人教版高中物理必修第三册第十一章2导体的电阻课件

2．导体的电阻第十一章电路及其应用整体感知·自我新知初探[学习任务]

1．理解电阻的概念，进一步体会比值法定义物理量的方法。2．通过对决定导体电阻的因素的探究，体会控制变量的研究方法。3．知道电阻定律及其表达式，理解电阻率的物理意义，了解电阻率与温度的关系。4．知道导体的伏安特性曲线，说出什么是线性元件和非线性元件。[问题初探]

问题1．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吗？问题2．影响电阻大小的因素有哪些？问题3．影响电阻率的因素有哪些？[提示]问题1．不是，电阻的大小由导体本身的性质决定，与导体两端是否加电压，导体中是否有电流无关。问题2．导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关．问题3．材料和温度[自我感知]经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。探究重构·关键能力达成1．定义：导体两端的电压与导体中电流的______。2．定义式：R＝__________。3．物理意义：反映导体对电流的______作用的物理量。4．单位：在国际单位制中，电阻的单位是______，简称欧，符号是___。常用单位还有kΩ、MΩ，1MΩ＝_____kΩ＝_____Ω。知识点一电阻比值

阻碍欧姆Ω103106如图所示的图像为金属导体A、B的U-I图像。问题1．对导体A(或导体B)来说，电流与它两端的电压有什么关系？提示：对导体A(或导体B)，电流与它两端的电压成正比。问题2．U与I的比值有什么特点？提示：导体A或导体B的电压与电流的比值是个定值，但两者的比值不相等。问题3．对导体A、B，在电压U相同时，谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？提示：电压相同时，A的电流小，说明A对电流的阻碍作用大。

【典例1】

(对电阻的理解)关于导体的电阻，下列说法正确的是(

)A．导体的电阻与电压成正比，与电流成反比B．导体的电阻越大，则电流越大C．加在某定值电阻两端的电压越大，其电流不一定越大D．导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值√

【典例2】

(对导体电阻与欧姆定律的理解)(多选)已知两个导体的电阻之比R1∶R2＝2∶1，那么(

)A．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝2∶1B．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝1∶2C．若导体中电流相等，则U1∶U2＝2∶1D．若导体中电流相等，则U1∶U2＝1∶2√√

1．导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系如图所示，a、b、c、d是四条不同的金属导体。在长度、横截面积和材料三个因素中，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同。知识点二影响导体电阻的因素、导体的电阻率用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，就能知道它们的电阻之比。这样就可以得出长度、横截面积和材料这三个因素与导体电阻的关系。(1)导体电阻与长度的关系：b与a，长度______，横截面积、材料相同。比较a、b的电阻之比与它们的长度之比。(2)导体电阻与横截面积的关系：c与a，横截面积______，长度、材料相同。比较a、c的电阻之比与它们的横截面积之比。(3)导体电阻与材料的关系：d与a，材料不同，长度、横截面积______。比较a、d的电阻是否相等。不同不同相同2．电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成______，与它的横截面积S成______；导体电阻还与构成它的______有关。(2)公式：R＝_______，式中ρ叫作这种材料的电阻率。3．导体的电阻率(1)概念：电阻率是反映导体______性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小______。(2)单位：__________，符号为______。(3)影响电阻率的两个因素：材料和温度。(4)超导现象：一些金属在温度特别低时电阻可以_______的现象。正比反比材料

导电无关欧姆·米Ω·m降到0如图所示，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。电流沿以下方向流过该金属电阻，哪种情况下电阻的阻值最小？A

BC

D

区别适用于纯电阻元件适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液联系3．电阻率与温度的关系及应用(1)金属的电阻率随温度的升高而增大，可用于制作电阻温度计。(2)大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻。(3)有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。【典例3】

(影响电阻的因素)在探究导体电阻与其影响因素的定量关系时，某同学按如图所示的电路进行了实验研究，其中导体a与b只是长度不同，a与c只是粗细不同，a与d只是材料不同，关于该实验，下列说法正确的是(

)√A．此电路缺少电流表，所以无法研究定量关系B．a与b相比，导体越长，电压表示数越大C．a与c相比，导体越粗，电压表示数越大D．a与d相比，电压表示数越大，表明该种材料的导电性能越好

【典例4】

(对电阻率的理解)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．一般合金的电阻率大于构成该合金的任一纯金属的电阻率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√C

[电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、横截面积无关，A错误；金属材料的电阻率随温度的升高而增大，大部分半导体材料则相反，B错误；一般合金的电阻率比任一构成该合金的纯金属的电阻率大，C正确；电阻率大表明材料的导电性能差，不能表明对电流的阻碍作用一定大，因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量，而电阻还跟导体的长度、横截面积等因素有关，D错误。]

