人教版高中物理选修3-1课件导体的电阻

(3)导体电阻与材料的关系：由实验探究得到长度、横截 面积相同而材料不同的导体电阻 不同 。
导体的电阻
1.电阻定律：同种材料的导体，其 R 与它的长度 l 成
正比 ，与它的横截面积 S 成 反比，还跟导体的材料 有关。 l 2．公式：R＝ ρS 。公式中比例系数 ρ 是反映材料导电
性能的物理量，称为材料的电阻率。
3．电阻率
RS (1)计算公式：ρ＝ l 。
(2)单位： Ω·m (3)意义：跟导体的材料有关，是反映材料导电性能好差 的物理量。
(4)电阻率与 导体材料的温度 有关，而与导体的长度和 横截面积无关 。金属材料的电阻率随温度升高而 增大，利用 电阻率随温度变化明显的金属制成 电阻温度计 ，利用电阻 率几乎不受温度变化影响的合金制成 标准电阻 。 但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小。 当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然 减小到零成为 超导体 。
特别提醒：(1)导体的电阻由 ρ、l、S 共同决定，在同一 段导体的拉伸或压缩形变中，导体的横截面积、长度都变， 但总体积不变。 l (2)公式 R＝ρS适用于粗细均匀的金属导体或截面积相同 且浓度均匀的电解液。
名师误区点拨
误区 1：对电阻率与电阻的含义不理解，区别不开。 点拨：电阻率与电阻的区别 物理量 比较内容 电阻率 ρ 电阻 R
二、应用实例——滑动变阻器 1．原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻。 2．构造：如图所示，A、B 是绕在绝缘筒上的电阻丝的 两个端点，电阻丝间相互绝缘，C、D 是金属杆的两个端点， 电阻上能够与滑片 P 接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片 P 能够把金属杆与电阻丝连接起来。
3．在电路中的使用方法 结构简图如图所示，要使滑动变阻器起限流作用时，正 确的连接是接 A 与 D(或 C)及 B 与 C(或 D)， 即“一上一下”； 要使滑动变阻器起分压作用，要将 AB 全部接入电路，另外 再选择 A 与 C(或 D)及 B 与 C(或 D)与负载相连， 当滑片 P 移 动时，负载将与 AP 间或 BP 间的不同长度的电阻丝并联，从 而得到不同的电压。

结论① ：电解液的电阻与其长度成正比; 结论② ：电解液的电阻与其横截面积成反比; 结论③：电解液的电阻与材料有关;
结论：电阻定律适合电解液导电！ 金属导体 电阻定律 电解液
五、电阻率及应用
是比例常数，它与导体的材料有关，是一
个反映材料导电性能（对电流阻碍作用）的物理 量，称为材料的电阻率。
R/R1= L/L1
2、电路的并联：
S=S1+S2+S3=NS1 S/S1=N 1/R=1/R1+1/R2+1/R3 R=R1/N N=R1/R R1/R = S/S1
四、电阻定律：
1.内容： 温度一定时，导体的电阻R与它
的长度L 成正比，与它的横截面积S成反比， 还与构成它材料有关。
2.表达式:
l R S
（ T 一定时）
3.适用范围：金属、电解液导电。
4.用电解液探究电阻定律：①R与L的关系:
长 电 结 度 阻 论 L MΩ L
2L
3L
②R与S的关系:
面 电 积 阻 S MΩ
S 2S 3S
结 论
③R与材料ρ 关系：
S相同，L=1.32m相同时:
乙酸R=1.47 MΩ ，白醋R=261KΩ = 0.261 MΩ 结论③：
七 小结
1.内容：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;导体电阻与构成它
的材料有关.
2.表达式:
3.电阻率： （1）反映材料导电性能的物理量
l R S
T 一定时 适用金属、电解液导电
（2）单位：欧姆· 米 Ω· m （3）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大 （4）金属的电阻率随温度的升高而增大
4.4×10 5.0×10

② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
B．若将a、d两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器 的阻值减小
C．将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，必须连入三个接线柱 D．将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，必须连入三个接线
一上 一下
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
一上 两下
对点练习
导体的电阻
对电阻率的理解 1．温度能影响金属导体和半
(2)表达式中的l是沿电流方向导体的长度、横截面积是垂直于电 流方向的横截面．
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
例 1 如图所示，厚薄均匀 的矩形金属薄片边长ab＝2bc, 当将A与B接入电路或将C与D 接入电路中时电阻之比
RAB∶RCD为( D )
A．1∶4 B．1∶2 C．2∶1 D．4∶1
T R
R随着T升高而增大
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
对点练习
导体的电阻
电阻定律的理解和应用
2．关于导体电阻下列说法中
正确的是(AD )
A．由R＝ρl/S知，导体的电 阻与长度l、电阻率ρ成正比， 与横截面积S成反比
R l
S
R决定于 、l、S
B．由R＝U/I可知，导体的
电阻跟导体两端的电压成正比，

。
14
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
(3)实验步骤
①取一段新的金属丝紧密绕制在铅笔上,用毫米刻度尺测出它的
宽度,除以圈数,求出金属丝的直径。或者用螺旋测微器直接测量。
②按如图所示的电路图连接实验电路。 ③用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度。 ④把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位
R= U
I
R=������
l S
系
定义式
决定式
区别
提供了一种测 R 的方法:只要 提供了一种测导体的 ρ 的方法:只
测出 U、I 就可求出 R
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
9
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
两个公 式区别联系
R=
压表的读数方法。
②会用伏安法测电阻,并能测定金属的电阻率。
(2)实验原理
13
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知识梳理
重难聚焦
典例透析
把金属丝接入如图所示的电路中,用电压表测金属丝两端的电
压,用电流表测金属丝中的电流,根据
Rx=
������ ������
计算金属丝的电阻������������,
然后用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度������,
U I
R=������
l S
联系
R=������ l 是对������ = U 的进一步说明
S
I
, 即导体的电阻与������和������无关,
而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积
续表
10

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预习交流 3
由 ρ=������������������得出,电阻率 ρ 与导体的电阻 R 成正比,与导体的横截面积 成正比,与导体的长度成反比,对吗?
答案:不对。
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课堂合作探究
一、电阻定律
问题导学
活动与探究 1
1.由下列生活中的现象猜想导体的电阻与哪些因素有关: (1)移动滑动变阻器的滑片可以改变它的电阻。 (2)两个额定电压是 220V 的灯泡,灯丝越粗正常使用时灯泡越亮。 (3)电线常用铜丝而不用铁丝。 答案:导体长度、横截面积、材料。
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2.讨论如何结合串、并联电路的特点,用逻辑推理的方法得到导体 的电阻与长度和横截面积有关。通过实验探究,得出的实验结论是什么? 请根据实验结论总结出电阻定律的公式。
答案:(1)导体电阻与长度的关系:一个导体可看成由相同长度的多 段导体串联,由串联电路的性质可分析出导体的电阻 R∝l。
(2)导体电阻与横截面积的关系:多条长度、材料、横截面积都相同 的导体紧紧束在一起,由并联电路的性质可分析出导体的电阻 R∝1������。
������ 2
2������
=
������ 4
则后来两导线的电阻之比
R1∶R2=64∶1。
同一段
导线在拉伸或压缩的形变中,导线的横截面积随长度而发生变化,但导
线的总体积不变,即 V=Sl=S'l',这是隐含条件,也是解题的关键。例如,将
一电阻为 R 的导线均匀拉长为原来的 n 倍,即 l'=nl,由于 V=Sl=S'l',所以
答案:几个电阻串联相当于增大了导体的长度,几个电阻并联相当 于增大了导体的横截面积。 3.电阻率
(1)意义:反映材料导电性能的物理量。

