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高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 导体的电阻课堂教学课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 导体的电阻课堂教学课件ppt，共56页。PPT课件主要包含了导体的电阻，目标体系构建，素养目标，课前预习反馈，知识点1，过原点倾斜，知识点2，横截面积，知识点3，×√×√等内容，欢迎下载使用。
【课程标准】1．知道导体的电阻的概念和意义，知道U－I图线的斜率表示导体电阻的大小。2．通过实验探究知道影响导体电阻的因素。3．理解并会应用导体电阻的计算公式。4．理解电阻率的概念，了解电阻率大小的相关因素。
电阻1．定义：导体两端的电压与导体中电流之______。2．定义式：R＝______。3．物理意义：反映导体对________阻碍作用的物理量。
4．导体的UI图像：①同一异体的UI图像是一条______________的直线。②图像的斜率反映了导体________的大小。
影响导体电阻的因素用实验探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的关系1．探究电路
2．探究原理a、b、c、d是四条不同的金属导体，串联连接在电路中，电流大小相同，各导体两端的电压与电阻之比都________。3．探究思路：在长度、横截面积和材料三个因素中，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同，比较b、c、d与a的电阻关系。4．探究结果：导体的电阻与长度、____________有关，与导体的________也有关。
导体的电阻率1．电阻定律的内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成________，与它的横截面积S成________，导体电阻还与构成它的材料有关。2．表达式：R＝________。
3．电阻率(1)物理意义：表征导体材料的________特性。(2)相关因素：导体的材料和导体的________。(3)超导现象：一些金属在温度特别低时电阻可以降到_____的现象。
『判一判』(1)通过导体的电流越大，则导体的电阻越小。( )(2)通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。( )
(4)导体的长度越大，电阻越大。( )(5)金属的电阻率由材料和温度决定。( )(6)导体的电阻率由导体的长度和横截面积决定。( )(7)电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻反映了导体对电流的阻碍作用。( )
A．当电压U增大为原来的2倍时，电阻R也增大为原来的2倍B．当电流I增大为原来的2倍时，电阻R减小为原来的二分之一C．通过导体的电流为零，电阻也为零D．即使导体两端的电压为零，电阻也不为零。解析：导体的电阻由导体本身决定，与加在其两端的电压及通过它的电流无关，即无论导体两端的电压和电流变为多少，电阻也不变。
『想一想』人体通过50 mA的电流，就会引起呼吸麻痹，如果人体的最小电阻为800 Ω，求人体安全工作电压，根据以上数据说明：为什么人体触到电压220 V电线时会发生危险，而接触到干电池时却没有感觉？解析：人体的安全电压为U＝IR＝50×10－3×800 V＝40 V。当人体接触220 V电线时，其电压远远超过人体安全电压，通过人体的电流也远远超过50 mA，所以会发生危险，而干电池仅几伏的电动势，通过人体的电流远小于50 mA，故没有感觉。
如右图所示的图像为金属导体A、B的UI图像，思考：
(1)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？(2)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？
提示：(1)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。(2)电压相同时，A的电流小，说明A对电流的阻碍作用大。
(3)理解：电阻是导体本身的一种属性，其大小由本身结构和材料决定，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。
对于电阻与欧姆定律的理解，下列说法中错误的是( )
解析：根据欧姆定律可知，A正确；由U＝IR，对一定的导体，电流与电压成正比，所以通过它的电流越大，它两端的电压也越大，所以B正确；导体的电阻与电压的大小无关，是由导体本身决定的，所以C错误；对一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变，即为电阻的大小，所以D正确，本题选错误的，故选C。
A．通过导体的电流越大，它的电阻就越小B．导体两端的电压越大，这段导体的电阻就越大C．导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比D．导体两端的电压越大，这段导体的电流就越大
解析：导体的电阻由导体本身决定，与其两端的电压和通过其的电流无关，故ABC错误；根据欧姆定律可知，通过导体的电流与其两端电压成正比，导体两端的电压越大，通过这段导体的电流就越大，故D正确。
