1、第2节 导体的电阻 第十一章 电路及其应用 课标定位 1、知道电阻的定义式及其物理意义 2、利用控制变量法探究影响导体电阻的因素;3、电阻定律的理解与应用;4、理解伏安特性曲线,应用U-I斜率求电阻。素养阐释 1、物理观念:电阻、电阻率2、科学思维:用比值法定义理解电阻的定义式,用串并联基本规律分析L、S对导体电阻的影响,再结合不同材料,推导出电阻定律。引入为了减少输电线上的电能的损耗,人们把输电线做的粗一些,这是因为导体的电阻与导体的长度、横截面积有关。那么,它们之间的定量关系是怎样的呢?OIUAB导体A、B的U-I图象 选取一个导体,研究导体两端的电压随导体中的电流的变化情况。如图是根据某
2、次实验作出的关于金属导体A和B得U-I图象。从图中可以看出,同一金属导体的U-I图象是一条过原点的直线。这表明,同一导体,不同电流、电压怎样变化,电压跟电流的比值都是一个常数,此结论可以写成:IUR 一、电阻 导体两端的电压U与通过导体的电流 I 的比值 3、定义式:4、单位:1、物理意义:2、定义:兆欧(M)千欧(k)国际单位制中 欧姆()反映导体对电流的阻碍作用 IUR (R只与导体本身性质有关,与U、I无关)310k1610M1【课堂反馈1】(多选)下列说法正确的是()A电荷从电场中的A点运动到B点,每次经过的路径不同,电场力做的功可能不同 B电荷从电场中的某点开始出发,运动一段路径后,
3、又回到了该点,则电场力做功为零 C正电荷沿着电场线运动,电场力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,电场力对负电荷做正功 D电荷在电场中运动,因为有电场力对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中不成立 BC二、影响导体电阻大小的因素 电阻与长度有关 移动滑片可以改变电阻 灯丝越粗用起来越亮 电阻跟横截面积有关 电线常用铜丝制造而不用铁丝 电阻跟材料有关 实验探究 a实验目的:探究电阻与导体材料、横截面积、长度的关系 b实验器材:c实验方法:控制变量法,长度不同;横截面积不同,材料不同。实验视频:研究导体的电阻长度、横截面积的关系 结论:导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,还跟材料
4、有关。三、导体的电阻率 L、S:看电流方向 是比例常数,它与导体的材料有关,称为材料的电阻率。反映材料对电流的阻碍本领(反映材料的导电性能)1.电阻定律:同种材料的导体,其电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻还与构成它的材料有关。2.表达式:SlRa h R1 x 电流方向 3.两个公式的区别:SlRIUR 是决定式,R与l成正比、与S成反比 是定义式,R与U、I无关 单位:欧米(m)4.电阻率 表达式:lRS探究:温度对电阻率的影响 加热灯丝,发现灯泡变暗,说明温度升高,灯丝的电阻率变大了。(m)020100银1.481081.61082.07108铜1.431081.
5、71082.07108铝2.671082.91083.80108钨4.851085.31087.10108铁8.91081010814.4108锰铜合441084410844108镍铜合501085010850108电阻率与温度关系:1.金属的电阻率随温度的升高而增加。合金的电阻率比纯金属大.2.有些合金如:锰铜合金和镍铜合金的电阻率不受温度的影响【课堂检测2】根据电阻定律,电阻率 对于温度一定的某种金属来说,它的电阻率 ()A、跟导线的电阻成正比 B、跟导线的横截面积成正比 C、跟导线的长度成反比 D、所用金属材料的本身特性决定 D LRS 答:不对 电阻率反映导体材料导电性能的优劣,电阻率
6、大,不一定电阻大,由电阻定律,电阻还与 l 和S有关.1.有人说电阻是导体阻碍电流的性质,电阻率是由导体材料的性质决定的,所以电阻率越大,则电阻越大,对吗?为什么?思考与讨论 电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质 2.一白炽灯泡铭牌显示“220V,100W”,由计算得出灯泡灯丝电阻R=484,该阻值是工作时的电阻值,还是不工作时的电阻值,两者一样吗?为什么?不一样,100W是额定功率,是灯泡正常工作时的功率,所以484是工作时的电阻;当灯泡不工作时,由于温度低,电阻比正常工作时的电阻小,所以小于484。超导现象和超导体: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无法测量的程度,可以
7、认为其电阻率突然变为零,这种现象叫做超导现象.能够发生超导现象的物质称为超导体 超导材料的应用:超导输电、超导电动机、超导电磁铁、超级计算机等 超导磁悬浮 高温超导变压器 四、伏安特性曲线(拓展)在实际应用中,常用横坐标表示电压U,纵坐标表示电流I,这样画出IU图像叫导体的伏安特性曲线。线性元件:某些导体具有这种伏安特性,在温度没有显著变化时,电阻不变,它的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线。非线性元件:在测绘出的伏安特性曲线中,电流与电压不成正比。线性元件 图线形状 R1R2 R1R2 非线性元 件图线形状 1.图线上某点的斜率倒数不等于电阻即 2.R随I的增大而减小 1.图线上某点的斜率不等
8、于电阻即kR 2.R随I的增大而减小 Rk1【课堂反馈3】如图所示的I-U图象所对应的两个导体:(1)电阻之比R1:R2=_.(2)若两导体中的电流相等(不为零)时,电压之比U1:U2=_.(3)若两个导体两端的电压相等(不为零)时,电流强度之比I1:I2=_.(4)画出这两个导体的U-I图象,图象的斜率与_相等.3:13:11:3R0151051012U/mVI/mA课堂小结 一、电阻 单位:欧姆。简称欧。符号:二、影响导体电阻大小的因素 三、导体的电阻率 四、伏安特性曲线【课堂检测1】电路中有一段金属丝长为 L,电阻为 R,要使电阻变为 4R,下列可行的方法是()A、将金属丝拉长至 2LB
9、、将金属丝拉长至 4LC、将金属丝对折后拧成一股D、将金属丝两端的电压提高到原来的 4 倍A【课堂检测2】关于电阻和电阻率,下列说法中正确的是()A、把一根均匀导线等分成等长的两段,则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半B、由可知,与R、S成正比,与 l 成反比C、材料的电阻率随温度的升高而增大D、对某一确定的导体当温度升高时,发现它电阻增大,说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大 DRSL【课堂检测3】如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a1 m,b0.2 m,c0.1 m,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其UI图线如图乙所示当U10 V时,求电解液的电阻率是多少?