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

(共21张PPT)
11.2 导体的电阻
人教版（2019）高中物理（必修第三册）
第十一章 电路及其应用
老师： 授课时间：
知识回顾：电源和电流
一、电源
1. 电流的形成
2. 导体中产生持续电流的条件
3. 电源
二、恒定电流
1. 导线中的恒定电场：基本性质与静电场相同
2. 恒定电流
(2). 方向：正电荷定向移动的方向
(1). 定义式：I =
3. 电流的微观表达式
I = nev
若已知自由电荷线密度为n
(单位长度内的自由电子数)
若已知自由电荷体密度为n
(单位体积内的自由电子数)
I = neSv
新课引入
你知道调光台灯为什么能调光吗？
一、电阻
1、组装：按照如图所示的电路连接仪器，研究电阻R两端的电压随导体中的电流的变化情况。
2、操作：先将滑动变阻器滑片移到最右端，闭合开关后，逐渐向左移动滑片，记录下电阻R两端的电压和通过R的电流，测量多组数据并将数据记录在表格中。
交流讨论
V
A
R
一、电阻
（1）根据表格中的数据，分析电阻两端的电压和通过电阻的电流有什么关系。
电压和电流的比值是一个常数
U/(V) 0.93 1.85 2.79 3.72 4.65
I/(A) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
数据示例
3、讨论：
6.0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 I/A
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
0
●
●
●
●
●
一、电阻
（2）将表格中的数据进行描点作图，得到的图像是什么形状？图像的斜率能反映什么规律？根据图像能得到什么结论？
图像是一条直线；
斜率是一个定值，可以反映导体的一种固有属性；
说明对于固定的电阻，电压和电流的比值是一个定值。
图像示例
U/V
导体两端的电压U与通过导体的电流 I 的比值
2. 定义式：
3. 单位：
4. 物理意义：
1. 定义：
兆欧（MΩ）
千欧（kΩ）、
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 ）
1. 内容：
2. 决定式:
3. 适用条件：
纯电阻电路，如：金属导电和电解液导电
对含电动机等非纯电阻电路，气体导电等不适用
定义式：
微观决定式：
电阻
欧姆定律
导体中的电流I 与导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比
【例1】(多选)已知两个导体的电阻之比R1∶R2＝2∶1，则（ ）
A．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝2∶1
B．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝1∶2
C．若导体中电流相等，则U1∶U2＝2∶1
D．若导体中电流相等，则U1∶U2＝1∶2
典例分析
BC
解析：当电压相等时，由I＝　得I1∶I2＝R2∶R1＝1∶2，B正确，A错误；
当电流相等时，由U＝IR得，U1∶U2＝R1∶R2＝2∶1，C正确，D错误。
通过分析可知，R是一个跟导体本身性质有关而与通过的电流无关的物理量。
不同的导体斜率不同，说明阻值不同。
电压相同时，R越大，通过其中的电流I越小。
这反映了导体本身的一种特性，即导体对电流的阻碍本领。
这种本领的大小与什么因素有关呢？
二、电阻定律
导体长度
滑动变阻器通过改变接入的长度来控制阻值大小.
横截面积
我们生活中有粗细不一的导线
材料
生活中的导线制作的金属也有不同
（1）提出猜想
还可能与温度有关。
我们猜测，导体越长电阻越大，导体越粗电阻越小（高压线），而材料不同电阻也不一样
二、电阻定律
实验探究：如图所示，a、b、c、d是四条不同的金属导体.导体b、c、d在长度、横截面积、材料三个因素方面，分别只有一个因素与导体a不同.( b与a长度不同，c与a横截面积不同，d与a材料不同)
实验电路
实验操作
V
V
V
V
a
b
c
d
控制变量法
实验方法：
同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。
（4）实验结论
S:导体横截面积;
L:导体长度
:电阻率
……电阻定律（决定式）
二、电阻定律
新课教学
1.物理意义：
2.公式：
3.单位：
4.影响因素：
三、导体的电阻率
反应材料导电性能好坏的物理量。
材料、温度
新课教学
电阻率与温度的关系
(1). 纯金属:
5. 电阻率与温度的关系：
①电阻率随温度的升高而增加
②制作电阻温度计
(2). 合金:
①电阻率几乎不受温度变化的影响
②制作标准电阻
(3). 大部分半导体:
①电阻率随温度的升高而减小,
且随温度的变化较大
②制作热敏电阻
(4). 超导现象:
①当温度降低时，导体的电阻率将会减小。
1911年，科学家发现一些金属在温度特别低时电阻可以降到 0
②超导材料在发电、输电等方面都会有非常广泛的应用前景
6.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 ℃）
三、导体的电阻率
【例题2】(多选)下列关于电阻和电阻率的说法正确的是(　　)
A.由R＝ρ知，导体的电阻与长度l、电阻率ρ成正比，与横截面积S成反比
B.由R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
C.将一根导线一分为二，则每部分导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫作超导现象．发生超导现象时，温度不为绝对零度
AD
典例分析
【例3】一电阻率 ρ=1×10-8 Ω·m的长方体导体，厚度为d=0.5m，上表面为边长L1=1m的正方形，电流方向如图所示，导体的电阻为多少？如果只将上表面边长变为L2=0.1m，按照图示方向流过电流，则导体的电阻率会如何变化？导体的电阻为多少？
解析：导体的电阻
材料不变，所以电阻率不变
导体的电阻
典例分析
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。
(1). 伏安特性曲线是
一条过原点的直线.
科学思维——导体的伏安特性曲线
1. 线性元件
(2). 适用于金属、电解质溶液
(1). 伏安特性曲线不是
一条过原点的直线.
2. 非线性元件
(2). 气态导体(如日光灯管、霓虹灯管中的气体)
和半导体元件
【例4】两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知
A.R1为线性元件，R2为非线性元件
B.R1的电阻R1＝tan 45° Ω＝1 Ω
C.R2的电阻随电压的增大而减小
D.当U＝1 V时，R2的电阻等于R1的电阻
√
√
典例分析