1、2.2. 导体的电阻导体的电阻 问题引入：问题引入： 为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做得粗一点，这是为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做得粗一点，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？系是怎样的呢？ 如图所示的滑动变阻器如图所示的滑动变阻器， 为什么当滑动触头为什么当滑动触头P P滑动时滑动时 就可以改变电路的电阻呢就可以改变电路的电阻呢？ 这两只灯泡有这两只灯泡有 何不同何不同? ?其物理其物理 原理是什么？原理是什么？ 通过实验，探究并了解金属导体的电阻与
2、材料、长度和横截面积的定通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定 量关系。量关系。 1.1.知道电阻与哪些因素有关，会探究电阻与各因素的关系。知道电阻与哪些因素有关，会探究电阻与各因素的关系。 2.2.了解导体的电阻公式，并能进行有关计算。了解导体的电阻公式，并能进行有关计算。 3.3.理解电阻率的物理意义，了解电阻率与温度的关系。理解电阻率的物理意义，了解电阻率与温度的关系。 体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，汲取新知识的营养， 让我们一起让我们一起 吧！吧！ 进进 走走 课课 堂堂 导体两端的导体两端的电压电压U与与通过导体的通过导体的电流电流
3、 I 的的比值比值 3、定义式：、定义式： 4、单位：、单位： 1、物理意义：、物理意义： 2、定义：、定义： 兆欧（兆欧（M） 千欧（千欧（k） 国际单位制中国际单位制中 欧姆（欧姆（） 反映导体对电流的阻碍作用反映导体对电流的阻碍作用 I U R 一一.电电 阻阻 (R只与导体本身性质有关只与导体本身性质有关) 3 101k 6 101M 二二.欧姆定律欧姆定律 1.内容：内容：导体中的电流导体中的电流I 跟跟导体两端的导体两端的电压电压U成成正正比比，跟导体的，跟导体的电电 阻阻R成成反反比比 2.决定式决定式: 3.适用：适用： 纯电阻电路，如：金属导电和电解液导电。纯电阻电路，如：金
4、属导电和电解液导电。 对含电动机等非纯电阻电路，气体导电等不适用。对含电动机等非纯电阻电路，气体导电等不适用。 定义式定义式 决定式决定式 t q I InqSv= I U O B A I U O B A I-U图线图线 U-I图线图线 R k 1 k = R 在导体的在导体的 U-I 图像中，斜率反图像中，斜率反 映了导体电阻的大小。映了导体电阻的大小。 在导体的在导体的 I -U图像中，斜率反映了导图像中，斜率反映了导 体电阻的大小的倒数。体电阻的大小的倒数。 R U I 三、探究：影响导体电阻的因素三、探究：影响导体电阻的因素 导体的电阻是导体本身的一种性质，由导体自身的因素决定，那么导
5、体的电阻是导体本身的一种性质，由导体自身的因素决定，那么 问题问题1:1:导体的电阻导体的电阻R R到底由哪些因素决定呢到底由哪些因素决定呢? ? 1.1.长度越长，长度越长，R R越大越大 2.2.跟横截面积跟横截面积S S有关有关 3.3.与材料有关与材料有关 a a 和和 b b ：长度：长度l不同不同, ,横截面积横截面积S,S,材料相同材料相同 a V V V V b c d a a 和和 c c ：横截面积：横截面积S S不同不同，长度长度、材料相同材料相同 a a 和和 d d ：材料不同：材料不同，长度长度、横截面积相同横截面积相同 探究方案探究方案 实验探究电阻的影响因素实验
6、探究电阻的影响因素 控制变量法控制变量法 a b c d 电压表先测电压表先测a a的电压的电压U Ua a，再测，再测b b的电压的电压U Ub b V 实验探究电阻的影响因素实验探究电阻的影响因素 控制变量法控制变量法 电压表先测电压表先测a a的电压的电压U Ua a，再测，再测c c的电压的电压U Uc c a b c d V a b c d 实验探究电阻的影响因素实验探究电阻的影响因素 控制变量法控制变量法 电压表先测电压表先测a a的电压的电压U Ua a，再测，再测d d的电压的电压U Ud d V a V V V V b c d 结论：结论：导体的电阻导体的电阻R R跟长度跟长
