人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用2 导体的电阻精品教案

课 时 教 案

第 11 单元             第  2  案               总第 16 案

课题： §11. 2  导体的电阻 

【教学目标与核心素养】

1．理解电阻定律和电阻率

2．能利用电阻定律进行有关分析计算

3．了解电阻率与温度的关系

【教学重点】

1．电阻定律、电阻率

2．

【教学难点】

1．电阻定律和电阻率的理解和应用

【教学过程】

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的粗一点？每隔一段距离就要建一处变电站，不同的输电线所用的材料也不同，电线这是为什么呢？

通过本节课的学习我们将揭开这个谜团。

一、电阻

1.定义：

选取一个导体，两端加上电压，分别记录下来通不同电压时导体中的电流，更换不同导体再做一次，将电压和电流的变化情况画到坐标轴上，如右图：

从图中可以看出，同一导体，不管电压、电流怎样变化但他们的比值都是一个常量，不同导体，比值不同。

我们就把加在导体两端的电压与通过其中的电流的比值叫作导体的的电阻。

定义式：

2.物理意义：

通过图像可以看出，R是一个跟导体本身性质有关而与加在两端的电压和通过其中的电流无关的物理量，不同的导体斜率不同，说明阻值不同，电压相同时，R越大，通过其中的电流I越小。这反映了导体本身的一种特性，即导体对电流的阻碍本领。

电阻是反映导体对电流阻碍本领大小的物理量。

那么它到底由哪些因素决定呢？

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；同样220V的灯泡，灯丝越粗用起来越亮，说明导体导体跟横截面积有关；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。

二、探究导体电阻与其影响因素的定量关系

1.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，导体的电阻跟它的 长度 、 横截面积 、 材料 有关,还受温度变化的影响。

2.实验方法

测金属丝直径，取一段紧密绕制的电炉丝，用刻度尺测出它的宽度，除以圈数，计算出电炉丝的 直径 。

（还可以用 游标卡尺 或  螺旋测微器  测量直径）

测金属丝的长度L，把电炉丝拉直，用刻度尺测量出其长度L。

测金属丝的电阻。多测几组数据，求出电阻R的 平均 值。

3.实验探究

思考：⑴ “探究方案一”中，如何用控制变量法探究导体电阻与其影响因素的定量关系？

⑵“探究方案二”中，如何利用电阻的串、并联知识，通过逻辑推理来探究导体电阻与其影响因素的定量关系？

结论：在材料相同、粗细相同的情况下，导体的电阻与导体的长度成 正比 ；在材料相同、长度相同的情况下，导体的电阻与导体的横截面积成 反比 ；在长度、粗细相同的情况下，相同材料的导体，电阻相同，不同材料导体，电阻不相同。说明导体的电阻与 材料 有关。

三、导体的电阻率

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；导体的电阻与构成它的材料有关。

2.公式：R=ρ    电阻定律，电阻的决定式

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。

上式中ρ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的物理量，称为材料的电阻率。

3.电阻率

⑴物理意义：反映导体导电性能的物理量，与导体的L和S无关，和物体的材料和温度有关。

（在数值上等于用该材料制成的1m长、横截面积为1m2的导体的电阻值）

⑵计算公式：ρ=

⑶单位：欧·米，   符号：Ω· m

电阻率与温度有关系：

金属的电阻率随温度的升高而增大。（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。）

电阻率随温度变化明显的，如铂，可用于做电阻温度计；

电阻率几乎不受温度变化影响的，如锰铜合金、镍铜合金，可用于做标准电阻。

应用电阻定律解题时应注意的几个问题

⑴同一段导线的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。

⑵应用电阻定律解题时，应注意其适用条件：粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液。

⑶应用电阻定律解题时，若温度变化，应注意电阻率ρ随温度而发生变化，由此引起的电阻变化。如用欧姆表测出白炽灯电阻丝的电阻要比灯泡正常工作时灯丝的电阻小许多。

公式R=与R=的比较：

【小资料】

导体、半导体、绝缘体：

根据物质电阻率的不同，将物质分为导体、半导体和绝缘体。在室温时，金属导体的电阻率约为10-8～10-6Ω·m，绝缘体的电阻率一般为108～1018Ω·m，半导体材料的电阻率介于两者之间，为10-5～107Ω·m。绝缘体和半导体的电阻率除了大小与金属导体差别很大外，它们随温度变化的规律也与金属导体大不相同，一般随温度的升高而急剧减小，而且变化也不是线性的。

超导现象

1911年荷兰科学家昂尼斯（1853-1926）在测量低温下水银电阻率的时候发现，当温度降到4.15K（-269℃）附近时，水银的电阻突然间变为0。某些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度（-273.15℃）附近某一特定温度时，它们的电阻率会突然间减小到无法测量。这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。

小结：

作业：