教科版高中物理必修第三册第二章电路及其应用3电阻定律电阻率课件（58页PPT）

(共58张PPT)
第二章　电路及其应用
3. 电阻定律　电阻率
核心素养：1.知道电阻的定义，进一步体会比值定义法。2.掌握电阻定律的内容和表 达式。3.知道电阻率的概念，清楚常见材料电阻率与温度的关系。4.通过比较，理解 电阻率的物理意义，知道电阻率与温度的关系。5.通过实验探究影响导体电阻的因 素，掌握实验方法和结论。6.知道I－U特性曲线及其特点，知道线性元件与非线性元 件的区别。
第*页
研习任务一　电阻定律　电阻率
合作　讨论
电缆是生产生活中常用到的电路连接材料，企业如果没有严格的检验标准，生产 出不合格电缆，容易对用户造成巨大财产损失。如图为某企业生产的劣质电缆，它的 铜丝直径只有国家合格电缆的一半。
　　探究：若长度相同，则不合格电缆的电阻为合格电缆的多少倍？
教材　认知
一、电阻定律
1. 探究导体的电阻与它的长度及横截面积之间的定量关系
（1）实验方法： 。
（2）步骤
①测量若干横截面积相同而长度不同的同种材料导线的电阻。
②测量若干长度相同而横截面积不同的同种材料导线的电阻。
控制变量法　
2. 电阻定律
同种材料的导体，导体的电阻R跟它的长度l成 ，与它的横截面积S成 。
正比　
反比
相关
因素 导体的
材料 纯金属的电阻率
合金的电阻率较大
导体的
温度 有些合金的电阻率几乎不受温度变化影响，常用来制作标 准电阻
金属的电阻率随温度的升高而 ，可制作电阻温度计
超导现象：温度特别低时导体电阻降到0
较小　
增大　
核心　归纳
（1）ρ表示导体材料的电阻率，与材料和温度有关。反映了导体的导电性能，ρ越 大，说明导电性能越差；ρ越小，说明导电性能越好。
（2）l表示沿电流方向导体的长度。
（3）S表示垂直于电流方向导体的横截面积。
　公式
区别与联系　
区别 适用于纯电阻元件 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
联系
研习　经典
C
电阻与电阻率的辨析
　　（1）导体的电阻越大，说明导体对电流的阻碍作用越大，不能说明导体的电阻 率一定越大。
　　（2）电阻率越大，材料的导电性能越差，但用这种材料制成的电阻不一定大， 决定电阻大小的因素和决定电阻率大小的因素是不同的。
名师点评
A. 1∶1 B. 2∶1 C. 1∶2 D. 4∶1
A
第*页
研习任务二　导体的伏安特性曲线
合作　讨论
研究导体中的电流与导体两端的电压之间的关系，可以用公式法，可以用列表 法，还可以用图像法。
根据下面两个图像分析讨论：
（1）图甲是某元件的伏安特性曲线图，
思考图像斜率的物理意义是什么？该元件是
线性元件还是非线性元件？
提示：（1）甲图线的斜率表示导体电阻的倒数，该元件为线性元件。
（2）如果某元件的伏安特性曲线如图乙所示，分析该元件的电阻在图像中如何 反映。该元件是线性元件还是非线性元件？
提示：（2）乙图线上一点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，该元件为非线性 元件。
甲　　　　　　　 乙
核心　归纳
1. 由I－U图像可以获取的信息
（1）坐标轴的意义：I－U图像中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I。
（2）图线斜率的意义：I－U图像中，图线上的一点与原点连线的斜率表示电阻 的倒数。
2. 线性元件与非线性元件的比较
项目 I－U图线
（伏安特性曲线） U－I图线
坐标轴 U为横轴，I为纵轴 I为横轴，U为纵轴
斜率 图线上的点与坐标原点连线的斜率 表示导体电阻的倒数 图线上的点与坐标原点连线 的斜率表示导体的电阻
线性元件
图线的形状
可得R1＞R2
可得R3＞R4
项目 I－U图线
（伏安特性曲线） U－I图线
非线性元件
图线的形状
表示电阻随U的增大而增大
表示电阻随I的增大而减小
研习　经典
ABD
A. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
D. 对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM的面积
应用图像求电阻时的注意问题
名师点评
A. R1为线性元件，R2为非线性元件
B. R1的电阻R1＝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
AD
解析：由题图可知，R1的伏安特性曲线为过原点的直线，故R1为线性元件，R2的伏安 特性曲线为曲线，故R2是非线性元件，故 A正确；R1的电阻为2 Ω，故B错误；由题图 可知，当U＝1 V时，R2的电阻等于R1的电阻，都为2 Ω，故D正确；I－U图像上的点 与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知，R2的电阻随电压的增大而增 大，故C错误。
