【公開(kāi)課】+導(dǎo)體的電阻+課件-2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)+

人教版物理必修三第十一章

電路及其應(yīng)用第二節(jié)

導(dǎo)體的電阻2.為了減小輸電線上電能的損耗，人們盡量把輸電線做得粗一點(diǎn)，這是因?yàn)閷?dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)。那么，它們之間的定量關(guān)系是怎樣的呢？1.小鳥(niǎo)落在高壓輸電線路上，為什么不會(huì)發(fā)生觸電事故呢？討論交流：?jiǎn)栴}：根據(jù)歐姆定律I=U/R

得R=U/I“導(dǎo)體的電阻R與加在導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體中的電流I成反比”，這種說(shuō)法對(duì)嗎？下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系ESRBAV1.依圖連接電路：測(cè)量電路：測(cè)量電阻的電流和電壓控制電路：可以提供從零開(kāi)始連續(xù)變化的電壓2.實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理：導(dǎo)體0.501.001.502.002.50I/U

A

0.050.100.150.200.250.1

B0.100.200.300.400.500.2電壓（V）電流（A）

電流（A）方法：（1）表格法（2）圖像法IUOBAI-U圖像是過(guò)原點(diǎn)的直線。結(jié)論：對(duì)同一導(dǎo)體，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比。I=KU3.確定常數(shù)K：I=KU對(duì)于同一導(dǎo)體，電流與電壓之比是一個(gè)常數(shù)，與電流、電壓無(wú)關(guān)。不同的導(dǎo)體比值不同。用常數(shù)K反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用方便嗎？怎樣改進(jìn)才能方便地反映導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用？用1/K用U/I比值反映導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用強(qiáng)弱比較方便。為什么說(shuō)常數(shù)K反映了導(dǎo)體本身的性質(zhì)？常數(shù)K反映了導(dǎo)體的什么性質(zhì)？在電壓相同的情況下，K越大的導(dǎo)體電流越大。說(shuō)明導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越弱。一、電阻1.物理意義：反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用的大小。2.度量方式：R=U/I比值定義法。測(cè)量式。R與U、I無(wú)關(guān)。3.決定因素：導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定。4.矢量標(biāo)量：標(biāo)量5.單位換算：Ω（SI）1Ω=1V/A1MΩ=103kΩ=106Ω6.測(cè)量方法：伏安法等。導(dǎo)體0.501.001.502.002.50I/U

A

0.050.100.150.200.250.1

B0.100.200.300.400.500.2電壓（V）電流（A）

電流（A）

I=KU結(jié)論：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比?！?dú)W姆定律二、歐姆定律1.歐姆定律的適用情況（1）.歐姆定律僅適用于純電阻(將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)電路．非純電阻(電能的一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)電路不適用．2．歐姆定律的兩性(1)同體性：表達(dá)式I＝U/R中的三個(gè)物理量U、I、R對(duì)應(yīng)于同一段電路或?qū)w．(2)同時(shí)性：三個(gè)物理量U、I、R對(duì)應(yīng)于同一時(shí)刻.（2）.歐姆定律僅適用于金屬導(dǎo)電和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電．對(duì)氣態(tài)導(dǎo)體和半導(dǎo)體元件不適用．(1)歐姆定律的表達(dá)式是I＝U/R，而公式R＝U/I應(yīng)該理解成電阻的比值定義式，比值定義的魅力就在于被定義的物理量與比值中的那兩個(gè)物理量無(wú)關(guān)．(2)R＝U/I告訴了我們一種測(cè)量導(dǎo)體電阻的方法，即伏安法．對(duì)公式I＝U/R和R＝U/I的兩點(diǎn)提醒(3)對(duì)于定值電阻，由于U-I圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線，故R＝ΔU/ΔI.三、影響導(dǎo)體電阻的因素控制變量法：研究導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度、橫截面積及材料的定量關(guān)系

a和d：材料不同導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系：一條導(dǎo)線可看成有相同長(zhǎng)度的多段導(dǎo)線串聯(lián)，由串聯(lián)電路的性質(zhì)可分析出導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度成正比。

R∝l導(dǎo)體電阻與橫截面積的關(guān)系：多條長(zhǎng)度、材料、橫截面積都相同的導(dǎo)體緊緊束在一起，由并聯(lián)電路的性質(zhì)分析出導(dǎo)體的電阻與橫截面積成反比。R∝1/S導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系：由實(shí)驗(yàn)探究得到長(zhǎng)度、橫截面積相同而材料不同的導(dǎo)體電阻不同．四、電阻定律1.內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的長(zhǎng)度L成正比,與它的橫截面積S成反比;導(dǎo)體電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān).2.表達(dá)式:3.適用條件：溫度一定,粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體，或濃度均勻的電解液。式中為電阻率，由導(dǎo)體材料決定。4.電阻定律是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出的規(guī)律．對(duì)電阻定律的理解公式R＝ρl/S是導(dǎo)體電阻的決定式，如圖所示為一塊長(zhǎng)方體鐵塊，若通過(guò)電流為I1，則R1＝ρa(bǔ)/bc；若通過(guò)電流為I2，則R2＝ρc/ab.應(yīng)用R＝ρl/S解題的技巧:(1)明確導(dǎo)體的形狀改變后，電阻率不會(huì)發(fā)生變化．(2)導(dǎo)體的形狀改變后，體積不變，由V＝l1S1＝l2S2確定l2與l1、S2與S1的關(guān)系．(3)由R＝ρl/S確定電阻關(guān)系五、導(dǎo)體的電阻率1.物理意義：反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量。標(biāo)量。2.定義式：

