11.2导体的电阻 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册(共21张PPT)

(共21张PPT)
第十一章　电路及其应用
第二节　　导体的电阻
学习目标
1 理解电阻的定义 。
2 知道金属导体的电阻与材料、长度和機截面积的定量关系 。
3 了解电阻率的物理意义及其与温度的关系。 。
4 理解U－I 图像和伏安特性曲线中图线斜率的意义。
思考：站在高压线上的小鸟，为什么安然无恙？
阅读课本Ｐ57-60完成导学案Ｐ48自主学习
？一个金属导体两端的电压U与电流I有什么样的关系？
RA>RB
B
A
I/A
U/V
O
0.50
1.00
1.50
2.00
0.10
0.20
0.30
0.40
电阻
电阻
1．导体对电流的阻碍作用，就叫作导体的电阻；
2．定义：导体两端的电压和通过导体的电流的比值；
3．定义式：R＝ ；
4．导体的电阻只跟自身性质有关，与通过的电流无关；
5．单位：在国际制单位中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号 Ω
问题：那么，电阻R与导体本身的哪些因素有关呢？
长短？
横截面积？
材料？
电阻
几种常见电阻
影响导体电阻的因素
思考
实验目的：探究导体电阻与长度、横截面积及材料的关系
导体电阻与长度关系：a、b 长度不同，材料、横截面积相同；
导体电阻与横截面积关系：a、c 横截面积不同，长度、材料相同；
导体电阻与材料关系：a、d 材料不同，横截面积、长度相同。
　　控制变量法：串联电路电流相同，电阻两端电压与电阻成正比。
实验结论
　　经过实验，可以发现导体的电阻与长度、横截面积有定量关系，而且，当导体的长度和横截面积确定后，导体的电阻因材料不同而不同。
　　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；导体电阻还与构成它的材料有关。写成关系式为：
R＝　　
影响导体电阻的因素
电阻定律
练习
　　1.两根完全相同的金属导线A和B，如果把其中的一根A均匀拉长到原来的两倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？
　　2.(多选)下列判断正确的是　　（　　　　）
A.由I＝U/R可知，U一定时，通过一段导体的电流跟导体的电阻成反比
B.由I＝U/R可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
C.由R＝U/I可知，I一定时，导体的电阻R与U成正比，U一定时，导体的电阻R
与I成反比
D.对给定的导体，比值U/I是个定值，反映了导体本身的性质
ＡＢＤ
3.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc，当将A与B接入电路或将C与D接入电路中时电阻之比RAB∶RCD为(　 　)
A．1∶4 B．1∶2
C．2∶1 D．4∶1
练习
D
4.一根粗细均匀的电阻丝的阻值为R,在材料和温度不变的情况下,下列情况中阻值仍为R的是(　 　)
A.长度和横截面的半径都增大为原来的2倍
B.长度不变,横截面的面积增大为原来的2倍
C.横截面的面积不变,长度减小为原来的1/2
D.长度和横截面的面积都减小为原来的1/2
D
（3）不同材料的电阻率是不同的，纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。
导体的电阻率
电阻率ρ：
几种导体材料在20OC时的电阻率/（ ·m)
银　 　—— 1.6 10-8
　铜　 　—— 1.7 10-8
　铝　 　—— 2.9 10-8
　钨　 　—— 5.3 10-8
　铁　 　—— 1.0 10-7
锰铜合金 —— 4.4 10-7
镍铜合金 —— 5.0 10-7
镍铬合金 —— 1.0 10-6
为什么标注温度是20OC？
这可能说明了什么？
　　在实际应用中，常用横坐标表示电压 U，纵坐标表示电流 I，这样画出的图像叫作导体的伏安特性曲线。如图 11.2-4 具有这样伏安特性的元件叫作线性元件。如图 11.2-5 导体的电流和电压不成正比，这类电学元件叫作非线性元件。
导体A、B的伏安特性曲线
某晶体二极管的伏安特性曲线
伏安特性曲线
O
I
U
A
B
O
I
U
正向电压/
正向电流/
反向电压/
反向电流/
20
10
0
0.5
-20
-40
-100
-200
-300
5.　(多选)如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知（ ）
A.该导体的电阻随电压的升高而增大
B.该导体的电阻随电压的升高而减小
C.导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 Ω
D.导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω
伏安特性曲线
AD
6．(多选)下列关于电阻率的说法正确的是(　　)
A．电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关
B．电阻率反映材料导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关
C．电阻率大的导体，电阻一定很大
D．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻
练习
BD
　　一些金属在温度特别低的时电阻可以降到 0 ，这种现象就叫作超导现象。
　　金属和合金出现超导现象的温度都很低，到 1986 年止，人们发现的最高临界温度为 23.2 K（-249.95 ℃）；
　　 1986 年，发现一些铜的氧化物材料在 44 K（-229.15℃）发生超导现象。
　　 1987 年，美籍华裔科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继研制出钇—钡 — 铜 — 氧系材料超导转变温度提高到了 90 K（-183.15 ℃）
　　 超导材料在发电和输电等方面有着广泛的前景，因此科学家还在不断地研究，寻找能在更高温度下实现超导的导体材料。
超导现象
7．一只鸟站在一条通过 500 A 电流的铜制裸导线上。鸟两爪间的距离是 4 cm，输电线的横截面积为 120 mm2 。求鸟两爪之间的电压。
练习
8．金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”。下列I-U图像中能表示金属铂电阻情况的图像是(　　)
练习
D
10．一根均匀导线，现将它均匀拉长，使导线的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为64 Ω，则导线原来的电阻值为(　　)
A．128 Ω B．32 Ω
C．4 Ω D．2 Ω
C
练习
课堂小结
1. 概念：电阻、电阻定律、电阻率、伏安特性曲线；
2. 方法：比值法、控制变量法；
3. 应用：金属温度计、定值电阻、半导体、超导现象。
“我这一辈子主要只做了一件事，就是探索超导体、开展超导机理研究。如果我们的社会，每个人都持之以恒做一件事，很多问题都可以解决。”
赵忠贤