S
I
误;电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱,由导体的材料决定,往往随温度
变化而变化,与导体的长度、横截面积无关,故B、C项错误;由电阻定律R=ρ l
S
可知。电阻与导体的长度、横截面积和电阻率三个因素有关。则电阻率很大的
导体,电阻可能很小;故D项正确。
2.将两根长为L,横截面积为S,电阻率为ρ的保险丝串起来作为一根使用,则它
4
4
S
阻变为原来的16倍;金属的电阻率由材料本身决定,不随形状的变化而变化。故
选项D正确。
2.一段粗细均匀的铝线,其横截面直径是d,电阻为1 Ω。现将其拉制成直径为
0.1d的均匀细线后,它的电阻值变成 ( )
A.0.1 kΩ B.0.01 kΩ
C.10 kΩ
D.100 kΩ
【解析】选C。铝线的横截面的直径为d,横截面积为S1=14 πd2,由数学知识得知, 直径是0.1d后横截面积是S2=0.01S1,由于铝线的体积不变,则长度变为原来的 100倍,根据电阻定律R=ρ l 得到,电阻是原来的10 000倍,即为10 000 Ω
二、导体的电阻 【情境思考】 导线上电阻与电阻率、长度和横截面积的关系? 提示:R=ρ l
S
1.内容: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
ห้องสมุดไป่ตู้
_反__比__;导体电阻还与构成它的材料有关。
2.公式:R=
l S
。
3.符号意义:l表示导体沿电流方向的长度,S表示垂直于电流方向的横截面积,
(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。 ( × )

第六节 导体的电阻
教师： 蒋晓荣
一、影响导体电阻的因素
回顾初中知识:
影响电阻大小的因素有哪些?
猜测
这些因素怎么影响电阻大小的？
如何验证？
二、探究
实验探究
V V V
控制变量法
V
a
b
c
d
a 和 b ：长度l不同 a 和 c ：横截面积S不同 a 和 d ：材料不同
限流式接法
理论探究 1.导体的电阻R与长度l的关系 l1 , R1
l R S
U R （定义式） I
注意： 称为电阻率，它是表征材料性质的 一个重要物理量。
三、电阻率
1.物理意义:反映材料导电性能的物理量。
RS 2.定义式： l 注意：由材料和温度决定，与l、S无关!!!
3.单位: 欧· 米(
m
)
4.区别：导体的电阻和材料的电阻率
1）电阻反映导体对电流阻碍作用大小的性质，电阻 大的导体对电流的阻碍作用大；
假如材料不同？
l R S l Rk S
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
理论探究 3.实验探究导体的电阻R与材料的关系
取相同长度、横截面积、不同材料的导体进行实验 （探究不同材料的比例常数k）。
l Rk S
结论：
k是由导体材料决定 与l、S无关！
实验电路图
三、电阻定律
1.内容：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 电阻与构成它的材料有关。 2.决定式:
2）电阻率反映材料导电性能好坏的性质，电阻率小 的材料导电性能好。
5.电阻率与温度关系
金属： t 半导体：t

电阻温度计
热敏电阻 光敏电阻

第二章《恒定电流》
第六节 《电阻定律》
教学目标
（一）知识与技能 1、理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行有 关的分析和计算。 2、了解电阻率与温度的关系。 （二）过程与方法 用控制变量法，探究导体电阻的决定因素，培养学生 利用实验抽象概括出物理规律的能力。 （三）情感、态度与价值观 通过实验探究，体会学习的快乐。
单位： m
银 —— 1.6 10-8 铜 —— 1.7 10-8 铝 —— 2.9 10-8 钨 —— 5.3 10-8 铁 —— 1.0 10-7 锰铜合金 —— 4.4 10-7 镍铜合金 —— 5.0 10-7 镍铬合金 —— 1.0 10-6
各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化
二、探究导体电阻与它的横截面积的关系。（材料相同、 长度相同）1Sຫໍສະໝຸດ 2S3S4S
Ｅ
Ｓ
横 电 同截 压种面材积料１,LS一定,电２S阻与S３成S 反比４S
电阻
R 1
S
理论探究和验证
电阻串联
电阻并联
R∝L
R 1 S
电阻定律
1.内容： 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 电阻与构成它的材料有关.
一、决定导体电阻大小的因素有那些？ 与长度有关
与材料有关
与 横 截 面 积 与材料有关
这些因素怎么影响电阻大小的？
长度、横截面积、材料
如何验证？
探究实验中可以在铜丝、康铜丝、铁丝等不同金属 丝中选择几种，测量它们的长度、横截面积、电阻。从 中找出它们的定量关系。
刻度尺
横截面积－－－
金属丝
电阻测量－－－
半导体的特性：光敏特性、热敏特性和掺 杂特性。（随温度的升高，电阻率减小）

