人教版高中物理必修第三冊(cè)第十一章電路及其應(yīng)用11-2導(dǎo)體的電阻課件

第十一章電路及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)2

導(dǎo)體的電阻知識(shí)點(diǎn)一電阻答案:導(dǎo)體的電阻大小等于導(dǎo)體兩端的電壓跟導(dǎo)體中的電流之比,它是由比值定義法定義的.1.某次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)得到的金屬導(dǎo)體A、B的U-I圖像如圖所示.(1)通過(guò)對(duì)比分析兩圖線,分析導(dǎo)體的電阻是如何定義的.(2)寫出電阻的定義式,并分析電阻的大小是否由電壓和電流的大小共同決定.

2.物理意義:電阻R的值反映了導(dǎo)體對(duì)電流的

作用.阻礙3.計(jì)算式:______.4.單位:_______,符號(hào)是_____.常用的電阻單位還有千歐(kΩ)和兆歐(MΩ):1kΩ=_____Ω,1MΩ=_____Ω.

歐姆Ω

知識(shí)點(diǎn)二影響導(dǎo)體電阻的因素1.如圖所示的滑動(dòng)變阻器,它有四個(gè)接線柱A、B、C、D,為什么滑動(dòng)滑片P可以改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值呢?這說(shuō)明了什么?答案:當(dāng)滑片P滑動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻絲長(zhǎng)度發(fā)生變化,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值隨之發(fā)生變化.這說(shuō)明導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān).2.觀察圖中兩個(gè)在相同電壓下亮度不同的燈泡,其燈絲有何不同?這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明了什么?答案:題圖中發(fā)光較亮的燈泡的燈絲較粗,燈絲橫截面積較大.在相同電壓下,發(fā)光較亮的燈泡中的電流大,燈泡的電阻小,說(shuō)明導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān).3.連接電路的導(dǎo)線常用銅絲而不用鐵絲,這是因?yàn)橄嗤瑮l件下,銅絲的電阻小.據(jù)此猜測(cè)導(dǎo)體的電阻可能與什么因素有關(guān).答案:導(dǎo)體的電阻可能跟構(gòu)成它的材料有關(guān).4.導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的

、

、

有關(guān).5.如果設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),研究導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度、橫截面積及材料的定量關(guān)系,采用的實(shí)驗(yàn)方法是

.長(zhǎng)度橫截面積材料控制變量法知識(shí)點(diǎn)三導(dǎo)體的電阻率1.電阻定律.(1)內(nèi)容:同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的

成正比,與它的

成反比;導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的

有關(guān).(2)公式:R=

.長(zhǎng)度l橫截面積S材料

(3)如圖所示,有兩根長(zhǎng)度相同、粗細(xì)不同、由同種材料制成的導(dǎo)體,如何判斷它們的電阻的大小?

阻礙電阻率電阻溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)電阻超導(dǎo)現(xiàn)象知識(shí)點(diǎn)四伏安特性曲線1.研究導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓之間的關(guān)系,可以用公式法,也可以用列表法,還可以用圖像法.根據(jù)下面的圖像分析討論:(1)甲、乙兩圖中圖線斜率的意義是什么?哪個(gè)圖像表示伏安特性曲線?甲乙答案:甲圖中的斜率表示電阻,乙圖中的斜率表示電阻的倒數(shù);乙圖表示伏安特性曲線.(2)丙、丁兩圖表示的元件是線性元件還是非線性元件?丙丁答案:丙圖對(duì)應(yīng)的元件,電流與電壓成正比,該元件為線性元件;丁圖對(duì)應(yīng)的元件,電流與電壓不成正比,該元件為非線性元件.2.對(duì)于電阻一定的導(dǎo)體,它的U-I圖線和I-U圖線都是過(guò)原點(diǎn)的傾斜

,且U-I圖線的斜率表示

.直線電阻小試身手判斷下列說(shuō)法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”).

