2020_2021学年新教材高中物理第十一章电路及其应用2导体的电阻课件
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(5)有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制成标准电阻。( √ )
关键能力·合作学习
知识点一 电阻决定式R= l 的应用
S
1.R= l 中ρ、l、S的含义
S
(1)ρ表示导体材料的电阻率,与材料和温度有关。反映了导体的导电性能,ρ 越大,说明导电性能越差;ρ越小,说明导电性能越好。
(2)l表示沿电流方向导体的长度。
提示:不对。
1.导体的电阻: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=____Sl ___。
3.电阻率:
(1)物理意义:反映了材料导电性能的好坏,电阻率越_小__,表示这种材料的导电 性能越好。 (2)决定因素:导体的材料和_温__度__。 (3)金属的电阻率:随温度的升高而_增__大__。 (4)超导现象:某些材料当温度特别低时,电阻可以降到_0_的现象。
3
面积公式:S= 1πd2可知,横截面积变为原来的 ,1镍铬丝的体积不变,则长度变
4
为原来的9倍;由R=
l
9
,分析可知电阻变为原来的81倍,即为81R,故选项D正
S
确,A、B、C错误。
知识点二 导体的伏安特性曲线
由I-U图像可以获得的信息 (1)坐标轴的意义:I-U图像中,横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I。 (2)图线斜率的意义:线性I-U图像中,斜率表示电阻的倒数,在图中R2<R1。
件。如图为二极管的伏安特性曲线,二极管为非线性元件。
【易错辨析】
(1)由R= U 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。
I
(×) (2)电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关。 ( × )
(3)电阻率表征了材料的导电能力的强弱,由导体的材料决定,且与温度有关。 (√)
(4)电阻率大的导体,电阻一定很大。 ( × )
二、影响导体电阻的因素 【情境思考】 如图为研究影响导体电阻的因素的电路图,本实验采用了什么方法? 提示:控制变量法。 可能与导体电阻有关的因素: (1)导体的_横__截__面__积__。 (2)导体的_长__度__。 (3)导体的_材__料__。
三、导体的电阻率 【情境思考】
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?
只要测出R、l、S就可求出ρ
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
RU I
R l S
联
R l Sຫໍສະໝຸດ 是对RU I
的进一步说明,即导体的电阻与U和I无关,而是
系 取决于导体本身的电阻率、长度和横截面积
提醒:电阻R与电压U、电流I无关。
【问题探究】
如图为一块长方体铁块,若通过的电流为I1,则铁块的电阻R1多大?若通过的电 流为I2,则铁块的电阻R2又是多大?
四、伏安特性曲线 【情境思考】
导体在A状态下的电阻的倒数是该点切线的斜率还是OA直线的斜率?
提示:是OA直线的斜率。
1.伏安特性曲线:用横坐标表示电压U,纵坐标表示电流I,画出的I-U图像。 2.线性元件:伏安特性曲线是一条过原点的直线,也就是电流I与电压U成正比的
元件。
3.非线性元件:伏安特性曲线不是一条直线,也就是电流I与电压U不成正比的元
提示:R1= a;R2=
bc
c ab
【典例示范】
【典例】在边长为a、厚度为h的导体中,通以图示方向的电流,导体的电阻为R1,
现将其四等分,取其中之一通以图示方向的电流,其电阻为R2,则R1∶R2为( )
A.4∶1
B.1∶1
C.1∶2
D.2∶1
【解析】选B。电阻R1=
a
a ah
;
h
电阻R2=
2 ah
【典例示范】 【典例】(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法正 确的是 ( ) A.所加电压为5 V时,导体的电阻是5 Ω B.所加电压为12 V时,导体的电阻是14 Ω C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小 D.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断增大
【解析】选A、D。由图可知,所加电压为5 V时,电流为1.0 A,则由电阻的定义
