3.2 电阻 课件 -2026-2027学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

3.2电阻 学习目标、重难点 1 新课讲解 3 新课导入 2 课堂练习 4 教考衔接 5 课堂小结 6 目录 【学习目标】 物理观念：理解电阻是导体对电流阻碍作用的量度；掌握电阻定律及电阻率 ρ 的物理意义。 科学思维：运用控制变量法探究影响导体电阻的因素；通过类比与推理，建立电阻与材料、长度、横截面积的定量关系模型。 科学探究：经历“猜想—设计电路—测量数据—归纳规律”的完整探究过程；能正确使用伏安法或电桥测量导体电阻。 科学态度与责任：养成规范接线、减小接触电阻的实验习惯；认识超导等前沿科技，体会材料科学对社会发展的推动作用。 【学习重难点】 重点： 电阻定律的理解与应用；电阻率 ρ 作为材料属性的辨识。 难点： 区分定义式 R=U/I 与决定式 R=ρl/S 的适用条件；理解温度对金属与半导体电阻率的不同影响机制；实验中消除导线电阻与接触电阻的误差处理。 【新课导入】 我们知道，导体的电阻与导体的长度、横截面积及材料有关。那么，导体的电阻与这些因素有怎样的定量关系呢？本节我们将学习电阻公式及电阻的应用。 【新课讲解】 一、导体电阻与相关因素的定量关系 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 2.定义式 （R只与导体本身性质有关 ） 【新课讲解】 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？ 【新课讲解】 与横截面积有关 与长度有关 与材料有关 【新课讲解】 导体的长度 导体的横截面积 导体的材料 1.实验方法： 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 控制变量法 【新课讲解】 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 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） · v v v v · · · · · · · a b c d S R 【新课讲解】 序号 材料 长度/mm 直径/mm 直径的平方/mm2 电压/V a 镍铬合金 20 0.35 0.1225 0.68 b 镍铬合金 10 0.35 0.1225 0.35 c 镍铬合金 20 0.25 0.0625 1.31 d 铁铬合金 20 0.35 0.1225 1.03 根据表格内的数据请你计算长度之比、面积之比与电压之比的关系，并说出你发现什么规律？ 数据处理 【新课讲解】 由表中数据可知：①a、b导体的长度之比为2:1，电压之比为1.94:1。 ②a、c导体的面积之比为1.96:1，电压之比为1:1.93。 ③a、c导体材料不同，电阻也不同。 即：在误差允许范围内：La：Lb=Ua：Ub=Ra：Rb Sa：Sb=Ua：Ub=Ra：Rb 也就是说，误差允许范围内 导体电阻大小与长度成正比 导体电阻大小与面积成反比 导体电阻大小与导体的材料有关 【新课讲解】 k由导体材料决定， 与l、S无关！！！ 怎么算我的阻值？ 电阻定律 注意：使用电阻定律时，需要知道通过导体的电流方向 【新课讲解】 这就是电阻与其影响因素的定量关系，通常称为电阻公式，也习惯称它为电阻定律。式中的比例系数 ρ 是反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率（resistivity）。在国际单位制中，式中 R 的单位是欧姆，简称欧，符号为 Ω；ρ 的单位是欧姆米，符号为 Ω·m。 大量精确的实验表明，导体的电阻 R 与其长度 l 成正比，与其横截面积 S 成反比，还与导体的材料有关，即 电阻定律: 【新课讲解】 实际上，导线的电阻不仅与其长度、横截面积和材料有关，还与温度有关。通常，金属材料的电阻率一般会随着温度的升高而变大，但绝缘体和半导体的电阻率大多会随着温度的升高而减小。 几种导体材料在20OC时的电阻率/（  ·m) 银　 　 —— 1.6 × 10-8 铜　 　—— 1.7 × 10-8 铝　 　 —— 2.9 × 10-8 钨　 　 —— 5.3 × 10-8 铁　 　 —— 1.0 × 10-7 锰铜合金 —— 4.4 × 10-7 镍铜合金 —— 5.0 × 10-7 镍铬合金 —— 1.0 × 10-6 【新课讲解】 演示视频：金属材料的电阻率一般会随着温度的升高而变大 【新课讲解】 伏安特性曲线 I U O A B U I 导体的伏安特性曲线：导体中的电流 I 随导体两端的电压 U 变化的图线 图线的斜率 图线的斜率 电流与电压成正比 伏安特性曲线是直线 线性元件 电流与电压不成正比 伏安特性曲线是曲线 非线性元件 【新课讲解】 如图所示，把一个长方体铜柱的 a、b 端， c、d 端，e、f 端分别接入电路，已知其电阻率为 ρ 铜， 计算接入电路中的电阻分别是多大。 