【高中物理】导体的电阻(课件) 2023-2024学年高中物理（人教版2019必修第三册）

第九章静电场及其应用11.2导体的电阻2022-2023学年高中物理同步备课必修第三册目录contents电源0102导线中的电场03恒定电流04电流的微观表达式新课导入

为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做得粗一点，这是因为导体的电阻与导体的长度、横截面积有关。

那么，它们之间的定量关系是怎样的呢?电阻01测量电路:测导体的电流、电压

选取一个导体，研究导体两端的电压随导体中的电流的变化情况。SRAVAIUOAB过原点的直线电路图R=不变定值控制电路②定义式：①物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用。③国际制单位：欧姆，符号ΩΩΩ1kΩ1MΩ

注意：R只跟导体本身性质有关，与导体中的电流和导体两端的电压无关。电

阻

图中不同导体U-I图象的倾斜程度不同，表明不同导体的R值不同。那是谁的电阻大呢？方法：比较夹角的大小=RARA>RBIUOAB)β)α斜率：KA==RB斜率：KB=在导体U-I图象中，斜率反映了导体电阻的大小。想一想K=R，不一定等于tanα

前面讨论的电流与电压的关系是不是和我们初中学过的欧姆定律非常类似呢？接下来就让我们一起重温这个重要的定律。欧姆定律021、内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．2、表达式:变式:U=IR=φ高-φ低3.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。定义式：

决定式：欧姆3.对欧姆定律的理解：1.欧姆定律是一个实验定律，是在金属导电的基础上总结出来的，定律中的电压U、电流I必须是相对于同一个导体或同一段电路而言的。2.应用公式时，应注意公式中的三个物理量I、U、R是对应于同一纯电阻电路中同一时刻的值。（U、I是状态量）3.对

，R不变时，U与I成正比，4.两种图像：IUOBAIUOBAk=R

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，斜率反映了导体电阻的大小的倒数。U-I图线I-U图线伏安特性曲线他们的图线可不可以是曲线呢？若是曲线又反映了什么特点？5.线性元件和非线性元件:符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件；不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线,这种电学元件叫做非线性元件。OIUOIU(1)一般适用于金属导体或电解液导体，气体或半导体不适用。(2)一般适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路不适用。(3)适用于线性元件，对非线性元件不适用。欧姆定律适用条件推广：某点的割线斜率表示电阻的倒数

（3）U＝IR是电势（电位）降落的计算式，用来表示电流经过一电阻时的电势降落，是欧姆定律的变形，所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同.实验表明：（1）电阻R的大小由导体本身决定，与电压和电流无关。（2）R=U/I只是提供了一种测电阻的方法：伏安法想一想：电阻R与导体本身的哪些因素有关呢？影响导体电阻的因素03移动滑动变阻器的滑片，可以改变电阻的大小；大胆猜想——导体的电阻与长度有关定性感知影响导体电阻的因素同样是额定电压为220V的灯泡，灯丝越粗，使用时越亮；大胆猜想——导体的电阻与横截面有关生活中的电线，常见的是铜线和铝线，而从没有听过铁丝做的电线。大胆猜想——导体的电阻与材料有关铜导线铝导线横截面积S长度L材料温度综上所述：影响导体电阻的因素

导体的电阻R跟它的长度l、横截面积S、材料有关。探究方案实验探究理论探究导体的材料请尝试自行设计实验方案导体的横截面积横截面积S长度l材料导体的长度探究导体电阻与其影响因素的定量关系——实验探究同种材料，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：abcda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aVVVVbcd实验方法实验探究电阻的影响因素控制变量法abcdV电压表先测a的电压Ua，再测b的电压Ub实验过程abcdV电压表先测a的电压Ua，再测c的电压Uc实验探究电阻的影响因素控制变量法实验过程abcd电压表先测a的电压Ua，再测d的电压UdV实验探究电阻的影响因素控制变量法实验过程从实验数据比较分析电压之比、与长度之比、横截面积之比及材料之间的关系。aVVVVbcd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不同实验结论L1、R1L1、R1L1、R1L1、R11.导体的电阻R与长度L的关系（提示从串并联知识去考虑）讨论：理论探究123nS0R0R=R0/nnS02.导体的电阻R与横截面积S的关系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。k由导体材料决定，与l、S无关。3.导体电阻与材料的关系：由实验探究得知长度、横截面积相同而材料不同的导体电阻不同。该符号是什么？电阻定律04同种材料导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比。2、表达式：R=ρ—lS1、内容：

