2.3 电阻定律 电阻率 课件 -2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

第三节 电阻定律 电阻率 第二章 电路及其应用 1 学习目标 1.理解电阻的大小和哪些因素有关，知道电阻定律。 2.了解电阻率的物理意义以及与温度的关系。 3.掌握限流电路和分压电路。 2 新课导入 在导体的两端加上电压，导体中会有电流。不同的导体，因它们的材料、长度、横截面积等不同，会对电流产生不同的阻碍作用。我们能不能求出导体对物体阻碍作用的大小呢？ 3 新课讲解 一、电阻定律 实验：探究导体的电阻跟它的长度及横截面积之间的定量关系 导体的横截面积 横截面积S 长度l 材料 导体的长度 1.实验目的：探究电阻与导体的长度、横截面积之间的定量关系 2.猜想：导体的电阻与导体的长度及横截面积的材料有关． 3.研究方法：控制变量法 新课讲解 4.实验原理 根据串联电路导体两端的电压与它们的电阻成正比，因此，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。 5.实验器材 开关、电源、电压表（或多用电表） 导线、滑动变阻器、直径为0.35mm 和0.25mm的镍铬丝（a,b,c） 直径为0.35mm的铁铬丝（d） a V V V V b c d 新课讲解 a V V V V b c d 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 控制变量法 a b c d a 和 b ：长度l不同,横截面积S,材料相同 a 和 c ：横截面积S不同，长度、材料相同 a 和 d ：材料不同，长度、横截面积相同 新课讲解 6.实验步骤 （1）按照电路图连接电路，把直径为0.35mm和0.25mm的镍铬丝、直径为0.35mm的铁铬丝串联到电路中。 （2）闭合开关后，测出直径为0.35mm，长度为20mm和10mm的镍铬丝的电压值；再测出直径为0.35mm，长度为20mm铁铬丝的电压值和直径为0.25mm，长度为20mm，的镍铬丝的电压值。 （3）改变滑动变阻器滑片的位置，重复上面的步骤，并把测得的数据填入表中。 新课讲解 导线 电阻R/Ω 长度l/m 直径d/mm 横截面S/mm2 l/S 1 2 … 在坐标纸上以R为纵轴，以l/S为横轴建立直角坐标系，根据所得的数据描点作图，看看图像是否为一条过坐标原点的直线？ O l/S R 7.数据处理 新课讲解 8.实验结论：导体的电阻R与l/S成正比，即R∝l/S 电阻定律：导体的电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比 理 解：l 导体长度 S 导体横截面积 a b c I1 I2 通电流 I1，导体长度为 a，导体横截面积为 bc， 通电流 I2，导体长度为 c，导体横截面积为 ab。 新课讲解 二、电阻率 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；导体电阻还与构成它的材料有关。 2.决定式: 比例系数ρ叫作这种材料的电阻率，不同种材料的导体ρ一般不同； 在长度、横截面积一定的条件下， ρ越大，导体的电阻越大。 新课讲解 ①ρ反映了材料导电性能的好坏．电阻率越小，导电性能越好． ②单位：国际单位——欧姆·米，符号是Ω·m. ③决定因素：电阻率ρ由材料自身的特性和温度决定，纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大； 金属的电阻率随温度的升高而增大，电阻温度计就是利用这点制成的； 有些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，常用于制作热敏电阻； 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，常用于制作标准电阻。 新课讲解 3.电阻率与温度的关系 将灯泡的灯丝与小灯泡串联接入电路，使小灯泡发光。用酒精灯给灯丝加热，发现小灯泡变暗。这说明温度升高，灯丝的电阻率变大了。 1.金属的电阻率随温度升高而增大 2.有些半导体的电阻率随温度升高而减小，且温度改变变化较大，常用于制作热敏电阻 3.有些合金（如锰铜合金、镍铜合金）的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用于制作标准电阻 新课讲解 在各种电路中，常常需要接入一种元件，它具有确定的或在一定范围内可调的电阻值，用于调节、控制电路中的电流、电压等，这种元件统称为电阻器，简称变阻器。 电阻不能调节且电阻随温度变化较小的称为定值电阻 电阻可以调节的称为变阻器 新课讲解 超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻率突然变为零，这种现象叫做超导现象. 能够发生超导现象的物质称为超导体。 超导材料的应用：超导输电、超导发电机、电动机、超导电磁铁、超级计算机等． 超导磁悬浮 高温超导变压器 新课讲解 三、限流电路和分压电路 1.滑动变阻器的两种常用用法 滑动变阻器是通过改变连入电路中的电阻丝的长度而改变连入电路中电阻的仪器。在电路中，滑动变阻器有两种常见的用法。 新课讲解 2.限流电路和分压电路的不同 上面两种电路的不同在于滑动变阻器的 方式。限流电路中，滑动变阻器是 在电路中的；而在分压电路中，滑动变阻器的三个接线柱分别连在 _的位置，它的电阻丝R0以滑片P为界分成aP和Pb两部分，其中Pb是串联在 中的，aP是一个 联的支路，其等效电路如图所示。 接入 串联 不同 干路 并 新课讲解   限流式接法 分压式接法 滑动变阻器接入电路的特点 采用“一上一下”的接法 采用“一上两下”的接法 闭合开关前滑片位置 保证滑动变阻器接入电路中的阻值最 的位置 开始时R上得到的电压为 的位置 R两端的电压 范围 _______ 通过R的电流 范围 优点 电路连接简单，耗电少 R的电压调节范围大 大 零 0～U 新课讲解 4.两种接法的适用条件 (1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(与滑动变阻器的总电阻相当)。由于R小，限流式接法中滑动变阻器分得的电压大，移动滑片调节范围大。 (2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(比滑动变阻器的总电阻大)。若R很大，分压式接法中R几乎不影响电压的分配，移动滑片电压变化明显，便于调节。 新课讲解 (3)以下几种情况必须采用分压式接法 ①要求电压表能从零开始读数，要求电压(电流)测量范围尽可能大； ②当待测电阻R≫R0(滑动变阻器的最大阻值)时(限流式接法滑动变阻器几乎不起作用)； ③若采用限流式接法，电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许的最大电流。 (4)在两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单，能耗低。 课堂练习 1.两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.4:1 C.9: 2 D.2:9 课堂练习 2.关于电阻和电阻率，下列说法正确的是( ) A.把一根均匀导线分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半 B.由 可知， C.材料的电阻率随温度的升高而增大 D.对某一确定的导体，当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它的电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大 课堂练习 课堂练习 3.某金属导线的电阻率为 ，电阻为R，现将它均匀拉长到原来的两倍，则该导线的( ) A.电阻率变为 B.电阻率变为 C.电阻变为4R D.电阻变为 课堂练习 课堂小结 一、电阻定律 二、电阻率 三、限流电路与分压电路 同种材料的导体，其电阻R跟它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比 r 为比例系数，与材料有关，叫电阻率。 感谢观看 26 ～ 0～  U～U $