况下,甲金属丝的电阻率是乙金属丝电阻率的2倍。以下有关它们电阻值的说 法正确的是 ( ) A.甲、乙两根金属丝的电阻值相等 B.甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的2倍 C.乙金属丝的电阻值是甲金属丝电阻值的2倍 D.甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的4倍
【解析】选B。由电阻定律公式R= l 可以知道,长度和横截面积都相同的金
2.导体的电阻
必备知识·自主学习
一、电阻
1.定义:导体两端的_电__压__与_通__过__导__体__电__流__的比值叫作电阻。 2.定义式:R= U 。
I
3.物理意义:反映导体对电流的_阻__碍__作用。 4.单位:
(1)国际单位是欧姆,符号为Ω。 (2)常用单位:千欧,符号kΩ;兆欧,符号MΩ。 (3)单位换算:1 kΩ=_1_0_3Ω;1 MΩ=_1_0_6Ω。
(3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。
2.电阻定义式R= U 和决定式R= l 的区别与联系:
I
S
RU I
R l S
是电阻的定义式,电阻本身 是电阻的决定式,电阻的大小由导体的
与电压、电流无关
电阻率、横截面积、长度共同决定
区 提供了一种测R的方法:只要 提供了一种测导体的电阻率ρ的方法:
别 测出U、I就可求出R
S
属丝,电阻与电阻率成正比,因为甲金属丝的电阻率是乙金属丝电阻率的2倍,
所以甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的2倍,故选项B正确,A、C、D错误。
2.一段粗细均匀的镍铬丝,横截面的直径是d,电阻是R,把它拉制成直径为
d的均匀细丝后,它的电阻变为 ( )
3
A. R
B.9R
9
C. R
D.81R
【解81析】选D。横截面直径为d的镍铬丝拉制成直径为d 的均匀细丝后,根据截
h,则R1∶R2=1∶1,故选项B正确。
2
【规律方法】
应用R= l 解题的技巧
S
(1)明确导体的形状改变后,电阻率不会发生变化。
(2)导体的形状改变后,体积不变,由V=l1S1=l2S2确定l2与l1、S2与S1的关系。 (3)由R= l 确定电阻关系。
S
【素养训练】
1.有甲、乙两根材料不同、长度和横截面积都相同的金属丝,在温度一定的情
关键能力·合作学习
知识点一 电阻决定式R= l 的应用
S
1.R= l 中ρ、l、S的含义
S
(1)ρ表示导体材料的电阻率,与材料和温度有关。反映了导体的导电性能,ρ 越大,说明导电性能越差;ρ越小,说明导电性能越好。
(2)l表示沿电流方向导体的长度。
提示:不对。
1.导体的电阻: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=____Sl ___。
3.电阻率:
(1)物理意义:反映了材料导电性能的好坏,电阻率越_小__,表示这种材料的导电 性能越好。 (2)决定因素:导体的材料和_温__度__。 (3)金属的电阻率:随温度的升高而_增__大__。 (4)超导现象:某些材料当温度特别低时,电阻可以降到_0_的现象。
3
面积公式:S= 1πd2可知,横截面积变为原来的 ,1镍铬丝的体积不变,则长度变
4
为原来的9倍;由R=
l
9
,分析可知电阻变为原来的81倍,即为81R,故选项D正
S
确,A、B、C错误。
知识点二 导体的伏安特性曲线
由I-U图像可以获得的信息 (1)坐标轴的意义:I-U图像中,横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I。 (2)图线斜率的意义:线性I-U图像中,斜率表示电阻的倒数,在图中R2<R1。
件。如图为二极管的伏安特性曲线,二极管为非线性元件。
【易错辨析】
(1)由R= U 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。
I
(×) (2)电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关。 ( × )
(3)电阻率表征了材料的导电能力的强弱,由导体的材料决定,且与温度有关。 (√)
(4)电阻率大的导体,电阻一定很大。 ( × )
二、影响导体电阻的因素 【情境思考】 如图为研究影响导体电阻的因素的电路图,本实验采用了什么方法? 提示:控制变量法。 可能与导体电阻有关的因素: (1)导体的_横__截__面__积__。 (2)导体的_长__度__。 (3)导体的_材__料__。
三、导体的电阻率 【情境思考】
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?
