粤教版（2019）物理必修第三册 3.2 决定导体电阻大小的因素 课件(46张ppt）

第三章　恒定电流
第二节　决定导体电阻大小的因素
学习目标
学法指导
1.通过对决定导体电阻的因素的探究，体会控制变量法
2．掌握决定导体电阻的因素及计算公式
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
1.通过实验探究影响导体电阻的因素，掌握实验方法和结论
2．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
3．通过练习与应用，能分析求解电阻的相关问题
知识导图
预习导学 | 新知领悟
1．实验探究
影响导体电阻的因素
控制变量
项目
内容
实验原理
①BC间接材料、长度相同．但横截面积不同的导体，用伏安法测得其电阻
②BC间接长度、横截面积相同、但材料不同的导体，用伏安法测得其电阻
③BC间接材料、横截面积相同，但长度不同的导体，用伏安法测得其电阻

2．结论
(1)导体的材料、长度一定时，其电阻与横截面积成________．
(2)导体的长度、横截面积一定时，其电阻与材料有关．
(3)导体的材料、横截面积一定时，其电阻与长度成________．
反比
正比
电阻定律
正比
反比
电阻率
导电性能

4．材料特性应用
(1)连接电路的导线一般用电阻率小的金属制作．
(2)金属的电阻率随温度的升高而__________，可用来制作电阻温度计，精密的电阻温度计用铂制作．
(3)有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作__________．
增大
标准电阻
生活中经常出现这样的情况，在电压不稳定的时候灯丝容易烧断，而手边又没有新的灯泡，我们可以通过慢慢晃动灯泡，将断了的灯丝接上，以解燃眉之急．当灯泡再次连入电路时，会发现比原来亮了，这是为什么？
(多选)一根阻值为R的均匀电阻丝，在下列哪些情况中其阻值仍为R(设温度不变) (　　)
A．当长度不变时，横截面积增大一倍时
B．当横截面积不变，长度增加一倍时
C．长度和横截面积都缩小一半时
D．当长度和横截面积都扩大一倍时


【答案】CD
1．物理意义：ρ反映了材料____________的好坏．电阻率越小，____________越好．
2．单位：国际单位——欧姆·米，符号是Ω·m.
3．决定因素：电阻率ρ由材料自身的特性和温度决定．纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大．
电阻率
导电性能
导电性能
【答案】变阻器是通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的．
变阻器是怎样改变接入电路中的阻值的？
神经系统中，把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成的，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106 Ω·m.某生物体中的某段髓质神经纤维可看作高20 cm、半径为4 cm的圆柱体，当在其两端加上电压U＝100 V时，该神经开始发生反应，则引起该神经纤维产生感觉的最小电流为 (　　)
A．0.31 μA　 B．0.62 μA
C．0.15 μA　 D．0.43 μA


【答案】A
多维课堂 | 素养初培
【答案】(1)不能；导体的电阻与加在导体两端的电压及导体中的电流没有关系．(2)导体的电阻跟它的长度l成正比；跟它的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关，即与导体本身有关．
对电阻定律的理解和应用
(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)电阻定律是通过大量实验得出的规律．
精例1　两根完全相同的金属导线A和B，如果把其中的一根A均匀拉长到原来的两倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？
【答案】16∶1
【答案】A
1．电阻率的物理意义是什么？与什么有关？纯净金属和合金哪种材料的电阻率大？在制造输电电缆和绕线电阻时应怎样选择材料？
【答案】(1)电阻率是反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的长度和形状无关．
(2)合金的电阻率较大
(3)在制造输电电缆时应用电阻率较小的铝或铜做导线，制造绕线电阻时应选用电阻率较大的合金材料制作．
电阻R和电阻率ρ的比较

2．试探究分析金属、半导体、锰铜的电阻率随温度的变化情况．
【答案】(1)金属的电阻率随温度升高而增大．
(2)绝缘体和半导体的电阻率随温度升高而减小，并且变化不是线性的．
(3)有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度的影响，可用来制作标准电阻．

【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错误；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正确．
变式2　(多选)下列关于电阻率的说法中正确的是 (　　)
A．电阻率与导体的长度和横截面积有关
B．电阻率由导体的材料决定，且与温度有关
C．电阻率大的导体，电阻一定大
D．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成标准电阻
【答案】BD
　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．
核心素养微专题
滑动变阻器
滑动变阻器是电学中常用器件之一，它的工作原理是通过改变接入电路中部分电阻线的长度来改变电阻的大小，从而逐渐改变电路中的电流的大小．滑动变阻器的电阻丝一般是熔点高，电阻大的镍铬合金，金属杆一般是电阻小的金属，所以当电阻横截面积一定时，电阻丝越长，电阻越大，电阻丝越短，电阻越小．
【专练】　某滑动变阻器的结构如图所示，A、B是绕在绝缘筒上的电阻丝的两个接线柱，C、D是金属杆的两个接线柱．电阻丝上能够与滑片P接触的地方的绝缘漆已被刮去，使滑片P能把金属杆与电阻丝连接起来．把A和C接线柱接入电路中，当滑片P由B向A移动时，接入电路的电阻将由大变小，这是为什么？你是否可以设计出另外几种连接方案，使滑片P移动时接入电路的电阻由大变小？
【解析】根据滑动变阻器的结构特点，金属杆的电阻可忽略视为导线．当将A、B中的一端与C、D中的一端相连时，移动滑片P可改变接入电路中的电阻丝的长度，从而改变电阻．滑动P时，接入电路中的电阻丝越长，则接入电路中的电阻就越大，反之越小．
将A和C接线柱接入电路中，实际接入电路的电阻为PA段，当P向A端滑动时，接入电路中的电阻丝变短，电路中的电阻由大变小．
同理，还有三种连接方案可达到这一目的：①将A和D接线柱接入电路中，P向A滑动；②将B和C接线柱接入电路中，P向B滑动；③将B和D接线柱接入电路中，P向B滑动．
课堂小练 | 素养达成
【答案】BCD
【解析】电阻率ρ反映材料导电性能的强弱，与材料、温度等有关，故B、C、D正确．
2．下列关于电阻率的说法正确的是 (　　)
A．电阻率与导体的长度有关
B．电阻率与导体的横截面积有关
C．电阻率表征了材料导电能力的强弱，由导体的材料决定，而与温度无关
D．电阻率表征了材料导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关


【答案】D
【解析】电阻率是由材料本身决定的，且与温度有关，而与其他因素无关，故D正确．
3．(多选)温度能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能，如图所示，某金属导体和某半导体材料的电阻随温度变化的关系曲线，下列说法正确的是 (　　)
A．图线1反映半导体材料的电阻随温度的变化关系
B．图线2反映金属导体的电阻随温度的变化关系
C．图线1反映金属导体的电阻随温度的变化关系
D．图线2反映半导体材料的电阻随温度的变化关系


【答案】CD
【解析】金属导体的电阻随温度的升高而增大，半导体材料的电阻随温度的升高而减小，故C、D正确．

【答案】B
【解析】电阻率ρ的单位是Ω·m，故A错误；金属的电阻率随温度升高而增大，半导体的电阻率随温度升高而减小，故B正确；电阻率与材料的长度无关，把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都不变，故C错误；电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的材料导电性能越差，故D错误．