课时11.2 导体的电阻-2024-2025学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第三册）

第十一章 电路及其应用 课时11.2 导体的电阻 1. 深化对电阻的认识，掌握电阻定律及电阻率的意义，能利用电阻定律进行有关的分析和计算。 2. 了解电阻率与温度的关系及身边常用的电阻。 3. 通过实验操作研究电阻跟导体的长度、横截面积、材料之间的关系。 （一）电阻 (1) 定义：电阻是导体两端所加电压与通过导体的电流的比值，描述导体对电流的阻碍作用。 (2) 定义式：。 (3) 决定意义：由导体本身决定，与加在导体两端的电压和通过的电流无关。 (4) 物理意义：反映了导体对电流的阻碍作业。 (5) 在导体的U－I图像中，斜率反映了导体电阻的大小。斜率越大，导体的电阻越大。 （二）影响导体电阻的因素 (1) 实验思路：串联电路中电流处处相等，则 这样知道它们的电压之比就能知道它们的电阻之比，然后得出长度、横截面积和材料这三个因素与导体电阻的关系。 (2) 实验过程 ① 导体电阻与长度的关系：b与a，长度不同，横截面积、材料相同。比较a、b的电阻之比与它们的长度之比。 ② 导体电阻与横截面积的关系：c与a，横截面积不同，长度、材料相同。比较a、c的电阻之比与它们的横截面积之比。 ③ 导体电阻与材料的关系：d与a，材料不同，长度、横截面积相同。比较a、d的电阻是否相等。 ④ 改变滑动变阻器滑片的位置，可以获得多组实验数据，以得到更可靠的结论。 （三）导体的电阻率 (1) 电阻定律：同种材料的导体，其电阻R与它的长度I 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： (3) 电阻率 ① 物理意义：电阻率是反映导体材料导电性能好坏的物理量。 ② 决定因素：电阻率由材料自身的特性和温度决定。 a. 纯金属的电阻率较小，合金的电阻率较大。 b. 金属的电阻率随温度的升高而增大，电阻温度计就是利用这点制成的。 c. 有些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，常用于制作热敏电阻。 d. 有些合金，如锰铜合金和镍铜合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。 (4) 超导现象 ① 定义：一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫超导现象。 ② 应用：超导材料在发电、输电等方面有非常广泛的应用前景。 （四）伏安特性曲线 (1) 定义：在实际应用中，常用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I，这样画出的I－U 图像叫作导体的伏安特性曲线. (2) 特点：伏安特性曲线上某点与坐标原点连线的斜率等于电阻的倒数，即。如图所示某金属导体的I－U图线，斜率越大，表示电阻越小。 (3) 线性元件：导体的伏安特性曲线是一条过原点的直线，即电流I 与电压U成正比，具有这种伏安特性的电学原件叫作线性元件。 如图甲所示，如金属导体、电解质溶液。 (4) 非线性元件：伏安特性曲线不是过原点的直线，即电流与电压不成正比，这类电学元件叫作非线性元件，如图乙所示，如气态导体和半导体元件 考点 I－U图像与U－I图像的比较 图线 比较内容 I－U图线（伏安特性曲线） U－I图线 坐标轴 U—横坐标，I—纵坐标 I—横坐标，U—纵坐标 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 图线上的点与坐标原点连线的 斜率表示导体的电阻 线性元件 图线的形状 R1>R2 R1<R2 非线性元件 图线的形状 电阻随U的增大而增大 电阻随I的增大而减小 基础过关练 题组一　对R= 的理解及简单应用 1.(2024山东淄博期中)由欧姆定律I=可导出U=IR和R=。下列叙述不正确的是 (　 　) A.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 B.导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关 C.对确定的导体，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值 D.一定的电流流过导体，导体的电阻越大，其两端电压越大 2.(经典题)(2024山西大同期中)如图所示，在某次实验中得到了A、B两电阻的U-I图像，电阻A的图像为曲线，电阻B的图像为直线，且与横轴的夹角为α。下列关于两电阻的描述正确的是 (　 　) A.当流过电阻的电流为I1时，电阻A的阻值大于B的阻值 B.当流过电阻的电流为I1时，两电阻的阻值都是 C.随着电流的增大，电阻A的阻值减小 D.随着电流的增大，电阻B的阻值不变，大小一定为 tan α 题组二　实验：探究影响导体电阻大小的因素 3.