导体的电阻【典例精析+知识精讲】 高二物理备课精研课件 （2019人教版必修第三册）

11.2导体的电阻导体的电阻 第十一章电路及其应用情景引入情景引入情景引入情景引入 为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量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。导体的长度、横截面积有关。那么，它们之间的定量关系是怎样的呢？那么，它们之间的定量关系是怎样的呢？实实实实 验验验验 探究导体中的电流跟导体两端电压的关系探究导体中的电流跟导体两端电压的关系电原理图电原理图实物电路图实物电路图实物过程实物过程实实实实 验验验验 探究导体中的电流跟导体两端电压的关系探究导体中的电流跟导体两端电压的关系通过导体通过导体的电流的电流 I/A0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50导体导体A两端两端的的电压电压 U/V00.63 1.25 1.87 2.49 3.00导体导体B两端两端的的电压电压 U/V00.90 1.80 2.603.54.6实验数据实验数据数据分析数据分析作出两个金属导体的作出两个金属导体的U-I图像图像金属导体的金属导体的U-I图像是一条过原点的直线图像是一条过原点的直线一一、电阻、电阻导体导体A、B的的U-I图像图像同一个同一个导导体体，不管，不管电电流、流、电压电压怎怎样变样变化，化，电压电压跟跟电电流流之比都是一个常量，之比都是一个常量，这这个个结论结论可以写成可以写成。R是一个只跟导体本身性质有关是一个只跟导体本身性质有关而与通过的电流无关的物理量而与通过的电流无关的物理量图中图中不同导体不同导体U-I图像的倾斜程度图像的倾斜程度不同，表明不同导体的不同，表明不同导体的R值不同。值不同。R的值反映了导体对电流的的值反映了导体对电流的阻碍作用阻碍作用，所以，物理学中就把它叫作导体的所以，物理学中就把它叫作导体的电阻电阻。一一、电阻、电阻定义：定义：单位：单位：国际单位国际单位 欧姆（欧姆（）常用单位常用单位 千欧（千欧（k）、兆欧（）、兆欧（M）1 k=103 1M=106 定义式：定义式：物理意义物理意义反映导体对电流的阻碍作用反映导体对电流的阻碍作用导体两端的电压导体两端的电压 U 与通过导体的电流与通过导体的电流 I 的比值为导体的电阻，用字母的比值为导体的电阻，用字母 R 表示。表示。典例解析典例解析典例解析典例解析解析：解析：ACD二、影响导体电阻的因素二、影响导体电阻的因素控制变量法控制变量法与长度有关与长度有关与材料有关与材料有关与横截面积有关与横截面积有关实验探究实验探究实实实实 验验验验 研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系a和和d：材料不同：材料不同(3)不同种材料，不同种材料，S 相同，相同，l 相同，相同，R 不同不同实验结论实验结论(1)同种材料，同种材料，S 相同，电阻相同，电阻 R 与与 l 成正比成正比(2)同种材料，同种材料，l 相同，电阻相同，电阻 R 与与 S 成反比成反比三、导体的电阻率三、导体的电阻率电阻率电阻率同种材料的导体，其电阻同种材料的导体，其电阻 R 与它的长与它的长度度 l 成正比，与它的横截面积成正比，与它的横截面积 S 成反成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。比；导体电阻还与构成它的材料有关。是比例系数，它与导体的材料是比例系数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的的物理量，称为材料的电阻率电阻率。（1）适用于粗细均匀的金属导体）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；或浓度均匀的电解液、等离子体；（2）注意注意长度长度l是沿电流方向，是沿电流方向，S是是垂直电流的横截面积；垂直电流的横截面积；IlS三、导体的电阻率三、导体的电阻率几种导体材料在几种导体材料在20时的电阻率时的电阻率材料材料/(m)材料材料/(m)银银1.6108铁铁1.0107铜铜1.7108锰铜合金锰铜合金4.4107铝铝2.9108镍铜合金镍铜合金5.0107钨钨5.3108镍铬合金镍铬合金1.0106不同材料的导体电阻率不同。不同材料的导体电阻率不同。纯金属的电阻率较小纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大合金的电阻率较大。电阻率与温度有关。电阻率与温度有关。演演演演 示示示示 电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系金属材料金属材料的电阻率随温度的的电阻率随温度的升高升高而而增加增加三、导体的电阻率三、导体的电阻率精密的电阻温度计是用铂做的。已知铂丝的电阻随精密的电阻温度计是用铂做的。已知铂丝的电阻随温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道温度。温度的变化情况，测出铂丝的电阻就可以知道温度。电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系金属的电阻率随温度的升高而增金属的电阻率随温度的升高而增大。电阻温度计就是利用金属的大。电阻温度计就是利用金属的电阻随温度变化的规律而制成的。电阻随温度变化的规律而制成的。三、导体的电阻率三、导体的电阻率超导体超导体19111911年年，科科学学家家发发现现一一些些金金属属在在温温度度特特别别低低时电阻可以降到时电阻可以降到0 0，这种现象叫作，这种现象叫作超导现象超导现象。1987 1987年，华裔美国籍科学家朱经武以及年，华裔美国籍科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤中国科学家赵忠贤相继研制出相继研制出钇钇钡钡铜铜氧系材料，超导转变温度提高到氧系材料，超导转变温度提高到90 K 90 K（183.15 C183.15 C）.