1、 12.2 电阻定律重难点一、电阻定律1电阻定律(1)内容：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；导体电阻与构成它的材料有关这就是电阻定律(2)公式：R l/S.(3)单位：R：，l：m，S：m2， ：m.(4)适用条件：温度一定，粗细均匀( S 为定值)的导线或浓度均匀的电解液电阻定律反映了导体的电阻由导体自身决定，只与导体的材料、导体的长度和导体的横截面积和温度有关，与其他因素无关表达式中的 l 是沿电流方向导体的长度，横截面积是垂直电流方向的横截面如图所示，一块长方形铜块，若通以电流 I1，则长度为 a，横截面积为 bc；若通以电流 I2，则长度为
2、 b，横截面积为 ac2电阻率(1)物理意义：电阻率 是一个反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关(2)大小： RS/l，各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为 1 m、横截面积为 1 m2的导体的电阻不能根据 RS/l 错误地认为电阻率跟导体的横截面积 S 成正比，跟导体长度 l 成反比 2某种材料的电阻率大，不能说它对电流的阻碍作用一定大这是因为电阻率大的材料制成的电阻可以是一个小电阻，这完全可由电阻的 l、S 决定各种材料都有各自的电阻率，各种金属中银的电阻率最小，其次是铜、铝，合金的电阻率大于组成它的任何一种纯金属的电阻率(3)单位：欧米 (m
3、)(4)电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度升高而增大，可用于制作电阻温度计半导体和电解质的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度变化较大，可用于制作热敏电阻有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻有些物质当温度降低到绝对零度附近时，电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象能够发生超导现象的物体叫超导体材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的临界温度 TC3R 与 R 的区别与联系UI lS两个公式区别联系 RUIRlS区别 1是电阻的定义式，其电阻并不随电压、电流的变化而变化，只是可由该式算出线路中的电阻是电阻的决定式，其电阻的大小由导体的材料、横截面
4、积、长度共同决定2提供了一种测 R 的方法：只要测出 U、I 就可求出 R提供了一种测导体的电阻率 的方法：只要测出 R、l、S 就可求出 3适用于纯电阻元件适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体联系R 是对 R 的进一步说明，即导体的电阻与 U 和 I 无关，而是取lS UI 3决于导体本身的材料、长度和横截面积4.应用实例滑动变阻器(1)原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻(2)在电路中的使用方法结构简图如图所示，要使滑动变阻器起限流作用，正确的连接是接 A 与 D 或 C，B 与 C 或 D，即“一上一下”；要使滑动变阻器起到分压作用，要将 AB 全部接入电路，另外
5、再选择 A 与 C 或 D 及 B 与 C 或 D 与负载相连，当滑片 P 移动时，负载将与 AP 间或 BP 间的不同长度的电阻丝并联，从而得到不同的电压滑动变阻器的两种接法的比较两种接法比较内容限流接法 分压接法电路图(图中 R 为负载电阻，R0 为滑动变阻器)闭合电键前滑片位置滑动触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大滑动触头在最左端，即开始时R 上得到的电压为零负载两端的电压调节范围 UURR0 R 0U 4通过负载的电流调节范围 UR0 R UR0UR【特别提醒】1.选用两种接法的原则。(1)当电压表或电流表的量程太小时，若采用限流接法，电路中实际电压( 或电流)的最小值
6、仍超过电压表或电流表的量程，必须采用分压式接法。(2)负载电阻的阻值 R0远大于变阻器的总电阻 R，须用分压式电路；(3)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，须用分压式电路；(4)负载电阻的阻值 R0小于变阻器总电阻 R 或相差不多，且电压电流变化不要求从零调起时，可采用限流接法；(5)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总功耗较小。(4)导体的电阻由 、l、S 共同决定，在同一段导体的拉伸或压缩形变中，导体的横截面积、长度都变，但总体积不变，电阻率不变(5)公式 R 适用于温度一定、粗细均匀的金属导体或截面积相同且浓度均匀的电解液lS2公式 R 中
