第一节 探究决定导线电阻的因素
[学科素养与目标要求]
物理观念:1.知道影响导体电阻的因素,掌握电阻定律.2.知道电阻率概念,知道常见金属导体电阻率的大小排序.3.知道导体的电阻率和温度有关.
科学探究:1.掌握探究影响导体电阻因素的方法,会设计测量电阻的电路.2.经过合作探究,综合信息得出导体电阻与长度、横截面积的关系.
科学思维:能用控制变量法探究导体电阻与长度、横截面积和材料的关系.
一、电阻定律的实验探究
1.电阻的测量——伏安法:
(1)原理:用电压表测出导线两端的电压U,用电流表测出通过导线的电流I,代入公式R=求出导线的电阻.
(2)电路图(如图1所示)
图1
2.探究方法:控制变量法,例如探究导体的电阻与长度之间的关系时,需要保持横截面积和材料不变,而只改变导体的长度.
3.探究过程:
(1)保持材料和横截面积不变,探究导体的电阻与长度的关系,结论:电阻大小跟导体的长度成正比.
(2)保持材料和长度不变,探究导体电阻与横截面积的关系,结论:电阻大小跟导体的横截面积成反比.
(3)保持长度和横截面积不变,探究电阻与材料的关系,结论:不同材料的电阻不同.
4.实验结论——电阻定律:
(1)内容:均匀导体的电阻R跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成反比,还跟导体的材料有关.
(2)公式:R=ρ,式中的ρ是比例常量,反映材料对导体电阻的影响,叫电阻率.
二、电阻率
1.物理意义:反映了材料导电性能的好坏,电阻率越小,表示这种材料的导电性能越好.
2.决定因素:影响电阻率的因素有两个:一是导体的材料,二是温度.
3.与温度的关系:
(1)金属铂的电阻率随温度的升高而增大.利用金属铂的这一特点可用于制造铂电阻温度计.
(2)有些合金如锰铜合金、镍铜合金的电阻率受温度的影响很小,常用来制作标准电阻.
1.判断下列说法的正误.
(1)由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.(×)
(2)由R=ρ知,材料相同的两段导体,长度大的导体的电阻一定比长度小的导体的电阻大.(×)
(3)把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都变成原来的.(×)
(4)电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体导电性能越差.(√)
2.一根阻值为R的均匀电阻丝,均匀拉长至原来的2倍,电阻变为________.
答案 4R