資源簡介

(共31張PPT)
第一章 靜電場
2.3電阻定律 電阻率
教科版（2019）高中物理必修第三冊
目 錄
1
2
3
4
新課導入
學習目標
新課講解
經典例題
5
課堂練習
6
課堂小結
導體中產生電流的條件是什么？既然導體兩端有電壓，導體中才有電流，那么導體中的電流跟導體兩端的電壓有什么關系呢？
新課導入
一、電阻
A
U1=2V
IA=
1A
B
U2=6V
IB=
2A
不同的導體對電流的阻礙作用不同
怎么描述導體對電流的阻礙呢？
U/I越大說明導體對電流的阻礙作用越強
<
1.定義：導體兩端的電壓于導體中的電流之比叫導體的電阻。
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，導體的電阻還與構成它的材料有關．
2.公式：
3.單位：歐姆，簡稱歐，符號是Ω。
常用單位還有千歐（kΩ）和兆歐（MΩ），1kΩ=Ω，1MΩ=Ω
一、電阻
4.物理意義：R的指反映了導體對電流的阻礙作用。
5.注意：不能認為R與U成正比、與I成反比，導體的電阻反映了導體阻礙電流的性質，是由導體本身性質決定的，與U、I無關。
一、電阻
思考:如圖所示為金屬導體 A、B兩端的電壓隨導體中的電流的變化情況的 U-I 圖像，從圖中你獲得哪些信息？
U
I
O
A
B
①同一個金屬導體的 U-I 圖像是一條過原點的直線；
②同一個導體，電壓跟電流之比都是一個常量；
③圖像的傾斜程度不同，表明不同導體的 R 值不同。
對比 “220V，100W”和 “220V，15W” 的2只白熾燈，觀察燈絲的粗細，對比燈泡的亮度。
二、影響導體電阻的因素
1.實驗目的：探究電阻與導體的長度、橫截面積、材料之間的定量關系
2.猜想：導體的電阻與導體的長度、橫截面積、及導體的材料有關．
3.研究方法：控制變量法
4.實驗原理：根據串聯電路導體兩端的電壓與它們的電阻成正比，因此，用電壓表分別測量 a、b、c、d 兩端的電壓，就能知道它們的電阻之比。這樣就可以得出長度、橫截面積和材料這三個因素與導體電阻的關系。
二、影響導體電阻的因素
實驗器材：開關、電源、電壓表（或多用電表）、導線、滑動變阻器、直徑為0.35mm和0.25mm的鎳鉻絲、直徑為0.35mm的鐵鉻絲。
實驗電路：
·
v
v
v
v
·
·
·
·
·
·
·
a b c d
S R
如圖，b 與 a長度不同；c 與 a，橫截面積不同；d 與 a，材料不同；在長度、橫截面積和材料三個因素中，b、c、d 跟 a相比，分別只有一個因素不同。
實驗步驟：
（1）按照電路圖連接電路，把直徑為0.35mm和0.25mm的鎳鉻絲、直徑為0.35mm的鐵鉻絲串聯到電路中。
（2）閉合開關后，測出直徑為0.35mm，長度為20mm和10mm的鎳鉻絲的電壓值；再測出直徑為0.35mm，長度為20mm鐵鉻絲的電壓值和直徑為0.25mm，長度為20mm，的鎳鉻絲的電壓值。
（3）改變滑動變阻器滑片的位置，重復上面的步驟，并把測得的數據填入表中。
數據處理：
序號 材料 長度/mm 直徑/mm 直徑的平方/mm2 電壓/V
a 鎳鉻合金 20 0.35 0.1225 0.68
b 鎳鉻合金 10 0.35 0.1225 0.35
c 鎳鉻合金 20 0.25 0.0625 1.31
d 鐵鉻合金 20 0.35 0.1225 1.03
實驗結論：
在誤差允許范圍內，導體電阻大小與長度成正比，與面積成反比，并與導體的材料有關。
由表中數據可知：①a、b導體的長度之比為2:1，電壓之比為1.94:1。
②a、c導體的面積之比為1.96:1，電壓之比為1:1.93。
③a、c導體材料不同，電阻也不同。
即：在誤差允許范圍內：La：Lb=Ua：Ub=Ra：Rb
Sa：Sb=Ua：Ub=Ra：Rb
三、電阻定律和導體的電阻率
（1）電阻的大小：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。
(2)公式： ，ρ叫做這種材料的電阻率
①ρ反映了材料導電性能的好壞．電阻率越小，導電性能越好．
②單位：國際單位——歐姆·米，符號是Ω·m.
