高二-粤教版-物理-必修第三册-第三章《第二节：决定导体电阻大小的因素》课件

第二节：决定导体电阻大小的因素高二—粤教版—物理—必修第三册—第三章

学习目标1.科学思维：理解电阻的大小与哪些因素有关，知道电阻定律。2.物理观念：了解材料的电阻率的概念及其物理意义、单位与温度的关系。3.科学探究：猜测导体的电阻与哪些因素有关，经历探究决定导线电阻因素的过程，学习运用控制变量法，认识科学探究的要素。4.科学态度与责任：通过实验，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。培养物理学科核心素养（图片来自网络）

电阻是导体本身的一种特性，它描述导体对电流的阻碍作用。电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。

在温度不变的情况下，电阻大小与导体两端的电压和通过的电流无关。

【知识回顾】导体电阻的大小与什么因素相关？

远距离输电会带来很大的电能损耗。高压电缆与普通导线的粗细不同。有些精密仪器需要使用白银作导线。（图片来自网络）

长度

横截面积

材料【科学猜想】

由于涉及的物理量较多，本实验可通过控制变量法探究导体电阻大小与其长度、横截面积及材料的的关系。

控制变量法：每一次只改变某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究这个改变因素对事物影响。

【实验方法】

实验目的：定量研究在温度不变的情况下，导体电阻的大小与导体的长度L、横截面积S以及材料的关系。

闭合开关，调节滑动变阻器，测出电流、电压，根据欧姆定律：求出导线的电阻。分别测量三次，取其平均值作为导线电阻的测量值。伏安法测电阻【设计实验方案】（1）如何测定电阻大小？（2）实验需要哪些实验器材？【设计实验方案】电压表电流表导线学生电源开关滑动变阻器导线架【设计实验方案】1234锰铜合金，直径为1.0毫米（3）实验所需导线锰铜合金，直径为0.8毫米锰铜合金，直径为0.6毫米镍铬合金，直径为0.6毫米决定导体电阻大小的因素实验与探究【实验与探究】步骤一：根据电路图，连接实验仪器开关断开【实验与探究】选用电阻丝：锰铜合金，直径为0.6毫米步骤二：测出三根材料、横截面积相同，长度不同的导线的电阻值。长度3L长度2L长度L【实验与探究】锰铜合金导线（直径为0.6毫米,长度为3L）第一次测量【实验与探究】电流表读数：I=0.39A电压表读数：U=0.51V根据欧姆定律：

结果保留四位有效数字锰铜合金导线（直径为0.6毫米,长度为3L）第一次实验数据【实验与探究】锰铜合金导线（直径为0.6毫米,长度为3L）第二次测量【实验与探究】电流表读数：I=0.92A电压表读数：U=1.29V根据欧姆定律：

锰铜合金导线（直径为0.6毫米,长度为3L）第二次实验数据锰铜合金导线（直径为0.6毫米,长度为3L）第三次实验数据【实验与探究】电流表读数：I=1.90A电压表读数：U=2.60V根据欧姆定律：

三组读数平均值：【实验与探究】长度2L锰铜合金导线（直径为0.6毫米,长度为2L）进行三次测量【实验与探究】I=0.64AU=0.59V

I=0.89AU=0.81V

I=1.23AU=1.12V

锰铜合金导线（直径为0.6毫米,长度为2L）三次实验数据【实验与探究】长度L锰铜合金导线（直径为0.6毫米,长度为L）进行三次测量【实验与探究】I=1.00AU=0.48V

I=1.31AU=0.60V

I=1.88AU=0.85V

锰铜合金导线（直径为0.6毫米,长度为L）三次实验数据【实验与探究】步骤三：测出三根材料、长度相同，横截面积不同的导线的电阻值。1234电阻丝：锰铜合金导线，长度均为3L直径为0.6毫米直径为0.8毫米直径为1.0毫米

导线横截面积计算公式：导线横截面积之比为：9S：16S：25S√【实验与探究】长度3L锰铜合金导线（直径为0.8毫米,长度为3L）进行三次测量【实验与探究】I=0.70AU=0.58V

