春新教材高中物理第11章电路及其应用第2节导体的电阻教案新人教版必修第三册Word文件下载.docx

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1.电阻

（1）定义：

导体两端的电压与通过导体的电流大小之比，用R表示。

（2）定义式：

R＝。

（3）单位：

欧姆（Ω），常用的单位还有kΩ、MΩ，且1Ω＝10－3kΩ＝10－6MΩ。

（4）物理意义：

反映导体对电流阻碍作用的大小。

2.欧姆定律

（1）内容：

导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。

（2）表达式：

I＝。

（3）适用范围：

适用于金属导电、电解液导电的纯电阻电路（不含电动机、电解槽等的电路），而对气体导电、半导体导电不适用。

[思考判断]

（1）由R＝可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。

（×

）

（2）导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关。

（√）

（3）对于确定的导体，其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值。

知识点二　影响导体电阻的因素

上图所示，是电子产品里用到的各式各样的电阻，它们的阻值各不相同。

试猜想：

影响电阻的阻值的因素有哪些呢？

我们如何探究影响电阻的因素呢？

1.导体电阻与其影响因素的定性关系

移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻，这说明导体电阻跟它的长度有关；

同是220V的灯泡，灯丝越粗用起来越亮，说明导体电阻跟它的横截面积有关；

电线常用铜丝制造而不用铁丝，说明导体电阻跟它的材料有关。

2.探究思路

为探究导体电阻是否与导体横截面积、长度和材料有关，我们采用控制变量法进行实验探究。

3.探究方案

（1）实验探究；

（2）逻辑推理探究。

4.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）公式：

R＝ρ，式中ρ是比例系数，ρ叫作这种材料的电阻率。

（1）导体的电阻由导体的长度和横截面积两个因素决定。

（2）材料相同的两段导体，长度大的导体的电阻一定比长度小的导体的电阻大。

（3）一根阻值为R的均匀电阻线，均匀拉长，电阻增大。

知识点三　导体的电阻率

如图所示，这是一种测温度的仪器，叫作电阻温度计。

那么，你知道它是通过什么物理原理来测温度的吗？

1.概念：

电阻率是反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关。

2.单位：

欧姆·

米，符号为Ω·

m。

3.影响电阻率的两个因素：

材料和温度。

（1）电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体导电性能越差。

（2）把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都不变。

（3）温度变化导致金属电阻变化的原因是金属的电阻率随温度变化。

用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，这样画出的导体的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线。

伏安特性曲线是一条直线，欧姆定律适用的元件是线性元件；

伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用的元件是非线性元件。

该元件的电阻随U的增大而减小，是非线性元件。

调节风扇风力的大小，是通过改变滑动变阻器连入电路的电阻丝的长度。

相同材料的电阻横截面积相同时，越长的，电阻越大。

风力调到最大时，其接入电路的电阻丝的电阻最小。

几个电阻串联时相当于增大了导体的长度，几个电阻并联时相当于增大了导体的横截面积。

导体的电阻率大，导体的电阻不一定大，导体电阻大，电阻率不一定大。

核心要点　对导体的电阻、欧姆定律及伏安特性曲线的理解和应用

[观察探究]

现有两个导体A和B，利用如图所示的电路分别测量A和B的电压和电流，测得的实验数据见下表。

U/V

2.0

4.0

6.0

8.0

导体A

I/A

0.20

0.42

0.60

0.78

导体B

0.13

0.26

0.40

0.54

（1）在坐标系中，用纵轴表示电压U、用横轴表示电流I，分别将A和B的数据在如图所示的坐标系中描点，并作出U－I图线。

（2）对导体A（或导体B）来说，电流与它两端的电压有什么关系？

U与I的比值怎样？

（3）对导体A、B，在电压U相同时，谁的电流小？

谁对电流的阻碍作用大？

答案　

（1）U－I图线如图所示

（2）对导体A（或导体B），电流与它两端的电压成正比，导体A或导体B的电压与电流的比值是个定值，但两者的比值不相等。

（3）电压相同时，B的电流小，说明B对电流的阻碍作用大。

[探究归纳]

1.R＝是电阻的定义式，比值表示一段导体对电流的阻碍作用。

对给定的导体，它的电阻是一定的，与导体两端是否加电压，导体中是否有电流无关。

2.I＝是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比，常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流，适用条件是金属或电解质溶液导电（纯电阻电路）。

3.I－U图像与U－I图像的区别（图线为直线时）

（1）坐标轴的意义不同：

I－U图像中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；

U－I图像中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U。

（2）图线斜率的意义不同：

I－U图像中，斜率表示电阻的倒数，U－I图像中，斜率表示电阻，如图所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1。

[试题案例]

