第2章 3 电阻定律 电阻率-【精讲精练】2023-2024学年高中物理必修第三册教科版（教师用书）

3．电阻定律　电阻率 [学业要求与核心素养] 1．了解利用控制变量法实验探究影响导体电阻的因素。 2．理解电阻率的概念、掌握公式R＝ρ。 一、电阻定律 1．内容：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__；导体的电阻还与构成它的材料有关。 2．公式：R＝　ρ　。 二、电阻率ρ 阅读教材，并回答： 观察教材表 “几种导体材料在20 ℃时的电阻率”，此表说明了什么？ 答：电阻率跟材料和温度有关 [概念·规律] 1．ρ＝　　。 2．物理意义：ρ反映了材料__导电性能__的好坏。电阻率越小，__导电性能__越好。 3．单位：国际单位——欧姆·米，符号是Ω·m。 4．决定因素：电阻率ρ由材料自身的特性和温度决定。纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。 三、限流电路和分压电路 限流电路 分压电路 电路组成 变阻器接入电路的特点 采用“一上一下”的接法 采用“两下一上”的接法 调压范围 ～U(不计电源内阻) 0～U(不计电源内阻) 适用情况 负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，且电压、电流变化不要求从零调起 (1)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调 (2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R 探究点一　影响导体电阻的因素 1．导体电阻的决定式R＝ρ l是导体的长度，S是导体的横截面积，ρ是比例系数，与导体材料有关，叫作电阻率。 2．R＝与R＝ρ的区别与联系 两个公式　 区别与联系 R＝ R＝ρ 区别 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 联系 R＝ρ是对R＝的进一步说明，即导体的电阻与U和I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积 　 如图所示，两个用相同材料制成的上表面均为正方形的长方体导体甲、乙，高度均为h，甲、乙上表面边长分别为a、b，则(　　) A．从图示电流方向看，甲、乙电阻之比为a∶b B．从图示电流方向看，甲、乙电阻之比为1∶1 C．若电流方向均为竖直向下，甲、乙电阻之比为a∶b D．若电流方向均为竖直向下，甲、乙电阻之比a2∶b2 [解析]　由R＝ρ可知：当电流方向如图示时R甲＝ρ＝，R乙＝ρ＝，则R甲∶R乙＝1∶1，故A错误，B正确；当电流方向均为竖直向下时R′甲＝ρ，R′乙＝ρ，则有R′甲∶R′乙＝b2∶a2，故CD错误。 [答案]　B 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接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为(　　) A．4I　　　　　　　　 B．2I C.I D.I 解析　设沿AB方向的横截面积为S1，沿CD方向的横截面积为S2，则有＝，AB接入电路时电阻为R1，CD接入电路时电阻为R2，则有 ＝＝，由欧姆定律得电流之比＝＝，解得I2＝4I1＝4I，故A正确。 答案　A 探究点二　电阻率 [交流讨论] 1．电阻率大的导体，电阻是否一定大？ 答：不一定。 2．电阻大的导体，电阻率是否一定大？ 答：不一定。 3．电阻与电阻率有何区别和联系。 答：略 [归纳总结] 1．电阻率是一个反映导体材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的形状、大小无关。 2．电阻率与温度的关系及应用 (1)金属的电阻率随温度的升高而增大，可用于制作电阻温度计。 (2)大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻。 (3)有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。 (4) 许多导体在温度特别低时电阻率可以降到零，这个现象叫作超导现象。 　(多选)下列说法中正确的是(　　) A．据R＝可知，若通过导体的电流不变，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍 B．导体的电阻是其本身的属性，通过导体的电流及加在导体两端的电压改变时导体的电阻不变 C．据ρ＝可知，导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比，与导体的长度l成反比 D．导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关 [解析]　R＝是电阻的定义式，导体电阻由导体自身性质决定，与U、I无关，当导体两端电压U加倍时，导体内的电流I也加倍，但比值R仍不变，故A错误，B正确；由电阻定律R＝ρ可知，导体电阻决定于ρ、l、S，与ρ、l成正比，与S成反比，但ρ由材料、温度决定，与l、S、R无关，故C错误，D正确。 [答案]　BD 2．(多选)离地面高度5.0×104 m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104 m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V。已知，雷暴每秒钟给