第11章 第2节 导体的电阻(Word教参)-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

第2节　导体的电阻 核心素养 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1．知道什么是导体的电阻。 2．掌握导体电阻的计算公式。 3．知道什么是线性元件和非线性元件。 4．理解电阻率的概念及物理意义，了解电阻率与温度的关系 1．体会物理概念及规律的建立过程，理解电阻的定义。 2．能根据I­U图像或U­I图像求导体的电阻 通过实验探究，了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，体会物理学中控制变量的研究方法 1．能由伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别，体会电阻率在科技、生活中的应用。 2．通过查找资料、交流讨论，初步了解超导现象及其应用 [对应学生用书P64] 知识点一 电阻 1．定义：导体两端的电压与通过导体电流的比值叫作电阻。R＝❶。 2．意义：反映导体对电流的阻碍作用。 3．单位：欧姆(Ω)、千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)❷。 1．由R＝可知，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。(　×　) 2．导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关。(　√　) 知识点二 影响导体电阻的因素 1．推测：导体的电阻与导体的长度、横截面积及导体的材料有关。 2．实验探究 a．实验目的：探究电阻与导体材料、横截面积、长度的关系。 b．实验电路❸： c．实验方法：控制变量法，其中a与b长度不同，a与c横截面积不同，a与d材料不同❹。 d．结论：导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，还跟材料有关。 1．导体的电阻由导体的长度和横截面积两个因素决定。(　×　) 2．材料相同的两段导体，长度大的导体的电阻一定比长度小的导体的电阻大。(　×　) 3．一根阻值为R的均匀电阻线，均匀拉长，电阻增大。(　√　) 知识点三 导体的电阻率 1．导体的电阻 (1)内容：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；导体的电阻还与构成它的材料有关❺。 (2)公式：R＝ρ。 2．导体的电阻率❻ (1)物理意义：电阻率ρ反映了材料导电性能的好坏。电阻率越小，导电性能越好。 (2)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，常用来制作标准电阻。但是，很多金属的电阻率往往随温度的变化而变化❼。 1．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体导电性能越差。(　√　) 2．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都不变。(　√　) 3．温度变化导致金属电阻变化的原因是金属的电阻率随温度变化。(　√　) 批注❶：R＝是电阻的定义式，电阻R与电压U和电流I均无关。 批注❷：1 kΩ＝103 Ω；1MΩ＝106 Ω。 批注❸：本实验的设计并不需要测出电阻的大小，在串联电路中，电压与电阻成正比，因此探究电阻与导体材料、横截面积、长度的关系时，可以探究电压与它们的关系。 批注❹：比较a与b可得电阻与长度的关系，比较a与c可得电阻与横截面积的关系，比较a与d可得电阻与材料有关。 批注❺：类比理解 通过一段道路时，道路越长(导体越长)、越窄(横截面积越小)、路况越差(电阻率越大)越难通过(电阻越大)。 批注❻：ρ＝是电阻率的计算式，而不是电阻率的决定式，ρ只与材料本身的性质和温度有关，与R、l、S无关。 批注❼：一些金属的电阻率随温度的升高而增大；一些半导体材料的电阻率随温度升高而减小；一些金属合金的电阻率随温度升高，几乎不变。 [对应学生用书P66] 探究点一　对电阻的理解　(物质观念之形成) ►探究归纳 1．R＝是电阻的定义式，比值表示一段导体对电流的阻碍作用。对给定的导体，它的电阻是一定的，与导体两端是否加电压，导体中是否有电流无关。 2．I＝是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比，常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流，适用条件是金属或电解质溶液导电(纯电阻电路)。 3．I­U图像与U­I图像的区别(图线为直线时) (1)坐标轴的意义不同：I­U图像中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；U­I图像中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U。 (2)图线斜率的意义不同：I­U图像中，斜率表示电阻的倒数，U­I图像中，斜率表示电阻，如图所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1。 　　 ►对点例练 (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2 V时，电阻为0.5 Ω D．导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω AD　解析：该导体的伏安特性为曲线，但根据R＝知，某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，故可知U＝2 V时，R＝Ω＝1 Ω，且导体电阻随电压升高而增大，故A、D