[例1]若加在某导体两端的电压变为原来的时，导体中的电流减小了0.4A。

如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流是多大？

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）理清导体两端原来的电压与后来的电压之间的数量关系。

解析　由欧姆定律得R＝，电压变化后有R＝，解得I0＝1.0A。

电压加倍后同理可得R＝＝，所以I2＝2I0＝2.0A。

答案　2.0A

方法总结

（1）欧姆定律I＝仅适用于金属导电及电解液导电。

（2）对R＝，R与U、I无关，导体电阻R一定时，U和I成正比，R＝。

[例2]（多选）如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知（　　）

A.该导体的电阻随电压的升高而增大

B.该导体的电阻随电压的升高而减小

C.导体两端电压为2V时，电阻为0.5Ω

D.导体两端电压为2V时，电阻为1Ω

解析　该导体的伏安特性为曲线，但根据R＝知，某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻，故可知U＝2V时，R＝Ω＝1Ω，且导体电阻随电压升高而增大，故A、D正确。

答案　AD

I－U图像是曲线时，导体某状态的电阻RP＝，即电阻等于图线上点P（UP，IP）与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数，如图所示。

[针对训练1]（多选）已知两个导体的电阻之比R1∶R2＝2∶1，那么（　　）

A.若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝2∶1

B.若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝1∶2

C.若导体中电流相等，则U1∶U2＝2∶1

D.若导体中电流相等，则U1∶U2＝1∶2

解析　当电压相等时，由I＝得I1∶I2＝R2∶R1＝1∶2，B正确，A错误；

当电流相等时，由U＝IR得，U1∶U2＝R1∶R2＝2∶1，C正确，D错误。

答案　BC

[针对训练2]（多选）如图所示是某导体的I－U图线，图中α＝45°

。

下列说法正确的是（　　）

A.通过该导体的电流与其两端的电压成正比

B.此导体的电阻R不变

C.I－U图线的斜率表示电阻的倒数，所以电阻R＝Ω＝1Ω

D.在该导体的两端加6V的电压时，每秒通过导体横截面的电荷量是3C

解析　由题图可知，电流随着导体两端的电压的增大而增大，电流与导体两端的电压成正比，选项A正确；

由I＝可知，I－U图线的斜率表示电阻的倒数，则导体的电阻R不变，且R＝2Ω，选项B正确，C错误；

在该导体的两端加6V的电压时，电路中电流I＝＝3A，每秒通过导体横截面的电荷量q＝It＝3×

1C＝3C，选项D正确。

答案　ABD

核心要点　探究导体电阻的影响因素及电阻定律

如图所示，将不同导线接入A、B两点间进行测量。

（1）相同材料、相同横截面积，电阻与长度的关系？

（2）相同材料、相同长度，电阻与横截面积的关系？

（3）相同长度、相同横截面积的不同材料电阻相同吗？

答案　

（1）电阻与长度成正比。

（2）电阻与横截面积成反比。

（3）不同。

1.电阻定律

（1）导体电阻的决定式R＝ρ

l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是比例系数，与导体材料有关，叫作电阻率。

（2）适用条件：

温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。

（3）电阻定律是通过大量实验得出的规律。

2.R＝与R＝ρ的区别与联系

　　　两个公式

区别与联系

R＝

R＝ρ

区别

适用于纯电阻元件

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

联系

R＝ρ是对R＝的进一步说明，即导体的电阻与U和I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积

[例3]如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab＝2bc。

当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I；

若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为（　　）

A.4IB.2I

C.ID.I

解析　设沿AB方向的横截面积为S1，沿CD方向的横截面积为S2，则有＝，AB接入电路时电阻为R1，CD接入电路时电阻为R2，则有＝＝，由欧姆定律得电流之比＝＝，解得I2＝4I1＝4I，故A正确。

答案　A

方法总结　公式R＝ρ的应用策略

（1）公式R＝ρ中的l是沿电流方向的导体长度，S是垂直于电流方向的横截面积。

（2）一定几何形状的导体，电阻的大小与接入电路的具体方式有关，在应用关系R＝ρ求电阻时要注意导体长度和横截面积的确定。

（3）一定形状的几何导体当长度和横截面积发生变化时，导体的电阻率不变，体积不变，由V＝Sl可知l和S成反比，这是解决此类电阻变化问题的关键。

[针对训练3]欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。

有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a>

b>

c。

电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻的阻值最小的是（　　）

解析　长方体的体积V＝Sl不变，根据电阻定律R＝ρ，电阻的阻值最小的应该是横截面积最大、长度最短的，由于a>

c，故A符合题意。

核心要点　对电阻率的理解

观察表中数据

材料

ρ/（Ω·

m）

银

1.6×

10－8

铁

1.0×

10－7

铜

1.7×

锰铜合金

4.