《学霸笔记 同步精讲》第二章 3.电阻定律　电阻率（课件）高中物理教科版必修三

(共41张PPT)
3.电阻定律　电阻率
第二章
2026
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
随堂练习
课标定位
素养阐释
1.理解电阻定律。
2.理解电阻率概念,并了解电阻率与哪些因素有关。
3.理解限流电路和分压电路。
1.通过对探究影响导体电阻因素实验的学习,形成科学探究方法。
2.通过对限流电路和分压电路的分析,形成科学思维。
自主预习 新知导学
一、电阻定律
1.探究与导体电阻相关因素
(1)准备同种材料制成的粗细、长度不同的导线若干根。
(2)分别用多用电表欧姆挡测量它们的电阻R,用刻度尺测量它们的长度l,用
看看该图像是否为一条过坐标原点的直线。
2.实验结论
3.电阻定律
(1)内容:导体的电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比。
(2)公式:R=ρ ,式中ρ是比例系数,ρ叫作这种材料的电阻率。
二、电阻率
1.概念:电阻率是反映导体导电性质的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关。
2.单位是欧·米,符号为Ω·m。
3.影响电阻率的两个因素是材料和温度。
三、限流电路和分压电路
1.滑动变阻器限流式接法
滑动变阻器是串联在电路中的,如图所示。
2.滑动变阻器分压式接法
滑动变阻器的三个接线柱分别连在不同的位置,如图所示。电压变化范围可控制在0~U,电压控制范围较宽。
【思考讨论】
1.判断下列说法的正误。
(1)导体的电阻由导体的长度和横截面积两个因素决定。(　　)
(2)一根阻值为R的均匀电阻线,均匀拉长为原来的2倍,电阻变为4R。(　　)
(3)由R= 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。(　　)
(4)金属电阻随温度变化的原因是热胀冷缩导致金属电阻的长短和横截面积发生变化,所以金属的电阻随温度变化的幅度不大。(　　)
(5)温度变化导致金属电阻变化的原因是金属的电阻率随温度变化。(　　)
(6)金属导线对折或拉伸后电阻发生变化的原因不是电阻率的变化,而是导线长度、横截面积的变化。(　　)
×
√
×
×
√
√
2.由影响导体电阻的因素分析为什么几个电阻串联总电阻增大,几个电阻并联总电阻减小。
提示:几个电阻串联相当于增大了导体的长度,几个电阻并联相当于增大了导体的横截面积。
合作探究 释疑解惑
知识点一
探究导体电阻与其影响因素的定量关系
问题引领
在探究导体电阻与其影响因素的定量关系的实验中,请回答下列问题:
(1)本实验的目的是什么
(2)导体的电阻R是怎样测出的
(3)本实验是用什么方法处理实验数据从而找到各物理量之间关系的
提示:(1)探究导体电阻R与导体的长度l、横截面积S之间的关系。
(2)利用多用电表的欧姆挡测量导体的电阻R。
(3)利用图像法处理实验数据,得出电阻R与长度l成正比,与横截面积S成反比。
归纳提升
1.电阻定律:导体的电阻R跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成反比。
2.电阻定律公式:R=k ,式中k是比例系数。
典型例题
【例题1】 如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=2bc。当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为I;若将C与D接入电压为U的电路中,则电流为(　　)
答案:A
【变式训练1】 两根同种材料制成的导线,质量之比为2∶1,长度之比为3∶1,则它们的电阻之比为(　　)
A.1∶4 B.4∶1 C.9∶2 D.2∶9
答案:C
知识点二
金属丝的电阻率
问题引领
白炽灯泡的灯丝是用金属钨制成的,叫作钨丝,灯泡中的钨丝在未通电之前处于常温状态,通电之后,灯泡正常发光时,钨丝的温度高达几千摄氏度。请问,灯泡内的钨丝通电前后电阻是如何变化的 电阻发生变化的原因是什么
提示:灯泡内的钨丝通电后比通电前的电阻增大了。电阻增大的原因是金属钨的电阻率随着温度的升高而增大。
归纳提升
1.电阻率是一个反映导体材料导电性能的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关。
2.电阻率与温度的关系及应用
(1)金属的电阻率随温度的升高而增大,可用于制作电阻温度计。
(2)部分半导体的电阻率随温度的升高而减小,半导体的电阻率随温度的变化较大,可用于制作热敏电阻。
(3)有些合金,电阻率几乎不受温度变化的影响,常用来制作标准电阻。
(4)有些导体在温度特别低等一定条件下电阻率可以降到零,这个现象叫作超导现象。
典型例题
【例题2】 (多选)下列说法正确的是(　　)
A.据R= 可知,若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.导体的电阻是其本身的属性,通过导体的电流及加在导体两端的电压改变时导体的电阻不变
C.据ρ= 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
D.导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关
答案:BD
解析:R= 是电阻的定义式,导体电阻由导体自身性质决定,与U、I无关。当导体两端电压U加倍时,导体内的电流I也加倍,比值R仍不变,故A错误,B正确;由电阻定律R=ρ 可知,导体电阻决定于ρ、l、S,与ρ、l成正比,与S成反比,但ρ由材料、温度决定,与l、S、R无关,故C错误,D正确。
1.电阻率反映材料导电性能的好坏,ρ越大,导电性能越差,ρ由材料、温度决定,与导体形状无关。
2.R=ρ ,ρ大,R不一定大,导体对电流阻碍作用不一定大;R大,ρ不一定大,导电性能不一定差。
【变式训练2】 关于导体的电阻及电阻率的说法正确的是(　　)
A.导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻,因此,只有导体有电流通过时,才具有电阻
