11.2+导体的电阻+课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

第十一章电路及其应用2.导体的电阻基础落实·必备知识全过关学习目标1.理解电阻的定义。(物理观念)2.通过实验探究,了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系,体会物理学中控制变量的研究方法。(科学探究)3.观察实验现象,对数据进行分析思考,了解电阻率的物理意义及其与温度的关系。(科学思维)4.设计实验探究影响导体电阻的因素,同时学习电流表的内外接法、滑动变阻器分压及限流接法对电路的影响。(科学探究)5.能由伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别,体会电阻率在科技、生活中的应用。知道超导现象和超导体的概念,了解目前对超导材料研究的现况。(科学态度与责任)一、电阻一、电阻1.物理意义:反映了导体对电流的阻碍作用。2.定义:导体两端的

与流过的

的比值。

3.定义式:R=

。

与通过的电流无关

电压

电流

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

,与它的横截面积S成

;导体电阻还与构成它的材料有关。

(2)公式:

。

2.电阻率:表征了导体材料的导电性能,与导体的

和

等因素有关,电阻率越大,说明导体的导电性能越差。二、导体的电阻正比

反比

材料

温度1.伏安特性曲线:用横坐标表示

,用纵坐标表示

,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:伏安特性曲线是一条

,电流I与电压U成正比,具有这种伏安特性的电学元件叫作线性元件,欧姆定律可适用,例如金属和电解质溶液。

3.非线性元件:伏安特性曲线是曲线的电学元件,电流I与电压U不成正比,欧姆定律不适用,例如气态导体和半导体元件。电流随电压变化的曲线

三、导体的伏安特性曲线电压U电流I过原点的直线情境链接如图所示,导体a、b材料和长度相同,粗细不同;导体a、c材料和粗细相同,长度不同;导体a、d长度和粗细相同,材料不同。将它们依次接入电路,闭合开关后,与接入导体a时相比,灯泡的亮暗有何变化,根据这些现象,你认为导体的电阻可能与哪些因素有关?提示:变亮、变亮、变亮。导体的电阻可能与粗细、长度、材料有关易错辨析(1)通过导体的电流越大,则导体的电阻越小。(

)(2)由R=UI得,电阻与其两端的电压成正比,与通过它的电流成反比。(

)

(3)导体两端的电压为零时,其电阻也为零。(

)提示:导体的电阻是导体本身的性质,与通过的电流大小无关。

提示:电阻由其自身因素决定,与其两端的电压和通过它的电流无关。提示:导体的电阻是导体本身的性质,与两端是否存在电压无关。

×××(4)导体的长度越长,电阻越大。

(

)

(5)由ρ=RSl得,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体的长度l成反比。(

)

提示:导体的电阻与其长度、横截面积和材料有关,只有在横截面积和材料不变时,导体的长度越长,电阻才越大。

××重难探究·能力素养全提升探究点一电阻导学探究某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点,得到如图所示的a、b、c、d四个点,其中哪个点对应的电阻值最大?

知识归纳

典例剖析

答案:2.0A

思路点拨

(1)导体的电阻不随导体两端电压的变化而变化。(2)明确导体两端原来的电压与后来的电压之间的数量关系。对点演练

AC解析:对于阻值一定的导体,根据U=IR可知,I越大,U越大,故A正确;导体的电阻是由导体本身的性质决定,与U、I无关,故B、D错误;对于电阻一定的导体,导体中的电流与导体两端的电压成正比,故C正确。探究点二影响导体电阻的因素电阻率导学探究1.根据下图猜想导体电阻大小与哪些因素有关?提示:导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关。2.探究多个变量之间关系的方法是什么?提示:控制变量法。

知识归纳

公式R=ρR=意义电阻定律的表达式,也是电阻的决定式电阻的定义式,R与U、I无关作用提供了测定电阻率的一种方法,ρ=R提供了测定电阻的一种方法,伏安法适用范围适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体纯电阻元件联系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二、电阻率1.电阻率反映了导体的导电性能,是导体材料本身的属性,与导体的长度、横截面积无关。2.电阻率与温度的关系(1)很多金属的电阻率往往随温度的变化而变化(可用于制造电阻温度计)。(2)有些合金(如锰铜、镍铜)的电阻率几乎不受温度变化的影响(可用来制作标准电阻)。(3)当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体。典例剖析【例2】

髓鞘是包裹在神经轴突外面的一层膜,即髓鞘由施万细胞和髓鞘细胞膜组成。其作用是绝缘,防止神经电冲动从神经元轴突传递至另一神经元轴突。已知蛙的髓鞘的厚度只有2μm左右,而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105

Ω。(1)求髓鞘的电阻率。

(2)若有一圆柱体是由髓鞘制成的,该圆柱体的体积为32πcm3,当在其两底面加上1000V的电压时,通过该圆柱体的电流为10π

μA,求该圆柱体的底面半径和高。答案:8×106

Ω·m答案:0.04m

0.02m

教你析题

读取题干获取信息髓鞘的厚度只有2

μm左右,而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105

Ω满足电阻定律R=,l=2

μm,S=1

cm2,应用时统一为国际单位圆柱体的体积为32π

cm3,当在其两底面加上1

000

V的电压时,通过该圆柱体的电流为10π

μA圆柱体的电阻R'=,I=10π

μA,统一单位满足电阻定律R=,l为圆柱体的高h,S为其底面积教你破题

对点演练2.欧姆不仅发现了欧姆定律,还对导体的电阻进行了研究。如图所示,一块均匀长方体的金属样品,边长分别为a、b、c,且a>b>c。当样品两侧面加上相同的电压U时,样品中电流最大的是(

)B

探究点三导体的伏安特性曲线导学探究研究导体中的电流与导体两端的电压之间的关系,可以用公式法,可以用列表法,还可以用图像法。根据下面两个图像分析讨论。(1)图甲是某元件的I-U图像,思考图像斜率的物理意义是什么。该元件是线性元件还是非线性元件?

(2)如果某元件的伏安特性曲线如图乙所示,分析该元件的电阻在图像中如何反映。该元件是线性元件还是非线性元件?提示:I-U曲线上一点与原点连线斜率的倒数表示电阻;该元件的电阻随电压的变化而变化,且电压增大时,电阻变小,这种元件是非线性元件。知识归纳I-U与U-I图像的比较

图像I-U图像(伏安特性曲线)U-I图像坐标轴I——纵坐标,U——横坐标,I随U变化I——横坐标,U——纵坐标,U随I变化斜率图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数,即k=图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻,即k==R线性元件图像形状

非线性元件图像形状

R1>R2R1<R2R随U的增大而增大

R随I的增大而减小

特别提示

x-t图像中曲线上某点的斜率表示速度,v-t图像中曲线上某点的斜率表示加速度,而I-U图像中曲线上某点与原点连线的斜率表示电阻的倒数。典例剖析【例3】(多选)如图为A、B、C三个通电导体的I-U关系图像。由图可知(

)BCA.三个导体的电阻大小关系为RA>RB>RCB.三个导体的电阻大小关系为RA<RB<RCC.若在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是2.5AD.若在导体B两端加上10V的电压,通过导体B的电流是40A

对点演练3.小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示,由图可知,灯丝的电阻因温度的影响改变了(

)BA.5Ω B.10Ω C.1Ω D.6Ω

学以致用·随堂检测全达标

BD

2.(电阻定律和电阻率)两根由不同材料制成的均匀电阻丝,长度之比为l1∶l2=5∶2,直径之比为d1∶d2=2∶1,给它们加相同的电压,通过它们的电流之比为I1∶I2=3∶2,则它们电阻率的比值为(

)