3.2 电阻 课件-2023-2024学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

3.2 电阻 学习目标 1、物理观念：了解影响导体电阻的因素，了解电阻定律，掌握电阻率的概念及其与温度的关系，能解释自然现象。 2、科学思维：掌握电阻定律并能进行相关的计算，能够分析电阻率与温度的关系，解决实际问题。 3、科学探究：能用控制变量法探究导体电阻与长度、横截面积和材料的关系，学会设计电路，提高实验能力。 1. 定义：导体两端的电压U与通过导体的电流 I 的比值 兆欧（MΩ） 千欧（kΩ）、 3. 单位：欧姆（Ω）、 4. 物理意义：反映导体对电流的阻碍作用 （R只与导体本身性质有关 ） 一、导体电阻与相关因素的定量关系 为了减小高压输电线上电能的损耗，人们尽量把高压线做得很粗，普通实验室用导线相比于高压线就很细，为什么要这样设计呢？导体的电阻与什么因素有关呢？ 与横截面积有关 与长度有关 与材料有关 控制变量法 导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料三个因素都有关系，我们需要采取什么实验方法去研究？ 1.实验方法：控制变量法 2.实验方案： 同种材料，S一定，改变l，测R 同种材料，l一定，改变S，测R 不同材料，l一定，S一定，测R 实验：探究影响导体电阻的因素 3.电阻的测量——伏安法 原理：用电压表测出导线两端的电压U，用电流表测出导线中通过的电流I，代入公式 4、实验仪器 实验结果： ①同种材料，S一定，电阻R与l成正比 ②同种材料，l一定，电阻R与S成反比 ③材料不同，R不同 R R R k由导体材料决定 R 电阻率 例1、（多选）关于电阻，下列叙述正确的是（　　） A．导体的电阻和导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比 B．导体的电阻由导体本身的物理性质决定，和导体两端的电压及导体中的电流大小无关 C．对于确定的导体，其两端的电压和通过它的电流的比值等于它的电阻值 D．一定的电流流过导体，电阻越大，其电压降越大 BCD 【解析】导体的电阻是由导体本身的性质决定的，与其两端的电压和通过它的电流无关。对于确定的导体，其两端的电压和通过导体的电流成正比，即U＝IR，故B、C、D正确。 二、电阻定律 1.内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；还与导体的材料有关。 2.表达式：R= 电阻率 反应材料导电性能 决定因素 材料 温度 单位 Ω·m 思考：这两个导体的电阻有什么关系？ 电流方向 上表面是边长分别为l1、l2的正方形 两个导体 材料ρ相同，厚度h相同 R1 = R2 电流方向 R1 R2 由R1 = R2可知导体的电阻与表面积无关，只与导体的厚度有关。这样在制造电路元件时，可以将其表面积做得很小，而不增大电阻，有利于电路元件的微型化。 电流方向 电流方向 R1 R2 例2、下列关于电阻率的说法正确的是（　） A．电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关 B．电阻率表征了材料的导电能力的强弱，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，可用来制成电阻温度计 B 【解析】电阻率反映材料导电能力的强弱，只与材料及温度有关，与导体的长度和横截面积无关，选项A错误，B正确；由R＝ρ知，ρ大，R不一定大，选项C错误；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，而不能制成电阻温度计，选项D错误。 例3、一根均匀导线，现将它均匀拉长，使导线的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为64 Ω，则导线原来的电阻值为（　） C A．128 Ω　 B．32 Ω　　　　 C．4 Ω　　　　 D．2 Ω 【解析】一根均匀导线，现将它均匀拉长，使导线的直径减小为原来的一半，则横截面积变为原来的，因为导线的体积不变，则长度变为原来的4倍，根据电阻定律R＝ρ，可知电阻变为原来的16倍，所以导线原来的电阻为4 Ω，选项C正确。 2. 定值电阻和小灯泡的伏安特性曲线 1. 定义：导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线U-I图像和I-U图像都叫做导体的伏安特性曲线 U I O 定值电阻 U I O 小灯泡 P I0 U0 三、导体的伏安特性曲线 过原点的直线(割线)的斜率表示导体的电阻。电阻保持不变 电阻不断变化 U I O 定值电阻 U I O 小灯泡 P I0 U0 对比两个图像的异同，思考在这两个图像中如何求电阻？ 导体电阻等于图线上点与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数！ 电流 与 电压 线性元件 非线性元件 金属导体、电解质溶液等。 气态导体、二极管等。 是否 成正比 线性元件与非线性元件 AD 例4、（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＝tan 45°＝1 Ω C．R2的电阻随电压的增大而减小 D．