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第十一章 電路及其應用
第2節 導體的電阻
問題引入：
日常生活中導體都會有電阻，導線也不例外。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，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？
1.了解電阻的定義式及電阻的意義。
2.通過實驗探究，了解金屬導體的電阻與材料、長度和橫截面積的定量關系，體會物理學控制變量的研究方法。
3.了解電阻率的物理意義及其與溫度的關系。
4.知道伏安特性曲線，知道線性元件和非線性元件的特征。
01 電阻
選取一個導體，研究導體兩端的電壓隨導體中的電流的變化情況。
S
R
A
V
A
I
U
O
A
B
過原點的直線
電路圖
R=
不變
導體兩端的電壓U與通過導體的電流 I 的比值
2.定義式：
4.單位：
3.物理意義：
1.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)
R是一個只跟導體本身性質有關而與通過的電流無關的物理量。在導體的U I圖像中，斜率反映了導體電阻的大小。不同導體U I圖像的傾斜程度不同，表明不同導體的R值不同。
5.導體的U I圖像
I-U圖像
U-I圖像
k = R
斜率反映導體電阻的大小
斜率反映導體電阻的大小的倒數
I
U
O
B
A
I
U
O
B
A
導體的電阻到底與導體的哪些因素有關呢？我們可以通過實驗來研究導體的電阻與導體的長度、橫截面積、材料之間的關系。
導體的長度
導體的橫截面積
導體的材料
02 影響導體電阻的因素
2.實驗方案：
同種材料，S一定，改變L，測R
同種材料，L一定，改變S，測R
不同材料，L一定，S一定，測R
1.實驗方法：控制變量法
實驗探究
a 和 b ：長度l不同,橫截面積S,材料相同
a
V
V
V
V
b
c
d
a 和 c ：橫截面積S不同，長度、材料相同
a 和 d ：材料不同，長度、橫截面積相同
3.探究思路：
4.實驗過程：
a
b
c
d
V
①電壓表先測a的電壓Ua，再測b的電壓Ub
a
b
c
d
V
②電壓表先測a的電壓Ua，再測c的電壓Uc
a
b
c
d
③電壓表先測a的電壓Ua，再測d的電壓Ud
V
5.實驗結論:
（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
a
V
V
V
V
b
c
d
1.電阻定律：同種材料的導體，R 與它的長度l 成正比，與它的橫截面積S 成反比；R 還與構成它的材料有關。
2.公式：
電阻率：反映材料導電性能好壞的物理量
沿電流方向導體的長度
垂直于電流方向的橫截面積
決定式
3.適用條件：溫度一定，粗細均勻的金屬導體，或濃度均勻的電解質溶液。
03 導體的電阻率

類別 比值定義式 決定式
適用范圍 適用于任何電路 適用于粗細均勻的金屬導體，或濃度均勻的電解液等。
聯系 進一步說明導體的電阻與電壓和電流無關，而是取決于導體本身的材料、長度和橫截面積。 4. 與 的比較：
5.電阻率：
①意義：電阻率是反映導體導電性能的物理量（電阻率越小，導電性能越好）
②公式：
③單位：歐·米 符號：Ω · m
由材料和溫度決定，與l、S無關!!!
b.純金屬的電阻率較小，合金的電阻率較大。
a.不同材料的導體電阻率不同；
電阻率與溫度的關系
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。
演示視頻
①金屬：
②半導體：
④合金：
有些幾乎不隨T變化
標準電阻
③半導體的導電性能具有可控性
熱敏電阻 光敏電阻
電阻溫度計
各種材料的電阻率與溫度之間的關系
超導現象
趙忠賢
當溫度降低時，導體的電阻率將會減小到零。
年份 材料 超導臨界溫度
1911年 發現超導現象 -249.95℃
1986年 銅的氧化物 -229.15℃
1987年 釔—鋇—銅—氧系材料 -183.15℃
在超導材料形成回路中，電流就將無損耗地持續下去。所以超導材料在發電、輸電等方面都會有非常廣泛的應用前景。
U
I
O
B
A
在實際應用中常用橫坐標表示電壓U，縱坐標表示電流I，這樣畫出的I-U圖像叫作導體的伏安特性曲線。
伏安特性曲線
線性元件
拓展學習
（2）線性元件：導體的伏安特性曲線時一條過原點的直線，即電流I與電壓U成正比，具有這種伏安特性的電性元件叫線性元件（歐姆定律適用的元件）。如金屬導體、電解質溶液。
I
U
非線性元件
（3）非線性元件：伏安特性曲線不是過原點的直線，即電流與電壓不成正比，這類電學元件叫非線性元件（歐姆定律不適用的元件）。如氣態導體和半導體元件。
1.一根阻值為R的均勻電阻絲，在下列哪些情況中其阻值仍為R(設溫度不變) ( )
A. 當長度不變，橫截面積增大一倍時
B. 當橫截面積不變，長度增大一倍時
C. 當長度和橫截面半徑都縮小一半時
D. 當長度和橫截面積都擴大一倍時
D
2.一根均勻導線，現將它均勻拉長，使導線的直徑減小為原來的一半，此時它的阻值為64Ω，則導線原來的電阻值為 ( )
A. 128Ω B. 32Ω C. 4Ω D. 2Ω
C
3.(多選) 關于電阻率，下列說法中正確的是 ( )
A. 電阻率是描述材料導電性能好壞的物理量，電阻率越大，材料的導電性能越好
B. 各種材料電阻率都與溫度有關，金屬導體的電阻率隨溫度的升高而增大
C. 材料的電阻率越大，導體的電阻就越大
D. 有些合金的電阻率幾乎不受溫度的影響，通常用它們制成標準電阻
BD

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