資源簡介

(共28張PPT)
新人教版 必修三
第十一章 電路及其應用
第2節 導體的電阻
新課引入
為了減小輸電線上電能的損耗，人們盡量把輸電線做得粗一點，這是因為導體的電阻與導體的長度、橫截面積有關。那么，它們之間的定量關系是怎樣的呢？
學習任務一： 電阻
電原理圖
實物電路圖
1.探究導體中的電流跟導體兩端電壓的關系
學習任務一： 電阻
2.探究導體中的電流跟導體兩端電壓的關系
通過導體的電流 I/A 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
導體A兩端的電壓 U/V 0 0.63 1.25 1.87 2.49 3.00
導體B兩端的電壓 U/V 0 0.90 1.80 2.60 3.5 4.6
實驗數據
作出兩個金屬導體的U-I圖像
金屬導體的U-I圖像是一條過原點的直線
學習任務一： 電阻
導體兩端的電壓U與通過導體的電流 I 的比值
（3）、定義式：
（4）、單位：
（1）、物理意義：
（2）、定義：
兆歐（MΩ）
千歐（kΩ）
國際單位制中 歐姆（Ω）
反映導體對電流的阻礙作用
(R只與導體本身性質有關)
3.電 阻
學習任務一： 電阻
（5）.U-I圖像與I-U圖像的斜率：
斜率表示電阻：
斜率越大，電阻越大。
斜率表示電阻的倒數：斜率越大，電阻越小。
小技巧，不論哪種圖像越靠近U軸電阻越大。
學習任務二： 影響電阻的因素
導體的電阻是導體本身的一種性質，由導體自身的因素決定，那么導體的電阻R到底由哪些因素決定呢
1.大膽猜想
跟長度l有關
跟橫截面積S有關
與材料有關
學習任務二： 影響電阻的因素
2.實驗探究：
實驗方法：控制變量法。
實驗電路圖：
實驗方法：
①導體電阻與長度的關系：b與a，長度不同，橫截面積、材料相同。比較a、b的電阻之比與它們的長度之比。
②導體電阻與橫截面積的關系：c與a，橫截面積不同，長度、材料相同。比較a、c的電阻之比與它們的橫截面積之比。
③導體電阻與材料的關系：d與a，材料不同，長度、橫截面積相同。比較a、d的電阻是否相等。
學習任務二： 影響電阻的因素
學習任務二 影響電阻的因素
學習任務二： 影響電阻的因素
1.同種材料,S一定,電阻R與L成正比
2.同種材料,L一定,電阻與S成反比
3.不同種材料,R不同
3.實驗結論：
學習任務三： 導體的電阻率
同種材料的導體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導體電阻還與構成它的材料有關。
ρ表征了導體材料的某種特性，與材料有關，叫電阻率
為什么要標明溫度？
1.電阻定律：
演示實驗：電阻率與溫度的關系
將燈泡的燈絲與小燈泡串聯接入電路，使小燈泡發光。用酒精燈給燈絲加熱，發現小燈泡變暗。這說明溫度升高，燈絲的電阻率變大了。
學習任務三： 導體的電阻率
金屬的電阻率隨溫度的升高而增大
電阻溫度計
有些合金（錳銅合金和鎳銅合金），電阻率幾乎不受溫度變化的影響
制作標準電阻
學習任務三：導體的電阻率
到1986年為止，人們發現的最高臨界溫度為23.2 K（－249.95 ℃）
1986年，人類在超導領域取得了重大突破，發現一些銅的氧化物材料可在44K（－229.15 ℃）左右出現超導現象
1987年，華裔美國籍科學家朱經武以及中國科學家趙忠賢相繼研制出釔—鋇—銅—氧系材料，超導轉變溫度提高到90K（－183.15 ℃）
超導現象和超導體：當溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小到無法測量的程度，可以認為其電阻率突然變為零，這種現象叫做超導現象。
學習任務三 ： 導體的電阻率
深化理解
導體的電阻取決于導體本身的材料、長度和橫截面積，而不是U和I
聯系
純電阻元件
適用于粗細均勻的金屬導體或濃度均勻的電解液、等離子體
適用范圍
提供了測定電阻的一種方法：伏安法
作用
電阻的定義式，R與U、I無關
電阻定律的表達式，也是電阻的決定式
意義
聯系
歐姆·米(Ω·m)
歐姆(Ω)
單位
由材料、溫度決定，與導體形狀無關
由材料、溫度和導體形狀決定
決定因素
反映材料導電性能的好壞，ρ大，導電性能差
反映導體對電流阻礙作用的大小，R大，阻礙作用大
