物理人教版（2019）必修第三册11.2导体的电阻 （共21张ppt）

(共21张PPT)
第1节 电源和电流
定义式：
1.电源作用：
2.电流：
提供稳定的电压（ 电场、能量）
I =nqvs
决定式：
（q为流过横截面的总电量）
（n为单位体积内自由电荷数；
q为一个自由电荷的电量 ）
复习回顾　
3.三个速度：
（1）：自由电子无规则热运动速率105m/s
（2）：自由电子定向移动平均速率10-4m/s
（3）：电路中建立电场的速度：光速
11.2 导体的电阻
议一议
电阻与导体的长度、横截面积有怎样的定量关系？
为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做得粗一点，这是因为导体的电阻与导体的长度、横截面积有关。
一.电阻
选取一个导体，研究导体两端的电压随导体中的电流的变化情况。
V
A
S
R
实验:
电阻
导体A
导体B
作出两个金属导体的U-I图像。
A
B
I/A
U/V
一.电阻
1.金属导体的U-I图像是一条过原点的直线。
2.同一个导体，不管电流、电压怎样变
化，电压跟电流之比都是一个常量。
3.不同导体，相同电压，比值大的
导体，电流小。
思考：该比值的大小，反映了导体的什么特性？
反映了导体对电流的阻碍作用
电阻
图像反映哪些信息？
通过导体的电流 I/A 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
导体A两端的电压 U/V 0 0.63 1.25 1.87 2.49 3.00
导体B两端的电压 U/V 0 0.90 1.80 2.60 3.5 4.6
导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。
2.表达式：
1.定义：
（比值定义法）
注：R只与导体本身性质有关
3.单位：
国际单位制中 欧姆（Ω）
4.物理意义：
反映导体对电流的阻碍作用
一.电阻
常用单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ），1kΩ=Ω，1MΩ=Ω
I
U
O
A
B
5、在导体U-I图象中，斜率反映了导体电阻的大小。
RA>RB
影响导体电阻的因素
猜想：导体的电阻与什么因素有关
导线粗细→横截面积
导线长度
不同材料
用什么方法探究导体电阻与三个不同量之间的关系？
控制变量法
请尝试自行设计实验方案
二、影响导体电阻的因素
3、实验结论：
导体电阻与材料的关系： 有关
导体电阻与长度的关系 ：正比
导体电阻与横截面积的关系： 反比
2、控制变量法
abcd
1、实验设计
a b c d
材料同，S同，L不同 材料同，L同，S不同 L同，s同，材料不同
三、导体的电阻率
1、电阻定律：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。
3、电阻率：比例系数ρ 叫作这种材料的电阻率，不同种材料的导体 ρ 一 般不同。
为什么要指明温度？
2、表达式：
（电阻的决定式）
4、电阻率与温度的关系
演示实验：电阻率与温度的关系
实验现象：用酒精灯给灯丝加热，发现小灯泡变暗
实验结论：温度升高，灯丝的电阻率变大了
金属的电阻率随温度的升高而增大
应用
电阻温度计
三、导体的电阻率
金属的电阻率随温度的升高而增大
合金（锰铜合金和镍铜合金），电阻率几乎不受温度变化的影响
制作标准电阻
一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象。
4、电阻率与温度的关系
三、导体的电阻率
电阻温度计
制作超导体
半导体的电阻率随温度升高而减小
制作晶体管
1911年，荷兰莱顿大学的卡末林—昂内斯意外地发现，将汞冷却到-268.98℃时，汞的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡末林—昂内斯称之为超导态。卡茂林由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。
海克·卡末林·昂内斯(1853~1926)，荷兰物理学家，
三、导体的电阻率
超导应用前景：
①若用超导材料形成回路，因回路中没有电阻故无能量损耗，一旦回路中有了电流就将持续下去。
②用于磁悬浮,计算机,输电,发电机,电动机等
③科学家还在不断地研究，寻找能够在更高温度下实现超导的导体材料，超的应用前景非常广阔。
磁悬浮
课堂练习
1、关于电阻的计算式 和决定式 ，下面说法正确的是( )
A. 导体的电阻与其两端电压成正比，与电流成反比
B. 导体的电阻仅与导体长度、横截面积和材料有关
C. 导体的电阻随工作温度变化而变化
D. 对一段一定的导体来说，在恒温下比值 不是恒定的，导体电阻随U或I的变化而变化
C
课堂练习
2、某金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为（ ）
A. 4ρ和4R
B. ρ和4R
C. 16ρ和16R
D. ρ和16R
D
课堂练习
例3：如图一块均匀的长方体样品，长为a，宽为b，厚为c。电流沿AB方向时测得样品的电阻为R，则样品的电阻率是多少 电流沿CD方向时样品的电阻是多少
解:
AB方向的长度l 为a，横截面积S 为bc，
所以
得
同理：CD方向的长度l为b，横截面积S为ac，所以
R1 = R2
a
h
R1
电流方向
b
R2
h
由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关。这样在制造电路元件时,可以将其表面积做得很小,而不增大电阻, 有利于电路元件的微型化。
R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R2的尺寸比R1小很多。通过两导体的电流方向如图所示。这两个导体的电阻有什么关系 你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义
问题与思考
拓展学习
1、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I-U图像叫作导体的伏安特性曲线。
四、伏安特性曲线
线性元件
非线性元件
2、欧姆定律：
I跟U成正比，跟R成反比。
只适用于同一温度下的金属导体或电解质溶液
不适用于气体导体或半导体元件．
公式：
1.如图所示为两电阻和的伏安特性曲线，下列说法正确的是（ ）
A. 若两电阻串联接在电路中，电阻两端的电压小
B. 若两电阻串联接在电路中，电阻上通过的电流小
C. 若两电阻并联接在电路中，电阻两端的电压大
D. 若两电阻并联接在电路中，电阻上通过的电流小
课堂练习
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