20xx粵教版高中物理選修3-1第2章第1節(jié)探究決定導(dǎo)線電阻的因素(編輯修改稿)
2024-12-23 03:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 R ＝UI是電阻的定義式，其電阻并不隨電壓、電流的變化而變化，只是可由該式算出電路中的電阻 R ＝ ρlS是電阻的決定式，其電阻的大小由導(dǎo)體的材料、橫截面積、長度共同決定 提供了一種測 R 的方法：只要測出 U 、 I 就可求出 R 提供了一種測導(dǎo)體的 ρ 的方法：只要測出 R 、 l 、 S 就可求出 ρ 任何導(dǎo)體都適用 金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解液適用 ? 【 例 1】 某同學(xué)想要了解導(dǎo)線在質(zhì)量相同時(shí)，電阻與橫截面積的關(guān)系，選取了材料相同、質(zhì)量相等的 5卷導(dǎo)線，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)： ? (1)該同學(xué)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測量及相關(guān)計(jì)算得到如下數(shù)據(jù)： 電阻 R/Ω 121.0 導(dǎo)線直徑d/mm 1 9 1 4 8 導(dǎo)線橫截面積S/mm2 4 4 3 3 5 ? 請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷，該種導(dǎo)線的電阻 R與橫截面積 S是否滿足反比關(guān)系？ (若滿足反比關(guān)系，請說明理由；若不滿足，請寫出 R與 S應(yīng)滿足的關(guān)系 )． ? (2)若導(dǎo)線的電阻率 ρ＝ 10－ 7 Ωm，則表中阻值為 Ω的導(dǎo)線長度 l＝ ________m(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 )． ? 解析： 該題是電阻定律的一個(gè)變形考查．電阻定律是研究電阻和導(dǎo)線長度和橫截面積之間的關(guān)系，采用的方法是控制變量法．該題雖然是考查同質(zhì)量的導(dǎo)線的電阻和橫截面積的關(guān)系，仍然可以采用控制變量法進(jìn)行求解．根據(jù)圖表中所給的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)電阻和導(dǎo)線的橫截面積不成反比．要想找出電阻和橫截面積之間的關(guān)系，需要進(jìn)一步觀察圖表，電阻減小，橫截面積增加，通過上面一問的求解發(fā)現(xiàn)沒有反比關(guān)系，可以猜想電阻和導(dǎo)線的橫截面積的平方成反比，通過計(jì)算即可驗(yàn)證． ? 答案： (1)不滿足 R與 S2成反比 (或 RS2＝常量) (2)19 ? ?題后反思 ? 電阻的測量是最常見的考查形式．最近幾年在電阻測量問題上產(chǎn)生了很多變形．我們首先要了解常規(guī)測量的原理，然后根據(jù)題意找出變形問題的原理，所有的物理實(shí)驗(yàn)必須先確定其實(shí)驗(yàn)原理才能解決問題． 圖 2 － 1 － 5 為用伏安法測量電阻的原理圖，圖中為電壓表，內(nèi)阻為 4 000 Ω. 為電流表，內(nèi)阻為 50 Ω. E 為電源， R 為電阻箱， Rx為待測電阻， S 為開關(guān)． 圖 2 － 1 － 5 (1 ) 當(dāng)開關(guān)閉合后電壓表讀數(shù) U ＝ V ，電流表讀數(shù) I ＝ mA. 若將 Rx＝UI作為測量值，所得結(jié)果的百分誤差是 ________ ． (2) 若將電流表改為內(nèi)接，開關(guān)閉合后，重新測得電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)，仍將電壓表讀數(shù)與電流表讀數(shù)之比作為測量值，這時(shí)結(jié)果的百分誤差是 ________ ． ????????百分誤差＝????????實(shí)際值－測量值實(shí)際值 100 % ? 解析： 根據(jù)第一問提供的數(shù)據(jù)，再根據(jù)百分誤差的表達(dá)式，測量值為 800 Ω，而這個(gè)測量值應(yīng)該是電壓表內(nèi)阻和待測電阻的并聯(lián)值，可得待測電阻的實(shí)際阻值為 1 000 Ω，代入百分誤差公式可得百分誤差為 20%.當(dāng)電流表內(nèi)接時(shí)，測量值為待測電阻和電流表的串聯(lián)值，為 1 050 Ω，可得此種情況下的百分誤差為5%. ? 答案： (1)20% (2)5% ?電阻率 一、對電阻率的理解 1 ． ρ ＝RSl可由電阻定律公式 R ＝ ρlS變形得出，只要知道了導(dǎo)體的電阻 R ，橫截 面
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