××√√×探究一電阻問(wèn)題情境現(xiàn)有兩個(gè)導(dǎo)體A和B,利用如圖所示的電路分別測(cè)量A和B的電壓和電流,測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示.電壓U/V02.04.06.08.0導(dǎo)體A的電流IA/A00.200.420.600.78導(dǎo)體B的電流IB/A00.130.260.400.541.在坐標(biāo)系中,用縱軸表示電壓U,用橫軸表示電流I,分別將A和B的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn),并作出U-I圖像.答案:如圖所示.2.對(duì)導(dǎo)體A(或?qū)wB)來(lái)說(shuō),電流與它兩端的電壓有什么關(guān)系?U與I的比值怎樣?答案:對(duì)導(dǎo)體A(或?qū)wB),電流與它兩端的電壓成正比,導(dǎo)體A(或?qū)wB)的電壓與電流的比值是個(gè)定值,但二者的比值不相等.3.對(duì)導(dǎo)體A、B,在電壓U相同時(shí),通過(guò)哪個(gè)電阻的電流小?哪個(gè)電阻對(duì)電流的阻礙作用大?答案:電壓相同時(shí),通過(guò)導(dǎo)體B的電流小,B對(duì)電流的阻礙作用大.4.通過(guò)數(shù)據(jù)分析,你能得出什么結(jié)論?答案:導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端是否加電壓、導(dǎo)體中是否有電流無(wú)關(guān).過(guò)程建構(gòu)I-U圖像(伏安特性曲線)與U-I圖像的比較.(1)坐標(biāo)軸表示的物理量:I-U圖像中,橫坐標(biāo)表示電壓U、縱坐標(biāo)表示電流I;U-I圖像中,橫坐標(biāo)表示電流I,縱坐標(biāo)表示電壓U.(2)圖線的傾斜程度反映電阻的大小.圖甲中R2<R1,圖乙中R4>R3.甲乙【典例1】(多選)下圖是某導(dǎo)體的I-U圖像,下列說(shuō)法正確的是(

)A.通過(guò)該導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比B.此導(dǎo)體的電阻R不變C.此導(dǎo)體的電阻R=0.5ΩD.在該導(dǎo)體的兩端加6V的電壓時(shí),每秒通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量是3C

答案:ABD探究二影響導(dǎo)體電阻的因素問(wèn)題情境實(shí)驗(yàn):研究導(dǎo)體電阻與長(zhǎng)度、橫截面積及材料的定量關(guān)系.1.實(shí)驗(yàn)電路.如圖所示,A、B、C、D是四條不同的金屬導(dǎo)體.其中A與B長(zhǎng)度不同,橫截面積、材料相同;A與C橫截面積不同,長(zhǎng)度、材料相同;A與D材料不同,長(zhǎng)度、橫截面積相同.2.實(shí)驗(yàn)原理.A、B、C、D串聯(lián),通過(guò)它們的電流相同,電壓與導(dǎo)體的電阻成

,因此電阻之比就轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓之比.正比3.進(jìn)行實(shí)驗(yàn).(1)按照電路圖連接實(shí)物圖,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到最大阻值處.(2)閉合開關(guān)S,用電壓表分別測(cè)量A、B、C、D兩端的電壓,記錄在下表內(nèi).導(dǎo)體材料長(zhǎng)度橫截面積電壓A鐵lSUB鐵2lS2UC鐵l2SD鎳銅合金lS5U(3)改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).4.分析數(shù)據(jù).(1)比較A和B的電壓:在

的條件下,導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度成正比.(2)比較A和C的電壓:在

的條件下,導(dǎo)體的電阻與橫截面積成反比.(3)比較A和D的電壓:在

的條件下,材料不同,導(dǎo)體的電阻不同.5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論.同種材料的導(dǎo)體,其電阻R與它的長(zhǎng)度l成正比,與它的橫截面積S成反比;導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān).寫成公式是

.導(dǎo)體材料、橫截面積相同材料、導(dǎo)體長(zhǎng)度相同長(zhǎng)度、橫截面積相同

6.如圖所示,在一長(zhǎng)方體導(dǎo)體中分別沿圖中所示的方向通入電流,各物理量已在圖中標(biāo)出,該導(dǎo)體由電阻率為ρ的材料制成.試計(jì)算導(dǎo)體中的電流分別為I1和I2時(shí)該導(dǎo)體的電阻.