大多数导体温度升高，其电阻率会随之增大，电阻也增大，这是为什么？提示：温度升高，导体内的正离子热运动加剧，与自由电子之间的碰撞机会就增大，对自由电子的定向运动的阻碍增大，电阻就增大了。
(1)ρ表示材料的电阻率，与材料和温度有关。(2)l表示沿电流方向导体的长度。(3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。如图所示，一长方体导体若通过电流I1，则长度为a，截面积为bc；若通过电流I2，则长度为c，横截面积为ab。
两根完全相同的金属导线A和B，如果把其中的一根A均匀拉长到原来的两倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为( )A．1∶1B．4∶1C．8∶1D．16∶1
2．(2022·北京师大附中高二期中)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。在棒两端加上恒定的电压U，则通过金属棒中的电流大小为( )
情景：2019年5月23日国之重器：时速600公里高速磁悬浮试验样车在青岛下线。磁悬浮列车是利用高温超导技术制成的。高温超导体通常是指在液氮温度(77 K)以上超导的材料。目前，科学家们已在250 K(－23 ℃)温度下实现了氢化镧的超导性。这项成果使我们真正意义上接近了室温超导。
电阻和电阻率的区别和联系
问题：超导体中一旦有了电流，还需要电源来维持吗？提示：由于超导体电阻为0，超导体中一旦有了电流，就不需要电源来维持了。
各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化。(1)金属的电阻率随温度的升高而增大。(2)半导体(热敏电阻)的电阻率随温度的升高而减小。
电阻率与电阻的区别与联系
关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是( )A．导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻。因此，只有导体有电流通过时，才具有电阻
C．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零，这种现象叫作超导现象，发生超导现象时，温度不是热力学温度零度
思路引导：要正确理解电阻与电阻率的物理意义。解析：导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，它只与导体的几何形状和材料性质有关，与导体是否通电以及通电电流的大小均无关。电阻率的大小和导体几何形状无关，只与材料性质和温度有关。一般金属合金和化合物的电阻率随温度升高而增大，随温度降低而变小，当温度降低到某一转变温度(大于0 K)时，某些金属、合金、化合物的电阻率会突然减小为零，称超导电现象。
3．(2022·全国高二专题练习)金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，金属铂的电阻率随着温度的升高而增大。下列I－U图像中能表示金属铂电阻情况的是( )
解析：在I－U图像中，图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由于金属铂的电阻率随温度的升高而增大，因此能反映金属铂电阻情况的图像为C，ABD错误，C正确。
有关伏安特性曲线的两点提醒(1)在绘制伏安特性曲线时，坐标轴标度的选取要符合所有的数据都可以包含在坐标系中，且可以布满坐标系的要求，利用图像求阻值大小时，不能用量角器量角求tan θ，必须用U、I的比值求得。
(多选)如图所示，A、B、C为三个通电导体的I－U关系图像．由图可知( )A．三个导体的电阻关系为RA＞RB＞RCB．三个导体的电阻关系为RA＜RB＜RCC．若在导体B两端加上10 V的电压，通过导体B的电流是2.5 A
D．若在导体B两端加上10 V的电压，通过导体B的电流是40 A
以下给出几种电学元件的电流与电压的关系图像，如图所示，下列说法中正确的是( )
A．这四个图像都是伏安特性曲线B．这四种电学元件都是线性元件C．①②是线性元件，③④是非线性元件D．这四个图像中，直线的斜率都表示元件的电阻
解析：伏安特性曲线是以I为纵轴，U为横轴的图像，所以A错误；线性元件不仅是说I－U图像是直线，且必须是过原点的直线，所以只有①②是线性元件，③④不是线性元件，B错误，C正确；在U－I图像中，过原点的图线的斜率表示元件的电阻，而I－U图像中，过原点的图线的斜率的倒数才表示元件的电阻，D错误。
解析：电流有方向，但是不遵循矢量合成法则，所以不是矢量，故A错误；电阻由本身决定，与加在其两端的电压和通过它的电流没有关系，故B错误；某些金属、合金或化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零的现象叫超导现象，故C正确；导体中没有电流时，说明导体内部没有电荷定向移动。故D错误。
3．(2022·重庆市第七中学校高二阶段测试)有甲乙两导体，甲的电阻是乙的一半，而单位时间内通过导体乙横截面的电荷量是甲的两倍，则以下说法正确的是( )A．甲乙两导体中的电流相同B．乙导体中的电流是甲导体的2倍C．甲乙两导体两端的电压相同D．乙导体两端的电压是甲的2倍
4．(2022·江西省宜春市高二上学期期末)神经纤维可分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106 Ω·m。某生物体中某段髓质神经纤维可看作长为20 cm，半径为4 cm的圆柱体，在其两端加上逐渐升高的电压，当电压U＝100 V时，该髓质神经纤维发生反应，则引起该髓质神经纤维产生感觉的最小电流为( )A．0.15 μAB．0.31 μAC．0.43 μAD．0.62 μA