I=1.22AU=1.00V

I=2.20AU=1.80V

锰铜合金导线（直径为0.8毫米,长度为3L）三次实验数据【实验与探究】I=0.79AU=0.39V

I=1.30AU=0.63V

I=2.45AU=1.20V

锰铜合金导线（直径为1.0毫米,长度为3L）三次实验数据【实验与探究】步骤四：比较两根材料不同、横截面积和长度相同的导线在电流相同的情况下，电压的大小。1234选用电阻丝：长度均为3L，横截面积均为0.6毫米。锰铜合金镍铬合金【实验与探究】锰铜合金导线（直径为0.6毫米,长度为3L）进行三次测量【实验与探究】I=0.50AU=0.69VI=1.00AU=1.37VI=1.50AU=2.00V锰铜合金导线（直径为0.6毫米,长度为3L）三次实验数据【实验与探究】镍铬合金导线（直径为0.6毫米,长度为3L）进行三次测量【实验与探究】锰铜合金导线、镍铬合金导线电压表读数对比0.50A电流1.00A电流1.50A电流锰铜镍铬

U=0.69V

U=1.37V

U=2.00V

U=1.55V

U=3.1V

U=4.3V电压表15V量程0.46510.44190.4452【实验与探究】实验数据整理3L

2L

L

9S

16S

25S

R小

1.359

0.9142

0.47241.359

0.8222

0.4894

U大

U小

R大

1长度2横截面积3材料根据实验数据及结果，可以得到什么结论？【实验与探究】R1：R2：R3接近3:2:11R4：R5：R6接近25:16:923

大量实验表明，在一定温度下，均匀导体的电阻R与它的长度L成正比，与它的横截面积S成反比，这就是电阻定律，其公式表示为：

【电阻定律】

从表中可以看出，一般情况下，金属单质的电阻率较小，合金的电阻率较大。我们一般用电阻率较小的铝或铜来制作导线，必要时还可以在导线上镀银。【电阻率】

实验证明，材料的电阻率随温度的变化而改变，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大。

你了解超导现象吗？超导现象是指导体材料在低于某一温度时电阻变为零的现象。查阅资料，了解我国科学家研究超导体的历程及其对科学技术的贡献。【实践与拓展】1.为什么滑动变阻器能够改变电阻的大小？通过改变连入电路中的电阻丝的长度来改变电阻的大小。2.白炽灯的灯丝什么时候最容易烧断？开灯时，灯泡电阻丝温度低，电阻率小，则电阻小；由电功率公式P=U2/R可知，U一定，R越小，灯泡实际功率P越大，发热越严重，灯泡电阻丝越容易烧断。【讨论与交流】

工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率。它是把两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻，而中间的液体即电阻的有效部分，如图所示。A、B是两片面积为1cm2的正方形铂片，间距d=1cm，把它们浸没在待测液体中。通过两根引线加上电压U，当U=6V时，测出电流I=1μA，那么这种液体的电阻率为多少？【例题】

根据电阻定律：

根据欧姆定律：可得液体电阻率：

代入数据可得：

课堂小结1.运用控制变量法，通过科学猜想、设计方案、实验探究、数据分析等步骤，探究出电阻定律为：2.了解材料电阻率的概念、物理意义、及其与温度的关系。谢谢观看第二节：决定导体电阻大小的因素答疑高二—粤教版—物理—必修第三册—第三章

例题1：导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是:A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C．电压一定，电阻与通过导体的电流成反比D．电流一定，电阻与导体两端的电压成正比A

例题2.如图所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，b与a的长度相等但横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等但长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是:A．V1的示数是V2的2倍 B．V1的示数是V3的2倍C．V2的示数是V1的2倍 D．V2的示数是V3的2倍A串联

例题3.关于材料的电阻率，下列说法正确的是:A．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大B．金属的电阻率随温度的升高而减小C．银材料的电阻率比锰铜合金的电