第11章 第2节 导体的电阻（课件PPT）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2024）

电路及其应用 第十一章　 第2节　导体的电阻 课件使用说明 本课件使用Office2016制作，请使用相应软件打开并使用。 本课件文本框内容可编辑，单击文本框即可进行修改和编辑。 本课件理科公式均采用微软公式制作，如果您是Office2007或WPS 2021年4月份以前的版本，会出现包含公式及数字无法编辑的情况，请您升级软件享受更优质体验。 由于WPS软件原因，少量电脑可能存在理科公式无动画的问题，请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题。 课前·教材预案 课堂·深度探究 课末·随堂演练 课后·限时作业 [学习目标]　1.理解电阻的定义，会用欧姆定律分析电流、电 压与电阻之间的关系（物理观念）.2.掌握电阻定律，知道影响 电阻率大小的因素（科学思维）.3.能根据I－U图像或U－I图像 求导体的电阻（科学思维）. 返回目录 物理　必修　第三册 　 课前·教材预案 知识点一　电阻 1.定义：导体两端 与通过导体的 之比. 公式：R＝. 2.物理意义：反映了导体对电流的 作用. 3.在导体的U－I图像中，斜率反映了 ⁠. 电压　 电流　 阻碍　 导体电阻的大小　 返回目录 物理　必修　第三册 　 知识点二　影响导体电阻的因素 为探究导体电阻是否与导体长度、 ⁠和材料有关， 我们采用 法进行实验探究. 横截面积　 控制变量　 返回目录 物理　必修　第三册 　 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＝ ，式中ρ是比例系数，叫作这种材料的 电阻率. 长度l　 横截面积S　 材料　 ρ　 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.电阻率 （1）电阻率是反映导体 性能好坏的物理量. （2）影响电阻率的两个因素是 和 ⁠. （3）纯金属电阻率较 ，合金的电阻率较 .由于用 电器的电阻通常远大于导线电阻，一般情况下，可认为导线电 阻为 ⁠. 3.超导现象 一些金属在温度特别低时电阻可以降到 ⁠，这种现象叫作 超导现象. 导电　 材料　 温度　 小　 大　 0　 0　 返回目录 物理　必修　第三册 　 1.判断下列说法的正误. （1）导体的电阻由导体的长度和横截面积两个因素决定. （　×　） （2）材料的电阻率越大，说明该材料导电性能越好. （　×　） （3）半导体的电阻率随温度的升高而减小. （　√　） （4）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. （　√　） × × √ √ 2.一根阻值为R的均匀电阻丝，均匀拉长至原来的2倍，电阻变为 ⁠. 4R　 返回目录 物理　必修　第三册 　 【情境导学】如图所示的图像为金属导体A、B的U－I图像， 思考： （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？U与I的比值怎样？ 答案　（1）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 比值是定值，但两者的比值不相等. 课堂·深度探究 考点一　电阻 返回目录 物理　必修　第三册 　 （2）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？ 答案　（2）电压相同时，A的电流小，说明A对 电流的阻碍作用大. 返回目录 物理　必修　第三册 　 【知识拓展】 1.R＝是电阻的定义式，反映了导体对电流的阻碍作用，其大 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. 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，适用条件是金属或电解质溶液导 电（纯电阻电路）. 返回目录 物理　必修　第三册 　 【例题1】关于电流和电阻，下列说法正确的是（　　） A.电流方向与导体中电荷的定向移动方向相同 B.金属导体温度升高时，假设加在其两端的电压不变，由于自 由电子的热运动加剧，所以电流增大 C.由R＝可知，导体的电阻与它两端所加的电压成正比，与通 过它的电流成反比 D.对于给定的导体，比值是个定值，它反映导体本身的一种 性质 思维导引：理解电流的含义与微观表达式，理解导体电阻的定 义式. 返回目录 物理　必修　第三册 　 答案　D 解析　电流方向与导体中正电荷定向移动方向相同，选项A错 误；当金属导体温度升高时，由于其电阻率增大，则导体的电 阻R增大，若加在导体两端的电压不变，由欧姆定律I＝知， 通过导体的电流减小，选项B错误；由R＝不可得出导体电阻 与它两端所加电压成正比，与通过它的电流成反比，因为导体 的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及通过导体 的电流无关，由电阻的决定式R＝ρ可看出其大小，选项C错 误，D正确. 返回目录 物理　必修　第三册 　 【变式1】（多选）对于欧姆定律，下列说法正确的是（　　） A.