第*页
研习任务三　串、并联电路的特点
合作　讨论
某用户家中有很多用电器：电灯、电视、洗衣机、电磁炉及电冰箱等。
　　思考：该用户家中的各种用电器采用什么连接方式？若电灯的灯丝断了，其他用 电器还能正常使用吗？
提示：在家庭电路中，各用电器都是并联的；若某一用电器烧坏，并不影响其他 用电器的正常工作。
教材　认知
1. 串联电路的特点和性质：
电流 各处电流 ，即：I＝
电压 总电压等于各部分电压 ，即：U＝
总电阻 总电阻等于各电阻之和，即：R＝
电压分
配关系
功率分
配关系
2. 分压作用：电阻阻值 ，分得的电压 。
相等　
I1＝I2＝…＝In　
之和　
U1＋U2＋…＋Un　
R1＋R2＋…＋Rn　
I　
I2　
越大　
越大　
核心　归纳
1. 串联电路、并联电路总电阻的比较
串联电路的总电阻R总 并联电路的总电阻R总
不同点 n个相同电阻R串联，总电 阻R总＝nR
R总大于任一电阻阻值 R总小于任一电阻阻值
一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻 一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻
相同点 多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之 增大或减小
2. 串、并联电路中，电压和电流的分配关系
（1）串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比
推导：在串联电路中，由于U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3，…，Un＝InRn，I＝I1＝I2 ＝…＝In，所以有
（2）并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比
推导：在并联电路中，U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3，…，Un＝InRn，U1＝U2＝…＝ Un，所以有I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U。
研习　经典
[典例3]　如图所示电路中，已知R1＝5 Ω，R2＝12 Ω，理想电压表示数为2 V，理想电 流表示数为0.2 A，求：
（1）电阻R3的阻值；
[答案] （1）12 Ω
（2）A、C两端的电压值。
[答案]（2）4.4 V
[解析]（2）UAC＝U1＋U2＝2＋2.4 V＝4.4 V。
解决简单混联电路的方法
（1）准确地判断出电路的连接方式，画出等效电路图。
（2）准确地利用串、并联电路的基本规律、特点。
（3）灵活地选用恰当的物理公式进行计算。
名师点评
A. A、B间电阻最小值为2.4 Ω
B. A、B间电阻最大值为2.4 Ω
C. A、B间电阻最小值为2.5 Ω
D. A、B间电阻最大值为2.5 Ω
D
第*页
研习任务四　限流电路和分压电路
研习　经典
A. 乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式
B. 在闭合开关前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C. Rx阻值远远大于滑动变阻器阻值时，选择甲图电路连接
D. 甲、乙两图中待测电阻Rx两端的电压都可以调到零
B
[解析]　乙图电路中的滑动变阻器电阻全部连入电路，采用并联分压接法，没有采用 “一上一下”的连接方式，故A错误；在闭合开关前，为了保护电路，要保证Rx两端 的电压最小，即甲图中滑动变阻器连入电路的阻值应该最大，乙图中Rx与滑动变阻器 Pb部分并联，所以甲、乙两图中滑片P都应置于b端，故B正确；当Rx阻值远远大于滑 动变阻器阻值时，如果选择甲图电路连接，则通过待测电阻的电流变化很小，所以应 选择分压式电路，即选择乙图电路，故C错误；甲图电路为限流式电路，滑片滑到b 端时，加在Rx两端的电压最低但达不到零，故D错误。故选B。
B
第*页
课后提素养
基础　题组
1. 思维辨析
（2）导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及通过导体的电流 无关。
（3）对于确定的纯电阻元件，其两端的电压和通过它的电流的比值等于它的电阻。
（4）金属导体的电阻随温度变化的主要原因是热胀冷缩导致导体的长度和横截面积 发生了变化。
×
√
√
×
（5）将金属导线对折绞合后其电阻发生变化，是因为其电阻率发生了变化。
