（新高中）物理人教版必修第三册课件：第十一章　2.导体的电阻 .pptx

1、2.导体的电阻,必备知识,自我检测,一、电阻 1.物理意义:反映了导体对电流的阻碍作用。 2.定义:导体两端的电压与流过的电流的比值。,4.单位:国际单位欧姆,简称欧,符号。它是根据欧姆定律规定的,如果某段导体两端的电压是1 V,通过的电流是1 A,这段导体的电阻是1 。,必备知识,自我检测,二、影响导体电阻的因素 导体的电阻率 1.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;导体的电阻还与构成它的材料有关。,3.电阻率:电阻率反映了材料的导电性能,与导体的材料和温度等因素有关,电阻率越大,说明导体的导电性能越差。单位欧姆米,符号m。,必备知识,自我检测,三、导体的伏安

2、特性曲线 1.导体的伏安特性曲线:用横坐标表示电压U,用纵坐标表示电流I,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过原点的直线,电流I与电压U成正比,具有这种伏安特性的电学元件叫作线性元件,欧姆定律可适用,例如金属和电解质溶液。 3.非线性元件:伏安特性曲线是曲线的电学元件,电流I与电压U不成正比,欧姆定律不适用,例如气态导体和半导体元件。,必备知识,自我检测,1.正误判断。 (1)通过导体的电流越大,则导体的电阻越小。 ( ) 解析:导体的电阻是导体本身的性质,与通过的电流大小无关。 答案: (2)由R= 知,电阻与其两端的电压成正比,与通过它的电流成反

3、比。 ( ) 解析:电阻由其自身因素决定,与其两端的电压和通过它的电流无关。 答案:,必备知识,自我检测,(3)欧姆定律并非对所有的导体都适用。 ( ) 解析:欧姆定律仅适用于金属导体、电解质导电情况,对气体和半导体导电不适用。 答案: (4)导体的长度越长,电阻越大。 ( ) 解析:导体的电阻与它的长度、横截面积及制作材料都有关系,只有在明确材料相同的条件下,才能确定长度越长,横截面积相同的导体的电阻越大。 答案: (5)金属的电阻率随温度的升高而增大。 ( ) 答案:,必备知识,自我检测,2.探究讨论。 (1)导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零吗?导体两端的电压增大时,电阻也会增大吗?

4、 答案:电阻是导体本身的固有属性,利用电压和电流计算电阻只是一种比值定义法,电压为零时,导体的电阻不为零;同理,电压增大时,电阻不变。 (2)线性元件与非线性元件的根本区别是什么? 答案:线性元件的电阻值不随电压和电流的改变发生变化;非线性元件的电阻值随电压和电流的改变发生变化。,必备知识,自我检测,3.(多选)对于一根阻值为R的均匀金属丝,下列说法中正确的是( ) A.电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大,其导电性能越好 B.某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,通常用来制作标准电阻 C.给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0,则任一状态下的 比值不变 D.把某些金属丝温度降低到

5、绝对零度附近,电阻率会突然变为零,必备知识,自我检测,答案:BD,探究一,探究二,探究三,随堂检测,电阻 情景导引 现有两个导体A和B,利用如图所示的电路分别测量A和B的电压和电流,测得的实验数据见下表。试分析讨论以下问题:,探究一,探究二,探究三,随堂检测,(1)在坐标系中,用纵轴表示电压U,用横轴表示电流I,分别将A和B的数据在坐标系中描点,并作出U-I图线。 (2)根据作出的两条图线可知,电压与电流的比值具有什么特点?对不同的导体,这个比值是否相同?这个比值描述的是什么物理量?,要点提示:(1)U-I图线如图所示 (2)对同一导体,U-I图像是过原点的直线,电压和电流的比值为一常数,可以

6、写成k= 。对不同导体,这个比值不同。说明这个比值与导体自身有关,反映导体的属性,物理上叫电阻,用R表示,即R= 。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,知识归纳 1.欧姆定律的“两性”,(2)同时性:三个物理量U、I、R对应于同一时刻。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,探究一,探究二,探究三,随堂检测,实例引导 例1(多选)对于欧姆定律的理解,下列说法正确的是( ),解析:根据欧姆定律可知,通过电阻的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比,A正确;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,即电阻不变,电流与电压成正比,通过它的电流越大,它两端的电压也越大,B、D正确;导体的

7、电阻与电压的大小无关,是由导体本身决定的,C错误。故选A、B、D。 答案:ABD,探究一,探究二,探究三,随堂检测,A.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 B.导体的电阻由导体本身的物理条件决定,跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关 C.对确定的导体,其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值 D.一定的电流流过导体,电阻越大,其两端电压就越大,解析:导体的电阻由导体本身性质决定,与U、I无关,公式R= 只是提供一种测量计算导体电阻的方法,故A错,B、C对;公式U=IR,当I一定时U与R成正比,D正确。,答案:BCD,探究一,探究二,探究三,随堂检测,影响导体电阻的

