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第二节　决定导体电阻大小的因素 学习目标 素养提炼 1.通过对决定导体电阻的因素的探究，体会控制变量法。 2．知道决定导体电阻的因素，掌握电阻公式并能用来解决相关问题。 3．理解电阻率的概念及物理意义，了解电阻率与温度的关系。 物理观念：电阻、电阻率。 科学思维：电阻公式R＝ρ。 科学探究：决定导体电阻的因素的探究。 授课提示：对应学生用书第42页 一、电阻 1．定义：导体对电流的阻碍作用，物理学中叫作导体的电阻。 2．特点 (1)电阻是一个只跟导体本身性质有关而与通过的电流无关的物理量。 (2)在U­I图像中，斜率反映了导体电阻的大小。 [思考] 　如图所示的图像中图线斜率的意义是什么？图中的图线A和B所对应元件的电阻哪个大些？ 提示：斜率反映了电阻的倒数的大小；图线B所对应元件的电阻大。 二、影响导体电阻的因素 1．实验探究 项目 内容 实验 目的 探究导体电阻与长度、横截面积、材料的定量关系 实验 电路 实验 方法 控制变量法：在长度、横截面积、材料三个因素中，b、c、d与a分别有一个因素不同：b与a长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同 实验 原理 串联的a、b、c、d电流相同，电压与导体的电阻成正比，测量出它们的电压就可知道它们的电阻比，从而分析出影响导体电阻大小的有关因素 2.探究过程 (1)导体电阻与长度的关系：保持材料和横截面积不变，探究电阻与长度的关系，结论是：两者成正比。 (2)导体电阻与横截面积的关系：保持材料和长度不变，探究电阻与横截面积的关系，结论是：两者成反比。 (3)导体电阻与材料的关系：保持长度和横截面积不变，探究电阻与材料的关系，结论是：导体的电阻因材料的不同而不同。 3．结论：导体的电阻跟导体的长度、横截面积有定量关系，还跟材料有关。 [思考] (1)由影响导体电阻的因素分析为什么几个电阻串联，总电阻增大，几个电阻并联总电阻减小。 (2)移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻，这说明导体电阻跟它的长度有关；同是220 V的灯泡，灯丝越粗用起来越亮，又说明什么？ 提示：(1)几个电阻串联相当于增大了导体的长度，几个电阻并联相当于增大了导体的横截面积。 (2)说明导体电阻跟它的横截面积有关。 三、导体的电阻率 1．电阻的大小(电阻定律)：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。 2．公式：R＝ρ。 3．电阻率 (1)意义：表征了导体材料导电性能强弱的物理量。 (2)决定因素：电阻率与导线材料和温度有关。纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。 (3)变化规律：金属的电阻率一般会随温度的升高而增大。 4．材料特性应用 (1)连接电路的导线一般用电阻率小的铜来制作。 (2)金属的电阻率随温度的升高而增大，可用来制作电阻温度计，精密的电阻温度计用铂制作。 (3)有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。 5．超导现象：当温度降低时，导体的电阻率会减小，一些金属在温度特别低时电阻可降到0，这种现象叫作超导现象。 [判断正误] (1)材料相同的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越大。(√) (2)探究电阻的影响因素时需要用控制变量法，即控制其他物理量不变，只研究电阻与某一物理量的关系。(√) (3)电阻率ρ与导体的长度和横截面积有关。(×) (4)电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大。(√) (5)温度升高时材料的导电性能一定降低。(×) 授课提示：对应学生用书第43页 要点一　导体的电阻公式的理解和应用 　如图所示为一电阻率为ρ的长方体铜柱，各边尺寸标注如图，a、b、c、d为四个接线柱。 (1)a、b端接入电路和c、d端接入电路时铜柱的电阻相同吗？若不相同，哪种情况大些？ (2)试用题中所给符号表示a、b端和c、d端接入电路时的电阻。 提示：(1)不相同。a、b端接入电路时铜柱的电阻大些。 (2)Rab＝ρ。，Rcd＝ρ 1．电阻定律表达式R＝ρ中各符号的含义 (1)ρ表示导体材料的电阻率，与材料和温度有关，反映了导体的导电性能，ρ越大，说明导电性能越差；ρ越小，说明导电性能越好。 (2)l表示沿电流方向导体的长度。 (3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。 2．R＝ρ的比较与R＝ R＝ρ R＝ 区 别 意义 电阻定律的表达式，也是电阻的决定式 电阻的定义式，R与U、I无关 作用 提供了测定电阻率的一种方法——ρ＝R 提供了测定电阻的一种方法——伏安法 适用 范围 适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体 纯电阻元件 联系 R＝ρ的进一步说明，即导体的电阻不是取决于U和I，而是取决于导体本身的材料、长度