物理人教版2019必修第三册11.2 导体的电阻（共43张ppt）

(共43张PPT)
第2节 导体的电阻
第十一章
人教版 高中物理必修三
实验探究
01
欧姆定律
02
影响导体电阻的因素
03
导体的电阻率
04
巩固提升
05
在导体的两端加上电压，导体中会有电流。不同的导体，因它们的材料、长度、横截面积等不同，会对电流产生不同的阻碍作用。我们能不能求出导体对物体阻碍作用的大小呢？
新课导入
实验探究
PART 01
控制电路：(分压电路)可以提供从零开始连续变化的电压
E
S
R
B
A
V
测量电路:测导体B的电流、电压
探究导体中的电流跟导体两端的电压的关系？
电路设计
01
E
S
R
B
A
V
实物图连接
02
数据记录
10
U/I
5
0.40
0.30
0.20
0.10
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
0.50
0.26
0.20
0.16
0.10
0.06
电压（V）
电流（A）
电流（A）
B
导体
数据处理：作U-I图象
(1)U-I 图像是一条过原点的直线;
A
(2)同一导体，
B
I
U/V
O
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
0.1
0.2
0.3
A
A
电阻
数据记录与处理
03
导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值
3.定义式：
4.单位：
1.物理意义：
2.定义：
国际单位制中 欧姆（Ω）
反映导体对电流的阻碍作用
(R只与导体本身性质有关)
电 阻
04
实验演示
05
前面讨论的电流与电压的关系是不是和我们初中学过的欧姆定律非常类似呢？接下来就让我们一起重温这个重要的定律。
温故知新
06
欧姆定律
PART 02
1.内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．
2.表达式:
3.适用条件：
金属、电解液等纯电阻导电。
气体导电、半导体导电及含电动机、电解槽等电器不适用。
定义式
决定式
欧姆定律
01
1.欧姆定律是一个实验定律，是在金属导电的基础上总结出来的，定律中的电压U、电流I必须是相对于同一个导体或同一段电路而言的。
2.应用公式时，应注意公式中的三个物理量I、U、R是对应于同一纯电阻电路中同一时刻的值。
3.对 ，R不变时，U与I成正比，
对欧姆定律的理解
02
I
U
O
B
A
I
U
O
B
A
k = R
在导体的 U-I 图像中，斜率反映了导体电阻的大小。
在导体的 I -U图像中，斜率反映了导体电阻的大小的倒数。
U-I图线
I-U图线
伏安特性曲线
两种图像
03
他们的图线可与可以是曲线呢？若是曲线又反映了什么特点？
符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件；
不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线,这种电学元件叫做非线性元件。
O
I
U
O
I
U
线性元件和非线性元件
04
实验表明：
（1）电阻R的大小由导体本身决定，与电压和电流无关。
（2）R=U/I只是提供了一种测电阻的方法：伏安法
问题：那么，电阻R与导体本身的哪些因素有关呢？
问题与思考
05
影响导体电阻的因素
PART 03
导体的材料
请尝试自行设计实验方案
导体的横截面积
横截面积S
长度l
材料
导体的长度
设计实验方案
01
同种材料，S一定，改变L，测R
同种材料，L一定，改变S，测R
不同材料，L一定，S一定，测R
控制变量法：
a
b
c
d
a 和 b ：长度l不同,横截面积S,材料相同
a 和 c ：横截面积S不同，长度、材料相同
a 和 d ：材料不同，长度、横截面积相同
a
V
V
V
V
b
c
d
实验方法
02
实验探究电阻的影响因素
控制变量法
a
b
c
d
V
电压表先测a的电压Ua，再测b的电压Ub
探究过程
03
a
b
c
d
V
电压表先测a的电压Ua，再测c的电压Uc
探究过程
03
实验探究电阻的影响因素
控制变量法
a
b
c
d
电压表先测a的电压Ua，再测d的电压Ud
V
实验探究电阻的影响因素
控制变量法
探究过程
03
从实验数据比较分析电压之比、与长度之比、横截面积之比及材料之间的关系。
a
V
V
V
V
b
c
d
实验结论:
1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比
2.同种材料,L一定,电阻与S成反比
3.不同种材料,R不同
实验结论
04
L1、R1
L1、R1
L1、R1
L1、R1
1.导体的电阻R与长度L的关系
（提示从串并联知识去考虑）
讨论：
理论探究
06
123
n
S0
R0
R=R0/n
nS0
2.导体的电阻R与横截面积S的关系
一条粗导体可看成是由横截面积相同的多条细导体并联而成。
理论探究
06
k由导体材料决定，与l、S无关。
3.导体电阻与材料的关系：
由实验探究得知长度、横截面积相同而材料不同的导体电阻不同。
理论探究
06
该符号是什么