解：当接入 a、b 端时，电阻 Rab = ρ铜 当接入 c、d 端时，电阻 Rcd = ρ铜 当接入 e、f端时，电阻Ref = ρ铜 【新课讲解】 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 【新课讲解】 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 【新课讲解】 二、电阻的应用 1.固定电阻：电阻阻值不变的电阻器。 2.可调电阻：电阻值的大小可以人为调节的电阻，也叫可变电阻。 【新课讲解】 3.高压电线的绝缘子 4.人体电阻：干燥、低压电阻大；高压、潮湿电阻小 【新课讲解】 随着技术的飞速发展，电子产品的集成化程度越来越高，对元器件的体积、性能等提出了更高要求。贴片电阻由于其体积小、稳定性好、精度高等优点，已逐步取代色环电阻等传统电阻。贴片电阻的阻值常用三位（或四位）数字表示，例如，“103”表示 “10 000 Ω”，“5102”表示“51 000 Ω”。若有 小数，则用 R 表示小数点位置，如“4R3”表示 “4.3 Ω”，“R100”表示“0.100 Ω”。 贴片电阻 【课堂练习】 一根阻值为R 的均匀电阻丝，长度为l，横截面积为S，设温度不变，在下列哪些情况下其电阻值仍为R(　　) A．当l 不变、S 增大一倍时 B．当S 不变、l 增大一倍时 C．当l 和S 都缩为原来的 时 D．当l 和横截面的半径都增大一倍时 C 【课堂练习】 答案：C 解析：由R＝ρ 得：l 不变、S 增大一倍时，R变为原来的 ，A错误；S 不变、l 增大一倍时，R变为原来的2倍，B错误；l 、S 都缩为原来的 时，R不变，C正确；l 和横截面的半径都增大一倍时，R变为原来的 ，D错误。 【课堂检测】 根据电阻定律可得电阻率ρ＝ ，对于温度一定的某种金属导线来说，它的电阻率(　　) A．跟导线的电阻成正比 B．跟导线的横截面积成反比 C．由所用金属材料本身特性决定 D．跟导线的长度成正比 C 【课堂检测】 答案：C 解析：导线的电阻率与导线的电阻大小、横截面积、长度无关，由材料本身特性决定，故C正确。 【课堂检测】 金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，下列I­U图像中能表示金属铂电阻情况的图像是(　　) C 【课堂检测】 答案：C 解析：在I­-U图像中，图像的斜率表示电阻的倒数，由于铂的电阻率随温度的升高而变大，故I­-U图像中图线的斜率应减小。因此能反映金属铂电阻情况的图像为C. 【教考衔接】 1．将横截面积相同、材料不同的两段导体 无缝连接成一段导体，总长度为1.00 m，接入图甲所示电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x变化的关系如图乙所示，则导体 的电阻率之比约为(      ) A.2:3 B.2:1 C.5:3 D.1:3 【教考衔接】 1．答案：B 解析：两段导体 串联在电路中，通过它们的电流相同，两导体的横截面积相同，根据欧姆定律得 ，根据电阻定律有 ，可得电阻率 ，可知 图线的斜率 则导体 的电阻率之比 ，故选B。 【教考衔接】 2．如图电路中，材质相同的金属导体a和b，横截面积分别为 、 ，长度分别为 、 。闭合开关后，a和b中自由电子定向移动的平均速率之比为(      ) A. B. C. D. 【教考衔接】 2．答案：B 解析： 【课堂总结】 ①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；导体电阻还与它的材料有关. （2）公式： （ρ 表示材料的电阻率，与材料本身及其温度有关，l 表示沿电流方向导体的长度，S 表示垂直于电流方向导体的横截面积）. （3）电阻率：电阻定律中电阻率 ρ 跟导体的材料有关，是一个反映材料导体性能的物理量，称为材料的电阻率.在同一温度下，ρ 越大，材料的导电性能越差. 电阻的决定式 【课堂总结】 ②导体的伏安特性曲线 （1）伏安特性曲线：用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I，这样画出的I-U图像叫作导体的伏安特性曲线 （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倾斜直线的电学元件. ②非线性元件：伏安特性曲线是曲线，即电流与电压不成正比的电学元件. U-I图像不是导体的伏安特性曲线 对某一状态，欧姆定律仍然适用 谢谢观看 $