7、度l成正比，跟横截成正比，跟横截 面积面积S S成反比，还跟导体的材料有关。成反比，还跟导体的材料有关。 从实验数据比较分析从实验数据比较分析与与电压之比，与长度之比、横电压之比，与长度之比、横 截面积之比及材料之间的关系。截面积之比及材料之间的关系。 l1、R1 l1、R1 l1、R1 l1、R1 1.1.理论探究导体的电阻理论探究导体的电阻R与长度与长度l的关系的关系 【探究方案二【探究方案二-逻辑推理】逻辑推理】 1 RRn 1 nll l l R R 11 lR 2.2.研究导体电阻与它的横截面积的关系：研究导体电阻与它的横截面积的关系： 一条粗导体可看成是由横截面积相同的多条细导体一
8、条粗导体可看成是由横截面积相同的多条细导体 并联而成。并联而成。 n 1 R R 1 SSn 1 1 S S R R S l R k k由导体材料决定，由导体材料决定， 与与l、S S无关。无关。 3.3.导体电阻与材料的关系：导体电阻与材料的关系： 由实验探究得知长度、横截面积相同而材料不同的导由实验探究得知长度、横截面积相同而材料不同的导 体电阻不同体电阻不同 结论结论 lR S R 1 S l R S l Rk S l R 1.1.内容：内容： 同种材料的导体同种材料的导体, ,其电阻其电阻R R与它的长度与它的长度l成正比成正比, ,与它的与它的 横截面积横截面积S S成反比成反比;
9、;导体电阻还与构成它的材料有关。导体电阻还与构成它的材料有关。 2.2.决定式决定式: : l R S 是比例系数，它与导体的材料有关，是比例系数，它与导体的材料有关，是一个反映材是一个反映材 料导电性能的物理量料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。，称为材料的电阻率。 四、导体的电阻四、导体的电阻 ( m) 0 20 100 银银 1 148481010 8 8 1 16 61010 8 8 2 207071010 8 8 铜铜 1 143431010 8 8 1 17 71010 8 8 2 207071010 8 8 铝铝 2 267671010 8 8 2 29 91010 8 8 3
10、 380801010 8 8 钨钨 4 485851010 8 8 5 53 31010 8 8 7 710101010 8 8 铁铁 0 089891010 7 7 1 10 01010 7 7 1 144441010 7 7 锰铜合金锰铜合金 4 44 41010 7 7 4 44 41010 7 7 4 44 41010 7 7 镍铜合金镍铜合金 5 50 01010 7 7 5 50 01010 7 7 5 50 01010 7 7 3.3.导体材料的电阻率导体材料的电阻率 你能从表中看你能从表中看 出哪些信息？出哪些信息？ 纯金属的电阻率较小纯金属的电阻率较小, ,合金的电阻率较大。
11、合金的电阻率较大。 不同材料的导体电阻率不同。不同材料的导体电阻率不同。 金属材料的电阻率随温度的升高而增加。金属材料的电阻率随温度的升高而增加。 应用应用:金属电阻温度计金属电阻温度计 金属电阻温度计金属电阻温度计 4 4R R l S与 与R RU U I I 的区别 的区别 R R R R 意义意义 决定式决定式 定义式定义式 理解理解 说明导体的电阻由说明导体的电阻由、l l、 S S决定，即与决定，即与l l成正比，与成正比，与S S 成反比成反比 提供了一种测电阻的方提供了一种测电阻的方 法法伏安法不能认伏安法不能认 为为R R与与U U成正比，与成正比，与I I成反成反 比比 适
12、用适用 范围范围 任何导体任何导体 金属导体、电解质溶液金属导体、电解质溶液 l S U I R R1 1 = R = R2 2 a a h h R1 电流方向电流方向 b b R2 h h 由此可知导体的电阻与表面积无关由此可知导体的电阻与表面积无关, ,只与导体的厚度有关。这样在制造电路元只与导体的厚度有关。这样在制造电路元 件时件时, ,可以将其表面积做得很小可以将其表面积做得很小, ,而不增大电阻而不增大电阻, , 有利于电路元件的微型化。有利于电路元件的微型化。 【互动探究】【互动探究】R R1 1和和R R2 2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体是材料相同、厚度相同、表面为正
