11.2导体的电阻-【堂堂清】2023-2024学年高二物理同步易混易错（人教版2019必修第三册）

第十一章 电路及其应用 第二节 导体的电阻 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 物理观念 (1)理解电阻的定义，电阻率的物理意义。 (2)初步了解超导现象及其应用。 科学思维 (1)了解金属导体的电阻率与材料、长度和横截面积的定量关系，体会物理学中控制变量的研究方法。 (2)引导学生观察实验现象，对数据进行分析思考，了解电阻率与温度的关系。 科学探究 设计实验探究影响导体电阻的因素。 科学态度与责任 体会电阻率在科技、生活中的应用。 知识点一　电阻 1.定义：导体两端的电压与导体中电流的比值。 2.定义式：R＝。 3.物理意义：反映导体对电流的阻碍作用的物理量。 4.单位：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。常用单位还有kΩ、MΩ，1 MΩ＝103 kΩ＝106 Ω。 知识点二　探究影响导体电阻的因素 1．探究电路 2．探究原理 用电压表测出导线两端的电压U，a、b、c、d四条不同的导体串联，电流相同，因此，电阻之比等于相应的电压之比。 3．探究过程，用控制变量法 (1)b与a只有长度不同，比较a、b的电阻之比与长度之比的关系。 (2)c与a只有横截面积不同，比较a、c的电阻之比与横截面积之比的关系。 (3)d与a只有材料不同，比较a、d的电阻是否相同。 4．探究结论：导体的电阻与长度、横截面积有定量关系，与电阻的材料也有关。 知识点三　电阻定律 1.精确地实验结论：同种材料的导体，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＝ρ。式中ρ叫金属的电阻率。 (1)R＝ρ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，即ρ＝。 (2)电阻率与材料有关，还与温度有关。金属材料的电阻率一般会随温度的升高而增大。绝缘体和半导体的电阻率大多会随着温度的升高而减小。 3．材料特性的应用 (1)连接电路的导线一般用电阻率小的铜来制作。 (2)金属的电阻率随温度的升高而增大，可用来制作电阻温度计，精密的电阻温度计用铂制作。 (3)有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。 4．超导现象：当温度降低时，导体的电阻率会减小，一些金属在温度特别低时电阻可降到0，这种现象叫作超导现象。 知识点四　导体的伏安特性曲线 1.伏安特性曲线 在实际应用中，常用横坐标表示电压U，用纵坐标表示电流I，这样画出的导体的I－U图像，叫做导体的伏安特性曲线，如图所示。 2.线性元件 导体的伏安特性曲线为过原点的直线，即电流与电压为成正比的线性关系，具有这样特点的电学元件称为线性元件，如金属导体、电解质溶液等。 3.非线性元件 伏安特性曲线不是一条直线，即电流与电压不成正比的电学元件，称为非线性元件，如气态导体、二极管等。 4.I－U与U－I图线的比较 比较内容 I－U图线(伏安特性曲线) U－I图线 斜率 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数，即k＝ 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻，即 k＝R 线性元件 图线形状 R1>R2 R1<R2 非线性元件图线形状 1.图线上某点的斜率倒数不等于电阻，即k≠ 2.R随U的增大而增大 1.图线上某点的斜率不等于电阻，即k≠R 2.R随I的增大而减小 易错易混点1.对电阻定律的理解 易错易混点辨析：(1)公式R＝ρ中的l是沿电流方向的导体长度，S是垂直电流方向的横截面积。 (2)一定几何形状的导体的电阻大小与接入电路的具体方式有关，在应用公式R＝ρ求电阻时要注意导体长度和横截面积的确定。 (3)一定几何形状的导体，电阻率不变，体积不变，当长度和横截面积发生变化时，由V＝Sl可知，l和S成反比。 例1.如图所示，一块均匀的长方体金属块，长为a，宽为b，厚为c，已知a∶b∶c＝3∶1∶2，电流沿AB方向时测得金属块的电阻为R1，电流沿CD方向时测得金属块的电阻为R2，则R1∶R2为(　　) A.1∶9　 B.9∶1　　 C.1∶3　 D.3∶1 解析：选B。设a、b、c长度分别为3L、L、2L，根据电阻定律R1＝ρ·＝，R2＝ρ·＝，则＝，B正确。 例2.(2022·福建省仙游高二期末)有一根粗细均匀的电阻丝，当两端加上2 V电压时通过其中的电流为4 A，现将电阻丝均匀地拉长，然后两端加上2 V电压，这时通过它的电流变为0.25 A。由此可知，这根电阻丝已被均匀地拉长为原长的(　　) A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍 解析：选B。电阻丝均匀地拉长时，体积不变，则有l1S1＝l2S2，则有＝，电阻丝的电阻分别为R1＝＝＝0.5 Ω，R2＝＝＝8 Ω，联立可得＝，故A、C、D错误，B正确。 易错易混点2.对电阻律的理解 易错易混点辨