？
导体的电阻率
PART 04
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;导体电阻还与构成它的材料有关。
2.决定式:
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；
在长度、横截面积一定的条件下， ρ越大，导体的电阻越大。
为什么要指明温度？
导体的电阻率
01
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
实验演示
02
金属的电阻率随温度的升高而增大
有些合金（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
金属电阻温度计
金属的电阻率
04
超导现象 ：当温度降低到某一数值时，某些材料的电阻突然减小到零，这种现象叫做超导现象。
1987年，华裔美国籍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90 K （－183.15 ℃）
超导现象
05
1. r < 10 –6 W m 的物体叫做导体。
2. r > 10 5 W m 的物体叫做绝缘体。
3.导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做半导体。
半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻率随温度的升高而减小，导电性能由外界条件所控制，如改变温度、光照、掺入微量杂质等。
导体、绝缘体、半导体
06
意义 决定式 定义式
理解 说明导体的电阻由ρ、l、S决定，即与l成正比，与S成反比 提供了一种测电阻的方法——伏安法．不能认为R与U成正比，与I成反比
适用范围 任何导体 金属导体、电解质溶液
联系 导体的电阻取决于导体本身的材料、 长度和横截面积，而不是U和I
两种求R方法比较
07
联系
欧姆·米(Ω·m)
欧姆(Ω)
单位
由材料、温度决定，与导体形状无关
由材料、温度和导体形状决定
决定因素
反映材料导电性能的好坏，ρ大，导电性能差
反映导体对电流阻碍作用的大小，R大，阻碍作用大
物理意义
材料
导体
描述对象
电阻率ρ
电阻R
电阻与电阻率
08
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
问题与拓展
09
电
阻
欧姆
定律
电
阻
率
应用：电阻温度计、标准电阻、超导体
导体中的电流I跟导体两端的电压U
成正比，跟导体的电阻R成反比．
课堂总结
巩固提升
PART 05
【练习1】对于常温下一根阻值为R的金属电阻丝，下列说法正确的是（　）
A．常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R
B．常温下，若将电阻丝从中点对折，电阻变为4R
C．加在电阻丝上的电压从0逐渐加大到U，则在任意状态下的的值不变
D．若把温度降到绝对零度附近，电阻丝的电阻突然变为零，这种现象称为超导现象
课堂练习
【正确答案】D
【练习2】（2022·山东·高密三中高二开学考试）如图所示，P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜材料的电阻率为ρ，膜的厚度为d。管两端有导电金属箍M、N。现把它接入电路中，测得M、N两端电压为U，通过它的电流为I，则金属膜的电阻率的值为（　　）
A． B．
C． D．
课堂练习
【正确答案】C
【练习3】两段材料不同、横截面积相同的均匀导线a和b，其长度分别为2m和1m。串联在电路中时，沿长度方向电势变化如图所示，则a、b两种材料的电阻率之比为（ ）
A． B． C． D．
课堂练习
【正确答案】A
【练习4】北金属铂的电阻对温度的高低非常敏感，可用于制作电阻温度计。金属铂的电阻率随温度升高而增大。现有甲、乙两个U-I图像，其中一个为描述金属铂的图像，下列判断正确的是（　　）
A．图甲应为铂的U-I图像，且电压为U1时，电阻为
B．图甲应为铂的U-I图像，且电压为U1时，电阻为
C．图乙应为铂的U-I图像，且电压为U1时，电阻为
D．图乙应为铂的U-I图像，且电压为U1时，电阻为
课堂练习
【正确答案】C
【练习5】（2021·河南新郑·高二月考）如图所示，一块均匀的正六面体样品，长为a、宽为b、厚为c，若沿着AB方向测得的电阻为R，下列说法正确的是（　　）
A．样品的电阻率为
B．沿CD方向的电阻为
C．若a=b，增加厚度c，则沿着AB方向的电阻不变
D．若a=b，减小厚度c，则沿着CD方向的电阻不变
【正确答案】A
课堂练习
【练习6】(多选)（2020·河北正定中学高二月考）稳压管是一种用硅材料制成的晶体二极管，广泛应用于稳压电源。稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内，两端电压几乎不变，表现出稳压特性。图为某稳压二极管的图像。下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．稳压管属于非线性元件
D．稳压管属于线性元件
【正确答案】BC
课堂练习