13、方形的导体, ,但但R R2 2的尺的尺 寸比寸比R R1 1小很多。通过两导体的电流方向如图所示。这两个导体的电阻有什么小很多。通过两导体的电流方向如图所示。这两个导体的电阻有什么 关系关系? ?你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义? ? hha al S R 例例1 1. .如图所示如图所示，分别把一个长方体铜柱的分别把一个长方体铜柱的abab端端、cdcd 端端、efef 端接入电路端接入电路 时时，计算接入电路中的电阻各是多大计算接入电路中的电阻各是多大。( (设电阻率为设电阻率为) ) 五五. .超导体超导体 1超导现象和超导体：当温度
14、降低到绝对零度附近时超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电某些材料的电 阻率突然减小到无法测量的程度阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻率突然变为零可以认为其电阻率突然变为零，这这 种现象叫作种现象叫作超导现象超导现象。 能够发生超导现象的物质称为能够发生超导现象的物质称为超导体超导体 2转变温度：材料由正常状态转变为超导状态的温度转变温度：材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫作超导材料叫作超导材料 的转变温度的转变温度 奇特的超导现象奇特的超导现象 超导应用的障碍：低温的获得和高温超导材料的获得 超导材料的应用：超导输电、超导发电机、电动机、超导电磁铁、超级计算
15、 机等 超导磁悬浮超导磁悬浮 高温超导变压器高温超导变压器 单位：欧姆单位：欧姆 电阻电阻 影响因素：电阻丝影响因素：电阻丝 横截面积横截面积S S 长度长度L L 材料材料 L R S ( (决定式决定式) ) 电阻率电阻率的影响因素：的影响因素： 1.1.导体的材料导体的材料 2.2.温度温度 伏安特性伏安特性 曲线曲线 U R I 定义式定义式: : 物理意义：反映导体对电流的阻碍作用。物理意义：反映导体对电流的阻碍作用。 1.1.关于电阻率的正确说法是关于电阻率的正确说法是( ) A电阻率电阻率与导体的长度与导体的长度l和横截面积和横截面积S有关有关 B电阻率表明了材料的导电能力的强弱
16、，由导体的材料决定，且与温度电阻率表明了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度 有关有关 C电阻率大的导体，电阻一定很大电阻率大的导体，电阻一定很大 D有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计 B B 2.两根完全相同的金属裸导线两根完全相同的金属裸导线,如果把其中一根均匀拉长到原来的如果把其中一根均匀拉长到原来的2倍倍,把把 另一根对折后绞和起来另一根对折后绞和起来,然后给它们分别加上相同的电压然后给它们分别加上相同的电压,则在同一时间则在同一时间 内内,通过它们的电量之比为通过它们的电量之比为( )
17、A.14 B.18 C.116 D.161 C 3.3.如图所示如图所示, ,均匀的长方形薄片合金电阻板均匀的长方形薄片合金电阻板abcd,ababcd,ab边长为边长为L L1 1，adad边长为边长为 L L2 2, ,当端点当端点1 1、2 2或或3 3、4 4接入电路时接入电路时,R,R12 12:R :R34 34是 是( ) ( ) A.L1L2 B. L2L1 C.11 D.L12L22 D D 1 1 2 2 3 3 4 4 a a b b c c d d 4.4.一白炽灯泡铭牌显示“一白炽灯泡铭牌显示“220V 100W”220V 100W”字样，由计算得出灯泡灯丝电阻字样，
18、由计算得出灯泡灯丝电阻 R=484R=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，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? ? 为什么为什么? ? 不一样不一样 100W100W是额定功率是额定功率, ,是灯泡正常工作时的功率是灯泡正常工作时的功率, ,所以所以484484 是工作时是工作时 的电阻的电阻; ;当灯泡不工作时当灯泡不工作时, ,由于温度低由于温度低, ,电阻比正常工作时的电阻小，所电阻比正常工作时的电阻小，所 以小于以小于484484 。 我们在上路的时候，一定要带上三件法宝：健壮的身我们在上路的时候，一定要带上三件法宝：健壮的身 体、丰富的知识和足够的勇气。体、丰富的知识和足够的勇气。
