2.导体的电阻-【勤径学升】2024-2025学年高中物理必修第三册同步练测（人教版2019）

第十一章电路及其应用 随堂巩固促应用 验证反情迁移运用 1.(对电源的理解)关于电源的以下说法，正确 3.(对电流的理解)某兴趣小组调查一条河流 的是 的水质情况，计算结果表明，被污染的河里 A.电源的作用是在电源内部把电子由负极 一分钟内有相当于6C的正离子和9C的 不断地搬运到正极，从而保持两极之间 负离子向下游流去，则取样时这条河流的等 效电流大小和方向分别是 () 有稳定的电势差 A.0.25A顺流而下 B.电源的作用是在电源内部把电子由正极 B.0.05A顺流而下 不断地搬运到负极，从而保持两极之间 C.0.25A逆流而上 有稳定的电势差 D.0.05A逆流而上 C.只要电路中有电源，电路中就一定有 4.(电流的微观表达式)（多 电流 选)如图所示，一金属导线 D.电源实质上也是一个用电器，也需要外 的横截面积为S,单位体积内有n个自由电 界提供能量 子，每个自由电子的电荷量是e,自由电子做 2.(对电流的理解)雷击，指打雷时电流通过 无规则运动的平均速率为，定向移动的平 人、畜，树木、建筑物等而造成杀伤或破坏， 均速率是，则 () 其中一种雷击形式是带电的云层与大地上 A.导线中的电流为eS B.导线中的电流为neSu 某点之间发生迅猛的放电现象，叫作“直击 C.时间t内流过导线某一横截面的电荷量 雷”。若某次发生“直击雷”前瞬间云层所带 为neSvot 的电荷量为8C,雷击时放电时间为200s, D.时间t内流过导线某一横截面的电荷量 则此次雷击时的平均电流为 为neSut A.0.04A B.4×10'A 提示，请完成《素能提升训练)训练十二 C.0.08A D.8×10'A 2.导体的电阻 学习目标 核心素养 1.理解电阻的定义及电阻的意义，掌据电阻的定 义式。 2.理解导体的U-1图像的倾斜程度表示电阻的 电阻物理规念 科学探究决定电阻 大小。 电阻率 导体的 的囚素 电1 3.了解利用控制变量法实验探究影响导体电阻的 电阻定仲RP5科学想维 科学态世 1超导的 与责任 因索。 伏安特性曲线 应用 4,理解电阻率的概念、掌握公式R=P5。 57 》高中物理·必修第三册（人教版》 自主学习探新知 谋前获习双基落实 一、电阻 (2)物理意义：p反映了材料 的好 1.同一个金属导体的U-1图像是一条 坏。电阻率越小， 越好。 (3)单位：国际单位—欧姆·米，符号 2.定义式：R ,它反映了导体对电 是n·m. 流的 作用。 (4)决定因素：电阻率ρ由材料自身的特性 3.单位：欧姆(2)，千欧(k),兆欧(M), 和温度决定。纯金属的电阻率较小，合金的 1k2=1032,1M2=10°2. 电阻率较大。 二、影响导体电阻的因素 赵自我诊断 项目 内容 1.判断下列说法的正误（正确的画“√/”，错误 实验目的探究导体电阻与长度，横截面积，材料的关系 的画“X”)。 J 实脸电路 (1)由R-可知，导体的电阻跟导体两端 的电压成正比，跟导体中的电流成反比。 实验方法 ( 申联的a,b,c,d电流相同，电压与导体的电阻 (2)金属导体的U一I图像是一条过原点的 成 ,测量出它们的电压就可知道它们 实验原理 直线。 () 的电阻比，从面分析出影响导体电阻大小的有 (3)导体的U-I图像的倾斜程度大，说明电 关因素 阻较小。 () 实验结论 导体的电阻与长度、横截而积有定量关系，与 导体材料有关 (4)电阻率ρ与导体的长度L和横截面积S 三、导体的电阻率 有关 1.电阻定律 (5)电阻率表征了材料的导电能力的强弱， (1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它 由导体的材料决定，且与温度有关。() 的长度I成正比，与它的横截面积S成 (6)电阻率大的导体，电阻一定很大。 :导体电阻还与构成它的材料有关。 (2)公式：R= 2.在电阻为42的导体中通以恒定电流，5mim 2.电阻率p 内通过导体横截面的电荷量是45C,这时加在 (1)p= 导体两端的电压是 互动探究解疑难 婴点归纳重难突玻 要点一 电阻的理解 2问题导引 (1)导体A、B的U-I图像如图甲所示，A、 B的电阻谁大？ (2)导体C、D的I-U图像如图乙所示，C、 D的电阻谁大？ 58 第十一章 电路及其应用 口探究升华 5.非线性元件电阻的确定 1.R-号是电阻的定义式，比值表示一段导体 某非线性元件的I-U 图线如图所示，P.点电阻R pU.1) 对电流的阻碍作用，对给定的导体，它的电 0 U 阻是一定的，与导体两端是否加电压，导体 二，即电阻等于图线上点 中是否有电流无关。 (U.,1)与坐标原点连线的斜率的倒数，而 2.伏安特性曲线：用纵坐标表示电流1，用横 不等于该点切线斜率的倒数。 坐标表示电压U,这样画出的导体的I-U 口典例剖析 图像叫作导体的伏安特性曲线。 [例1]（多选）某导体中的电流随其两端电 3.线性元件和非线性元件 压的变化如图所示，则下列说法中正确的是 (1)线性元件：伏安特性曲线是一条直线，欧 () 姆定律适用的元件，如金属导体、电解质 ↑A 2.0 溶液。 