六．電阻定律[要點導學]1．探究導體電阻與其影響因素的定量關系（1）實驗探究：①由于金屬絲的電阻較小，為減小誤差，可采用安培表外接法；教學中要引導學生對教材圖—2中選安培表外接的原因進行分析，提高學生分析問題的能力。②理解控制變量法的物理意義，掌握控制變量法在“探究導體電阻與其影響因素的定量關系”中的應用。（2）理論探究：學習邏輯推理的一般方法，了解科學探究形式除實驗探究外，還有理論探究、調查研究等。2．電阻定律的表述：導體的電阻R跟它的長度成正比，跟它的橫截面積S成反比。公式：。對于一確定的導體，其電阻與加在它兩端的電壓_______，只與導體的_______________________有關。3．電阻率ρ的意義：電阻率ρ跟導體的材料有關，是反映材料導電性能好壞的物理量。在數值上等于用該材料制成的1m長、截面積為的導體電阻值。材料的電阻率越小，說明其導電性能越好。電阻率的單位：歐姆米，簡稱歐米，符號是Ωm。電阻率與溫度有關，金屬的電阻率隨溫度的升高而____________，利用這一特性可以制成電阻溫度計，但有的合金電阻率幾乎不受溫度的影響，可以制成標準電阻。[范例精析]例1：一個標有“220V，100W”的白熾熱燈泡，兩端的電壓由零逐漸增大到220V的過程中，如圖12—6—1所示的電壓U與電流I關系圖中，合理的是（）圖12圖12—6—1本題得正確選項是：B。拓展：燈泡的燈絲是金屬導體，正常發(fā)光的情況下可以認為電阻是不變的，其伏安特性是線性的，符合歐姆定律。但本題中由于電壓是從零增加到220V，在這個范圍里，燈絲的溫度變化很大，所以燈絲的伏安特性是非線性的。另外，由于U-I坐標平面上的點所代表的電阻值應等于這一點與坐標原點連成的直線所代表的電阻，根據這個道理，坐標平面上的曲線所代表的是一個變化的電阻，曲線上的各點的電阻值可以用這一點與坐標原點連線的斜率表示。由此可以判斷出曲線所代表的電阻在不同電壓（電流）時的阻值的變化情況。例2：兩根完全相同的金屬導線A和B，現將A拉伸到原來的兩倍長度，將B對折后并起來，則它們的電阻之比RA/RB=。解析：拉長或對折，金屬導線的總體積不變。設原來金屬導線的電阻R，A拉長兩倍后橫截面積為一半，所以它的電阻為4R，B對折后長度為一半，橫截面積為兩倍，其電阻為R/4，所以本題正確答案是16：1。拓展：解決問題時要注意關聯因素之間的變化關系。本題中，導線拉長或對折，長度發(fā)生變化的同時，其橫截面積也隨之發(fā)生變化，本質是導線的體積保持不變。例3：兩根同種材料制成的電阻絲a和b，a的長度和橫截面的直徑均為b的兩倍，要使兩電阻絲接入電路后消耗的電功率相等，則加在它們兩端的電壓之比是多少？解析：由題意知：a電阻絲的長度和橫截面的直徑均為b的兩倍，由公式：（d為電阻絲的橫截面的直徑）得。又，且Pa=Pb，則,得即a、b兩端的電壓之比為∶2拓展：理解電阻定律公式和電功率公式的物理意義并能熟練應用，這是正確解題的前題。解題過程中，要將R與S的關系轉化為R與橫截面直徑d之間的關系即可。例4：若不考慮燈絲電阻隨溫度變化的因素，把一只標有“220V100W”的燈泡接入電壓為110V的電路中，燈泡的實際功率是多少？正常發(fā)光時的電阻是多少？如果考慮到溫度對電阻的影響，情況又如何？解析：不考慮溫度對電阻的影響時，可以認為電燈的電阻不變，為額定功率下的電阻值，即正常發(fā)光時的電阻。在此前提下利用公式進行求解。正常發(fā)光時的電阻，也就是額定功率下的電阻。由，得。因為電阻不變，在實際電壓下有即。也就是說，電壓如果變?yōu)轭~定電壓的一半，實際電功率就變?yōu)轭~定功率的1/4，此時實際功率=25W。