人教版高中物理必修第三册第十一章电路及其应用11-2导体的电阻课件

第十一章电路及其应用学习目标2

导体的电阻知识点一电阻答案:导体的电阻大小等于导体两端的电压跟导体中的电流之比,它是由比值定义法定义的.1.某次实验进行数据处理时得到的金属导体A、B的U-I图像如图所示.(1)通过对比分析两图线,分析导体的电阻是如何定义的.(2)写出电阻的定义式,并分析电阻的大小是否由电压和电流的大小共同决定.

2.物理意义:电阻R的值反映了导体对电流的

作用.阻碍3.计算式:______.4.单位:_______,符号是_____.常用的电阻单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ):1kΩ=_____Ω,1MΩ=_____Ω.

欧姆Ω

知识点二影响导体电阻的因素1.如图所示的滑动变阻器,它有四个接线柱A、B、C、D,为什么滑动滑片P可以改变滑动变阻器接入电路的阻值呢?这说明了什么?答案:当滑片P滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻丝长度发生变化,滑动变阻器接入电路的阻值随之发生变化.这说明导体的电阻可能与导体的长度有关.2.观察图中两个在相同电压下亮度不同的灯泡,其灯丝有何不同?这个现象说明了什么?答案:题图中发光较亮的灯泡的灯丝较粗,灯丝横截面积较大.在相同电压下,发光较亮的灯泡中的电流大,灯泡的电阻小,说明导体的电阻可能与导体的横截面积有关.3.连接电路的导线常用铜丝而不用铁丝,这是因为相同条件下,铜丝的电阻小.据此猜测导体的电阻可能与什么因素有关.答案:导体的电阻可能跟构成它的材料有关.4.导体的电阻与导体的

、

、

有关.5.如果设计实验,研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系,采用的实验方法是

.长度横截面积材料控制变量法知识点三导体的电阻率1.电阻定律.(1)内容:同种材料的导体,其电阻R与它的

成正比,与它的

成反比;导体电阻还与构成它的

有关.(2)公式:R=

.长度l横截面积S材料

(3)如图所示,有两根长度相同、粗细不同、由同种材料制成的导体,如何判断它们的电阻的大小?

阻碍电阻率电阻温度计标准电阻超导现象知识点四伏安特性曲线1.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,也可以用列表法,还可以用图像法.根据下面的图像分析讨论:(1)甲、乙两图中图线斜率的意义是什么?哪个图像表示伏安特性曲线?甲乙答案:甲图中的斜率表示电阻,乙图中的斜率表示电阻的倒数;乙图表示伏安特性曲线.(2)丙、丁两图表示的元件是线性元件还是非线性元件?丙丁答案:丙图对应的元件,电流与电压成正比,该元件为线性元件;丁图对应的元件,电流与电压不成正比,该元件为非线性元件.2.对于电阻一定的导体,它的U-I图线和I-U图线都是过原点的倾斜

,且U-I图线的斜率表示

.直线电阻小试身手判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的打“×”).

××√√×探究一电阻问题情境现有两个导体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,测得的实验数据如下表所示.电压U/V02.04.06.08.0导体A的电流IA/A00.200.420.600.78导体B的电流IB/A00.130.260.400.541.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图像.答案:如图所示.2.对导体A(或导体B)来说,电流与它两端的电压有什么关系?U与I的比值怎样?答案:对导体A(或导体B),电流与它两端的电压成正比,导体A(或导体B)的电压与电流的比值是个定值,但二者的比值不相等.3.对导体A、B,在电压U相同时,通过哪个电阻的电流小?哪个电阻对电流的阻碍作用大?答案:电压相同时,通过导体B的电流小,B对电流的阻碍作用大.4.通过数据分析,你能得出什么结论?答案:导体的电阻与导体两端是否加电压、导体中是否有电流无关.过程建构I-U图像(伏安特性曲线)与U-I图像的比较.(1)坐标轴表示的物理量:I-U图像中,横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I;U-I图像中,横坐标表示电流I,纵坐标表示电压U.(2)图线的倾斜程度反映电阻的大小.图甲中R2<R1,图乙中R4>R3.甲乙【典例1】(多选)下图是某导体的I-U图像,下列说法正确的是(

)A.通过该导体的电流与其两端的电压成正比B.此导体的电阻R不变C.此导体的电阻R=0.5ΩD.在该导体的两端加6V的电压时,每秒通过导体横截面的电荷量是3C

答案:ABD探究二影响导体电阻的因素问题情境实验:研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系.1.实验电路.如图所示,A、B、C、D是四条不同的金属导体.其中A与B长度不同,横截面积、材料相同;A与C横截面积不同,长度、材料相同;A与D材料不同,长度、横截面积相同.2.实验原理.A、B、C、D串联,通过它们的电流相同,电压与导体的电阻成