结论：同种材料，S 一定，电阻R与L成正比 R ∝L
1组、2组导体材料和长度L相同，探究导体R和横截面积S的关系
结论：同种材料，L一定，电阻R与S成反比 R 1
S
1组、2组长度L和横截面积S相同，探究导体R和材料的关系 思考：这个实验结
结论：导体电阻还与构成它的材料有关
论具有普遍的意义
吗？
理论探究
20℃(0-8 2.9×10-8 5.3×10-8 1.0×10-7 4.4×10-7 5.0×10-7
2.07×10-8 2.07×10-8 3.80×10-8 7.10×10-8 1.44×10-7 4.4×10-7 5.0×10-7
你能从表中看出哪些信息：
课堂小结
• 知识内容：
电阻定律 R L
S
电阻率反映材料导电性能，与材料和温度有关。
• 科学探研方法：
①科学研究的一般程序：
提出问题
科学猜想
实验探究
归纳总结
形成结论
②实验方法：控制变量法、多次测量减小误差 ③数学方法：用数学公式来表示物理规律
交流评估
导体的电阻
谢谢！
1.导体的电阻R与长度L的关系
讨论： （提示从串并联知识去考虑）
L1、R1
L1、R1
L1、R1
L1、R1
R nR1 L nL1
R1 L1 RL
RL
理论探究
2.导体的电阻R 与横截面积S 的关系
R0 S0
1
2
3
nS0
n
R R0 n
S nS 0
R0 S R S0
R=R0/n
R 1 S
结论
得出结论: 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.通过对比金属导体、半导体、超 导体电阻率随温度变化的规律，掌握金 属导体、半导体电阻率变化的规律.
2019/6/10
3
知识构建
决定导体电阻大小的因素有那些？
与长度有关
与材料有关
与 横 截 面 积
导体的电阻与导体的长度、 横截面积和材料三个因素都 有关系，我们需要采取什么 实验方法来研究？
实验探究
4.适用范围:适用于粗细均匀的金属导体， 也适用于浓度均匀的电解液.
【典例1】两根完全相同的金属 审题析疑
裸导线，如果把其中一根均匀拉
长到原来的2倍，把另一根对折
1. 导线拉伸或对折后的电阻大小可由 电阻定律确定.
后绞合起来，然后给它们分别加
上相同电压后，则在相同时间内
2.确定通过导线截面的电量，可综合 运用欧姆定律及电流定义式，推导其
坏，电阻率越小，导电性能越好.
(1)金属的电阻率随温度升高而增大
2.计算：
RS
l
电阻率在数值上等于用该材料制成长为1m、 横截面积为１m2的导体的电阻大小.
3.单位：欧·米（Ω·m)
几种导体导体的电阻率随温度升高而减小， 常用于制作热敏电阻
热敏电阻
(3)有些合金，如锰铜合金、镍铜合金电阻率 几乎不受温度变化影响，常用制作标准电阻.
路中的有效长度.
(2)实验中被测金属丝电阻值较小，采用电流表外接法.
图所示，千分尺测量某工件外径，其读数为 8.5 毫米+6.1×0.01 毫米 =8.561 毫米，其中 0.1 格是估读格数。
(3) 开关闭合前滑动变阻器的阻值要调至最大．
(4)伏安法测电阻时，通过金属丝的电流不宜过大，通电
时间不宜过长，以免金属丝温度升高，造成电阻率在实

Ra<Rb
2.若1/4圆形金属片电阻为R0,则(a)为两R0并联, Ra = R0/2;(b)为两电阻串联, Rb =2R0,
Ra:Rb=1:4
6、如图示,两个截面积不同长度相等的均匀铜棒接 在电路中,两端电压为U,则(ABCD )
A.通过两棒的电流强度相等
B. 两棒的自由电子定向移动的平均速率不同
电流方向
R1
a
h
R l a
S ah h
R2
b
h
R1 = R2
由此可知导体的电阻与表面积无关,只与导体的厚度有关. 这样在制造电路元件时,可以将其表面积做得很小,而不增大电 阻,只要保证厚度不变即可,有利于电路元件的微型化.
区别：导体的电阻和材料的电阻率
• 电阻反映导体对电流阻碍作用大小 的性质，电阻大的导体对电流的阻 碍作用大． • 电阻率反映材料导电性能好坏的性 质，电阻率小的材料导电性能好．
（二）理论推导 1.导体的电阻R与长度L的关系
讨论： （从串并联知识去考虑）
L1、R1
L1、R1
L1、R1
L1、R1
R nR1 L nL1
R1 L1 RL
RL
2.导体的电阻R与横截面积S的关系
R0 S0
1
2
3
n
nS0
R=R0/n
R R0 n
S nS 0
R0 S R S0
R 1 S
思考与讨论
第
二 章
新课标高中物理选修3-1
恒 定 电 流
一、影响导体电阻的因素
(一)大胆猜想
问题1:导体的电阻R到底由哪些因素决定呢?
跟 长 度 l 有 关
跟 横 截 面 积
S 有 关