√√

知识点三导体的伏安特性曲线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：问题1．图甲是某元件的伏安特性曲线图，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？提示：图线的斜率表示导体电阻的倒数，该元件为线性元件。问题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？提示：图线上一点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，该元件为非线性元件。1．导体的伏安特性曲线导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线叫作导体的伏安特性曲线。2．利用伏安特性曲线求电阻导体A的伏安特性曲线为直线，斜率的倒数表示导体的电阻，电阻保持不变；导体B的伏安特性曲线为曲线，过原点的直线(割线)的斜率的倒数表示导体的电阻，电阻在不断变化。3．线性元件和非线性元件(1)伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线的电学元件叫作线性元件。(2)伏安特性曲线不是直线的电学元件叫作非线性元件。(3)线性元件一定是纯电阻元件，而纯电阻元件不一定是线性元件(小灯泡是纯电阻，但它的伏安特性曲线是曲线)。4．二极管的伏安特性曲线(1)加正向电压时，二极管电阻较小，通过二极管的电流较大；加反向电压时，二极管的电阻较大，通过二极管的电流很小。(2)当反向电压很大时，二极管击穿，反向电流很大。表明二极管具有单向导电性。【典例6】

(线性元件伏安特性曲线的应用)(多选)如图所示为A、B、C三个通电导体的I-U关系图像。由图可知(

)A．三个导体的电阻大小关系为RA>RB>RCB．三个导体的电阻大小关系为RA<RB<RCC．若在导体B两端加上10V的电压，通过导体B的电流是2.5AD．若在导体B两端加上10V的电压，通过导体B的电流是40A√√

【典例7】

(非线性元件伏安特性曲线的应用)(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(

)A．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C．导体两端电压为2V时，电阻为0.5ΩD．导体两端电压为2V时，电阻为1Ω√√

√√

√√√

应用迁移·随堂评估自测

√

2．(多选)两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知(

)A．R1为线性元件，R2为非线性元件B．R1的电阻R1＝tan45°Ω＝1ΩC．R2的电阻随电压的增大而减小D．当U＝1V时，R2的电阻等于R1的电阻√√AD

[由题图可知R1的伏安特性曲线为过原点的直线，故R1为线性元件，R2的伏安特性曲线为曲线，故R2是非线性元件，故A正确；R1的电阻为2Ω，故B错误；由题图可知，当U＝1V时，R2的电阻等于R1的电阻，都为2Ω，故D正确；I-U图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知R2的电阻随电压的增大而增大，故C错误。]

√

回归本节知识，完成以下问题：1．影响导体电阻的因素有哪些？提示：导体的长度、横截面积和材料。2．电阻定律的内容是什么？公式怎样？

3．各种材料的电阻率与温度有什么关系？提示：(1)金属的电阻率随温度的升高而增大。(2)绝缘体和半导体的电阻率随温度的升高而减小，并且变化不是线性的。(3)有些合金，如锰铜合金和镍铜合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻。(4)当温度降低时，导体的电阻率将会减小，降到一定温度时，有些材料的电阻率会突然减小到0成为超导体。

1题号2345678910111213课时分层作业(十一)导体的电阻

1题号2345678910111213AC

[对于阻值一定的导体，根据U＝IR可知，I越大，U越大，A正确；导体的电阻是由导体本身的性质决定，与U、I无关，故B、D错误；对于电阻一定的导体，导体中的电流与导体两端的电压成正比，故C正确。]2．(多选)将阻值恒为R的电阻接在电压为U的电源两端，则描述其电压U、电阻R及流过R的电流I间的关系图像中正确的是(

)√1题号2345678910111213A

B

C

D√CD

[电阻的阻值R不随U、I的变化而改变，但电压U与电流I成正比，电流I与电压U也成正比，C、D正确。]

题组二影响导体电阻的因素、导体的电阻率3．(多选)关于电阻率的说法中正确的是(

)A．电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关B．电阻率反映材料导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关C．电阻率大的导体，电阻一定很大D．有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻√1题号2345678910111213√

1题号23456789101112134．两根同种材料制成的导线，质量之比为2∶1，长度之比为3∶1，则它们的电阻之比为(

)A．1∶4 B．4∶1C．9∶2 D．2∶9√1题号2345678910111213

√1题号2345678910111213

题组三导体的伏安特性曲线6．(多选)如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝的I-U图像，下列说法正确的是(

)A．a代表的电阻丝较粗B．b代表的电阻丝较粗C．a代表的电阻丝阻值小于b代表的电阻丝阻值D．图线表示两个电阻丝的电阻随电压的增大而增大√1题号2345678910111213√

1题号2345678910111213

√1题号2345678910111213√√

1题号2345678910111213

√1题号2345678910111213√

1题号2345678910111213

√1题号2345678910111213

1题号2345678910111213

√1题号2345678910111213

1题号234567891011121311．在做“决定电阻大小的因素”实验时，每次需挑选下表中两根合适的导线，测出通过它们的电流大小，然后进行比较，最后得出结论。1题号2345678910111213导线号码ABCDEFG长度/m1.00.51.51.01.21.50.5横截面积/mm23.20.81.20.81.21.21.2材料锰铜钨镍铬锰铜钨锰铜镍铬(1)为了研究电阻与导体材料的关系，应选用的两根导线是________(填对应字母)。(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________(填对应字母)。(3)为了研究电阻与横截面积的关系，应选用的两根导线是________(填对应字母)。(4)本实验所采用的方法是______________。1题号2345678910111213C、FC、GA、D控制变量法[解析