,因此电阻之比就转换为相应的电压之比.正比3.进行实验.(1)按照电路图连接实物图,将滑动变阻器的滑片移到最大阻值处.(2)闭合开关S,用电压表分别测量A、B、C、D两端的电压,记录在下表内.导体材料长度横截面积电压A铁lSUB铁2lS2UC铁l2SD镍铜合金lS5U(3)改变滑动变阻器滑片的位置,得到多组实验数据.4.分析数据.(1)比较A和B的电压:在

的条件下,导体的电阻与导体长度成正比.(2)比较A和C的电压:在

的条件下,导体的电阻与横截面积成反比.(3)比较A和D的电压:在

的条件下,材料不同,导体的电阻不同.5.实验结论.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;导体电阻还与构成它的材料有关.写成公式是

.导体材料、横截面积相同材料、导体长度相同长度、横截面积相同

6.如图所示,在一长方体导体中分别沿图中所示的方向通入电流,各物理量已在图中标出,该导体由电阻率为ρ的材料制成.试计算导体中的电流分别为I1和I2时该导体的电阻.

过程建构

比较项意义电阻定律的表达式,也是电阻的决定式电阻的定义式,R与U、I无关作用提供了测定电阻的一种方法:伏安法适用范围适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体纯电阻元件联系导体的电阻取决于导体本身的材料、长度和横截面积,而不是U和I【典例2】在做研究影响导体电阻的因素实验时,每次需从下表中挑选两根合适的导线,测出通过它们的电流大小,然后进行比较,最后得出结论.导线长度/m横截面积/mm2材料A13.2锰铜B0.50.8钨C1.51.2镍铬D10.8锰铜E1.21.2钨F1.51.2锰铜G0.51.2镍铬(1)为了研究电阻与导体材料的关系,应选用的两根导线是

________;

(2)为了研究电阻与导体的长度的关系,应选用的两根导线是

;

(3)为了研究电阻与导体横截面积的关系,应选用的两根导线是

;

(4)本实验所采用的方法是

.

解析:研究影响导体电阻的因素时应用控制变量法.(1)研究电阻与导体材料的关系,应该选长度和横截面积都相同的两根导线,即选C、F;(2)研究电阻与导体长度的关系,应该选材料和横截面积都相同的两根导线,即选C、G;(3)研究电阻与导体横截面积的关系,应该选长度和材料都相同的两根导线,即选A、D.答案:(1)C、F

(2)C、G

(3)A、D

(4)控制变量法【典例3】两根完全相同的金属导体,如果把其中的一根均匀拉长到原来的4倍,把另一根导线对折绞合起来,则它们的电阻之比为多少?

答案:64∶1探究三电阻率下表里有几种导体材料在20℃时的电阻率.材料ρ/(Ω·m)

材料ρ/(Ω·m)银1.6×10-8铁1.0×10-7铜1.7×10-8锰铜合金4.4×10-7铝2.9×10-8镍铜合金5.0×10-7钨5.3×10-8镍铬合金1.0×10-61.和同学讨论交流,你能从表中数据得到什么信息?答案:纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大.2.表格在列出几种材料的电阻率时,标注了温度是20℃,这说明了什么?请设计实验验证自己的猜测.答案:说明导体的电阻率可能与温度有关.为了验证这一猜测,可设计的实验电路如图所示:将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路,使小灯泡发光.用酒精灯加热灯丝,如果小灯泡变暗,说明温度升高,灯丝的电阻率变大.电阻和电阻率的比较.过程建构比较项电阻R电阻率ρ描述对象导体材料物理意义反映导体对电流阻碍作用的大小,R大,阻碍作用大反映材料导电性能的好坏,ρ大,导电性能差决定因素由导体的材料、长度、横截面积和温度决定由材料、温度决定单位欧姆(Ω)欧姆·米(Ω·m)联系【典例4】关于材料的电阻率,下列说法正确的是(

)A.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的三分之一B.材料的电阻率随温度的升高而增大C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大

答案:C课堂评价答案:BD

2.有一个长方体金属电阻,材料分布均匀,边长分别为a、b、c,且a>b>c.电流沿下列各图所示方向流过该金属电阻,电阻的阻值最小的是 (

)答案:AABCD

答案:D4.(多选)下图是电阻R的U-I图像,图中α=45°,由此得出(

)A.通过电阻的电流与两端电压成正比B.电阻R=0.5ΩC.因U-