（6）将一根导线等分为二段，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一。
×
×
A. 两式对一切情况都适用
C. 导体的电阻R与U成正比，与I成反比
D. 同种导体的电阻在温度一定时与导体长度成正比，与导体的横截面积成反比
D
B. 由U＝IR知对一定的导体，通过它的电流越大，它两端的电压也越大
D. 对阻值一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变
解析：根据欧姆定律可知，A正确；由U＝IR，对一定的导体，电流与电压成正比， 所以通过它的电流越大，它两端的电压也越大，B正确；导体的电阻与电压的大小无 关，是由导体本身决定的，C错误；对一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的 比值保持不变，即为电阻的大小，D正确，故选C。
C
中档　题组
A. 10－1 B. 10－3 C. 10－5 D. 10－6
B
B
A. 通过该导体的电流与其两端的电压成正比
B. 此导体的电阻R不变
D. 在该导体的两端加6 V的电压时，每秒通过导体横截面的电荷量是3 C
C
A. R1与R2的电阻之比等于2∶1
B. 把R1和R2串联接入电路中，流过两电阻电流之比是2∶1
C. 把R1和R2串联接入电路中，电阻R1两端电压与电阻R2两端电 压之比是2∶1
D. 把R1和R2并联接入电路中，流过电阻R1的电流与流过电阻R2 的电流之比是2∶1
D
A. a和b串联接入电路中时，P向右移动电流增大
B. b和d串联接入电路中时，P向右移动电流减小
C. b和c串联接入电路中时，P向右移动电流减小
D. a和c串联接入电路中时，P向右移动电流减小
D
解析：当a和b接入电路时，接入电路的电阻为ab的全部电阻，其长度不变，当P向右 滑动时，电阻不变，电流不变，故A错误；当b和d接入电路时，接入电路的电阻为Pb 部分的电阻，P向右滑动时，其长度减小，接入电路的电阻减小，电流变大，故B错 误；当b和c接入电路时，接入电路的电阻为Pb部分的电阻，P向右滑动时，其长度减 小，接入电路的电阻减小，电流变大，故C错误；当a和c接入电路时，接入电路的电 阻为aP部分的电阻，P向右滑动时，其长度增大，接入电路的电阻增大，电流变小， 故D正确。故选D。
第*页
课时作业
[基础训练]
B
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
4
5
6
7
A. 细导体的电阻等于粗导体的电阻
B. 细导体两端的电压U1大于粗导体两端的电压U2
C. 相同时间内通过两导体的电荷量不相等
D. 细导体内自由电子定向移动的平均速率小于粗导体
B
1
2
3
4
5
6
7
B. 材料的电导率与材料的形状有关
C. 材料的电导率越小，其导电性能越强
D. 电导率大小与温度无关
A
1
2
3
4
5
6
7
[能力提升]
A. R2中电流是R1中电流的4倍
B. R2中电流是R1中电流的2倍
C. R2中电流等于R1中电流
C
1
2
3
4
5
6
7
A. 当流过两个电阻的电流均为I1时，A的阻值大于B的阻值
C. 电阻A的阻值随电流的增大而增大
D. 电阻A的阻值随电流的增大而减小
BC
1
2
3
4
5
6
7
A. 它的电阻为R＝4 Ω
B. 它的电阻为R＝0.25 Ω
D. 将金属导线拉长，使半径变为原来一半，则长度为4L，电阻变为64 Ω
AD
1
2
3
4
5
6
7
7. 在做决定电阻大小的因素实验时，每次需挑选下表中两根合适的导线，测出通过 它们的电流大小，然后进行比较，最后得出结论。
（1）为了研究电阻与导体材料的关系，应选用的两根导线是 （填号码，下 同）；
解析：（1）为了研究电阻与导体材料的关系，根据控制变量法，应选用长度和横截 面积相同而材料不同的两根导线，由表格知选用的两根导线是CF；
（2）为了研究电阻与导体的长度的关系，应选用的两根导线是 ；
解析：（2）为了研究电阻与导体长度的关系，根据控制变量法，应选用材料和横截 面积相同而长度不同的两根导线，由表格知应选用的两根导线是CG；
CF　
CG　
1
2
3
4
5
6
7
（3）为了研究电阻与横截面积的关系，应选用的两根导线是 ；
解析：（3）为了研究电阻与横截面积的关系，根据控制变量法，应选用材料和长度 相同而横截面积不同的两根导线，由表格知应选用的两根导线是AD；
AD　
1
2
3
4
5
6
7
（4）本实验所采用的方法是 。
导线号码 A B C D E F G
长度/m 1.0 0.5 1.5 1.0 1.2 1.5 0.5
横截
面积/mm2 3.2 0.8 1.2 0.8 1.2 1.2 1.2
材料 锰铜 钨 镍铬 锰铜 钨 锰铜 镍铬
解析：（4）本实验所采用的方法是控制变量法。
控制变量法
1
2
3
4
5
6
7