過(guò)程建構(gòu)

比較項(xiàng)意義電阻定律的表達(dá)式,也是電阻的決定式電阻的定義式,R與U、I無(wú)關(guān)作用提供了測(cè)定電阻的一種方法:伏安法適用范圍適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解液、等離子體純電阻元件聯(lián)系導(dǎo)體的電阻取決于導(dǎo)體本身的材料、長(zhǎng)度和橫截面積,而不是U和I【典例2】在做研究影響導(dǎo)體電阻的因素實(shí)驗(yàn)時(shí),每次需從下表中挑選兩根合適的導(dǎo)線,測(cè)出通過(guò)它們的電流大小,然后進(jìn)行比較,最后得出結(jié)論.導(dǎo)線長(zhǎng)度/m橫截面積/mm2材料A13.2錳銅B0.50.8鎢C1.51.2鎳鉻D10.8錳銅E1.21.2鎢F1.51.2錳銅G0.51.2鎳鉻(1)為了研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系,應(yīng)選用的兩根導(dǎo)線是

________;

(2)為了研究電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度的關(guān)系,應(yīng)選用的兩根導(dǎo)線是

;

(3)為了研究電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系,應(yīng)選用的兩根導(dǎo)線是

;

(4)本實(shí)驗(yàn)所采用的方法是

.

解析:研究影響導(dǎo)體電阻的因素時(shí)應(yīng)用控制變量法.(1)研究電阻與導(dǎo)體材料的關(guān)系,應(yīng)該選長(zhǎng)度和橫截面積都相同的兩根導(dǎo)線,即選C、F;(2)研究電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系,應(yīng)該選材料和橫截面積都相同的兩根導(dǎo)線,即選C、G;(3)研究電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系,應(yīng)該選長(zhǎng)度和材料都相同的兩根導(dǎo)線,即選A、D.答案:(1)C、F

(2)C、G

(3)A、D

(4)控制變量法【典例3】?jī)筛耆嗤慕饘賹?dǎo)體,如果把其中的一根均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的4倍,把另一根導(dǎo)線對(duì)折絞合起來(lái),則它們的電阻之比為多少?

答案:64∶1探究三電阻率下表里有幾種導(dǎo)體材料在20℃時(shí)的電阻率.材料ρ/(Ω·m)

材料ρ/(Ω·m)銀1.6×10-8鐵1.0×10-7銅1.7×10-8錳銅合金4.4×10-7鋁2.9×10-8鎳銅合金5.0×10-7鎢5.3×10-8鎳鉻合金1.0×10-61.和同學(xué)討論交流,你能從表中數(shù)據(jù)得到什么信息?答案:純金屬的電阻率較小,合金的電阻率較大.2.表格在列出幾種材料的電阻率時(shí),標(biāo)注了溫度是20℃,這說(shuō)明了什么?請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜測(cè).答案:說(shuō)明導(dǎo)體的電阻率可能與溫度有關(guān).為了驗(yàn)證這一猜測(cè),可設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖所示:將燈泡的燈絲與小燈泡串聯(lián)接入電路,使小燈泡發(fā)光.用酒精燈加熱燈絲,如果小燈泡變暗,說(shuō)明溫度升高,燈絲的電阻率變大.電阻和電阻率的比較.過(guò)程建構(gòu)比較項(xiàng)電阻R電阻率ρ描述對(duì)象導(dǎo)體材料物理意義反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小,R大,阻礙作用大反映材料導(dǎo)電性能的好壞,ρ大,導(dǎo)電性能差決定因素由導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度決定由材料、溫度決定單位歐姆(Ω)歐姆·米(Ω·m)聯(lián)系【典例4】關(guān)于材料的電阻率,下列說(shuō)法正確的是(

)A.把一根長(zhǎng)導(dǎo)線截成等長(zhǎng)的三段,則每段的電阻率都是原來(lái)的三分之一B.材料的電阻率隨溫度的升高而增大C.純金屬的電阻率較合金的電阻率小D.電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量,電阻率越大的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大

答案:C課堂評(píng)價(jià)答案:BD

2.有一個(gè)長(zhǎng)方體金屬電阻,材料分布均勻,邊長(zhǎng)分別為a、b、c,且a>b>c.電流沿下列各圖所示方向流過(guò)該金屬電阻,電阻的阻值最小的是 (

)答案:AABCD

答案:D4.(多選)下圖是電阻R的U-I圖像,圖中α=45°,由此得出(

)A.通過(guò)電阻的電流與兩端電壓成正比B.電阻R=0.5ΩC.因U-