物理意義
材料
導體
描述對象
電阻率ρ
電阻R
深化理解
R1 = R2
a
h
R1
電流方向
b
R2
h
由此可知導體的電阻與表面積無關,只與導體的厚度有關。這樣在制造電路元件時,可以將其表面積做得很小,而不增大電阻, 有利于電路元件的微型化。
R1和R2是材料相同、厚度相同、表面為正方形的導體,但R2的尺寸比R1小很多。通過兩導體的電流方向如圖所示。這兩個導體的電阻有什么關系 你認為這種關系對電路元件的微型化有什么意義
拓展
伏安特性曲線：橫坐標表示電壓U，縱坐標表示電流I
對于金屬導體，在溫度沒有顯著變化時，電阻幾乎是不變的（不隨電流、電壓改變），它的伏安特性曲線是一條過原點的直線
線性元件
拓展
歐姆定律對電解質溶液也適用，但對氣態導體（如日光燈管、霓虹燈管中的氣體）和半導體元件（圖 11.2-5）并不適用。也就是說，在這些情況下電流與電壓不成正比，這類電學元件叫作非線性元件
拓展
O
I
U
A
提示：I－U圖像是曲線時，導體某狀態的電阻等于圖線上點A(UA，IA)與坐標原點連線的斜率的倒數，而不等于該點切線斜率的倒數.
思考：I－U圖像是曲線時，如何計算曲線上A點所對應的狀態下導體的電阻？
拓展
當堂達標檢測
1．某同學對四個電阻各進行了一次測量，把每個電阻兩端的電壓和通過它的電流在平面直角坐標系中描點，得到了圖中A 、B 、C 、D 四個點。請比較這四個電阻的大小。
【詳解】根據歐姆定律 變形可得U=IR，可知U－I圖象的斜率表示電阻，所以過A、B、C、D各點作過原點的直線，如圖所示從圖中可以看出，四個電阻大小關系為
當堂達標檢測
2.在實驗室用一段導線連接一個“ ”的小燈泡做實驗時，一般都不會考慮導線的電阻。如果導線的橫截面積是 ，請你估計導線的長度，計算它的電阻，然后說明可以不考慮導線電阻的理由。
【詳解】導線的橫截面積是 ，長度約0.5m，銅絲的電阻率約為0.0175Ω mm2/m，由電阻定律可知，其阻值
故電阻可以忽略不計。
當堂達標檢測
3．某人買了 規格為的銅導線為 的空調供電使用。實際上恰好用去了一半導線。如果空調能夠正常工作，制冷時在這段導線上損失的電壓約是多少？
【詳解】由電阻定律可得
制冷時在這段導線上損失的電壓
當堂達標檢測
4．一只鳥站在一條通過 電流的銅質裸導線上(銅的電阻率為 )。鳥兩爪間的距離是 ，輸電線的橫截面積是 。求鳥兩爪之間的電壓。
【詳解】鳥兩爪間的電阻
可得鳥兩爪間的電壓
當堂達標檢測
5．某同學想探究導電溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規律．她拿了一根細橡膠管，里面灌滿了鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱．她量得鹽水柱的長度是30cm，并測出鹽水柱的電阻等于R．現握住橡膠管的兩端把它拉長，使鹽水柱的長度變為40cm．如果溶液的電阻隨長度、橫截面積的變化規律與金屬導體相同，此時鹽水柱的電阻應該等于多少
【詳解】當鹽水柱的長度為30cm，此時電阻 當鹽水柱的長度變為40cm 此時電阻 由于鹽水柱的力鹽水的體積不變即： 這樣可求得：
6．如圖，一塊均勻的長方體樣品，長為a ，寬為 b，厚為c。電流沿AB 方向時測得樣品的電阻為R ，則樣品的電阻率是多少？電流沿 CD方向時樣品的電阻是多少？
【詳解】沿AB方向測得的電阻為R，根據電阻定律 即有
那么電阻率為 ，根據電阻定律，那么沿CD方向的電阻
當堂達標檢測
7．人體含水量約為 ，水中有鈉離子、鉀離子等離子存在，因此容易導電，脂肪則不容易導電。某脂肪測量儀（如圖），其原理就是根據人體電阻的大小來判斷人體脂肪所占比例。
(1)肥胖的人與消瘦的人電阻不同的主要原因是什么？
(2)激烈運動之后、沐浴之后測量數據會不準確，這可能是什么原因？
【詳解】(1)肥胖的人與消瘦的人電阻不同的主要原因脂肪含量不同，肥胖的人脂肪含量多，電阻大，消瘦的人脂肪含量少，電阻小；
(2)激烈運動之后，沐浴之后，水含量減小，鈉離子、鉀離子等離子也就減小，電阻變大，測量數據會不準確。

當堂達標檢測

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