从关系式U＝IR可知，对于阻值一定的导体，通过它的电流 越大，它两端的电压也越大 B.从关系式R＝可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也 为零 C.从关系式I＝可知，对于阻值一定的导体，当导体两端的电 压增大一倍时，导体中的电流也增大一倍 D.从关系式R＝可知，导体两端电压越大，电阻R 也越大 返回目录 物理　必修　第三册 　 答案　AC 解析　对于阻值一定的导体，根据U＝IR可知，I越大，U越 大，选项A正确；导体的电阻是导体本身的性质，与U、I无 关，选项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，选项C正确. 返回目录 物理　必修　第三册 　 考点二　电阻定律和电阻率 【情境导学】如图，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 B C D 答案　由公式R＝ρ可得A图对应的情况电阻的阻值最小. 返回目录 物理　必修　第三册 　 【知识拓展】 1.电阻定律 （1）导体电阻的决定式R＝ρ，l是导体的长度，S是导体的横 截面积，电阻率ρ是比例系数，与导体材料有关. （2）适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀 的电解质溶液. （3）电阻定律是通过大量实验得出的规律. 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.R＝与R＝ρ的区别与联系 　　两个公式　 区别与联系 R＝ R＝ρ 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 R＝ρ是对R＝的进一步说明，即导体 的电阻与U和I无关，而是取决于导体本 身的材料、长度和横截面积 返回目录 物理　必修　第三册 　 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. 返回目录 物理　必修　第三册 　 【例题2】下列关于电阻率的说法正确的是（　　） A.电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻率越大的材料导 电性能越好 B.电阻温度计是利用金属的电阻率随温度变化的规律制成的 C.材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度 D.电阻率的大小只随温度的变化而变化，而与材料本身无关 思维导引：理解电阻率的定义，掌握电阻率的大小与哪些因素 有关. 答案　B 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻率越小的材 料导电性能越好，选项A错误；电阻温度计是利用金属的电阻 率随温度变化的规律制成的，选项B正确；材料的电阻率取决 于导体材料本身，与导体的电阻、横截面积和长度均无关，选 项C错误；电阻率的大小与温度的变化以及材料本身均有关， 选项D错误. 返回目录 物理　必修　第三册 　 【变式2】R1和R2是材料相同、厚度相同的正方形导体片，R1 的边长为R2边长的2倍.在两导体片加上相同的电压，通过两导 体片的电流方向如图所示，则通过两者的电流的大小之比 I1∶I2为（　　） A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.4∶1 答案　A 解析　根据电阻定律可得导体的电阻为R＝＝ρ＝，则可知 R与边长l无关，又R1与R2的厚度d相同，知R1＝R2，根据I＝ ，由题意可得I1∶I2＝1∶1，选项B、C、D错误，A正确. 返回目录 物理　必修　第三册 　 考点三　导体的伏安特性曲线 【知识拓展】 1.伏安特性曲线 用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，这样画出的I－U图 像叫作导体的伏安特性曲线. 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.线性元件和非线性元件 （1）线性元件：伏安特性曲线是一条过原点的直线，欧姆定 律适用的元件，如金属导体、电解质溶液. （2）非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适 用的元件，如气态导体和半导体元件. 返回目录 物理　必修　第三册 　 3.I－U图线与U－I图线的比较 图线　 比较内容 I－U图线 （伏安特性曲线） U－I图线 坐标轴 U为横轴，I为纵轴 I为横轴， U为纵轴 斜率 图线上的点与坐标原 点连线的斜率表示导 体电阻的倒数 图线上的点与坐标原 点连线的斜率表示导 体的电阻 返回目录 物理　必修　第三册 　 图线　 比较内容 I－U图线 （伏安特性曲线） U－I图线 线性元件图线的形状 R1＞R2 R3＞R4 非线性元件图线的形状 电阻随U的增大而增大 电阻随I的增大而减小 返回目录 物理　必修　第三册 　 【例题3】如图所示是电阻R的I－U图像，图中α＝45°，由此可 得出（　　） A.欧姆定律适用于该元件 B.电阻R＝0.5 Ω C.因I－U图线的斜率表示电阻的倒数， 故R＝＝1 Ω D.