1. 電阻定律
③決定因素：電阻率ρ由材料自身的特性和溫度決定，純金屬的電阻率較小，合金的電阻率較大；
金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，電阻溫度計就是利用這點制成的；
有些半導體材料的電阻率隨溫度的升高而減小，常用于制作熱敏電阻；
有些合金，如錳銅合金和鎳銅合金，電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用于制作標準電阻。
三、導體的電阻率
探究：電阻率與溫度的關系
現象：用酒精燈給燈絲加熱，燈絲的溫度升高，觀察到此時小燈泡變暗。
這說明溫度升高，電路中電阻變大，根據 可知燈絲的溫度升高電阻率變大了即：金屬的電阻隨溫度的升高而增大，或金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。
幾種導體材料在0、20、100OC時的電阻率/（ ·m)
0℃（） 20℃（） 100℃（）
銀 1.6 2.07
銅 1.43 1.7 2.07
鋁 2.67 2.9 3.80
鎢 4.85 5.3 7.10
鐵 0.89 1.0 1.44
錳銅合金 4.4 4.4 4.4
鎳銅合金 5.0 5.0 5.0
三、導體的電阻率
(3)超導現象
①定義：一些金屬在溫度特別低時電阻可以降到0，這種現象叫超導現象。
②應用：超導材料在發電、輸電等方面有非常廣泛的應用前景。
電阻率與電阻的區別與聯系
四、伏安特性曲線
導體中的電流I隨導體兩端的電壓 變化的圖線。 圖像和 圖像都叫做導體的伏安特性曲線。
對于金屬導體，在溫度沒有顯著變化時，電阻幾乎是不變的，它的伏安特性曲線是一條過原點的直線，也就是電流 I 與電壓 U 成正比。具有這種伏安特性的電學元件叫作線性元件
伏安特性曲線為曲線時，過原點的直線（割線）的斜率表示導體的電阻，電阻在研究過程中不斷變化。
U
I
O
A
B
典例分析
例1.關于導體的電阻，下列表述正確的是( )
A．跟導體兩端的電壓成正比
B．跟導體中的電流強度成反比
C．決定于導體的材料、長度和橫截面積
D．決定于導體中的電流強度和電壓
C
典例分析
例2.如圖所示為滑動變阻器示意圖，下列說法中正確的是（　　）
①a和b串聯接入電路中，P向右移動時電阻增大
②b和d串聯接入電路中，P向右移動時電阻減小
③b和c串聯接入電路中，P向右移動時電阻增大
④a和c串聯接入電路中，P向右移動時電阻增大
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
D
典例分析
例3.如圖所示，當將兩個橫截面不同、長度相等的均勻銅棒串聯接在電路中時，下列說法正確的是（　）
A．通過兩棒的電流強度不同
B．兩棒中自由電子定向移動的平均速率相等
C．兩棒的電阻相等
D．相同時間內通過兩棒的電荷量相等
D
典例分析
例4.根據電阻定律，電阻率，對于某種金屬導線來說，它的電阻率(　　)
A．跟導線的電阻和橫截面積成正比
B．由所用金屬材料本身決定
C．跟導線的長度成反比
D．隨溫度的升高而減小
B
典例分析
例5.金屬鉑的電阻值對溫度的高低非常“敏感”，金屬鉑的電阻率隨著溫度的升高而增大。下列I－U圖像中能表示金屬鉑電阻情況的是（　　）
A. B.
C. D.
C
課堂練習
1.如圖所示的 圖像中，直線 為某電源的路端電壓與電流的關系，直線Ⅱ為某一電阻R的伏安特性曲線，用該電源直接與電阻 連接成閉合電路，由圖像可知（ ）
A.R的阻值為2.5Ω
B. 電源內阻為 0.5Ω
C. 電阻R功率為 1.5W
D. 電源內阻消耗功率為2W
課堂練習
解析：A．由圖象Ⅱ可知，外電阻
A不符合題意；
B．根據 ，由圖象I可知，電源電動勢E=3.0V
短路電流
電源內阻
B不符合題意；
課堂練習
解析：C．由兩圖象的交點坐標，可得電源的路端電壓為1.5V，干路電流為1.0A，電阻R功率
C符合題意；
D．由兩圖象的交點坐標，流過電阻的電流為1.0A，電源內部消耗的功率為
D不符合題意。
故答案為：C。
答案：C
課堂練習
2.如圖所示為兩電阻和的伏安特性曲線，下列說法正確的是（ ）
A. 若兩電阻串聯接在電路中，電阻兩端的電壓小
B. 若兩電阻串聯接在電路中，電阻上通過的電流小
C. 若兩電阻并聯接在電路中，電阻兩端的電壓大
D. 若兩電阻并聯接在電路中，電阻上通過的電流小
課堂練習
解析：由于I-U圖象的斜率表示電阻的倒數，由圖可知，圖象1的斜率較大，則其對應的電阻R1較小，而電阻R2的阻值較大；
A、根據串聯電路的分壓特點可知，電阻值大的電阻分擔的電壓大，所以電阻R1兩端電壓小，電阻R2的電壓大，A符合題意；
B、根據串聯電路的電流特點可知，各電阻上的電流是相等的，B不符合題意；
C、根據并聯電路的電壓特點知，各電阻上的電壓值是相等的，C不符合題意；
D、根據并聯電路的電流特點可知，各電阻上的電流與電阻值成反比，所以若兩電阻并聯接在電路中，電阻值小的電阻R1上通過的電流大，D不符合題意。
故答案為：A。
答案：A
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