物理人教版（2019）必修第三册11.2 导体的电阻（共27张ppt）

(共27张PPT)
导体的电阻
问题1：导体中产生电流的条件是什么？
问题2：导体两端有电压，导体中才有电流，那么导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？
复习与回顾
控制电路：可以提供从零开始连续变化的电压
E
S
R
B
A
V
1.连接电路：
测量电路：测量电阻的电流和电压（伏安法）
回顾实验：探究导体中的电流跟导体两端电压的关系
2.数据处理：
方法（1）直接观察（2）图像法
结论：对同一导体，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
I
U
O
B
A
I-U图像是过原点的直线。
0.1
I/U
0.2
电压（V）
电流（A）
电流（A）
B
导体
A
2.50
0.25
2.00
0.20
1.50
0.15
1.00
0.10
0.50
0.05
0.40
0.30
0.20
0.10
0.50
回顾实验：探究导体中的电流跟导体两端电压的关系
3.确定常数：
结论：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。
——欧姆定律
回顾实验：探究导体中的电流跟导体两端电压的关系
2.度量方式：
4.矢量标量：标量
3.决定因素：导体本身的性质决定。
1.引入目的（物理意义）：反映了导体对电流的阻碍作用的大小。
5.单位换算：
6.测量方法：伏安法等。
比值法。测量式。与无关。
Ω（欧） 1Ω=1V/A 1MΩ =103kΩ=106Ω
一、电阻
思考： 滑动变阻器通过什么改变电阻的？
长度L
探究：影响导体电阻的因素是什么？
探究：影响导体电阻的因素是什么？
同样接在220v电路当中的灯泡，发光程度不一样。
跟横截面积S有关
探究：影响导体电阻的因素是什么？
中国有39519万户家庭，每个家庭所用导线均是铜线或铝线，却不用铁线
金属 我国储量 价格
铜 0.62亿吨 50元/kg
铝 22.7亿吨 32元/kg
铁 463亿吨 3.8元/kg
与材料有关
横截面积S
长度L
材料
温度
导体的电阻R跟它的长度l、横截面积S、材料有关。
(一)大胆猜想
探究：影响导体电阻的因素是什么？
1、实验目的：探究导体的电阻R与导体的长度l、横截面积S、材料之间的关系。
(二)实验探究
同种材料，S一定，探究R与L的关系
同种材料，L一定，探究R与S的关系
不同种材料，S、L一定，探究R与材料的关系
3、实验方案：
2、实验方法：控制变量法.
探究：影响导体电阻的因素是什么？
思考：
依据控制变量法，每次实验需都需要测量两个物理量之间的关系，我们如何设计实验电路可以更简单的观测呢？
同种材料，S一定，探究R与L的关系
同种材料，L一定，探究R与S的关系
不同种材料，S、L一定，探究R与材料的关系
a 和 b ：材料相同，横截面积（S）相同，长度（L）不同
改进方案
a
V
V
V
V
b
c
d
a 和 c ：材料相同，长度（l）相同，横截面积（S）不同
a 和 d ：长度（L）相同，横截面积（S）相同，材料不同
利用串联电路分压
将所需测量的电阻串联于同一电路之中，观测电压表的示数，即可知晓电阻与变量之间的关系。（方便简洁）
(三)实验结论
导体的电阻 R 跟长度 l 成正比
导体的电阻 R 跟横截面积 S 成反 比
导体的电阻 R 还跟材料有关
探究：影响导体电阻的因素是什么？
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:
是比例常数，它与导体的材料有关，称为材料的电阻率。
3.适用条件：温度一定,粗细均匀的金属导体,或浓度均匀的电解液.
二、电阻定律
思考：家用导线过热，在不减少用电器的前提下，应该如何减少热量？
电器不减少，即I不变，我们只能减少R。
可以更换更粗的导线
a
b
h
R2
R1
电流方向
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.通过学习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
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,只要保证厚度足够即可,有利于电路元件的微型化.
1、（多选）下列说法中正确的是(　　 )
A.据R＝U/I可知，当通过导体的电流不变，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍
B.据R＝U/I可知，通过导体的电流改变时，加在电阻两端的电压也改变，但导体的电阻不变
c.据R＝ ρl /S可知，导体的电阻取决于导体的材料、长度、横截面积
D.据ρ＝R S /l可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度l成反比
BC
练 习
2、一根阻值为R的均匀电阻丝，在下列哪些情况下阻值仍为R（设温度不变）( )　
A.当长度不变，横截面积增大一倍时
B.当横截面积不变，长度增大一倍时
C.当长度和横截面半径都缩小一半时
D.当长度和横截面积都扩大一倍时
练 习
D
3、一段均匀导线对折一次后并联在一起，测得其电阻为0.5 Ω，导线原来的电阻多大？若把这根导线均匀拉长为原来的两倍，其电阻是原来的多少倍？
解析：设导线原阻值为R0，长度为l0,横截面积为S0；导线对折一次后并联在一起阻值为R1，长度为l1,横截面积为S1；导线均匀拉长为原来的两倍阻值为R2，长度为l2,横截面积为S2。依题意，有
练 习
三、导体的电阻率
1.意义：反映材料导电性能好坏的物理量。
2.定义式：
由材料和温度决定，与无关!!!
3.单位：欧·米（）
4、一只“220 V 100 W”的灯泡工作时电阻为484Ω，拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻，下列说法中正确的是 ( )
A.小于484 Ω B.大于484 Ω
C.等于484 Ω D.无法确定
练 习
A
三、导体的电阻率
4.电阻率与温度关系：
银
铜
铝
钨
铁
锰铜合金
镍铜合金
（1）不同材料的导体电阻率不同。
（2）相比较而言：纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大。
（3）金属材料的电阻率随温度的升高而增加。
扩展1：各种材料的电阻率与温度之间的关系
①金属：
②半导体：
④合金：
有些几乎不随t变化
标准电阻
⑤超导体：某些材料当温度降低到一定温度时
③半导体的导电性能具有可控性
热敏电阻 光敏电阻
电阻温度计
超导现象
处于这种状态的物体叫做超导体。
导体中的电流I随导体两端的电压变化的图线。图像和图像都叫做导体的伏安特性曲线。
扩展2：导体的伏安特性曲线
定值电阻的伏安特性曲线
小灯泡的伏安特性曲线
对比两个图像的异同，并确定出在这两个图像中如何求电阻？
导体A的伏安特性曲线为直线，斜率表示导体的电阻，电阻在研究过程中保持不变；
导体B的伏安特性曲线为曲线，过原点的直线（割线）的斜率表示导体的电阻，电阻在研究过程中不断变化。
加正向电压时，二极管电阻较小，通过二极管的电流较大；加反向电压时，二极管的电阻较大，通过二极管的电流很小。
当反向电压很大时，二极管击穿，反向电流很大。
正向电压/
正向电流/
反向电压/
反向电流/
20
10
0
0.5
-20
-40
-100
-200
-300
扩展3：二极管的伏安特性曲线
二极管具有单向导电性。
1．伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线的电学元件叫做线性元件。
（1）线性元件与纯电阻元件是不同的概念。
（2）线性元件一定是纯电阻元件，而纯电阻元件不一定是线性元件(小灯泡是纯电阻，但它的伏案特性曲线是曲线）。
2．伏安特性曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件。
扩展4：线性元件和非线性元件