第十一章第2节　导体的电阻 课件《创新课堂》必修三

(共43张PPT)
第2节　导体的电阻
1．通过对影响导体电阻的因素的探究，体会控制变量法和逻辑思维法。
2．加深对导体电阻的理解，并能进行有关计算。
3．理解电阻率的概念及物理意义，了解电阻率与温度的关系。
4．理解伏安特性曲线的意义，知道线性元件和非线性元件。
课前 知识梳理
PART
01
第一部分
一、电阻
1．定义：导体两端的电压与导体中电流的________。
2．定义式：R＝_____。
3．物理意义：反映导体对电流的________作用。
4．导体的U－I图线的斜率反映导体_______的大小。
比值　
阻碍　
电阻
二、影响导体电阻的因素
1．探究电路
2．探究原理：a、b、c、d四条不同的导体串联，电流相同，因此，电阻之比等于相应的电压之比。
3．探究过程：(1)b与a只有长度不同，比较a、b的电阻之比与长度之比的关系。
(2)c与a只有横截面积不同，比较a、c的电阻之比与横截面积之比的关系。
(3)d与a只有材料不同，比较a、d的电阻是否相同。
4．探究结论：导体的电阻与长度、横截面积有定量关系，与电阻的材料也有关。
三、导体的电阻率
1．导体的电阻：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。
2．电阻定律：R＝________。
3．电阻率ρ的相关因素
(1)与导体材料有关：纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。
(2)与导体的温度有关
①有些合金的电阻率几乎不受温度变化影响，常用来制作________________。
②金属的电阻率随温度的升高而增大，可制作电阻温度计。
③一些金属在温度特别低时导体电阻可以降到0，这种现象叫作________现象。
标准电阻　
超导　
四、导体的伏安特性曲线
1．导体的伏安特性曲线：用横坐标表示____________，用纵坐标表示______________，这样画出的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线。
2．线性元件：伏安特性曲线是一条__________________，电流与电压成正比，欧姆定律适用的元件。如______________导体、电解质溶液。
3．非线性元件：伏安特性曲线是一条__________，电流与电压不成正比，欧姆定律不适用的元件。如_________导体(日光灯管、霓虹灯管中的气体)和半导体元件。
电压U　
电流I　
过原点的直线　
金属　
曲线　
气态
×　
√　
×　
×　
√　
课堂 深度探究
PART
02
第二部分
知识点一　对电阻定律的理解

采用图示电路探究影响导体电阻的因素时，应注意什么问题？
[提示]　对导体a、b、c、d要从横截面积、长度、材料三个角度合理利用控制变量法。
2．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。
3．两个公式的比较
√
角度1　电阻定律的理解
　 　图示电路中有a、b、c三根电阻丝，关于三根电阻丝的电阻值，有(　　)
A．长度最大的电阻丝b的阻值最大
B．横截面积最大的电阻丝c的阻值最大
C．若三根电阻丝的材料相同，则它们的阻值也相同
D．若三根电阻丝的材料相同，则长度最大、横截面积最小的电阻丝b的阻值最大
√
角度2　电阻定律的应用
　 　(2024·四川成都期中)两根完全相同的金属导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的4倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为(　　)
A．4∶1　 　　 　　　 B．16∶1
C．32∶1 D．64∶1
√
知识点二　电阻R和电阻率ρ的比较
1．电阻与电阻率的对比
项目 电阻R 电阻率ρ
描述对象 导体 材料
物理 意义 反映导体对电流阻碍作用的大小，R大，阻碍作用大 反映材料导电性能的好坏，ρ大，导电性能差
决定 因素 由材料、温度和导体形状决定 由材料、温度决定，与导体形状无关
2.各种材料的电阻率与温度的关系
(1)金属的电阻率随温度升高而增大。
(2)有些半导体的电阻率随温度升高而减小，且随温度的改变变化较大，常用于制作热敏电阻。
(3)有些合金，如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用于制作标准电阻。
(4)当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然降低到零，成为超导体。
√
　 　(2024·山西太原期中)关于导体的电阻和电阻率，下列说法正确的是(　　)
A．将一根导线一分为二，半根导线的电阻和电阻率都是原来的一半
B．降低温度时，某些金属、合金和化合物的电阻突然减小为零，这种现象叫作超导现象
C．一只白炽灯泡正常发光时灯丝的电阻为121 Ω，当这只灯泡停止发光一段时间后，灯丝的电阻大于121 Ω
D．常温下，若将一根金属丝均匀拉长为原来的10倍，其电阻变为原来的10倍
[解析]　电阻率与材料种类有关，与长度无关，A错误；
降低温度，由于电阻率突然减小为零，则电阻突然减小为零，这种现象叫作超导现象，B正确；
灯丝为纯电阻，温度降低阻值减小，C错误；
√
知识点三　导体的伏安特性曲线

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，图线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]　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，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]　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。
线性元件的U－I图像与I－U图像
图像 U－I图像 I－U图像
举例
坐标轴 含义 纵坐标表示电压U 横坐标表示电流I 纵坐标表示电流I
横坐标表示电压U
图线斜率含义 斜率表示电阻，图中R1R2
√
角度1　线性元件的U－I图像
　 　(2024·广东汕头联考)两个电阻的U－I图像如图所示，则R1、R2的电阻比是(　　)
A．3∶1　 　　 　　
B．6∶1
C．1∶2
D．1∶4
√
√
随堂 巩固落实
PART
03
第三部分
√
√
解析：导体的电阻由本身的性质决定，与U、I无关，故A错误；
金属的电阻率随温度升高而增大，一般半导体的电阻率随温度升高而减小，故C错误；
电阻率是反映物体导电性能的物理量，故D正确。
√
3．(伏安特性曲线)某导体中的电流随其两端电压变化的关系如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A．加5 V电压时，导体的电阻是5 Ω
B．该元件是非线性元件，所以不能用欧姆
定律计算导体在某状态下的电阻
C．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小
D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断增大
虽然该元件是非线性元件，但仍可以用欧姆定律计算各状态的电阻值，故B错误；
由题图可知，随着电压的增大，图像上的点与原点连线的斜率减小，又因为I－U图线的斜率表示电阻的倒数，则导体的电阻不断增大，同理可知，随电压的减小，导体的电阻不断减小，故C、D错误。