________直線。
【課堂探究】
第一部分 實驗探究:導體中的電流跟導體兩端的電壓的關系
實驗電路:
分壓電路:可以提供從__________開始連續(xù)變化的電壓,包括__________、__________兩部分。
數(shù)據(jù)記錄表
數(shù)據(jù)處理:
結論:
①U-I圖像是一條____________________;
②同一導體,____________________。
電阻:
定義:____________________與____________________的比值。
物理意義:反映____________________。
定義式:__________
注意:R只與____________________有關。
單位:國際單位:__________(__________)
換算關系:1kΩ=__________Ω,1MΩ=__________Ω
【視頻】探究電流與電壓的關系。
第二部分 歐姆定律
思考1:初中所學的歐姆定律的內容、表達式、適用條件是什么?在上一節(jié)中我們又學習了哪兩個關于電流的公式?
對歐姆定律的理解:
①歐姆定律是一個__________定律,是在__________導電的基礎上總結出來的,定律中的電壓U、電流I必須是相對于____________________或____________________而言的。
②應用公式時,應注意公式中的三個物理量I、U、R是對應于____________________中__________的值。
③對R=UI,R__________時,U與I成__________,__________。
思考2:以下圖像的斜率有何含義?
思考3:上述圖像若是曲線,則反映了什么?
線性元件:____________________的導體,伏安特性曲線是一條通過__________的__________。
非線性元件:____________________的導體和器件,電流和電壓__________,伏安特性曲線__________直線。
第三部分 影響導體電阻的因素
思考1:影響導體電阻的因素有哪些?
思考2:怎樣設計實驗定量研究這些因素對電阻大小的影響?
思考3:由此實驗可以得出哪些結論?
【視頻】探究影響導體電阻大小的因素。
思考4:怎樣從已有的理論知識出發(fā),分析上述因素對電阻大小的影響?
思考5:結合上述兩個結論,可怎樣進行進一步的推導?
第四部分 導體的電阻率
電阻定律:__________的導體,其電阻R與它的長度l成__________,與它的橫截面積S成__________;導體電阻還與____________________有關。
電阻的決定式:__________
比例系數(shù)ρ叫做這種材料的__________,不同種材料的導體ρ__________;在__________、__________一定的條件下,ρ越大,導體的電阻__________。
思考1:表格的題目中為什么要指明溫度?
演示實驗:探究溫度對導體電阻的影響。
現(xiàn)象:用酒精燈給燈絲加熱,發(fā)現(xiàn)小燈泡__________。
結論:溫度升高,燈絲的電阻率__________了。
【視頻】電阻率與溫度的關系。
→金屬的電阻率隨溫度的升高而__________。可用于制造____________________。
【視頻】金屬電阻溫度計。
有些合金(錳銅合金和鎳銅合金),電阻率____________________??捎糜谥圃靇_________。
__________現(xiàn)象:當溫度降低到某一數(shù)值時,某些材料的電阻突然減小到零。
ρ10–5Ω·m的物體叫做__________。導電性能介于導體和絕緣體之間的物體叫做__________。
兩種求R方法比較
電阻與電阻率
思考2:如圖,R1和R2是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導體,但R2的尺寸比R1小很多。通過兩導體的電流方向如圖所示。這兩個導體的電阻有什么關系?你認為這種關系對電路元件的微型化有什么意義?
【自我測評】
1.(2022下·湖北黃岡·高一??茧A段練習)對于常溫下一根阻值為R的金屬電阻絲,下列說法正確的是( )
A.常溫下,若將電阻絲均勻拉長為原來的10倍,則電阻變?yōu)?0R
B.常溫下,若將電阻絲從中點對折,電阻變?yōu)?R
C.加在電阻絲上的電壓從0逐漸加大到U,則在任意狀態(tài)下的UI的值不變
D.若把溫度降到絕對零度附近,電阻絲的電阻突然變?yōu)榱?,這種現(xiàn)象稱為超導現(xiàn)象
2.(2022·山東·高密三中高二開學考試)如圖所示,P是一個表面均勻鍍有很薄電熱膜的長陶瓷管,其長度為L,直徑為D,鍍膜材料的電阻率為ρ,膜的厚度為d。管兩端有導電金屬箍M、N?,F(xiàn)把它接入電路中,測得M、N兩端電壓為U,通過它的電流為I,則金屬膜的電阻率的值為( )
A.UIB.πUD24ILC.πUDdILD.πUD2IL
3.(2022下·山東日照·高一統(tǒng)考期末)兩段材料不同、橫截面積相同的均勻導線a和b,其長度分別為2m和1m。串聯(lián)在電路中時,沿長度方向電勢變化如圖所示,則a、b兩種材料的電阻率之比為( )
A.1:2B.1:4C.2:1D.4:1
4.(2020上·河北張家口·高三統(tǒng)考階段練習)金屬鉑的電阻對溫度的高低非常敏感,可用于制作電阻溫度計。金屬鉑的電阻率隨溫度升高而增大。現(xiàn)有甲、乙兩個U-I圖像,其中一個為描述金屬鉑的圖像,下列判斷正確的是( )
A.圖甲應為鉑的U-I圖像,且電壓為U1時,電阻為U1I1
B.圖甲應為鉑的U-I圖像,且電壓為U1時,電阻為U1-U2I1
C.圖乙應為鉑的U-I圖像,且電壓為U1時,電阻為U1I1
D.圖乙應為鉑的U-I圖像,且電壓為U1時,電阻為U1I1-I2
5.(2021·河南新鄭·高二月考)如圖所示,一塊均勻的正六面體樣品,長為a、寬為b、厚為c,若沿著AB方向測得的電阻為R,下列說法正確的是( )
A.樣品的電阻率為Rbca
B.沿CD方向的電阻為a2b2R
C.若a=b,增加厚度c,則沿著AB方向的電阻不變
D.若a=b,減小厚度c,則沿著CD方向的電阻不變
6.(2020上·河北石家莊·高二正定中學校考階段練習)穩(wěn)壓管是一種用硅材料制成的晶體二極管,廣泛應用于穩(wěn)壓電源。穩(wěn)壓管在反向擊穿時,在一定的電流范圍內,兩端電壓幾乎不變,表現(xiàn)出穩(wěn)壓特性。圖為某穩(wěn)壓二極管的I?U圖像。下列說法正確的是( )
A.RARB
C.穩(wěn)壓管屬于非線性元件
D.穩(wěn)壓管屬于線性元件
【學后反思】
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________導體
電壓(V)
U/I
電流(A)
電流(A)
R=ρlS
R=UI
意義
理解
適用范圍
聯(lián)系
電阻R
電阻率ρ
描述對象
物理意義
決定因素
單位
聯(lián)系
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