注：l是沿着电流方向的导体长度，S是垂直电流方向的横截面积，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。(决定式)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.电阻定律为什么要指明温度？电阻定律在实际中的应用1、电视机、录音机等音量控制开关就是通过改变导体的长度来达到所需的目的；2、电学实验中常用到的滑动变阻器也是通过改变导体的长度来达到改变电阻的目的。导体的电阻率051.意义:反映材料导电性能好坏的物理量.2.计算式：由材料和温度决定,与l、S无关!!!3.单位:欧·米(Ω·m)4.电阻率与温度的关系实验现象：用酒精灯给灯丝加热，发现小灯泡变暗实验结论：温度升高，灯丝的电阻率变大了ρ(Ω·m)0℃20℃100℃银1．48×10－81．6×10－82．07×10－8铜1．43×10－81．7×10－82．07×10－8铝2．67×10－82．9×10－83．80×10－8钨4．85×10－85．3×10－87．10×10－8铁0．89×10－71．0×10－71．44×10－7锰铜合金4．4×10－74．4×10－74．4×10－7镍铜合金5．0×10－75．0×10－75．0×10－7几种材料在不同温度下的电阻率（2）电阻率与温度的关系金属：T半导体：T热敏电阻

光敏电阻合金：有些几乎不随t变化标准电阻电阻温度计超导体：某些材料当温度降低到一定温度时=0R=0半导体的导电性能具有可控性（1）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大5、对电阻率()的理解导电性能介于导体和绝缘体之间金属的电阻率随温度的升高而增大有些合金（锰铜合金和镍铜合金），电阻率几乎不受温度变化的影响制作标准电阻金属电阻温度计电阻率与温度的关系1.r<10–6

Wm的物体叫做导体。2.r>105

Wm的物体叫做绝缘体。3.导电性能介于导体和绝缘体之间的物体叫做半导体。半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻率随温度的升高而减小，导电性能由外界条件所控制，如改变温度、光照、掺入微量杂质等。导体、绝缘体、半导体

当温度降低到某一数值时，某些材料的电阻突然减小到零，这种现象叫做超导现象。处于这种状态的物体叫做超导体。1987年，华裔美国籍科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继研制出钇—钡—铜—氧系材料，超导转变温度提高到90K（－183.15℃）超导现象（1）超导发电机（2）磁流体发电机（3）超导输电线路（4）超导磁悬浮列车（5）超导计算机超导体的应用R1=R2ahR1电流方向bR2h

由此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,只要保证厚度足够即可，有利于电路元件的微型化。R1和R2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体,但R2的尺寸比R1小很多。通过两导体的电流方向如图所示。这两个导体的电阻有什么关系?你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义?

想一想导体的电阻取决于导体本身的材料、长度和横截面积，而不是U和I联系纯电阻元件适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体适用范围提供了测定电阻的一种方法：伏安法作用电阻的定义式，R与U、I无关电阻定律的表达式，也是电阻的决定式意义联系欧姆·米(Ω·m)欧姆(Ω)单位由材料、温度决定，与导体形状无关由材料、温度和导体形状决定决定因素反映材料导电性能的好坏，ρ大，导电性能差反映导体对电流阻碍作用的大小，R大，阻碍作用大物理意义材料导体描述对象电阻率ρ电阻R电阻与电阻率的对比注意：导体的电阻和材料的电阻率电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率反映材料导电性能好坏的性质，电阻率小的材料导电性能好．电阻箱06旋钮式电阻箱

旋钮式电阻箱的内部结构如左图所示，它是由9个1000Ω、9个100Ω、9个10Ω、9个1Ω的电阻器组成，只要调节面板上的四个旋钮便可得到从0到9999Ω范围内的任何整数电阻值。各种电阻箱旋钮式电阻箱想一想：在左图中，电阻箱的电阻值是：2010Ω典例分析07(1)导体的长度越大，电阻越大。(

)(2)金属的电阻率由材料和温度决定。(

)(3)导体的电阻由电压和电流决定。(

)(4)导体的电阻率由导体的长度和横截面积决定。(

)(5)电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻反映了导体对电流的阻碍作用。(

)×√××√判一判【例题】一根阻值为R的均匀电阻丝，在下列哪些情况下阻值仍为R(设温度不变)(

)A．当长度不变，横截面积增大一倍时B．当横截面积不变，长度增大一倍时C．当长度和横截面半径都缩小一半时D．当长度和横截面积都扩大一倍时D小试牛刀【例题】一根长为L、横截面积为S的金属棒，其电阻率为ρ。棒内单位体积内的自由电子数为n，电子的电荷量为e，在棒两端加上恒定电压U时，棒内产生电流，则自由电子定向移动的速率为(

)小试牛刀AA【例题】如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=2bc。当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I;若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为(

)小试牛刀