只要测出R、l、S就可求出ρ
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
RU I
R l S
联
R l Sຫໍສະໝຸດ 是对RU I
的进一步说明,即导体的电阻与U和I无关,而是
系 取决于导体本身的电阻率、长度和横截面积
提醒:电阻R与电压U、电流I无关。
【问题探究】
如图为一块长方体铁块,若通过的电流为I1,则铁块的电阻R1多大?若通过的电 流为I2,则铁块的电阻R2又是多大?
四、伏安特性曲线 【情境思考】
导体在A状态下的电阻的倒数是该点切线的斜率还是OA直线的斜率?
提示:是OA直线的斜率。
1.伏安特性曲线:用横坐标表示电压U,纵坐标表示电流I,画出的I-U图像。 2.线性元件:伏安特性曲线是一条过原点的直线,也就是电流I与电压U成正比的
元件。
3.非线性元件:伏安特性曲线不是一条直线,也就是电流I与电压U不成正比的元
提示:R1= a;R2=
bc
c ab
【典例示范】
【典例】在边长为a、厚度为h的导体中,通以图示方向的电流,导体的电阻为R1,
现将其四等分,取其中之一通以图示方向的电流,其电阻为R2,则R1∶R2为( )
A.4∶1
B.1∶1
C.1∶2
D.2∶1
【解析】选B。电阻R1=
a
a ah
;
h
电阻R2=
2 ah
【典例示范】 【典例】(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法正 确的是 ( ) A.所加电压为5 V时,导体的电阻是5 Ω B.所加电压为12 V时,导体的电阻是14 Ω C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小 D.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断增大
【解析】选A、D。由图可知,所加电压为5 V时,电流为1.0 A,则由电阻的定义
况下,甲金属丝的电阻率是乙金属丝电阻率的2倍。以下有关它们电阻值的说 法正确的是 ( ) A.甲、乙两根金属丝的电阻值相等 B.甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的2倍 C.乙金属丝的电阻值是甲金属丝电阻值的2倍 D.甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的4倍
【解析】选B。由电阻定律公式R= l 可以知道,长度和横截面积都相同的金
2.导体的电阻
必备知识·自主学习
一、电阻
1.定义:导体两端的_电__压__与_通__过__导__体__电__流__的比值叫作电阻。 2.定义式:R= U 。
I
3.物理意义:反映导体对电流的_阻__碍__作用。 4.单位:
(1)国际单位是欧姆,符号为Ω。 (2)常用单位:千欧,符号kΩ;兆欧,符号MΩ。 (3)单位换算:1 kΩ=_1_0_3Ω;1 MΩ=_1_0_6Ω。
(3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。
2.电阻定义式R= U 和决定式R= l 的区别与联系:
I
S
RU I
R l S
是电阻的定义式,电阻本身 是电阻的决定式,电阻的大小由导体的
与电压、电流无关
电阻率、横截面积、长度共同决定
区 提供了一种测R的方法:只要 提供了一种测导体的电阻率ρ的方法:
别 测出U、I就可求出R
S
属丝,电阻与电阻率成正比,因为甲金属丝的电阻率是乙金属丝电阻率的2倍,
所以甲金属丝的电阻值是乙金属丝电阻值的2倍,故选项B正确,A、C、D错误。
2.一段粗细均匀的镍铬丝,横截面的直径是d,电阻是R,把它拉制成直径为
d的均匀细丝后,它的电阻变为 ( )
3
A. R
B.9R
9
C. R
D.81R
【解81析】选D。横截面直径为d的镍铬丝拉制成直径为d 的均匀细丝后,根据截
h,则R1∶R2=1∶1,故选项B正确。
2
【规律方法】
应用R= l 解题的技巧
S
(1)明确导体的形状改变后,电阻率不会发生变化。
(2)导体的形状改变后,体积不变,由V=l1S1=l2S2确定l2与l1、S2与S1的关系。 (3)由R= l 确定电阻关系。
S
【素养训练】
1.有甲、乙两根材料不同、长度和横截面积都相同的金属丝,在温度一定的情