11.2《 导体的电阻 》课件-2020-2021学年人教版（2019）高中物理必修第三册20张PPT

第十一章　电路及其应用
2.导体的电阻
学习目标
1.知道什么是导体的电阻，知道U?—I图线的斜率反映导体电阻的大小。
2.通过实验探究知道影响导体电阻的因素。(重点)
3.掌握导体电阻的计算公式。(重点)
4.理解电阻率的概念及物理意义。
情景引入
为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做得粗一点，这是因为导体的电阻与导体的长度、横截面积有关。
那么，导体的电阻与导体的长度、横截面积的定量关系是怎样的呢？
自学感知 梳理教材夯实基础
一、电阻
1．定义：导体两端的电压与导体中电流之______。

2．定义式：R＝____。
3．物理意义：反映导体对________阻碍作用的物理量。
4．导体的U-?I图像：
①同一导体的U?-I图像是一条__________的直线。
②图像的斜率反映了导体________的大小。
比
电流
过原点
电阻
自学感知 梳理教材夯实基础
二、影响导体电阻的因素
用实验探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的关系
1．探究电路




2．探究原理
a、b、c、d是四条不同的金属导体，串联连接在电路中，电流大小相同，各导体两端的电压与电阻之比都________。
相等
自学感知 梳理教材夯实基础
3．探究思路：在长度、横截面积和材料三个因素中，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同，比较b、c、d与a的电阻关系。
4．探究结果：导体的电阻与长度、____________有关，与导体的________也有关。
横截面积
材料
三、导体的电阻率
1．电阻定律的内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成______，与它的横截面积S成______，导体电阻还与构成它的材料有关。
2．表达式：R＝________。
3．电阻率
(1)物理意义：表征导体材料的________特性。
(2)相关因素：导体的材料和导体的________。
(3)超导现象：一些金属在温度特别低时电阻可以降到__的现象。
正比
反比
导电
温度
0
拓展学习 伏安特性曲线
1、线性元件：用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I，这样画出的I-U图像叫作导体的__________曲线。对于金属导体，在温度没有显著变化时，_____几乎是不变的（不随电流、电压改变），它的伏安特性曲线是一条过原点的_____。伏安特性曲线中电流I与电压U_______的电学元件叫作线性元件。
伏安特性
电阻
直线
成正比
2、非线性元件：欧姆定律对金属和_______适用，但对_____导体和半导体元件并不适用。伏安特性曲线中电流与电压_________的电学元件叫作非线性元件。
电解液
气体
不成正比
探究一：公式R= ρ l/S中各物理量的意义是什么？
探究解惑 注重过程提高能力
(1)ρ表示材料的电阻率,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。

(4)电阻率与温度的关系
①金属的电阻率随温度升高而增大(可用于制造电阻温度计)。
②有些合金(如锰铜、镍铜)的电阻率几乎不受温度变化的影响(可用来制作标准电阻)。
③当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体。
注：电阻率反映一种材料的导电性能,电阻反映一个导体的导电性能。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
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）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。
【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2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？
思路点拨：(1)导线拉长2倍后，导线的ρ不变，l变为原来2倍，体积不变，S变为原来的1/2。
(2)R、ρ、l、S满足R＝ρl/S。
[解析]　金属导线原来的电阻为R＝ρl/S，拉长后l′＝2l，因为体积V＝lS不变，所以S′＝S/2，R′＝ρl ′/S ′＝4ρl/S＝4R。
对折后l″＝l/2，S″＝2S，所以R″＝ρl″/S″＝ρ· l/4S＝R/4，则R′∶R″＝16∶1。
答案： 16∶1

　　两个公式
区别联系　　
R＝U/I
R＝ρl/S
区别
是电阻的定义式，其电阻并不随电压、电流的变化而变化，只是可由该式算出线路中的电阻
是电阻的决定式，其电阻的大小由导体的材料、横截面积、长度共同决定
探究二： R＝U/I与R＝ρl/S的区别与联系
两个公式
区别联系　　
R＝ U/I
R＝ρl/S
区别
提供了一种测R的方法：只要测出U、I就可求出R
提供了一种测导体的ρ的方法：只要测出R、l、S就可求出ρ
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
R＝ρl/S是对R＝U/I的进一步的说明，即导体的电阻与U和I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积。
例2：如图所示,厚薄均匀的矩形金属片,边长ab=10 cm,bc=5 cm,当A与B间接入电压为U时,电流为1 A,若C与D间接入电压仍为U时,其电流为(　　)
A.4 A B.2 A C.0.5 A D.0.25 A
解析:设将A与B连入电路时,电阻为R1,C与D连入电路时,电阻为R2,金属片厚度为h。
答案:A
探究解惑 注重过程提高能力
探究三、应用图像求电阻时的注意问题？
(1)看清是I-U图像还是U-I图像。对于线性元件,若是I-U图像,电阻值等于该图线斜率的倒数,即R=1/k;若是U-I图像,则电阻值等于该图线的斜率,即R=k。
(2)对于非线性元件,I-U图像或者U-I图像是过原点的曲线,此时在每一个状态时元件的电阻不同,可以根据Rn=Un/In 求各状态的电阻,也可以根据图线上某一点与坐标原点的连线的斜率计算某一状态的电阻。
例3、小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示,由图可知,灯丝的电阻因温度的影响改变了(　　)
A.5 Ω
B.10 Ω
C.1 Ω
D.6 Ω
解析:由电阻的定义式R=????????知,A点电阻RA=30.1 Ω=30 Ω;B点的电阻RB=60.15 Ω=40 Ω,从而使AB段电阻改变了10 Ω,故B正确。
?
答案:B
课堂小结