《【高中物理】导体的电阻(课件) 2023-2024学年高中物理（人教版2019必修第三册）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【高中物理】导体的电阻(课件) 2023-2024学年高中物理（人教版2019必修第三册）（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章 静电场及其应用11.2 导体的电阻2022-20232022-2023学年高中物理同步备课必修第三册目录contents电源01010202导线中的电场0303恒定电流0404电流的微观表达式新课导入 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。是因为导体的电阻与导体的长度、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?电阻01测量电路测量电路:测导体测导体的电流、电压的电流、电压 选取一个导体，研究导体两端的电压随导体中的电流的变化
2、情况。选取一个导体，研究导体两端的电压随导体中的电流的变化情况。SRAVAIUOAB过原点的直线过原点的直线电路图电路图R=不变不变定值控制电路控制电路定义式定义式：物理意义物理意义：反映了导体对电流的反映了导体对电流的阻碍阻碍作用。作用。国际制单位国际制单位：欧姆欧姆，符号，符号1k1M 注意：注意：R只跟导体只跟导体本身性质本身性质有关，与导体中的电流和导体两端的电压无关。有关，与导体中的电流和导体两端的电压无关。电 阻 图中不同导体图中不同导体U-I图象的倾斜程度不同，表明图象的倾斜程度不同，表明不同导体的不同导体的R值不同。那是谁的电阻大呢？值不同。那是谁的电阻大呢？方法：方法：比较夹
3、角的大小比较夹角的大小=RARARBIUOAB)斜率：斜率：KA=RB斜率：斜率：KB=在导体在导体U-I图象中，图象中，斜率斜率反映了反映了导体电阻的大小导体电阻的大小。想一想K=R，不一定等于，不一定等于tan 前面讨论的电流与电压的关系是前面讨论的电流与电压的关系是不是和我们初中学过的欧姆定律非常不是和我们初中学过的欧姆定律非常类似呢？接下来就让我们一起重温这类似呢？接下来就让我们一起重温这个重要的定律。个重要的定律。欧姆定律021、内容：、内容：导体中的电流导体中的电流I 跟导体两端的跟导体两端的电压电压U成成正正比比，跟导体的，跟导体的电阻电阻R成成反反比比 2、表达式、表达式:变式
4、变式:U=IR=高高-低低3.3.适用条件：适用条件：金属、电解液等金属、电解液等纯电阻纯电阻导电。导电。气体导电、半导体导电及含电动机、电解槽等电器不适用。气体导电、半导体导电及含电动机、电解槽等电器不适用。定义式：定义式：决定式：决定式：欧姆欧姆3.3.对欧姆定律的理解：对欧姆定律的理解：1.1.欧姆定律是一个实验定律，是在金属导电的基础上总结出来的，定律中的电压欧姆定律是一个实验定律，是在金属导电的基础上总结出来的，定律中的电压U U、电流、电流I I必须是相对于必须是相对于同一个导体同一个导体或或同一段电路同一段电路而言的。而言的。2.2.应用公式时，应注意公式中的三个物理量应用公式时
5、，应注意公式中的三个物理量I I、U U、R R是对应于同一纯电阻电路中是对应于同一纯电阻电路中同一时刻的值。同一时刻的值。（U U、I I是状态量是状态量）3.3.对对 ，R R不变时，不变时，U U与与I I成正比，成正比，4.4.两种图像：两种图像：IUOBAIUOBAk=R 在导体的在导体的 U-I 图像中，图像中，斜率斜率反映了导体反映了导体电阻的大小电阻的大小。在导体的在导体的 I-U图像中，图像中，斜率斜率反映了导体反映了导体电阻的大小的倒数电阻的大小的倒数。U-I图图线线I-U图图线线伏伏安安特特性性曲曲线线他们的图线可不可以是曲线呢？若是曲线又反映了什么特点？他们的图线可不可