1.5 (2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲 1.0 0.5 线，欧姆定律不适用的元件。如气态导体 01 5 1o12 15 U/V (日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体 A.该元件是非线性元件，所以不能用欧姆 元件。 定律计算导体在某状态下的电阻 4.I-U图像与U-I图像的区别（图像为直线时） B.加5V电压时，导体的电阻约是52 (1)坐标轴的意义不同：1-U图像中，横坐标 C.由图可知，随着电压的增大，导体的电阻 表示电压U、纵坐标表示电流I:U-I图像中， 不断减小 横坐标表示电流1，纵坐标表示电压U。 D.由图可知，随着电压的减小，导体的电阻 (2)图线斜率的意义不同，1-U图像中，斜 不断减小 率表示电阻的倒数，U-I图像中，斜率表示 针对训练 电阻，如图所示，在图甲中R,<R,图乙中 1.将四个定值电阻a,b、c、d R,>R1。 分别接入电路，测得相应 的电流、电压值如图所示。 其中阻值最接近的两个电 阻是 A.a和b B.b和d C.a和c D.c和d 要点二 实验：探究影响导体电阻的因素 2问题导引 如下表所示为四个串联导体的各方面 如图所示，a、b、c、d是四条不同的金属导 因素关系及导体两端的电压关系。 体，导体b、c、d在长度，横截面积、材料三个因 不同导体 长度 横截面积 材料 电压 素方面，分别只有一个因素与导体a不同。 s 铁 U 6 铁 2U 2s 铁 U 镍铜合金 5U 59 非高中物理·必修第三册（人载版） (1)四段导体串联接入电路，每段导体两端 : 口典例剖析 的电压与电阻有什么关系？ [例2]两根完全相同的金属导线A和B,如 (2)对比导体a和b说明什么？ 果把其中的一根A均匀拉长到原来的两 (3)对比导体a和c说明什么？ 倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们 (4)对比导体a和d说明什么？ 的电阻之比为多少？ D探究升华 1,导体电阻的决定式R=PS 1是导体的长度，S是导体的横截面积， 川规律方法川 ρ是比例系数，与导体材料有关，叫作电 应用R一PS解题的技巧 阻率。 (1)明确导体的形状改变后，电阻率不会发生 2.R-7 与R=p5的区别与联系 变化。 (2)导体的形状改变后，体积不变，由V=1S, 4S确定l与4、S与S,的关系 两个公式 区别与联系 R-U R-e5 3)由R=P5确定电阻关系. 适用于粗细均匀的金 口针对训练 适用于纯 区别 属导体或浓度均匀的 2.如图所示，一段长为a,宽 电阻元件 电解液，等离子体 为b,高为c(a>b>c)的导 R=P5是对R-号的进一步说明，即 体，将其中的两个对立面接入电路中时，最 联系 大的电阻为R,则最小的电阻为 ( 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 A.R B.CR ab a 要点三 电阻率 口问题导引 口探究升华 (1)导体的电阻率的大小与什么因素有关？ 1电阻率是一个反映导体材料导电性能的物 (2)电阻率大，导体的电阻一定大吗？导体 理量，是导体材料本身的属性，与导体的形 的电阻大，电阻率一定大吗？ 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。 60!+0# ! %1'()* !! !z`!{ ! #$%&'() " ! # !! 0T ! 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Ì0 # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # ³ #! 第十一章 电路及其应用 1.电源和电流 【自主学习探新知】 一、1.电子 2.(1)电势差(2)持续 二、1.稳定分布 2.电源 导线 3.电荷分布和电场强度 三、1.(1)定向(2)强弱 (3)I 安培 毫安 微安 mA pA (5)正电荷 负电荷 2.(1)方向(2)不断碰撞 平均速率 自我诊断 1.(1 ×(2)×(3)×(4)√ (5)√ (6)× 2.解析 电荷的定向移动形成电流，但正、负电荷同时向 相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者绝 对值的和。故由题意可知，电流由正、负离子定向运动 形成，则在2 s内通过截面的总电荷量应为q=1.6× 10-1?×2×1.0×101?C+1.6×10-1?×1×2.0×101?C I=f=64A=3.2 A。=6.4 C,根据电流的定义式得 答案 3.2 【互动探究解疑难】 要点———[问题导引] 提示 (1)B中的自由电子在静电力作用下沿导线定向 移动到 A。 (2)由于A、B中的电荷定向移动会形成电流，但也使 A、B中的电荷发生中和，A、B之间的电势差很快消失、 成为一个等势体，因此导线中的电流只是瞬时的。 (3)可以在 A、B之间连接一个装置P(如题图)。它 能在 B失去电子的过程中，不断地从 A取走电子、 补充给 B,使 A、B始终带一定数量的正、负电荷，这 样，A、B之间始终存在电势差，H 内就会存在持续 的电流。 [典例剖析] [例1] B 在电源内部，电源把电子由正极搬运到负 极，这一过程要克服静电力做功，把其他形式的能转化 为电势能，故 A错误，B正确；电荷的定向移动才形成电 流，C错误；电路中要形成持续的电流，既要有电源，电 路又要闭合，两者缺一不可，故D错误。 [针对训练] 1. AD 电源将负电荷从负极搬到正极，维持正、负极间有一定 的电势差，A正确，B错误；导体中的电场是电源电场和导体 中积累的电荷形成的电场叠加而成的，C错误，D正确。 要点二——[问题导引] 提示 盐水中的电流是Cl-离子和 Na+离子同时反向 定向移动形成的，金属导线中的电流是自由电子定向移 I=Ne。动形成的；由电流的定义式可矢 [典例剖析] [例2] D 正离子定向移动的方向就是电流方向， 负离子定向移动的反方向也是电流方向。有正、负 离子反向经过同一截面时，公式I=4中的q应是 I=(n,+n)e正、负离子电荷量绝对值之和，故 溶 液内电流方向由 A 指向 B,与正、负离子的数量无 关，A、B、C错误，D正确。 [针对训练] 2.AB 截取圆环的任一横截面，在橡胶圆环运动一周的时 I=9=号，间T内，通过这个横截面的电荷量为Q,则有 又T=7,所以I=2器 ,结合该式分析可知 A、B正确。 要点三—[问题导引] 提示(1)导体 AD中的自由电荷总数：N=nlS。总电 荷量Q=Ng=nlSq (2)所有这些电荷都通过横截面 D所需要的时间： t=。 (3)根据公式 q=It 可得：导体 AD中的电流： =9--S? [典例剖析] [例3] AC t时间内，通过导线横截面的自由电子数 N=8=,,故选项C正确；又I=nqSv 代入上式得N =nuSt.故 A正确 [针对训练] 3.A 在运动方向上取一横截面，则在t时间内通过该横 I=9=0g,A正截面的电荷量为Q=vt·q,等效电流 确，B、C、D错误。 【随堂巩固促应用】 1.B 电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差，外电 路中自由电子在电场力的作用下向正极移动；在电源内 部，需要将电子由正极不断地搬运到负极，故 A错误，B 正确；电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合 的，两者缺一不可，故C错误；电源是对电路提供能量的 装置，故D错误。 2.B 已知雷击时放电时间为200 μs,放电荷量等于8C, I=9=2 0×10-6 A=则此次雷击时的平均电流为 4×10? A,故B正确，A、C、D错误。 3.D 若正负离子移动方向相反，则通过横截面的总电荷量 是两种离子电荷量绝对值之和，若正负离子向着同一个方 向流动，则通过横截面的总电荷量等于正负离子的电荷量 的代数和，所以在1 min 内通过横截面的总电荷量应为q= =1q=0.05 A,方向与河水的6-9 C=-3C,所以电流 流动方向相反，即电流的方向为逆流而上，D正确。 4.BD 时间t内自由电子定向移动的长度为l=vt,则相 对应导线的体积为V=Sl,所以在时间t内通过导线右 侧横截面的电荷量q=neV=neSvt,可知在时间t内流 过导线某一横截面的电荷量为neSvt;由电流的定义式 有I=9=neSu=neSo,,故 A、C错误，B、D正确。 2.导体的电阻 【自主学习探新知】 2.一、1.过原点的直线 阻碍 二、控制变量 正比 (2)ps 2.(1些三、1.(1)反比 (2)导电性能 导电 性能 13 #*+, !! $ ! % ) ! $ " % "! $ # % ) ! $ % % ) ! $ & % "! $ ' % ) "! 0? ! žM%F/oE E0 ( > 0 %& &)'( ,0(!&, ( TUœÈe2 ( ¦CM%!SF/ýh @0E:0(!& )%D0(!'D ) EF ! (!' ! -.'/012 " 345 !!!& 6789 ' :; ! $ ! % : , ( : - ( C @ E àt* ( :0' ) $ " % : / ( : $ ( C E @ àt* ( :0 ! ' ) & <=>? ' & = ! ' ! -/ ! ig•ÀñhžsKÀñ ( j…yå :0 @ E Gf\;ÚF/ÐÐ ( , •– * L @0&D ( ( E0!!(, ( :0 @ E 0& ) ( - 9« * Ià…= ( k/ýF*a ( \û3 |}kûÑsF¨Î¾l¾Â ( /оl¾a ( ¥ ( k /ýFò ( /Ðò ( $ •– ( / 9« ) & @ABC ' !!, ! ÈÐ/ÐF @ E às hž|}kûFus ( :0 @ E 0 ! @ ! 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