B.由R= 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C.将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
D.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零
答案:D
解析:导体的电阻率由材料本身性质决定,并随温度变化而变化,导体的电阻与长度、横截面积有关,与导体两端电压及导体中电流大小无关,A、B、C错;电阻率反映材料的导电性能,电阻率常与温度有关,存在超导现象,D对。
知识点三
限流电路与分压电路
问题引领
观察下面两幅图,回答下列问题。
限流式接法
分压式接法
(1)在滑动变阻器限流接法与分压接法中,滑动变阻器接线端子的使用有何特点
(2)哪一种电路结构简单,哪一种电路电压调节范围较大
提示:(1)滑动变阻器限流接法中,滑动变阻器只有两个接线端子接入电路;滑动变阻器分压接法中,滑动变阻器有三个接线端子接入电路。
(2)滑动变阻器限流接法结构简单;滑动变阻器分压接法电路电压调节范围较大。
归纳提升
限流电路与分压电路比较
典型例题
【例题3】 某同学在实验室中改装了一只量程为3 V的电压表V,某同学用量程为3 V,内阻为2 500 Ω的标准电压表V0对改装表3 V挡的不同刻度进行校准。所用电源的电压U0为5 V;滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ。
(1)为方便实验中调节电压,请画出实验的电路图;
(2)滑动变阻器R有两种规格,最大阻值分别为50 Ω和5 kΩ。为方便实验中调节电压,图中R应选用最大阻值为　　　　 Ω的滑动变阻器。
答案:见解析。
解析:(1)由于校准电压表需要从零刻度开始,因此,滑动变阻器必须采用分压式电路。
(2)电压表V0与改装电表V并联之后,电阻小于2 500 Ω,为便于调节,滑动变阻器选择小电阻,即选择50 Ω的电阻。
要求测量结果尽量准确,需要多测几组数据;要求待测电阻两端电压变化范围较大;或要求从零开始连读可调,应选分压电路。如果滑动变阻器的全阻值比待测电阻的阻值小得多,为了能使待测电阻两端电压有较大变化,应选分压电路。如果采用限流电路时,电路中最小电流等于或大于待测电阻的额定电流或电流表的量程,应选分压电路。
【变式训练3】 (多选)滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法正确的是(　　)
A.若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器接入电路中的阻值增大
B.若将a、d两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值减小
C.将滑动变阻器以限流式接法接入电路时,必须连入三个接线柱
D.将滑动变阻器以分压式接法接入电路时,必须连入三个接线柱
答案:AD
解析:若将a、c两端连在电路中,aP部分连入电路,则当滑片OP向右滑动时,该部分的导线长度变长,变阻器接入电路中的阻值将增大,A正确;若将a、d两端连在电路中,也是aP部分连入电路,则当滑片OP向右滑动时,该部分的导线长度变长,变阻器接入电路中的阻值将增大,B错误;A、B两个选项中均为限流式接法,可见在限流式接法中,a、b两个接线柱中任意选一个,c、d两个接线柱中任意选一个接入电路即可,C错误;在滑动变阻器的分压式接法中,a、b两个接线柱必须接入电路,c、d两个接线柱中任意选一个接入电路即可,D正确。
课堂小结
随堂练习
1.(超导体电阻为零)若常温下的超导体研制成功,它适于做(　　)
A.保险丝 B.输电线 C.电炉丝 D.电阻温度计
答案:B
解析:超导体电阻为零,不能产热可用来做输电线。
2.(金属材料的电阻率)(多选)金属材料的电阻率有以下特点:一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大;金属的电阻率随温度的升高而增大,有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合金的电阻率几乎不受温度的影响。根据以上的信息,判断下列说法正确的是(　　)
A.连接电路用的导线一般不用合金来制作
B.电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
C.电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D.标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作
答案:AB
解析:电路中导线输送电能,但由于导线本身有电阻,所以导线也要消耗电能,并转化为热量,导线电阻越小,在其他条件一定的情况下,损耗的电能也越小,故应选择电阻率小的材料,由提供的信息,纯金属较合适;电炉等电热器是利用电流的热效应工作的,流过电热器的电流与导线上的电流相等,但电热器却能明显发热,说明其电阻大,选择电阻率大的合金丝较合适;电阻温度计是利用材料的电阻率随温度有明显变化的原理工作的,电阻率几乎不受温度影响的显然不能成为电阻温度计的材料。综上所述,正确的判断应为A、B。
3.(电阻率的物理意义)(多选)关于材料的电阻率,下列说法正确的是(　　)
A.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
B.一般情况下,金属的电阻率随温度的升高而增大
C.银材料的电阻率比锰铜合金的电阻率小
D.金属丝拉长为原来的两倍,电阻率变为原来的两倍
答案:BC
解析:电阻率是材料本身的一种电学特性,与导体的长度、横截面积无关,D错误;一般情况下,金属材料的电阻率随温度升高而增大,B正确;锰铜合金的电阻率比银材料的电阻率大,电阻率大表明材料的导电性能差,不能表明对电流的阻碍作用一定大,因为电阻才是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,而电阻除跟电阻率有关外还跟导体的长度、横截面积有关,A错误,C正确。
4.(电阻定律)(2023秋·四川泸州泸县校级期末)一块均匀的长方体导体如图所示,已知导体的电阻率为ρ,长为a,宽为b,高为c,沿AB方向测得电阻为(　　)
答案:C