7、各物理量的意义lS(1) 表示材料的电阻率，与材料和温度有关。(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。重难点二、实验：测定金属的电阻率一、实验目的1学会使用电流表和电压表以及正确读数2学会使用螺旋测微器以及正确读数3掌握测定金属电阻率的方法 5二、实验原理1螺旋测微器(1)构造原理：螺旋测微器是测量长度的仪器之一在实验中常用它测量小球的直径、金属丝的直径和薄板的厚度等用它测量长度，可以精确到 0.01 mm，还可以估读到 0.001 mm(即毫米的千分位) ，因此螺旋测微器又称为千分尺下图所示是常用的螺旋测微器它的小砧 A 和固定刻度 B 固定在框架 C
8、 上，旋钮 D、微调旋钮 D和可动刻度 E、测微螺杆 F 连在一起，通过精密螺纹套在 B 上精密螺纹的螺距是 0.5 mm，即每旋转一周，F 前进或后退 0.5 mm.可动刻度分成 50 等份每一等份表示 0.1 mm，即可动刻度每转过 1 等份，F 前进或后退0.01 mm，因此，从可动刻度旋转了多少个等份就知道长度变化了多少个 0.01 mm.(2)使用方法：a 找出零误差测物前将两小砧并拢，如果可动刻度的零刻线正好在固定的零刻线上，零误差为零；如果可动刻度的零刻线在固定零刻线之上 n 小格，应在读数中加上 0.01n(mm)，反之则减去0.01n(mm)b将待测物体放在两小砧之间，旋动旋
9、钮直至可动小砧快靠近被测物体时，改用微调调至可动小砧紧靠物体，当听到“咔咔”声后，止动，即可读数c待测物体长度的整的毫米数从固定刻度上读出，小数部分由可动刻度读出(3)注意事项：a读数时要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻度线是否已经露出b由螺旋测微器读数时必须估读一位，即估读到 0.001 mm 这一位上2测金属丝电阻率的原理 6用毫米刻度尺测一段金属导线的长度 l，用螺旋测微器测导线的直径 d，用伏安法(因金属导线电阻较小采用外接法)测导线的电阻 R，由 R ，得 ，实验电路如图所示lS RSl d2R4l三、实验器材直流电流表(00.6 A) 、直流电压表 (03 V)、电池(3 V)、滑动
10、变阻器(010 )、长约 1 m 的金属丝、开关1 只、导线若干、毫米刻度尺、螺旋测微器四、实验步骤1用毫米刻度尺测量金属丝的长度 l，测三次取平均值2用螺旋测微器测量金属丝的直径，在不同位置，测量三次，取平均值，并算出金属丝的横截面积 S.3把金属丝接入电路中，调节滑动变阻器的阻值，测得三组 U、I 数据，分别求出每组数据所对应的电阻值 R1、R 2、R 3，取平均值 R 作为金属丝的电阻R1 R2 R334用公式 求得该金属丝的电阻率RSl五、数据处理1金属导线直径的读数(1)特别小心半刻度是否露出(2)因螺旋测微器的精确度为 0.01 mm，可动刻度上对齐的格数需要估读，所以，若以毫米为
11、单位的话，最后一位应出现在小数点后的第三位上(3)把三个不同位置的测量值求平均值作为直径 D2金属丝长度的测量(1)应测量接入电路中的有效长度；(2)因为用的是毫米刻度尺，读数时要读到毫米的下一位(别忘记估读)； 7(3)把 3 次测量值求平均值作为长度 l.3电阻 R 的测量值确定方法一、平均值法：可以将每次测量的 U、I 分别计算出电阻，再求出电阻的平均值，作为测量结果方法二、图象法：可建立 UI 坐标系，将测量的对应 U、I 值描点作出图象，利用图象斜率来求出电阻值 R.4将测得的 R、l、d 的值，代入电阻率计算公式 中，计算出金属导线的电阻率RSl d2R4l六、注意事项1为了方便，
12、应在金属导线连入电路前测导线直径，为了准确，应测量拉直悬空的连入电路的导线的有效长度，且各测量三次，取平均值2测量电路应选用电流表外接法，且测电阻时，电流不宜过大，通电时间不宜太长，因为电阻率随温度而改变3为准确求出 R 的平均值，应多测几组 U、I 数值，然后采用 UI 图象法求出电阻4滑动变阻器用限流式接法就可以满足该实验的要求七、误差分析1测量误差：测量金属丝的直径、长度以及电流、电压时出现读数误差2由于采用电流表外接法，电压表的分流，造成电阻测量值偏小(若误用内接法，则电流表分压影响更大)3通电电流太大，或时间太长，致使金属丝发热，电阻率随之变化过关检测1一阻值为 R 的均匀电阻丝，长
