物理人教版（2019）必修第三册11.2导体的电阻（共28张ppt）

(共28张PPT)
新人教版 必修三
第十一章 电路及其应用
第2节 导体的电阻
新课引入
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？
学习任务一： 电阻
电原理图
实物电路图
1.探究导体中的电流跟导体两端电压的关系
学习任务一： 电阻
2.探究导体中的电流跟导体两端电压的关系
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
实验数据
作出两个金属导体的U-I图像
金属导体的U-I图像是一条过原点的直线
学习任务一： 电阻
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：
兆欧（MΩ）
千欧（kΩ）
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)
3.电 阻
学习任务一： 电阻
（5）.U-I图像与I-U图像的斜率：
斜率表示电阻：
斜率越大，电阻越大。
斜率表示电阻的倒数：斜率越大，电阻越小。
小技巧，不论哪种图像越靠近U轴电阻越大。
学习任务二： 影响电阻的因素
导体的电阻是导体本身的一种性质，由导体自身的因素决定，那么导体的电阻R到底由哪些因素决定呢
1.大胆猜想
跟长度l有关
跟横截面积S有关
与材料有关
学习任务二： 影响电阻的因素
2.实验探究：
实验方法：控制变量法。
实验电路图：
实验方法：
①导体电阻与长度的关系：b与a，长度不同，横截面积、材料相同。比较a、b的电阻之比与它们的长度之比。
②导体电阻与横截面积的关系：c与a，横截面积不同，长度、材料相同。比较a、c的电阻之比与它们的横截面积之比。
③导体电阻与材料的关系：d与a，材料不同，长度、横截面积相同。比较a、d的电阻是否相等。
学习任务二： 影响电阻的因素
学习任务二 影响电阻的因素
学习任务二： 影响电阻的因素
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
3.实验结论：
学习任务三： 导体的电阻率
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。
ρ表征了导体材料的某种特性，与材料有关，叫电阻率
为什么要标明温度？
1.电阻定律：
演示实验：电阻率与温度的关系
将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路，使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热，发现小灯泡变暗。这说明温度升高，灯丝的电阻率变大了。
学习任务三： 导体的电阻率
金属的电阻率随温度的升高而增大
电阻温度计
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
学习任务三：导体的电阻率
到1986年为止，人们发现的最高临界温度为23.2 K（－249.95 ℃）
1986年，人类在超导领域取得了重大突破，发现一些铜的氧化物材料可在44K（－229.15 ℃）左右出现超导现象
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90K（－183.15 ℃）
超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻率突然变为零，这种现象叫做超导现象。
学习任务三 ： 导体的电阻率
深化理解
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
联系
纯电阻元件
适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体
适用范围
提供了测定电阻的一种方法：伏安法
作用
电阻的定义式，R与U、I无关
电阻定律的表达式，也是电阻的决定式
意义
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
深化理解
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
拓展
伏安特性曲线：横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I
对于金属导体，在温度没有显著变化时，电阻几乎是不变的（不随电流、电压改变），它的伏安特性曲线是一条过原点的直线
线性元件
拓展
欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件（图 11.2-5）并不适用。也就是说，在这些情况下电流与电压不成正比，这类电学元件叫作非线性元件
拓展
O
I
U
A
提示：I－U图像是曲线时，导体某状态的电阻等于图线上点A(UA，IA)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数.
思考：I－U图像是曲线时，如何计算曲线上A点所对应的状态下导体的电阻？
拓展
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1．某同学对四个电阻各进行了一次测量，把每个电阻两端的电压和通过它的电流在平面直角坐标系中描点，得到了图中A 、B 、C 、D 四个点。请比较这四个电阻的大小。
【详解】根据欧姆定律 变形可得U=IR，可知U－I图象的斜率表示电阻，所以过A、B、C、D各点作过原点的直线，如图所示从图中可以看出，四个电阻大小关系为
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2.在实验室用一段导线连接一个“ ”的小灯泡做实验时，一般都不会考虑导线的电阻。如果导线的横截面积是 ，请你估计导线的长度，计算它的电阻，然后说明可以不考虑导线电阻的理由。
【详解】导线的横截面积是 ，长度约0.5m，铜丝的电阻率约为0.0175Ω mm2/m，由电阻定律可知，其阻值
故电阻可以忽略不计。
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3．某人买了 规格为的铜导线为 的空调供电使用。实际上恰好用去了一半导线。如果空调能够正常工作，制冷时在这段导线上损失的电压约是多少？
【详解】由电阻定律可得
制冷时在这段导线上损失的电压
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4．一只鸟站在一条通过 电流的铜质裸导线上(铜的电阻率为 )。鸟两爪间的距离是 ，输电线的横截面积是 。求鸟两爪之间的电压。
【详解】鸟两爪间的电阻
可得鸟两爪间的电压
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5．某同学想探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律．她拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱．她量得盐水柱的长度是30cm，并测出盐水柱的电阻等于R．现握住橡胶管的两端把它拉长，使盐水柱的长度变为40cm．如果溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，此时盐水柱的电阻应该等于多少
【详解】当盐水柱的长度为30cm，此时电阻 当盐水柱的长度变为40cm 此时电阻 由于盐水柱的力盐水的体积不变即： 这样可求得：
6．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？
【详解】沿AB方向测得的电阻为R，根据电阻定律 即有
那么电阻率为 ，根据电阻定律，那么沿CD方向的电阻
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7．人体含水量约为 ，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。某脂肪测量仪（如图），其原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例。
(1)肥胖的人与消瘦的人电阻不同的主要原因是什么？
(2)激烈运动之后、沐浴之后测量数据会不准确，这可能是什么原因？
【详解】(1)肥胖的人与消瘦的人电阻不同的主要原因脂肪含量不同，肥胖的人脂肪含量多，电阻大，消瘦的人脂肪含量少，电阻小；
(2)激烈运动之后，沐浴之后，水含量减小，钠离子、钾离子等离子也就减小，电阻变大，测量数据会不准确。

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