6、以是曲线呢？若是曲线又反映了什么特点？5.5.线性元件和非线性元件线性元件和非线性元件:符合欧姆定律符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的坐标原点的直线直线，具有这种伏安特性的电学元件，具有这种伏安特性的电学元件叫做叫做线性元件线性元件；不符合欧姆定律不符合欧姆定律的导体和器件，电流和的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线电压不成正比，伏安特性曲线不是直线不是直线,这种电学元件叫做这种电学元件叫做非线性元件非线性元件。OIUOIU(1)一般适用于金属导体或电解液导体，气体或半导体不适用。(2)一般适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路不适用。(3)
7、适用于线性元件，对非线性元件不适用。欧姆定律适用条件推广：欧姆定律适用条件推广：某点的某点的割线割线斜率表示电阻的倒数斜率表示电阻的倒数（3）UIR是是电电势势（电电位位）降降落落的的计计算算式式，用用来来表表示示电电流流经经过过一一电电阻阻时时的的电势降落，是欧姆定律的变形，所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同电势降落，是欧姆定律的变形，所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同.实验表明实验表明：（1 1）电阻电阻R R的大小由的大小由导体本身导体本身决定，与电压和电流无关。决定，与电压和电流无关。（2 2）R=U/IR=U/I只是提供了一种测电阻的方法：只是提供了一种测电阻的方法：伏安法伏安法
8、 想一想：想一想：电阻电阻R R与导体本身的哪些因素有关呢？与导体本身的哪些因素有关呢？影响导体电阻的因素03移动滑动变阻器的滑片，可以改变电阻的大小；移动滑动变阻器的滑片，可以改变电阻的大小；大胆猜想大胆猜想导体的电阻与长度有关导体的电阻与长度有关定性感知影响导体电阻的因素同样是额定电压为同样是额定电压为220V的灯泡，灯丝越粗，使用时越亮；的灯泡，灯丝越粗，使用时越亮；大胆猜想大胆猜想导体的电阻与横截面有关导体的电阻与横截面有关生活中的电线，常见的是铜线和铝线，而从没有听过铁丝做的电线。生活中的电线，常见的是铜线和铝线，而从没有听过铁丝做的电线。大胆猜想大胆猜想导体的电阻与材料有关导体的电
9、阻与材料有关导体的电阻与材料有关导体的电阻与材料有关铜导线铜导线铝导线铝导线横截面积横截面积S长度长度L材料材料温度温度综上所述：影响导体电阻的因素综上所述：影响导体电阻的因素 导体的导体的电阻电阻R跟它的跟它的长度长度l、横截面积横截面积S、材料材料有关。有关。探究方案探究方案探究方案探究方案实验探究实验探究实验探究实验探究理论探究理论探究理论探究理论探究导体的材料请请尝尝试试自自行行设设计计实实验验方方案案导导体体的的横截面积横截面积横截面积横截面积S长度长度l材料材料导体的长度导体的长度探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验探究同种材料，同种材料，S S一定，改变一定，改变L L，测，测
10、R R 同种材料，同种材料，L L一定，改变一定，改变S S，测，测R R不同材料，不同材料，L L一定，一定，S S一定，测一定，测R R控制变量法：控制变量法：abcda a 和和 b b：长度：长度l l不同不同,横截面积横截面积S,S,材料相同材料相同a a 和和 c c：横截面积：横截面积S S不同，长度、材料相同不同，长度、材料相同a a 和和 d d：材料不同，长度、横截面积相同：材料不同，长度、横截面积相同aVVVVbcd实验方法实验探究电阻的影响因素实验探究电阻的影响因素控制变量法控制变量法abcdV电压表先测电压表先测a的电压的电压Ua，再测，再测b的电压的电压Ub实验过程
11、abcdV电压表先测电压表先测a的电压的电压Ua，再测，再测c的电压的电压Uc实验探究电阻的影响因素实验探究电阻的影响因素控制变量法控制变量法实验过程abcd电压表先测电压表先测a的电压的电压Ua，再测，再测d的电压的电压UdV实验探究电阻的影响因素实验探究电阻的影响因素控制变量法控制变量法实验过程从实验数据从实验数据比较分析比较分析电压之比、与长度之比、横截面积之比电压之比、与长度之比、横截面积之比及材料及材料之间的关系。之间的关系。aVVVVbcd实验结论实验结论:1.1.同种材料同种材料,S S一定一定,电阻电阻R R与与L L成正比成正比2.2.同种材料同种材料,L L一定一定,电阻与
