第2節(jié)導體的電阻導學案【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(nèi)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?！局R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＝__________Ω4、歐姆定律的內(nèi)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、ρ<10–6Ω·m的物體叫做__________。ρ>10–5Ω·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?！菊n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)記錄表導體電壓（V）U/I電流（A）電流（A）數(shù)據(jù)處理：結(jié)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(nèi)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(jié)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(jié)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(jié)合上述兩個結(jié)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?，F(xiàn)象：用酒精燈給燈絲加熱，發(fā)現(xiàn)小燈泡__________。結(jié)論：溫度升高，燈絲的電阻率__________了。【視頻】電阻率與溫度的關系?！饘俚碾娮杪孰S溫度的升高而__________?？捎糜谥圃靇___________________?！疽曨l】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。ρ<10–6Ω·m的物體叫做__________。ρ>10–5Ω·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RR意義理解適用范圍聯(lián)系電阻與電阻率電阻R電阻率ρ描述對象物理意義決定因素單位聯(lián)系思考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)?0RB．常溫下，若將電阻絲從中點對折，電阻變?yōu)?RC．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UID．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．UI B．πUD24IL C．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?qū)Ь€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、A．1:2 B．1:4 C．2:1 D．4:14．（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?，F(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UB．圖甲應為鉑的U-I圖像，且電壓為U1時，電阻為UC．圖乙應為鉑的U-I圖像，且電壓為U1時，電阻為UD．圖乙應為鉑的U-I圖像，且電壓為U1時，電阻為U5．（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RbcB．沿CD方向的電阻為aC．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?？茧A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(nèi)，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．RB．RC．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】____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________第2節(jié)導體的電阻導學案【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(nèi)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?！緦W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?！局R回顧】1、測量電阻的基本方法是伏安法，原理式為R=2、電阻是導體對電流的阻礙作用。影響導體電阻的因素有導體的材料、長度、橫截面積、溫度。3、電阻的國際單位是歐姆（簡稱歐，符號為Ω），常用單位有千歐（kΩ）和兆歐（MΩ），換算關系是1kΩ＝103Ω，1MΩ＝106Ω4、歐姆定律的內(nèi)容是導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正比，跟導體的電阻R成反比。其數(shù)學表達式是I=UR。歐姆定律適用于金屬、電解液等純電阻導電，氣體導電、半導體導電、含電動機5、電流的定義式是I=Qt，微觀表達式（決定式）是6、電阻定律同種材料的導體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導體電阻還與構(gòu)成它的材料有關。即R=ρlS。其中，比例系數(shù)ρ叫做這種材料的電阻率，不同種材料的導體ρ7、金屬的電阻率隨溫度升高而增大。有些合金（錳銅合金和鎳銅合金），電阻率幾乎不受溫度變化的影響。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，這稱為超導現(xiàn)象。9、ρ<10–6Ω·m的物體叫做導體。ρ>10–5Ω·m的物體叫做絕緣體。導電性能介于導體和絕緣體之間的物體叫做半導體?！咀灾黝A習】1、分壓電路可以提供從零開始連續(xù)變化的電壓，包括測量電路、控制電路兩部分。2、U-I圖像的斜率反映了導體電阻的大小。I-U圖像的斜率反映了導體電阻大小的倒數(shù)。I-U圖被稱為導體的伏安特性曲線。3、線性元件是指符合歐姆定律的導體，其伏安特性曲線是一條通過坐標原點的直線。非線性元件是指不符合歐姆定律的導體和器件，其電流和電壓不成正比，伏安特性曲線不是直線。【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：可以提供從零開始連續(xù)變化的電壓，包括測量電路、控制電路兩部分。數(shù)據(jù)記錄表導體電壓（V）0.501.001.502.002.50U/IB電流（A）0.100.200.300.400.505A電流（A）0.060.100.160.200.2610數(shù)據(jù)處理：結(jié)論：①U-I圖像是一條過原點的直線；②同一導體，UI電阻：定義：導體兩端的電壓U與通過導體的電流I的比值。