如果考慮到溫度對電阻的影響，在實際電壓為額定電壓一半的情況下，通過電燈的電流較小，燈絲的焦耳熱功率明顯減小，燈絲的溫度比正常發(fā)光時的溫度低得多，所以拓展：本題考查對電功率的正確理解和計算，在開始學習電學內容時，這種計算是基本訓練，熟練之后可以正確地利用比例關系，很快地得出結論。對于白熾燈，如果題中假設不考慮溫度變化對燈絲電阻的影響，可以作為電阻值不變來處理。如果題中沒有特別說明，這要看具體情況：（1）問題涉及金屬電阻率的有關概念，就必須要考慮燈絲電阻隨溫度變化；（2）實際電壓的變化量對額定電壓來說較大，需要考慮燈絲電阻隨溫度變化，實際電壓的變化量對額定電壓來說較小，可以認為燈絲電阻不變。[能力訓練]1．關于電阻率的說法,正確的是()A．電阻率ρ與導體的長度L和橫截面積S有關B．電阻率表征了導體材料的導電能力的強弱，由導體材料決定,與溫度有關C．電阻率ρ越大的導體,電阻也越大D．超導材料的電阻率一定為零2．一段粗細均勻的電阻絲，橫截面直徑為d，電阻為R，現把它拉成橫截面直徑為d/10的均勻細絲，它的電阻變?yōu)椋ǎ?0000圖12—6—23．如圖12—6圖12—6—2A．a和b接入電路B．a和c接入電路C．c和b接入電路D．c和d接入電路4．一只“220V，100W”的燈泡正常工作時電阻為484Ω，拿一只這種燈泡來測量它不工作時的電阻，應是（）A．等于484ΩB.大于484ΩC．小于484ΩD．無法確定5．一根粗細均勻的導線中，通過5A的恒定電流，經過一段時間后，若導線散熱損失不計，則導線升高的溫度應與（）A．導線長度成正比B．導線長度的平方成正比C．導線的橫截面積成反比D．導線的橫截面積的平方成反比圖12—6—36．如圖12圖12—6—3A．RB．R/2C．R/4D．4R7．關于金屬材料的電阻率有以下特點:一般而言,純金屬的電阻率小,合金的電阻率大.金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,有的金屬電阻率隨溫度變化而顯著變化,有的合金電阻率幾乎不受溫度的影響.根據以上信息,判斷下列說法中正確的是()A．連接電路用的導線一般用合金來制作B．電爐、電阻器的電阻絲一般用合金來制作C．電阻溫度計一般用電阻率幾乎不受溫度影響的合金來制作D．標準電阻一般用電阻率隨溫度變化而顯著變化的金屬材料制成8．甲、乙兩根粗細相同的不同導線，電阻率之比為1∶2，長度之比為4∶1，那么兩根導線加相同的電壓時，其電功率之比P甲∶P乙=________；如果通過兩根導線的電流強度相同，則其電功率之比P/甲∶P/乙=_________。9．一個電動機的線圈，由直徑是0.29mm的銅導線繞成，估計每匝線圈的平均長度為12cm，經測量這個線圈的總電阻為Ω，試計算這個線圈的匝數。(已知銅的電阻率ρ銅=×10-8Ωm)、B兩地相距11km,A地用兩根完全相同的平行導線向B地送電，若兩地間某處的樹倒了，壓在兩根導線上而發(fā)生故障，為了找出故障所在處，在A地給兩根導線上加上12V電壓時，B地測得電壓為10V；若在B地給兩根導線上加上12V電壓時，A地測得電壓為4V，求故障發(fā)生在何處？[素質提高]11．變電站用銅導線(ρ銅=×10-8Ωm)向1km外的用戶供電,變電站輸出電壓238V,若輸電線中的電流是5A，為使用戶獲得的電壓不低于220V,應選用橫截面積最小為多大的導線?12．在橫截面積為S的粗細均勻的銅導線中流過恒定電流I，銅的電阻率為ρ，電子電量為e，則電子在銅導線中受到的電場力多大?13．如圖12—6—4所示是兩根電阻絲