11.2 导体的电阻 课件 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件围绕导体的电阻展开，涵盖电阻定义式、电阻定律、电阻率及伏安特性曲线等核心知识点。通过测量导体A、B的电压电流并绘制U-I图像导入，从图像共性与差异引出电阻概念，以“电阻由哪些因素决定”为支架过渡到电阻定律探究。 其亮点在于以科学探究为主线，用控制变量法实验（串联导体电压比研究R与l、S、材料关系）和理论推导培养科学思维，结合表格对比不同材料电阻率与温度关系强化物理观念。练习如长方体电阻方向计算助学生深化理解，教师可直接用于实验教学和概念巩固，提升效率。

第二节：导体的电阻 第十一章：电路及其应用 学习目标： （1）知道电阻的定义式及其物理意义 （2）理解电阻的大小与哪些因素有关，掌握电阻定律 （3）了解电阻率的物理意义及其与温度的关系 （4）能根据伏安特性曲线求导体的电阻 一、建立电阻的概念 选取导体A、B，分别测量它们的电压和电流并绘制成U-I图像 实验器材：电源电动势6v,电流表量程为0.6A，内阻为0.1Ω；电压表量程3v,内阻为3kΩ；滑动变阻器最大阻值为20Ω；导体A和导体B是阻值分别为5Ω、10Ω的合金电阻丝。 观察图像思考1： U/I 0.22 0.14 0.11 0.06 0.29 0.49 0.68 1.05 电压（V） 电流（A） A、B图线有什么共性和差异？ 哪个对电流的阻碍作用更强？ U-I图像中，斜率的含义是？ （过原点的倾斜直线，倾斜程度不一样） （电压相同时，导体A对电流的阻碍作用强） （导体电阻的大小） R=定义法 一、建立电阻的概念 总结归纳：电阻1.物理意义：反映导体对电流的阻碍作用 2.定义：导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值 定义式： R=（只与本身性质有关） 3.单位：国际单位制单位为欧姆（Ω） 常用单位还有千欧（kΩ、MΩ） 1kΩ=Ω；1MΩ=Ω 4.适用条件： 金属、电解液等纯电阻导电。气体导电、半导体导电及含电动机、电解槽等电器不适用。 R= 变形 I=(欧姆定律) 注意：公式中I、U、R是对应同一电阻同一时刻的值。 实验表明:电阻R的大小由导体本身决定，与电压和电流无关那么，电阻R与导体本身的哪些因素有关呢？ 二：探究导体电阻与长度、横截面积、材料的定量关系 1.提出猜想:材料？长度？横截面积……… 横截面积S 长度l 材料 2.展开探究 方法探究 实验探究 理论探究 （1）研究方法：控制变量法 同种材料，S一定，研究 R 与 l 关系 同种材料，l 一定，研究 R 与 S 关系 l、S 一定，研究 R 与 材料性质的关系 二：探究导体电阻与长度、横截面积、材料的定量关系 方法探究 实验探究 理论探究 a、b、c、d是四条不同的金属导体，在长度、横截面积和材料三个因素中，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同。四段导体是串联的，每段导体两端的电压和它们的电阻成正比，因此测量电阻之比就转化为相应的电压之比 a V V V V b c d 实验结论：1.同种材料,S一定,电阻R与L成正比 2.同种材料,L一定,电阻与S成反比 3.不同种材料,R不同 二：探究导体电阻与长度、横截面积、材料的定量关系 方法探究 实验探究 理论探究 1.导体的电阻R与长度L的关系 L1、R1 L1、R1 L1、R1 L1、R1 （一条长导体可看成是由横截面积相同的多条细导体串联而成。） 方法探究 实验探究 二：探究导体电阻与长度、横截面积、材料的定量关系 理论探究 2.导体的电阻R与横截面积S的关系 123 n S0 R0 R=R0/n nS0 （一条粗导体可看成是由横截面积相同的多条细导体并联而成。） 7 二：探究导体电阻与长度、横截面积、材料的定量关系 3.导体的电阻R与材料的关系 注意：长度l是沿电流方向的长度，横截面积S是垂直电流的横截面积 二：探究导体电阻与长度、横截面积、材料的定量关系 4.（1）电阻定律内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。 （2）电阻的决定式： 是比例常数，它与导体的材料有关，是一个反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。 （3）适用条件：温度一定,粗细均匀的金属导体,或浓度均匀的电解液. 二：探究导体电阻与长度、横截面积、材料的定量关系 练习与应用：某同学想探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律。他拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水注。他量得盐水注的长度是30cm,并测出盐水注的电阻是R。现握住橡胶管的两端把它拉长，使盐水注的长度变为40cm。如果溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，此时盐水注的电阻应该的等于多少？ 解析：盐水注的体积不变，所以ls= 由于溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同， 得R=ρ =ρ=R 10 三：导体电阻率与温度的关系 与材料温度有关，与l,s无关不同材料的导体，电阻率一般不同，长度，横截面积一定的条件下，电阻率越大，导体的电阻越大。 为什么要指明温度？ 三：导体电阻率与温度的关系 温度 电阻率 应用 金属 升高 变大 电阻温度计 半导体 升高 变小 光敏电阻、热敏电阻 合金 升高 有些几乎不变 定值电阻 超导体 某些材料当温度降低到一定温度时=0 实验现象：用酒精灯给灯丝加热，发现小灯泡变暗 一般情况下，纯金属的电阻率比较小，合金的电阻率比较大，连接线路的导线一般用电阻率小的铜来制作，必要时可以在表面镀银，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。 12 I U O B A I U O B A k = R U-I图线 I-U图线 伏安特性曲线 三：导体电阻率与温度的关系 在导体的 U-I 图像中，斜率反映了导体电阻的大小。 在导体的 I-U图像中，斜率的倒数反映了导体电阻的大小。 在实际应用中，常用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I,这样的I-U图像叫导体的伏安特性曲线 四：伏安特性曲线及线性元件与非线性元件 导体的伏安特性曲线 晶体、二极管的伏安特性曲线 实验表明：除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用，但对气体和半导体并不适用。也就是说，在这些情况下电流和电压不成正比，这类电学元件叫非线性元件 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，其中电阻阻值最大的是(　　) 练习与应用 C 解析　根据电阻定律，选项中的阻值依次为RA=ρ，RB=ρ，RC=ρ，RD=ρ，由于a>b>c，则RC>RA=RD>RB，故选C。 练习与应用 A、B导体的伏安特性曲线如图实线所示，下列判断正确的是(　　) A.A导体的电阻随着电流的增大而减小 B.B导体的电阻为3 Ω C.当电流为0.3 A时，A导体的电阻为6 Ω D.当电流为0.3 A时，A导体的电阻等于图像在该点切线的斜率 C 解析　由题图可知A导体的图像不是直线，所以其电阻不是定值，电阻随着电流的增大而增大，故A错误；由题图可知B导体的电阻为RB== Ω=2 Ω，故B错误；由题图可知，当电流为0.3 A时，A导体的电阻为RA== Ω=6 Ω，故C正确；在题图中，电阻等于纵、横坐标值的比值，只有当图像为过原点的直线时，才有=，但是A导体的图像是一条曲线，当电流为0.3 A时，A导体的电阻应该等于图像上该点与坐标原点连线的斜率，故D错误。 某同学将待测量的金属丝单层缠绕在底面半径为r的圆柱形铅笔上，测得N圈的电阻丝宽度为d，电 阻丝的总电阻值为R，总长度为L，则该电阻丝的电阻率为(　　) 练习与应用 A. B. C. D. C 解析　N圈的电阻丝宽度为d，则电阻丝的直径为D=，电阻丝的横截面积为S=π，由电阻定律有R=ρ，解得ρ=，故选C。 练习与应用 如图所示，有一长方体导体，长、宽、高分别为a、b、h，导体两端所加电压均为U0。断开S2、闭合S1时理想电流表A1读数为I1；断开S1、闭合S2时理想电流表A2读数为I2，则I1与I2的比值为(　　) A 解析　断开S2 、闭合S1时有I1 =，其中R1=ρ，断开S1、闭合S2时有I2 =，其中R2=ρ，联立解得=，故选A。 A. B. C. D. $