3.單位：歐·米（Ω·m）4.電阻率與溫度關(guān)系：銀銅鋁鎢鐵錳銅合金鎳銅合金1.不同材料的導(dǎo)體電阻率不同。純金屬的電阻率較小,合金的電阻率較大。金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增加。2.電阻率與溫度的關(guān)系及應(yīng)用：①金屬：

電阻溫度計(jì)②半導(dǎo)體：

熱敏電阻光敏電阻③半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能具有可控性④合金：有些幾乎不隨t變化標(biāo)準(zhǔn)電阻⑤超導(dǎo)體：某些材料當(dāng)溫度降低到一定溫度時(shí)ρ=0R=0電阻與電阻率的辨析(2)電阻率越大，材料的導(dǎo)電性能越差，但用這種材料制成的電阻不一定大，決定電阻大小的因素和決定電阻率大小的因素是不同的．(1)導(dǎo)體的電阻越大，說(shuō)明導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大，不能說(shuō)明導(dǎo)體的電阻率一定越大．超導(dǎo)現(xiàn)象：當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值（臨界溫度--超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度）時(shí)，某些材料的電阻突然減小到零，這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象處于這種狀態(tài)的物體叫做超導(dǎo)體。應(yīng)用：（1）超導(dǎo)發(fā)電機(jī)（2）磁流體發(fā)電機(jī)（3）超導(dǎo)輸電線路（4）超導(dǎo)磁懸浮列車（5）超導(dǎo)計(jì)算機(jī)上表面是正方形兩個(gè)導(dǎo)體材料相同厚度相同

電流方向電流方向

R1=R2導(dǎo)體的伏安特性曲線導(dǎo)體中的電流I隨導(dǎo)體兩端的電壓U變化的圖線。U--I圖和I--U圖像都叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。定值電阻和小燈泡的伏安特性曲線。對(duì)比兩個(gè)圖像的異同，并確定出在這兩個(gè)圖像中如何求電阻？圖線斜率的物理意義是什么？

導(dǎo)體A的伏安特性曲線為直線，斜率表示導(dǎo)體的電阻，電阻在研究過(guò)程中保持不變；導(dǎo)體B的伏安特性曲線為曲線，過(guò)原點(diǎn)的直線（割線）的斜率表示導(dǎo)體的電阻，電阻在研究過(guò)程中不斷變化。線性元件和非線性元件1．伏安特性曲線是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線的電學(xué)元件叫做線性元件。2．伏安特性曲線不是直線的電學(xué)元件叫做非線性元件。（1）線性元件與純電阻元件是不同的概念。（2）線性元件一定是純電阻元件，而純電阻元件不一定是線性元件(小燈泡是純電阻，但它的伏案特性曲線是曲線）。二極管的伏安特性曲線當(dāng)反向電壓很大時(shí)，二極管擊穿，反向電流很大。加正向電壓時(shí)，二極管電阻較小，通過(guò)二極管的電流較大；加反向電壓時(shí)，二極管的電阻較大，通過(guò)二極管的電流很小。表明二極管具有單向?qū)щ娦浴?/p>

201000.5-20-40-100-200-3001.滑動(dòng)變阻器的原理如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）A.若將a、c兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器的阻值增大B.若將a、d兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器的阻值減小C.若將b、c兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器的阻值增大D.若將a、b兩端連在電路中，則當(dāng)滑片OP向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器的阻值不變OPdbacAD2.電路中有一段金屬絲長(zhǎng)為L(zhǎng)，電阻為R，要使電阻變?yōu)?R，下列可行的方法是()A.將金屬絲拉長(zhǎng)至2L B.將金屬絲拉長(zhǎng)至4LC.將金屬絲對(duì)折后擰成一股 D.將金屬絲兩端的電壓提高到原來(lái)的4倍A3.一段粗細(xì)均勻的鎳鉻絲,橫截面的直徑是d,電阻是R,把它拉制成直徑為d/3的均勻細(xì)絲后,它的電阻變?yōu)?

)A.R/9 B.9RC.R/81 D.81R解析:選D。橫截面直徑為d的鎳鉻絲拉制成直徑為d/3的均勻細(xì)絲后,根據(jù)截面積公式:S=πd2/4可知,橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的1/9,鎳鉻絲的體積不變,則長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的9倍;由R=ρl/s,分析可知電阻變?yōu)樵瓉?lái)的81倍,即為81R,故選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤。D4.某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是(

)A.所加電壓為5V時(shí),導(dǎo)體的電阻小于5ΩB.所加電壓為12V時(shí),導(dǎo)體的電阻是14ΩC.由圖可知,隨著電壓的增大,導(dǎo)體的電阻不斷減小D.由圖可知,隨著電壓的增大,導(dǎo)體的電