【课程标准】1．知道导体的电阻的概念和意义，知道U－I图线的斜率表示导体电阻的大小。2．通过实验探究知道影响导体电阻的因素。3．理解并会应用导体电阻的计算公式。4．理解电阻率的概念，了解电阻率大小的相关因素。
电阻1．定义：导体两端的电压与导体中电流之______。2．定义式：R＝______。3．物理意义：反映导体对________阻碍作用的物理量。
4．导体的UI图像：①同一异体的UI图像是一条______________的直线。②图像的斜率反映了导体________的大小。
影响导体电阻的因素用实验探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的关系1．探究电路
2．探究原理a、b、c、d是四条不同的金属导体，串联连接在电路中，电流大小相同，各导体两端的电压与电阻之比都________。3．探究思路：在长度、横截面积和材料三个因素中，b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同，比较b、c、d与a的电阻关系。4．探究结果：导体的电阻与长度、____________有关，与导体的________也有关。
导体的电阻率1．电阻定律的内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成________，与它的横截面积S成________，导体电阻还与构成它的材料有关。2．表达式：R＝________。
3．电阻率(1)物理意义：表征导体材料的________特性。(2)相关因素：导体的材料和导体的________。(3)超导现象：一些金属在温度特别低时电阻可以降到_____的现象。
『判一判』(1)通过导体的电流越大，则导体的电阻越小。( )(2)通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。( )
(4)导体的长度越大，电阻越大。( )(5)金属的电阻率由材料和温度决定。( )(6)导体的电阻率由导体的长度和横截面积决定。( )(7)电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻反映了导体对电流的阻碍作用。( )
A．当电压U增大为原来的2倍时，电阻R也增大为原来的2倍B．当电流I增大为原来的2倍时，电阻R减小为原来的二分之一C．通过导体的电流为零，电阻也为零D．即使导体两端的电压为零，电阻也不为零。解析：导体的电阻由导体本身决定，与加在其两端的电压及通过它的电流无关，即无论导体两端的电压和电流变为多少，电阻也不变。
『想一想』人体通过50 mA的电流，就会引起呼吸麻痹，如果人体的最小电阻为800 Ω，求人体安全工作电压，根据以上数据说明：为什么人体触到电压220 V电线时会发生危险，而接触到干电池时却没有感觉？解析：人体的安全电压为U＝IR＝50×10－3×800 V＝40 V。当人体接触220 V电线时，其电压远远超过人体安全电压，通过人体的电流也远远超过50 mA，所以会发生危险，而干电池仅几伏的电动势，通过人体的电流远小于50 mA，故没有感觉。
如右图所示的图像为金属导体A、B的UI图像，思考：
(1)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？(2)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？
提示：(1)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。(2)电压相同时，A的电流小，说明A对电流的阻碍作用大。
(3)理解：电阻是导体本身的一种属性，其大小由本身结构和材料决定，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。
对于电阻与欧姆定律的理解，下列说法中错误的是( )
解析：根据欧姆定律可知，A正确；由U＝IR，对一定的导体，电流与电压成正比，所以通过它的电流越大，它两端的电压也越大，所以B正确；导体的电阻与电压的大小无关，是由导体本身决定的，所以C错误；对一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变，即为电阻的大小，所以D正确，本题选错误的，故选C。
A．通过导体的电流越大，它的电阻就越小B．导体两端的电压越大，这段导体的电阻就越大C．导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比D．导体两端的电压越大，这段导体的电流就越大
解析：导体的电阻由导体本身决定，与其两端的电压和通过其的电流无关，故ABC错误；根据欧姆定律可知，通过导体的电流与其两端电压成正比，导体两端的电压越大，通过这段导体的电流就越大，故D正确。
大多数导体温度升高，其电阻率会随之增大，电阻也增大，这是为什么？提示：温度升高，导体内的正离子热运动加剧，与自由电子之间的碰撞机会就增大，对自由电子的定向运动的阻碍增大，电阻就增大了。
(1)ρ表示材料的电阻率，与材料和温度有关。(2)l表示沿电流方向导体的长度。(3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。如图所示，一长方体导体若通过电流I1，则长度为a，截面积为bc；若通过电流I2，则长度为c，横截面积为ab。
