資源簡介

(共23張PPT)
第2節 導體的電阻
第十一章 電路及其應用
物理
學習目標
①知道導體的電阻的概念和意義，知道U-I圖像的斜率表示導體電阻的大小。
②通過實驗探究知道影響電阻各因素的定量關系，體會物理學中控制變量的研究方法。
③觀察實驗現象，了解電阻率的物理意義及溫度對電阻率的影響。
④能由伏安特性曲線分析不同導體的導電性能的區別，體會電阻率在科技、生活中的應用。
學習重難點
重點：
實驗探究導體電阻與長度、橫截面積、材料的定量關系，電阻定律。
難點：
實驗方案的設計，利用圖像處理實驗數據。
情境導入
情境1
猜想：兩個同種材料均勻的金屬塊，它們的厚度均為h，邊長分別為a、b。當通有如圖所示電流時，誰的電阻更大？
通過本節課我們一起探究影響導體的電阻的因素
知識回顧
1.什么是電阻，電阻的物理意義是什么？
2.能否根據公式 ,得出：R與U成正比，R與I成反比的結論？
3.如果電阻R不是由電壓和電流所決定，那與什么因素有關？
4.選取兩個定值電阻，研究其兩端的電壓隨電流的變化情況，畫出U-I圖像，根據圖像你能得到什么信息？
講授新課
探究一　實驗探究電阻與長度、橫截面積、材料的定量關系
設計實驗方案
問題1：電阻的大小與3個因素有關，問題比較復雜，我們在實驗中用什么方法來研究，可以使問題簡化？
控制變量法，如：要研究電阻與長度的關系，可選用橫截面積和材料相同的導體。
問題2：保持導體材料和橫截面積一定，如何研究電阻和長度的關系？請結合以下問題設計實驗方案，畫出電路圖。
講授新課
請結合以下問題設計實驗方案，畫出電路圖。
設計實驗方案：保持導體材料和橫截面積一定，如何研究電阻和長度的關系？
問題1：探究導體電阻和長度的關系，是否必須定量測量兩個導體電阻和長度？
問題2：實驗需要什么器材？
方案一
方案二
方案三
總結：本實驗探究導體電阻與長度的關系，不需要測出導體電阻和長度具體數值，為了簡化實驗過程，可以設計成半定量的實驗。
講授新課
思考：方案二中兩段導體串聯，電流相同，電阻越大分得電壓越大，方案三兩段導體并聯，電壓相同，電阻越大通過電流越小。哪個方案更符合我們的思維習慣？
思考：探究導體電阻與橫截面積、材料的關系是否可以采用方案二？自主閱讀課本58頁“參考案例”，明確實驗設計方案。
設計實驗方案
方案二
講授新課
確定實驗方案
通過將a，b，c，d四根不同的導體串聯在電路中，通過它們的電流相同，這樣電壓就跟電阻成正比，用電壓表測量各導體兩端的電壓，就可以比較電阻的大小。a，b兩根導體僅長度不同，可以研究長度對電阻的影響；a，c導體僅橫截面積不同，可以研究橫截面積對電阻的影響；a，d導體僅材料不同，可以研究材料對電阻的影響。
導體 示數 結論
a U a、b：導體電阻與長度成正比
a、c：導體電阻與橫截面積成反比
a、d：導體電阻與材料有關
b 2U c U/2 d U 結論：
導體電阻還與構成它的材料有關。
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；
進行實驗
講授新課
探究二　電阻定律
1.內容：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；導體電阻與構成它的材料有關。
2.公式：
說明：式中的是比例常數，它與導體的材料有關，是一個反映材料導電性能的物理量，稱為材料的電阻率。
3.電阻率反映導電性能的物理量。電阻率越小，導電性能越好；反之，導電性能越差。單位：歐姆.米（Ω . m）
講授新課
幾種材料在20oC時的電阻率
觀察表格并思考：
1.金屬導體與合金導體誰的電阻率更大？
2.制造輸電電纜時應用哪種材料？制作滑動變阻器應用哪種材料？
3.表格中標明的是20oC時的電阻率，這說明了什么？
金屬材料的導體電阻率小，合金電阻率大
制造電纜應該選用銅或鋁，制造滑動變阻器應選合金。
導體的電阻率可能與溫度有關。
講授新課
思考：觀察兩個同種材料的金屬塊，它們的厚度均為h，邊長分別為a，b。當通有如圖所示電流時，誰的電阻更大？
二者電阻一樣大
講授新課
探究三　電阻率與溫度的關系
【演示實驗】針對猜想，請學生觀察演示實驗，小燈泡與電阻絲串聯，用酒精燈加熱電阻絲，學生觀察小燈泡的亮度變化情況。
實驗現象：右側燈絲的電阻加熱時，小燈泡亮度變暗
實驗結論：加熱時，燈絲電阻變大。
猜想：溫度升高，燈絲電阻率可能變大了。
例題展示
幾種不同材料電阻率隨溫度的變化率
由表可知：鎢絲電阻率隨溫度升高而變大。
講授新課
探究四　伏安特性曲線
甲圖
導體A、B的伏安特性曲線
乙圖
某晶體二極管的伏安特性曲線
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。
甲圖：A、B導體的伏安特性曲線是一條通過坐標原點的直線，稱為線性元件
乙圖：某晶體二極管的伏安特性曲線是曲線，稱為非線性元件。
實驗表明：除金屬外，歐姆定律對電解質溶液也適用，對氣體導體和半導體等非線性元件不適用。
【例題1】
如圖所示，一塊均勻的方形樣品，長、寬均為a、厚為b，且a>b，則下列說法正確的是（ ）
A．沿AB方向的電阻大于CD方向 B．沿AB方向的電阻小于CD方向
C．沿AB方向的電阻小于EF方向 D．沿AB方向的電阻大于EF方向
課堂練習
D
【變式訓練1】
課堂練習
B
如圖所示，A、B是材料相同的兩個金屬塊，體積相等，上表面均為正方形，B的上表面積是A的上表面積的2倍，在A、B左右兩側分別加上相同的電壓，則A、B兩金屬塊中的電流之比為（ ）
A. B.2:1 C. D.4:1
【例題2】
課堂練習
C
兩個電阻R1和R2的伏安特性曲線如圖所示，由圖可知（ ）
A．R1的電阻
B．R2的電阻隨電壓的增大而減小
C．當U=1V時，R2的電阻等于R1的電阻
D．R1的電阻隨電壓的增大而增大
【變式訓練2】
如圖是A、B兩個導體的伏安特性曲線，其中圖線A的斜率為k，且圖線A與橫軸成角。關于這兩個導體的伏安特性曲線，下列錯誤的是（　　）
A．兩條圖線相交時，兩導體的電阻相等
B．導體A的電阻值不隨電壓變化而變化
C．導體B的電阻隨電壓的增大而減小
D．B導體的伏安特性曲線上某點切線的斜率為相應狀態的電阻的倒數
課堂練習
D
課堂小結
我們今天都講了哪些知識？
金屬：
半導體：
應用：熱敏電阻傳感器
合金：有些幾乎不隨溫度T 變化
應用：金屬電阻溫度計
超導體：某些材料當溫度降低到一定溫度時
=0
R=0
T

T

材料自身的特性、溫度T
應用：標準電阻
①電阻率的影響因素：
②電阻率與溫度的關系
完成課本課后習題和學案。
布置作業
謝謝大家

展開更多......

收起↑