物理意義：反映導體對電流的阻礙作用。定義式：R注意：R只與導體本身性質(zhì)有關。單位：國際單位：歐姆（Ω）換算關系：1kΩ＝103Ω，1MΩ＝106Ω【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(nèi)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？歐姆定律：①內(nèi)容：導體中的電流I跟導體兩端的電壓U成正比，跟導體的電阻R成反比。②表達式：I③適用條件：適用于金屬、電解液等純電阻導電。氣體導電、半導體導電及含電動機、電解槽等電器不適用。電流的定義式：I電流的微觀表達式（決定式）：I對歐姆定律的理解：①歐姆定律是一個實驗定律，是在金屬導電的基礎上總結(jié)出來的，定律中的電壓U、電流I必須是相對于同一個導體或同一段電路而言的。②應用公式時，應注意公式中的三個物理量I、U、R是對應于同一純電阻電路中同一時刻的值。③對R=UI，R不變時，U與I成正比思考2：以下圖像的斜率有何含義？在U-I圖像中，斜率反映了導體電阻的大小。在I-U圖像中，斜率反映了導體電阻大小的倒數(shù)。I-U圖被稱為導體的伏安特性曲線。思考3：上述圖像若是曲線，則反映了什么？曲線表示導體的電阻值發(fā)生了改變。線性元件：符合歐姆定律的導體，伏安特性曲線是一條通過坐標原點的直線。非線性元件：不符合歐姆定律的導體和器件，電流和電壓不成正比，伏安特性曲線不是直線。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？導體的材料、長度、橫截面積、溫度。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？用控制變量法，即同種材料，S一定，改變l，測R；同種材料，l一定，改變S，測R；不同材料，l一定，S一定，測R。電路圖：思考3：由此實驗可以得出哪些結(jié)論？①同種材料，S一定，R與L成正比。②同種材料，L一定，R與S成反比。③不同材料，R不同?！疽曨l】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？①一條長導線可以看做n個長度為L1、電阻為R1的短導線串聯(lián)而成，由R=nR1，L=nL1有②一條粗導線可以看做n個橫截面積為S0、電阻為R0的細導線并聯(lián)而成，由R=R0n，S=nS0思考5：結(jié)合上述兩個結(jié)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：同種材料的導體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導體電阻還與構(gòu)成它的材料有關。電阻的決定式：R=ρ比例系數(shù)ρ叫做這種材料的電阻率，不同種材料的導體ρ一般不同；在長度、橫截面積一定的條件下，ρ越大，導體的電阻越大。思考1：表格的題目中為什么要指明溫度？溫度對導體的電阻也有影響。演示實驗：探究溫度對導體電阻的影響?，F(xiàn)象：用酒精燈給燈絲加熱，發(fā)現(xiàn)小燈泡變暗。結(jié)論：溫度升高，燈絲的電阻率變大了?！疽曨l】電阻率與溫度的關系?！饘俚碾娮杪孰S溫度的升高而增大?？捎糜谥圃旖饘匐娮铚囟扔??！疽曨l】金屬電阻溫度計。有些合金（錳銅合金和鎳銅合金），電阻率幾乎不受溫度變化的影響?？捎糜谥圃鞓藴孰娮?。超導現(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。ρ<10–6Ω·m的物體叫做導體。ρ>10–5Ω·m的物體叫做絕緣體。導電性能介于導體和絕緣體之間的物體叫做半導體。兩種求R方法比較RR意義決定式定義式理解說明導體的電阻由ρ、l、S決定，即與l成正比，與S成反比提供了一種測電阻的方法——伏安法．不能認為R與U成正比，與I成反比適用范圍任何導體金屬導體、電解質(zhì)溶液聯(lián)系導體的電阻取決于導體本身的材料、長度和橫截面積，而不是U和I電阻與電阻率電阻R電阻率ρ描述對象導體材料物理意義反映導體對電流阻礙作用的大小，R大阻礙作用大反映材料導電性能的好壞，ρ大導電性能差決定因素由材料、溫度和導體形狀決定由材料、溫度決定，與導體形狀無關單位歐姆(Ω)歐姆·米(Ω·m)聯(lián)系R=ρlS，ρ大，RR大，ρ不一定大，導電性能不一定差思考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？R=ρ由此可知導體的電阻與表面積無關，只與導體的厚度有關。這樣在制造電路元件時，可以將其表面積做得很小，而不增大電阻，有利于電路元件的微型化?！咀晕覝y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)?0RB．常溫下，若將電阻絲從中點對折，電阻變?yōu)?RC．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UID．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【答案】D【詳解】A．常溫下，若將電阻絲均勻拉長為原來的10倍，則橫截面積變?yōu)樵瓉淼?10R=ρ可知電阻變?yōu)樵瓉淼?00倍，A錯誤；B．常溫下，若將電阻絲從中點對折，長度為原來的一半，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，可知電阻變?yōu)镽4C．加在電阻絲上的電壓從0逐漸加大到U，電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生變化，則電阻發(fā)生變化，可知UID．若把溫度降到絕對零度附近，電阻絲的電阻突然變?yōu)榱悖@種現(xiàn)象稱為超導現(xiàn)象，D正確；故選D。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．UI B．πUD24IL C．【答案】C【詳解】由歐姆定律可得，鍍膜材料的電阻R=U鍍膜材料的截面積為S=2π根據(jù)電阻定律可得R=ρ所以鍍膜材料的電阻率ρ=故選C。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?qū)Ь€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、A．1:2 B．1:4 C．2:1 D．4:1【答案】B【詳解】有圖可知導線a兩端電壓為U導線b兩端電壓為U兩導線串聯(lián)，可知通過兩導線的電流相等，根據(jù)歐姆定律可知兩導線的電阻之比為R根據(jù)電阻定律R=ρ可得ρ=兩導線的橫截面積相等，則a、b兩種材料的電阻率之比為ρB正確，ACD錯誤。故選B。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UB．圖甲應為鉑的U-I圖像，且電壓為U1時，電阻為UC．圖乙應為鉑的U-I圖像，且電壓為U1時，電阻為UD．圖乙應為鉑的U-I圖像，且電壓為U1時，電阻為U【答