两根完全相同的金属导线A和B，如果把其中的一根A均匀拉长到原来的两倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为( )A．1∶1B．4∶1C．8∶1D．16∶1
2．(2022·北京师大附中高二期中)一根长为L、横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为ρ。在棒两端加上恒定的电压U，则通过金属棒中的电流大小为( )
情景：2019年5月23日国之重器：时速600公里高速磁悬浮试验样车在青岛下线。磁悬浮列车是利用高温超导技术制成的。高温超导体通常是指在液氮温度(77 K)以上超导的材料。目前，科学家们已在250 K(－23 ℃)温度下实现了氢化镧的超导性。这项成果使我们真正意义上接近了室温超导。
电阻和电阻率的区别和联系
问题：超导体中一旦有了电流，还需要电源来维持吗？提示：由于超导体电阻为0，超导体中一旦有了电流，就不需要电源来维持了。
各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化。(1)金属的电阻率随温度的升高而增大。(2)半导体(热敏电阻)的电阻率随温度的升高而减小。
电阻率与电阻的区别与联系
关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是( )A．导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻。因此，只有导体有电流通过时，才具有电阻
C．将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D．某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零，这种现象叫作超导现象，发生超导现象时，温度不是热力学温度零度
思路引导：要正确理解电阻与电阻率的物理意义。解析：导体对电流的阻碍作用叫作导体的电阻，它只与导体的几何形状和材料性质有关，与导体是否通电以及通电电流的大小均无关。电阻率的大小和导体几何形状无关，只与材料性质和温度有关。一般金属合金和化合物的电阻率随温度升高而增大，随温度降低而变小，当温度降低到某一转变温度(大于0 K)时，某些金属、合金、化合物的电阻率会突然减小为零，称超导电现象。
3．(2022·全国高二专题练习)金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”，金属铂的电阻率随着温度的升高而增大。下列I－U图像中能表示金属铂电阻情况的是( )
解析：在I－U图像中，图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由于金属铂的电阻率随温度的升高而增大，因此能反映金属铂电阻情况的图像为C，ABD错误，C正确。
有关伏安特性曲线的两点提醒(1)在绘制伏安特性曲线时，坐标轴标度的选取要符合所有的数据都可以包含在坐标系中，且可以布满坐标系的要求，利用图像求阻值大小时，不能用量角器量角求tan θ，必须用U、I的比值求得。
(多选)如图所示，A、B、C为三个通电导体的I－U关系图像．由图可知( )A．三个导体的电阻关系为RA＞RB＞RCB．三个导体的电阻关系为RA＜RB＜RCC．若在导体B两端加上10 V的电压，通过导体B的电流是2.5 A
D．若在导体B两端加上10 V的电压，通过导体B的电流是40 A
以下给出几种电学元件的电流与电压的关系图像，如图所示，下列说法中正确的是( )
A．这四个图像都是伏安特性曲线B．这四种电学元件都是线性元件C．①②是线性元件，③④是非线性元件D．这四个图像中，直线的斜率都表示元件的电阻
解析：伏安特性曲线是以I为纵轴，U为横轴的图像，所以A错误；线性元件不仅是说I－U图像是直线，且必须是过原点的直线，所以只有①②是线性元件，③④不是线性元件，B错误，C正确；在U－I图像中，过原点的图线的斜率表示元件的电阻，而I－U图像中，过原点的图线的斜率的倒数才表示元件的电阻，D错误。
解析：电流有方向，但是不遵循矢量合成法则，所以不是矢量，故A错误；电阻由本身决定，与加在其两端的电压和通过它的电流没有关系，故B错误；某些金属、合金或化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零的现象叫超导现象，故C正确；导体中没有电流时，说明导体内部没有电荷定向移动。故D错误。
3．(2022·重庆市第七中学校高二阶段测试)有甲乙两导体，甲的电阻是乙的一半，而单位时间内通过导体乙横截面的电荷量是甲的两倍，则以下说法正确的是( )A．甲乙两导体中的电流相同B．乙导体中的电流是甲导体的2倍C．甲乙两导体两端的电压相同D．乙导体两端的电压是甲的2倍
4．(2022·江西省宜春市高二上学期期末)神经纤维可分为有髓鞘和无髓鞘两大类，现代生物学认为，髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为ρ＝8×106 Ω·m。某生物体中某段髓质神经纤维可看作长为20 cm，半径为4 cm的圆柱体，在其两端加上逐渐升高的电压，当电压U＝100 V时，该髓质神经纤维发生反应，则引起该髓质神经纤维产生感觉的最小电流为( )A．0.15 μAB．0.31 μAC．0.43 μAD．0.62 μA
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