物理人教版（2019）必修第三册11.2导体的电阻（共26张ppt）

(共26张PPT)
新课导入：
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。
那么，它们之间的定量关系是怎样的呢？
新知讲解：
电流、电压、电阻是电学的三大基础物理量。
I
U
R
一、电阻 R
①U-I 图像是一条过原点的直线；
②同一导体，U与I的比值为定值。
1.定义：导体两端的电压 U 与通过导体的电流 I 的比值。
2.公式：
比值定义式
适用于计算一切导体的电阻
R与U、I无关。
3.单位：欧姆 符号：Ω 1 Ω = 1 V/A
单位关系：1 MΩ = 103 kΩ = 106 Ω
1.内容：
导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。
新知讲解：
二、欧姆定律（实验定律）
2.欧姆定律的数学表达式：
决定式
比值定义式
3.适用范围：
适用于金属导电、电解液导电的纯电阻电路。
1.定义：导体中的电流 I 随导体两端的电压 U 变化的图线。
新知讲解：
三、导体的伏安特性曲线
I-U 图线
2.特点：图线斜率的物理意义是什么？
I
U
O
B
A
U
I
O
B
A
RB < RA
RB > RA
I U 图像
U I 图像
4.非线性元件(欧姆定律不适用) ：
伏安特性曲线不是过原点的直线的电学元件。
3.线性元件(欧姆定律适用) ：
伏安特性曲线是一条过原点的直线的电学元件。
新知讲解：
三、导体的伏安特性曲线
金属导体、电解质溶液
I/A
U/V
O
A
I/A
U/V
O
B
气体导体、半导体导体
新知讲解：
与横截面积有关
与材料有关
与长度有关
四、影响导体电阻的因素
新知讲解：
四、影响导体电阻的因素
探究思路：采用控制变量法探究导体电阻与导体横截面积、长度和材料之间的关系。
用电压表分别测量 a、b、c、d 两端的电压，就能知道它们的电阻之比。这样就可以得出长度、横截面积和材料这三个因素与导体电阻的关系。
导体电阻与长度的关系：
导体电阻与横截面积的关系：
导体电阻与材料的关系：
R ∝ l
R ∝
R 与材料有关
新知讲解：
五、电阻定律
1.电阻定律（实验定律）：
同种材料的导体，R 与它的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比；R 还与构成它的材料有关。
2.公式：
电阻率：反映材料导电性能好坏的物理量
沿电流方向导体的长度
垂直于电流方向的横截面积
决定式
3.适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体，或浓度均匀的电解质溶液。

类别 比值定义式 决定式
适用范围 适用于任何电路 适用于粗细均匀的金属导体，或浓度均匀的电解液等。
联系 进一步说明导体的电阻与电压和电流无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积。 新知讲解：
4. 与 的比较：
五、电阻定律
新知讲解：
五、电阻定律
5.电阻率：
①意义：电阻率是反映导体导电性能的物理量（电阻率越小，导电性能越好）
②公式：
③单位：欧·米 符号：Ω · m
由材料和温度决定，与l、S无关!!!