典例解析典例解析典例解析典例解析解析：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、材料有关，与导体两端的电压及导体中的的电阻与长度、横截面积、材料有关，与导体两端的电压及导体中的电流无关，电流无关，A正确，正确，B、C错误；电阻率反映材料的导电性能，常与错误；电阻率反映材料的导电性能，常与温度有关，某些材料在温度接近绝对零度时存在超导现象，绝对零度温度有关，某些材料在温度接近绝对零度时存在超导现象，绝对零度只能接近，不可能达到，只能接近，不可能达到，D正确正确AD拓展学习拓展学习拓展学习拓展学习伏安特性曲线伏安特性曲线在实际应用中，常用在实际应用中，常用横坐标表示电压横坐标表示电压U，纵坐标表示，纵坐标表示电流电流I，这样画出的这样画出的I-U图像图像叫作导体的叫作导体的伏安特性曲线伏安特性曲线。对于金属导体，在温度没有显著变化对于金属导体，在温度没有显著变化时，电阻几乎是不变的，它的时，电阻几乎是不变的，它的伏安特伏安特性曲线是一条过原点的直线，性曲线是一条过原点的直线，具有这具有这种伏安特性的电学元件叫作种伏安特性的电学元件叫作线性元件线性元件。实验表明，实验表明，欧姆定律欧姆定律对气态导体（如日光灯对气态导体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件并管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件并不不适用适用。也就是说，在这些情况下电流与电压。也就是说，在这些情况下电流与电压不成正比，这类电学元件叫作不成正比，这类电学元件叫作非线性元件非线性元件。二极管的伏二极管的伏安特性曲线安特性曲线拓展学习拓展学习拓展学习拓展学习OIUA提提示示：IU图图像像是是曲曲线线时时，导导体体某某状状态态的的电电阻阻等等于于图图线线上上点点A(UA，IA)与与坐坐标标原原点点连连线线的的斜斜率率的的倒倒数数，而而不不等等于于该该点点切切线线斜斜率率的的倒倒数数.思考：思考：IU图像是曲线时，图像是曲线时，如何计算如何计算曲线上曲线上A点所对应的状态下导体的电阻点所对应的状态下导体的电阻？伏安特性曲线伏安特性曲线要点总结要点总结要点总结要点总结定义：定义：导体两端的导体两端的电压电压与与通过导体的通过导体的电流电流的的比值比值.影响导体电阻的因素影响导体电阻的因素 公式：公式：同种材料的导体，其电阻同种材料的导体，其电阻R与它的长度与它的长度l成正比，与它成正比，与它的横截面积的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。斜率斜率=电阻的倒数电阻的倒数伏安特性曲线伏安特性曲线(I-U图线图线)定义式定义式:R反映导体对电流的阻碍作反映导体对电流的阻碍作用用.只与导体本身性质有关只与导体本身性质有关.电阻电阻线性元件和线性元件和非线性元件非线性元件典例解析典例解析典例解析典例解析【例题例题3】(多选多选)如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知()A.该导体的电阻随电压的升高而增大该导体的电阻随电压的升高而增大B.该导体的电阻随电压的升高而减小该导体的电阻随电压的升高而减小C.导体两端电压为导体两端电压为2 V时，电阻为时，电阻为0.5 D.导体两端电压为导体两端电压为2 V时，电阻为时，电阻为1 解析：解析：ADAD做一做做一做做一做做一做1、如图所示，如图所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，为同一种材料做成的电阻，b与与a的长度相等但横截面积是的长度相等但横截面积是a的的两倍；两倍；c与与a的横截面积相等但长度是的横截面积相等但长度是a的两倍的两倍.当开关闭合后，三个电压表的示数关系当开关闭合后，三个电压表的示数关系是是（）A.V1的示数是的示数是V2的的2倍倍 B.V1的示数是的示数是V3的的2倍倍C.V2的示数是的示数是V1的的2倍倍 D.V2的示数是的示数是V3的的2倍倍A做一做做一做做一做做一做2、(多选多选)现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分重要的问题下表提供现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分重要的问题下表提供了一组人的部分躯体电阻平均值数据，下列说法正确的是了一组人的部分躯体电阻平均值数据，下列说法正确的是()A.从表中可看出干燥时的电阻是潮湿时的电阻的从表中可看出干燥时的电阻是潮湿时的电阻的4080倍倍B.对表中对应人体部位加对表中对应人体部位加220 V电压后，若对人的安全电流是电压后，若对人的安全电流是22 mA以下，只有出汗或以下，只有出汗或潮湿时是十分危险的潮湿时是十分危险的C.对表中对应人体部位加对表中对应人体部位加220 V电压后，若对人电压后，若对人的安全电流是的安全电流是22 mA以下，上述几项都十分危险以下，上述几项都十分危险D.从表中可看出干燥时对表中对应人体部位加从表中可看出干燥时对表中对应人体部位加220 V电压后的电流值最大是电压后的电流值最大是1.1 A测量项目测量项目干燥时电阻干燥时电阻出汗或潮湿出汗或潮湿时电阻时电阻手与手之间手与手之间200 k5 k手与脚之间手与脚之间300 k8 k脚与塑料鞋底之间脚与塑料鞋底之间800 k10 kAB做一做做一做做一做做一做3、如如图图甲甲为为一一测测量量电电解解液液电电阻阻率率的的玻玻璃璃容容器器，P、Q为为电电极极，设设a1 m，b0.2 m，c0.1 m，当当里里面面注注满满某某电电解解液液，且且P、Q间间加加上上电电压压后后，其其UI图图线线如如图图乙乙所所示，当示，当U10 V时，电解液的电阻率时，电解液的电阻率是多少？是多少？