在R两端加上6 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是2 C 思维导引：图像斜率的倒数表示电阻，但并不是图中α角的tan α的倒数. 返回目录 物理　必修　第三册 　 答案　A 解析　根据题图可知，通过电阻的电流与其两端电压成正比，欧姆定律适用，选项A正确；根据电阻的定义式R＝可知，I－U图线为直线时，图线斜率的倒数等于电阻R，则得R＝ Ω＝2 Ω，选项B错误；由于I－U图像中横、纵坐标的标度不同，故不能直接根据图线的倾角得出斜率，选项C错误；由题图 知，当U＝6 V时，I＝3 A，则每秒通过电阻横截面 的电荷量是q＝It＝3×1 C＝3 C，选项D错误. 返回目录 物理　必修　第三册 　 【变式3】（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° Ω＝1 Ω C.R2的电阻随电压的增大而减小 D.当U＝1 V时，R2的电阻等于R1的电阻 答案　AD 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　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，选 项A正确；R1的电阻为2 Ω，选项B错误；由题图可知，当U＝1 V时，R2的电阻等于R1的电阻，都为2 Ω，选项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，选项C错误. 返回目录 物理　必修　第三册 　 课末·随堂演练 1.（电阻）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.加在某导体两端的电压越大，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 答案　D 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　一定的导体，电阻不随电压、电流改变而改变，选项A 错误；由I＝可知，电压U不变时，R越大，电流越小，选项B 错误；U越大，电阻不变时电流I越大，选项C错误；由电阻定 义式R＝知选项D正确. 返回目录 物理　必修　第三册 　 2.（电阻定律和电阻率）（多选）下列说法正确的是（　　） A.由R＝可知，电阻与电压、电流都有关系 B.由R＝ρ可知，电阻与导体的长度和横截面积都有关系 C.各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升 高而减小 D.所谓超导体，就是当其温度降低到某一临界温度时，它的电 阻率突然变为零 答案　BD 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　导体电阻的大小和导体的材料、长度、横截面积有关， 与电压、电流没有关系，选项A错误，B正确；各种材料的电 阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度的升高而增大，选项 C错误；超导体是当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温 度时，电阻率突然变为零，选项D正确. 返回目录 物理　必修　第三册 　 3.（伏安特性曲线）甲、乙、丙三个长度、横截面积都相同的 金属导体分别接入电路后各自进行测量，把通过上述导体的电 流I、导体两端的电压U在U－I坐标系中描点，O为坐标原点， 甲、乙、丙三个点恰好在一条直线上，如图所示，则下列表述 正确的是（　　） A.甲的电阻率最小 B.乙的电阻率最小 C.丙的电阻率最小 D.三个电阻率一样大 答案　C 返回目录 物理　必修　第三册 　 解析　根据U＝IR可知，U－I图像中图线上的点与坐标原点连 线的斜率的大小表示电阻.根据给出的点得出对应的图线如图 所示，甲与坐标原点连线的斜率最大，那么其对应的电阻最 大，丙与坐标原点连线的斜率最小，那么其对应的电阻最小； 由于三个金属导体的长度、横截面积均相同，由电阻定律R＝ ρ可知，电阻率ρ＝，因此甲的 电阻率最大，丙的电阻率最小， 选项C正确，A、B、D错误. 返回目录 物理　必修　第三册 　 4.（电阻定律和电阻率）如图甲所示为一测量电解液电阻率的 玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m，当 容器内注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U－I图线如图 乙所示.当U＝10 V时，求电解液的电阻率ρ是多少？ 答案　40 Ω·m 解析　由题图乙可得，当U＝10 V时，电解液的 电阻为R＝＝ Ω＝2 000 Ω，由题图甲可知 电解液长为l＝a＝1 m，横截面积为S＝bc＝0.02 m2， 结合电阻定律 R＝ρ得，ρ＝＝ Ω·m＝40 Ω·m. 返回目录 物理　必修　第三册 　 课后·限时作业 （建议用时：40分钟） 返回目录 物理　必修　第三册 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2010、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 $$