5.0×10-7
5.0×10-7
5.0×10-7
镍铜合金
4.4×10-7
4.4×10-7
4.4×10-7
锰铜合金
1.44×10-7
1.0×10-7
0.89×10-7
铁
7.10×10-8
5.3×10-8
4.85×10-8
钨
3.80×10-8
2.9×10-8
2.67×10-8
铝
2.07×10-8
1.7×10-8
1.43×10-8
铜
2.07×10-8
1.6×10-8
1.48×10-8
银
100℃(Ω m)
20℃(Ω m)
0℃ (Ω m)
温度
阻
率
材料
电
b.纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。
a.不同材料的导体电阻率不同；
新知讲解：
五、电阻定律
5.电阻率：
④电阻率与温度关系：
电阻温度计
金属：
热敏电阻、光敏电阻
半导体：
标准电阻
合金：
超导体：
当温度降低到一定温度时
课 堂 小 结
新知讲解：
实验一：测绘小灯泡的伏安特性曲线
1.目的：掌握实验电路；描绘 I U 图线；分析图线原因。
2.电路图：
3.步骤：
①连接电路（选好器材）；
②闭合电键前滑片位置该滑在哪端；
③移动滑片读取多组数据，填表；
④断开开关，复原仪器；
⑤绘制 I-U 图线（平滑）。
新知讲解：
实验二：伏安法测电阻
用电压表测出电阻两端的电压 U ，用电流表测出通过电阻的电流 I ，利用欧姆定律可以算出电阻的阻值 R 。
E
S
R
B
A
V
测量电路:
测导体B的电流、电压
控制电路:
新知讲解：
1.控制电路——滑动变阻器的两种接法及作用
(1)限流式：
电源不计内阻
优点：简单、功耗低
电压范围：
安全角度：
开关闭合前，R滑max ，保护电路（b端）
新知讲解：
1.控制电路——滑动变阻器的两种接法及作用
(2)分压式：
电源不计内阻
优点：电压可以从0 开始读数
电压范围：
安全角度：
开关闭合前，保护电路（a端）
新知讲解：
1.控制电路——滑动变阻器的两种接法及作用：
(3)滑动变阻器选分压、限流接法的原则：
实验要求 ( U – I ) 从零取值，则分压。
若 Rx >> R滑 ，则分压；
若 Rx << R滑 ，都不行。
“零起必分，滑小必分，滑大不选”
“烧表”必分。
新知讲解：
2.测量电路——电流表、电压表的两种接法
内接法：
外接法：
RV：20-50 kΩ
RA：0.1-100 Ω
误差来源：电流表分压
误差来源：电压表分流
误差分析：
误差分析：
有 RV = 20 kΩ， RA = 10 Ω 。若 Rx = 10 Ω，若 Rx = 30 kΩ
“大内偏大，小外偏小”
新知讲解：
2.测量电路——电流表、电压表的两种接法
若有 RV = 50 kΩ， RA = 10 Ω ，待测阻值大约如下，选择内接、外接？
①有 Rx = 20 kΩ ；②有 Rx = 20 Ω ；③由有 Rx = 1000 Ω
内接，偏大
外接，偏小
注：比较 Rx _______
证明： 相对误差
由
得
内接，偏大
若有 RV = ？， RA = ？， Rx = ？，选择内接、外接？
试触法：
两表的读数变化
①若电流表变化明显：
宜内接
②若电压表变化明显：
宜外接
新知讲解：
2.测量电路——电流表、电压表的两种接法
限流内接法
分压内接法
限流外接法
分压外接法
课堂练习：
课堂练习：
在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，额定功率为0.5 W，此外还有以下器材可供选择：
A.直流电源3 V(内阻不计)
B.直流电流表A1：量程0～300 mA (内阻约为5 Ω)
C.直流电流表A2：量程0～3 A (内阻约为0.1 Ω)
D.直流电压表V：量程0～3 V (内阻约为3 kΩ)
E.滑动变阻器R1：阻值范围0～100 Ω，额定电流0.5 A
F.滑动变阻器R2：阻值范围0～10 Ω，额定电流2 A
G.导线和开关
实验要求：滑动变阻器便于调节，小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。
课堂练习：
(1)实验中电流表应选用____(填写仪器前的字母)；
B
解析：小灯泡的额定电流为I＝P/U＝200 mA，电流表选B。
(2)在图中所示的虚线框中画出符合要求的实验电路图（虚线框中已将所需的滑动变阻器画出，请补齐电路的其他部分，要求滑片 P 向 b 端滑动时，灯泡变亮）；
解析：
课堂练习：
(3)根据实验数据，画出小灯泡的 I－U 图线如图所示。由此可知，当电压为0.5 V时，小灯泡的灯丝电阻是____________Ω 。
5.0(或5)
解析：当电压为0.5 V时，小灯泡的电流为0.1 A，小灯泡的灯丝电阻为 R＝5.0 Ω 。
(4)根据实验测量结果可绘制小灯泡的电功率 P 随其两端电压 U 或电压的平方 U2 变化的图象，在图中所给出的a、b、c图象中可能正确的是______(填a或b或c) 。
a
b
c
b
解析：随着小灯泡两端电压增大，电阻R增大，灯泡功率，R增大，斜率减小。