12、电阻与S S成反比成反比3.3.不同种材料不同种材料,R,R不同不同实验结论L1、R1L1、R1L1、R1L1、R1 1.导体的电阻导体的电阻R与长度与长度L的关系的关系（提示从串并联知识去考虑）（提示从串并联知识去考虑）讨论：讨论：理论探究123nS0R0R=R0/nnS0 2.2.导体的电阻导体的电阻R R与横截面积与横截面积S S的关系的关系一条粗导体可看成是由横截面一条粗导体可看成是由横截面积相同的多条细导体并联而成。积相同的多条细导体并联而成。k由导体材料决定，与由导体材料决定，与l、S无关。无关。3.3.导体电阻与导体电阻与材料材料的关系：的关系：由实验探究得知长度、横截面积相同而
13、材料不同的导体电阻不同。由实验探究得知长度、横截面积相同而材料不同的导体电阻不同。该该符符号号是是什什么么？电阻定律04同种材料同种材料导体的导体的电阻电阻R R跟它的跟它的长度长度l l 成正比，跟它的成正比，跟它的横截面积横截面积S S成反比。成反比。2 2、表达式：、表达式：R=R=lS S1 1、内容：、内容：注：l 是沿着电流方向的导体长度，S是垂直电流方向的横截面积，是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。(决决定定式式)3.3.适用条件：适用条件：温度一定温度一定,粗细均匀粗细均匀的金的金属导属导体体,或浓度均匀的电解液或浓度均匀的电解液
14、.电阻定律为什么要指为什么要指明温度？明温度？电阻定律在实际中的应用1、电视机、录音机等音量控制开关就是通过改变导体的长度来达到所、电视机、录音机等音量控制开关就是通过改变导体的长度来达到所需的目的；需的目的；2、电学实验中常用到的滑动变阻器也是通过改变导体的长度来达到改、电学实验中常用到的滑动变阻器也是通过改变导体的长度来达到改变电阻的目的。变电阻的目的。导体的电阻率051.意义意义:反映反映材料材料导电性能导电性能好坏的物理量好坏的物理量.2.计算计算式式：由由材料材料和和温度温度决定决定,与与l、S无关无关!3.单位单位:欧欧米米(m)4.电阻率与温度的关系电阻率与温度的关系实验现象：实
15、验现象：用酒精灯给灯丝加用酒精灯给灯丝加热，发现小灯泡变暗热，发现小灯泡变暗实验结论实验结论：温度升高，灯丝的：温度升高，灯丝的电阻率变大了电阻率变大了(m)020100银14810816108207108铜14310817108207108铝26710829108380108钨48510853108710108铁08910710107144107锰铜合金441074410744107镍铜合金501075010750107几种材料在不同温度下的电阻率几种材料在不同温度下的电阻率（2）电）电阻率阻率与温度的关系与温度的关系金属：金属：T半导体：半导体：T热敏电阻热敏电阻光敏电阻光敏电阻合金：合金
16、：有些几乎不随有些几乎不随t变化变化标准电阻标准电阻电阻温度计电阻温度计超导体：某些材料当温度降低到一定温度时超导体：某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0半导体的半导体的导电性能导电性能具有具有可控性可控性（1）纯纯金属的电阻率小，合金的电阻率大金属的电阻率小，合金的电阻率大5 5、对电、对电阻率阻率()的理解的理解导电性能介于导体和绝缘体之间导电性能介于导体和绝缘体之间 金属金属的电阻率随的电阻率随温温度度的升高而增大的升高而增大有些有些合金合金（锰（锰铜合金和镍铜铜合金和镍铜合金），电阻合金），电阻率几乎率几乎不受温不受温度度变化的影响变化的影响制作标准电阻制作标准电阻金属电阻温度计金属电阻温度计电阻率与温度的关系1.10 5 W W m 的物体叫做的物体叫做绝缘体绝缘体。3.导导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做半导体。半导体。半半导体导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻率随温度的升高而减小，导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻率随温度的升高而减小，导电性能由外界条件所控制，如改变温度、光照、掺入微量杂质等。导电性能由外界条件所控制，如
