11.2 导体的电阻 课件 (共24张PPT) 人教版（2019）必修第三册

(共24张PPT)
导体的电阻
实验1：研究某个导体的电流随导体两端电压的变化实验
请画出本实验的电路图。
研究导体的电流随导体两端电压的变化实验,实物图请连接一下。
作出金属导体的U-I图像。
作出两个金属导体的U-I图像。
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
电阻
与长度有关
与材料有关
与横截面积
控制变量法
导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料三个因素都有关系，我们需要采取什么实验方法去研究？
电阻影响因素
25
100
实验方法：
控制变量法
实验方案：
同种材料，S一定，不同L，测R
同种材料，L一定，不同S，测R
不同材料，L一定，S一定，测R
探究方案一
a
V
V
V
V
b
c
d
实验方法：
控制变量法
实验方案：
ab同种材料，S一定，不同L，测U
ac同种材料，L一定，不同S，测U
ad不同材料，L一定，S一定，测U
数据记录与整理
材料 长度/cm 直径/mm 电阻/Ω 常数
镍铬 50 0.2 16 10×10-7
镍铬 25 0.2 8 10×10-7
镍铬 50 0.3 10 10×10-7
铁 50 0.3 0.8 1.13×10-7
铜 50 0.3 很小
数据记录与整理
材料 长度/cm 直径/mm 电阻/Ω
镍铬 50 0.2 16.6
镍铬 25 0.2 8.4
镍铬 50 0.3 10.3
铁 50 0.3 0.8
铜 50 0.3 很小
同种材料 横截面积S相同
长度L相同 不同材料 S相同 L相同
k由导体材料
决定
导体的电阻
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;导体电阻与构成它的材料有关.
2.表达式:
电阻不同
电阻与
材料有关
实验结论
3.电阻率
（1）意义:反映材料导电性能好坏的物理量.
（2）单位:
欧·米( )
材料 ρ/Ω·m 材料 ρ/Ω·m
银 0.16×10-7 铁 1.0×10-7
铜 0.17×10-7 锰铜合金 4.4×10-7
铝 0.29×10-7 镍铜合金 5.0×10-7
钨 0.53×10-7 镍铬合金 1.0×10-6
几种导体材料在20℃时的电阻率
a
b
h
R2
R1
电流方向
思考与讨论：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
h
R1 = R2
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,只要保证厚度足够即可,有利于电路元件的微型化.
由此可知此导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关
演示实验：电阻率与温度的关系
金属电阻率与温度的关系
ρ(Ω·m) 0℃ 20℃ 100℃
银 1．48×10－8 1．6×10－8 2．07×10－8
铜 1．43×10－8 1．7×10－8 2．07×10－8
铝 2．67×10－8 2．9×10－8 3．80×10－8
钨 4．85×10－8 5．3×10－8 7．10×10－8
铁 0．089×10－8 0.10×10－8 0.144×10－8
锰铜合金 0.44×10－8 0.44×10－8 0.44×10－8
镍铜合金 0.50×10－8 0.50×10－8 0.50×10－8
几种材料在不同温度下的电阻率
（2）电阻率与温度的关系
金属：
T
半导体：
T
热敏电阻
光敏电阻
合金：
有些几乎不随t变化
标准电阻
电阻温度计
超导体：某些材料当温度降低到一定温度时
=0
R=0
半导体的导电性能具有可控性
（1）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大
对电阻率( )的理解
导电性能介于导体和绝缘体之间


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。
① 处于这种状态的物体叫做超导体。
② 应用
（1）超导发电机
（2）磁流体发电机
（3）超导输电线路
（4）超导磁悬浮列车
（5）超导计算机
注意：导体的电阻和材料的电阻率
电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．
电阻率反映材料导电性能好坏的性质，电阻率小的材料导电性能好．
（3）导体、绝缘体、半导体
①r < 10 –6 W m 的物体叫做导体。
②r > 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
电路中有一段金属丝长为L，电阻为R，要使电阻变为4R，下列可行的方法是 ( )
A.将金属丝拉长至2L
B.将金属丝拉长至4L
C.将金属丝对折后拧成一股
D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍
A
练一练
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
同一半圆形金属片，如图所示，从不同方向测量其电阻
(1)Ra、Rb是否相等？
(2)如果不等，Ra、Rb谁大？
Ra、Rb比值是多少？
1.不等(a)又短又“胖”,(b)又长又“瘦”; Ra2.若1/4圆形金属片电阻为R0,则(a)为两R0并联,Ra = R0/2;(b)为两电阻串联, Rb =2R0, 所以Ra:Rb=1:4
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：