13、为 L，横截面积为 S，设温度不变，下列哪种情况下电阻丝的电阻仍为 RA 长为 L，横截面积为 2S 的相同材料的均匀电阻丝B 横截面积为 S，长为 2L 的相同材料的均匀电阻丝 8C 长为 2L，横截面积为 2S 的相同材料的均匀电阻丝D 长为 2L，横截面半径为原来 2 倍的相同材料的均匀电阻丝2如图所示，电路中的电阻均为 ，电源电动势为 3V，内阻为 ，电流表 电压表均为理想电表，则此1 0.5 .时电流表 电压表的读数分别是 . ( )A 3 3B 1.5 1.5C 3 1.5D 1.5 33一根粗细均匀，阻值为 的电阻丝，在温度不变的情况下，先将它等分成四段，每段电阻为 ；再将8 1
14、这四段电阻丝并联，并联后总电阻为 则 与 的大小依次为 2. 1 2 ( )A ，10.5B ，41C ，20.5D ，214如图所示为滑动变阻器示意图，下列说法中正确的是 ( )和 b 串联接入电路中，P 向右移动时电阻增大 9和 d 串联接入电路中，P 向右移动时电阻减小和 c 串联接入电路中，P 向右移动时电阻增大和 c 串联接入电路中， P 向右移动时电阻增大A B C D 5如图所示的长方体是用电阻率为 的均匀金属制成的，长度为 2L，其横截面为正方形，边长为 L，若将它的 a、b 端接入电路时的电阻为 R，则将它的两个侧面上的 c、d 端接入电路时的电阻是（ ）A R B R/4
15、C R/2 D 4R6一根粗细均匀的导线，两端加上电压 U 时，通过导线中的电流强度为 I，导线中自由电子定向移动的平均速度为 v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的 ，再给它两端加上电压 U，则（ ）12A 通过导线的电流为4B 通过导线的电流为6C 自由电子定向移动的平均速率为4D 自由电子定向移动的平均速率为67 （多选）下列说法正确的是( )A 把一根金属导线均匀拉长为原来的 4 倍，电阻相应增大为原来的 16 倍B 导体中的电流越大，导体的电阻越小C 所谓超导体，是当其温度降低到某个临界温度时，它的电阻率突然变为无穷大 10D 某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常用它们制作标
16、准电阻8 （多选）两粗细相同的同种金属电阻丝 、 的电流 I 和电压 U 的关系图象如图所示，可知1 2A 两电阻的大小之比为 ： ：11 2=3B 两电阻的大小之比为 ： ：31 2=1C 两电阻丝长度之比为 ： ：31 2=1D 两电阻丝长度之比为 ： ：11 2=39某同学要探究一种新材料制成的圆柱体的电阻.步骤如下: (1)用游标为 20 分度的卡尺测量其长度，如图 A 所示，可知其长度为_ mm.(2)用螺旋测微器测量其直径，如右上图 B 所示，可知其直径为_ cm. 11(3)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻 R，现有的器材及其代号和规格如下:待测圆柱体电阻 R (阻值约为 20
17、0)电流表 A1 (量程 04mA，内阻约 50)电流表 A2 (量程 010mA，内阻约 30)电压表 V1 (量程 03V，内阻约 10k)电压表 V2 (量程 015V，内阻约 25k)直流电源 E (电动势 4V，内阻不计)滑动变阻器 R1 (阻值范围 015，允许通过的最大电流 2.0A)滑动变阻器 R2 (阻值范围 020k，允许通过的最大电流 0.5A)开关 S 导线若干为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析，请在方框中画出测量的电路图，并标明所用器材的代号_ .10在“测定金属的电阻率” 的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用毫米刻度尺测出金属丝的长度
18、 l，金属丝的电阻大约为 5，先用伏安法测出金属丝的电阻 R，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率(1)从图中读出金属丝的直径为_mm.(2)为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：A电压表 03V，内阻 10k B电压表 015V，内阻 50k 12C电流表 00.6A，内阻 0.05D电流表 03A，内阻 0.01E.滑动变阻器，010F.滑动变阻器，0100要求较准确地测出其阻值，电压表、电流表、滑动变阻器应选_(按顺序填写、用序号字母表示)实验中某同学的实物接线如图所示，请指出该同学实物接线中的至少两处明显错误错误 1：_;错误 2：_.参考答案1、C；2、B ；3、C ；4、D； 5、B；6、C；7、AD；8、BC；9、【答案】 50.15;0.4700; 10、【答案】 0.680ACE 导线连接在滑动变阻器的滑片上、采用了电流表内接法 (或电压表量程连在了 15V 上) 13
