11.2 导体的电阻（课件）-2023-2024学年高二物理精品课件及分层作业（2019人教版必修第三册）

11.2 导体的电阻 第十一章 电路及其应用 《新人教版高中物理必修3》同步课件 授课教师： 学习目标 基本 要求 1．知道电阻的定义及物理意义。 2．会通过实验探究导体的电阻与长度、横截面积的关系。 3．理解电阻率概念，掌握电阻定律。 发展 要求 1．领会“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中控制变量的思想。 2．定性了解金属导体的电阻率与温度的关系。 问题：导线为什么要做成粗细不同的样子？ 电阻 + + + + + ----- - - - 导体中自由电荷的移动会受到导体的阻碍作用。这种阻碍作用与什么有关？ 实验探究：导体中的电流与导体两端的电压关系 实验电路： 电阻 实验结论：同一个导体，不管电流、电压怎样变化，电压跟电流之比都是一个常量。 R是一个只跟导体本身性质有关而与通过的电流无关的物理量，反映了导体对电流的阻碍作用，定义为电阻 导体电阻的大小可能由哪些因素决定？ 导体A对电流的阻碍比导体A大 欧姆 定律 小试牛刀 如图为一导体的U−I图象，则该导体的电阻为( ) A. 1Ω B. 2Ω C. 4Ω D. 8Ω B 小试牛刀 a 、b两导体的U−I图象如图所示两导体的电阻之比Ra：Rb等于( ) A. 4：1 B. 2：1 C. 1：2 D. 1：1 B 实验：研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系 实验方法：控制变量法。 实验电路图： 实验方法： ①导体电阻与长度的关系：b与a，长度不同，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，横截面积不同，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、横截面积相同。比较a、d的电阻是否相等。 实验：研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系 实验：研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系 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。 ρ表征了导体材料的某种特性，与材料有关，叫电阻率 为什么要标明温度？ 演示：电阻率与温度的关系 实验结论：温度升高，灯丝的电阻率变大了。 应用 金属的电阻率随温度的升高而增大 电阻温度计 随着温度变化的电阻，做成电路元器件运行在电路中是否稳定？ 有些合金（锰铜合金和镍铜合金），电阻率几乎不受温度变化的影响 制作标准电阻 如果温度降低电阻率会如何变？ 一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这 种现象叫作超导现象。 超导体 到1986年为止，人们发现的最高临界温度为23.2 K（－249.95 ℃） 1986年，人类在超导领域取得了重大突破，发现一些铜的氧化物材料可在44K（－229.15 ℃）左右出现超导现象 1987年，华裔美国籍科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继研制出钇—钡—铜—氧系材料，超导转变温度提高到90K（－183.15 ℃） 超导体 小试牛刀 某金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，那么该导线的电阻率和电阻分别变为（ ） A. 4ρ和4R B. ρ和4R C.16ρ和16R D. ρ和16R D 小结 电阻定义式（欧姆定律）： 是一个只跟导体本身性质有关而与通过的电流无关的物理量，反映了导体对电流的阻碍作用。 电阻决定式： 电阻率：表征了导体材料的某种特性，与材料有关。 小试牛刀 有一根粗细均匀的电阻丝，当两端加上2V电压时通过其中的电流为4A，现将电阻丝均匀地拉长，然后两端加上2V电压，这时通过它的电流变为0.25A。由此可知，这根电阻丝已被均匀地拉长为原长的( ) A. 2倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍 B 扩展：伏安特性曲线 伏安特性曲线：横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I 对于金属导体，在温度没有显著变化时，电阻几乎是不变的（不随电流、电压改变），它的伏安特性曲线是一条过原点的直线 线性元件 扩展：伏安特性曲线 伏安特性曲线：横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I 欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气态导体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件（图 11.2-5）并不适用。也就是说，在这些情况下电流与电压不成正比，这类电学元件叫作非线性元件 $$