8、因素 电阻率 情景导引 1.探究影响导体的电阻的相关因素用什么物理实验方法? 2.通过实验探究,影响导体电阻的因素有哪些? 3.导体的电阻率的大小与什么因素有关?哪些导体的电阻率较小? 要点提示:1.控制变量法; 2.导体的材料,横截面积,长度; 3.电阻率与导体的材料和温度有关;纯金属的电阻率较小。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,知识归纳 一、研究影响导体电阻的因素 1.实验探究法 如图所示,a、b、c、d是四条不同的金属导体。在长度、横截面积、材料三个因素方面,分别只有一个因素不同:b与a长度不同;c与a横截面积不同;d与a材料不同。,四段导体,每段导体两端的电压与它们的电阻成正比。若

9、Ub=2Ua,lb=2la,说明Rb=2Ra,导体的电阻与长度成正比。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,2.逻辑推理法 (1)分析导体的电阻与它的长度的关系 一条长度为l,电阻为R的导体,可以看成是由n段长度同为l1、,(2)研究导体的电阻与它的横截面积的关系 有n条导体,它们的长度相同,横截面积都为S1,电阻同为R1。把它们紧紧地束在一起,组成一横截面积为S、电阻为R的导体。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,二、电阻率 1.公式R= 各物理量的意义 (1)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,越大,说明导电性能越差;越小,说明导电性能越好。 (2)l表示沿电流方向导体

10、的长度。 (3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。 2.电阻率 (1)概念: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、横截面积无关。 (2)电阻率与温度的关系 金属的电阻率随温度升高而增大(可用于制造电阻温度计)。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,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)。 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。 画龙点睛 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。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,实例引导 例2“探究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系”的实

11、验电路如图甲所示,a、b、c、d是四条不同的金属丝。现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,(1)电路图甲中四条金属丝应分别选上表中的 (用编号表示); (2)在相互交流时,有位同学提出用如图乙所示的电路,只要将图中P端分别和触点1、2、3、4相接,读出电流,利用电流跟电阻成反比的关系,也能探究出导体电阻与其影响因素的定量关系,你认为上述方法是否正确?如正确,请说出理由;若不正确,请说出原因。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,解析:(1)用控制变量法研究,选电阻丝时要注意尽量选择有相同参数(材料、长度、横截面积)的;从上述材料可以看出,B、C、E

12、横截面积相同,B、C、D材料相同,C、D、E长度相同; (2)接不同的电阻时,电流不同,故电阻分得的电压不同,电流与电阻成反比的前提是导体两端的电压一定。 答案:(1)BCDE (2)不正确,因为P端分别和触点1、2、3、4相接时,电阻两端的电压不一定相同,只有电压不变时,利用电流跟电阻成反比的关系,才能探究出导体的电阻与其影响因素的定量关系。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,探究一,探究二,探究三,随堂检测,变式训练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

13、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,探究一,探究二,探究三,随堂检测,导体的伏安特性曲线 情景导引 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I-U图像,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? (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?,探究一,探究二,探究三,随堂检测,(2)I-U曲线上一点与原点连线斜率的倒数

14、表示电阻;该元件的电阻随电压的变化而变化,且电压增大时,电阻变小,这种元件是非线性元件。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,知识归纳 I-U与U-I图线的比较,探究一,探究二,探究三,随堂检测,探究一,探究二,探究三,随堂检测,画龙点睛 x-t图像中曲线上某点的斜率表示速度,v-t图像中曲线上某点的斜率表示加速度,而I-U图像中曲线上某点与原点连线的斜率表示电阻的倒数。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,实例引导 例3两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示,可知两电阻R1R2等于( ) A.13 B.31,答案:A,探究一,探究二,探究三,随堂检测,规律方法 应用图像求电阻时的注意问题

15、 (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= ;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= 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。,探究一,探究二,探究三,随堂检测,变式训练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 B.10 C.1 D.6 ,答案:B,探究一,探究二,探究三,随堂检测,1.(多选)下列说法正确的

16、是( ) A.由R= 可知,当通过导体的电流不变时,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两端的电压改变时导体的电阻不变 C.据= 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,探究一,探究二,探究三,随堂检测,答案:BD,探究一,探究二,探究三,随堂检测,2.(多选)关于导体电阻和电阻率,下列说法正确的是 ( ),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.金属的电阻率随温度的升高而增大,可用

17、来制作电阻温度计,探究一,探究二,探究三,随堂检测,解析:导体的电阻率由材料本身的性质决定,并随温度的变化而变化,导体的电阻与长度、横截面积、电阻率有关,与导体两端的电压及导体中的电流无关,A对,B、C错。金属的电阻率随温度变化可制成电阻温度计,D对。 答案:AD,探究一,探究二,探究三,随堂检测,3.(多选)某根标准电阻丝的电阻为R,接入电压恒定的电路中,要使接入电路的电阻变为 R,可采取的措施是 ( ) A.剪其一半的电阻丝接入 B.并联相同的电阻丝接入 C.串联相同的电阻丝接入 D.对折原电阻丝后再接入,探究一,探究二,探究三,随堂检测,答案:AB,探究一,探究二,探究三,随堂检测,4.某电压表的量程是015 V,一导体两端电压为1.6 V时,通过的电流为2 mA。现在若给此导体通以20 mA的电流,能否用这个电压表测量导体两端的电压?,解析:已知:U1=1.6 V,I1=2 mA,当导体通以电流I2=20 mA时,加在导体两端的电压U2=I2R=2010-3800 V=16 V。由计算可知,此时导体两端的电压超出电压表的量程,所以不能用这个电压表测量导体两端的电压。 答案:不能,