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探究方案二
根据串联电路中电流强度处处相同，电 压与电阻成正比的特点，可设计如下的实 验电路：
从实验数据，比较分析电阻之比，与长 度之比、横截面积之比及材料之间的关系。
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旋钮式电阻箱的内部 结构如左图所示，它是由 9个1000Ω、9个100Ω、9 个10Ω、9个1Ω的电阻器 组成，只要调节面板上的 四个旋钮便可得到从0到 9999Ω范围内的任何整数 电阻值。
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你能从表中看出哪些信息：
1、_不__同__材_料__的__导__体__电_阻__率__不__同__。_________ 2、_纯__金__属_的__电__阻__率__较_小__,_合_金__的__电__阻__率_较__大__。
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R
A
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你能从表中看出哪些信息：
V
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银 铜 铝 钨 铁 锰铜合金 镍铜合金

思考与讨论
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?
答：不对；电阻率反映导体材料导电性 能的优劣,电阻率大，不一定电阻大， 由电阻定律，电阻还与 l 和S有关。
2、一白炽灯泡铭牌显示“220V，100W” 字样，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。
理论探究和实验探究相结合
实验探究导体的电阻R与材料的关系
取不同长度、横截面积、不同材料的导体进行实验。 （探究不同材料比例常数k）
V
R
A
二、电阻定律
1.内容：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；导体电阻与构成它的材料有关。
2.决定式：
3.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液。
三、电阻率
1. 意义：反映材料导电性能好坏的物理量。
2. 定义式： RS
l 由材料和温度决定，与l、S无关!!!
3. 单位：欧·米( m )
4. 电阻率与温度关系：
几种材料在不同温度下的电阻率
ρ(Ω·m)
0℃
银 铜 铝 钨 铁 锰铜合金 镍铜合金
1.48×10－8 1.43×10－8 2.67×10－8 4.85×10－8 0.89×10－7 4.4×10－7 5.0×10－7
3、一段均匀导线对折两次后并联 在一起，测得其电阻为0.5 Ω，导
线原来的电阻多大？ 8Ω

导学
结构特点
旋钮
思议
展评
固定刻度
检评
锁紧装置 测微螺杆
可动刻度
作业 首页
测砧
尺架
菜单
读数方法 读数(mm)
半毫米刻度 线是否露出
格数必须估读一位
导学 思议 展评
检评
整毫米数 0.5mm 0.01mm×格数 作业
首页
菜单
伏安法测电阻
导学
思议
电路图
展评
检评
作业
首页
数据处理：
图像法，作U-I图像求图 像的斜率即为电阻值
检评
作业
首页
菜单
导学
纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。
思议 展评
检评
有些合金如锰铜合金和镍铜合金，电阻率几乎作业
பைடு நூலகம்
不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。 首页
金属的电阻率随温度的升高而增大。电阻温 度计就是利用金属的电阻随温度变化的规律而制 成的，用它可以测量很高的温度。半导体材料的 电阻率随温度的升高而减小，如热敏电阻。
思议 展评 检评 作业 首页
E．变阻器R1 (0～100Ω，0.3A)
F．变阻器R2 (0~2000Ω，0.1 A)
G．电池E(电动势为3V，内阻约为0.3Ω)
H．开关S，导线若干
(1)为提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器
材有
(填写器材的符号)。
菜单
(2)为完成实验将设计的电路其画入下面的方框内，并按设 导学
菜单
超导现象
导学
思议
当温度降低时，导体的电阻率将会减小。展评
1911年，科学家们发现一些金属在温度特别低检评