(2024山东济宁实验中学月考)在探究影响导体电阻的因素及导体电阻与其长度、横截面积的定量关系时，某同学按如图所示的电路进行了实验研究，其中导体a与b只是长度不同，a与c只是粗细不同，a与d只是材料不同。关于该实验，下列说法正确的是 (　 　) A.此电路缺少电流表，所以无法研究定量关系 B.a与b相比，导体越长，电压表示数越小 C.a与c相比，导体越粗，电压表示数越大 D.a与d相比，电压表示数越小，表明该种材料的导电性能越好 题组三　电阻定律公式R= ρ的理解及应用 4.(2024江苏连云港学情检测)随着集成电路的广泛应用，对集成度的要求越来越高，集成度越高，各种电子元件越微型化。图中R1和R2是材料相同、厚度相同、表面均为正方形的导体，R1的边长是R2边长的5倍，通过两导体的电流方向如图所示，下列说法正确的是 (　 　) A.电阻R1=R2 B.电阻R1=5R2 C.电阻R1=25R2 D.电阻R2=5R1 5.(经典题)(2024江苏无锡锡东高级中学期中)电路中有一段金属丝长为L，电阻为R，要使电阻变为4R，下列可行的方法是 (　 　) A.将金属丝均匀拉长至4L B.将金属丝均匀拉长至2L C.将金属丝对折后拧成一股 D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍 6.(2024四川内江第二中学期中)两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时，其电势的变化如图所示，下列说法正确的是 (　 　) A.A和B导线中的电流之比为1∶2 B.A和B导线两端的电压之比为1∶2 C.A和B导线的横截面积之比为2∶3 D.A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为3∶1 题组四　导体的电阻率 7.(2024河北邯郸月考)下列关于电阻率的说法中正确的是 (　 　) A.电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关 B.电阻率反映材料导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关 C.电阻率大的导体，其电阻一定很大 D.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作电阻温度计 8.(2024江苏连云港新海高级中学学情调研)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2 s给地球充电的电荷量约为3.6×103 C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则 (　 　) A.该大气层的等效电阻约为600 Ω B.该大气层的平均漏电电流约为3.6×103 A C.该大气层的平均电阻率约为1.7×1012 Ω·m D.离地面越近电势越高 题组五　导体的伏安特性曲线 9.(2024湖北荆门期中)某同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像。根据图像，下列说法正确的是 (　 　) A.导体甲的电阻大于导体乙的电阻 B.在导体乙的两端加1.5 V的电压时，通过导体乙的电流为0.1 A C.当通过导体甲的电流为0.9 A时，导体甲两端的电压为4 V D.将导体乙连接到电压为5 V的电源上时，通过导体乙的电流为0.5 A 10.(2024江苏常州金坛期中)如图所示是流过一个小灯泡的电流随其两端电压变化的关系图，不考虑灯丝体积的变化，则下列说法中正确的是 (　 　) A.过图中M点作切线，该切线斜率的倒数即为小灯泡两端所加电压为4 V时的阻值 B.当小灯泡两端的电压为1 V时，其灯丝阻值为0.20 Ω C.小灯泡灯丝的电阻率随着灯丝温度的升高而减小 D.把两个相同的这种小灯泡串联后接到电压恒为4 V的电源上时，通过每个小灯泡的电流为0.3 A 答案与分层梯度式解析 2　导体的电阻 基础过关练 1.A 2.B 3.D 4.A 5.B 6.D 7.B 8.C 9.D 10.D 1.A　导体的电阻由导体本身的性质决定，即由长度、横截面积和材料决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关，A说法错误，B说法正确；由R=可知，对某一导体来说，其两端电压和流过它的电流的比值就等于它的电阻值，C说法正确；根据U=IR可知，一定的电流流过导体，导体的电阻越大，其两端电压越大，故D说法正确。 2.B　由R=可知，U-I图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻，可知当流过电阻的电流为I1时，电阻A的阻值等于B的阻值，均为R=，故B正确，A错误；由于U-I图像上的点与坐标原点的连线的斜率表示电阻大小，可知随着电流的增大，电阻A的阻值增大，C错误；对于电阻B，U-I图线为过原点的直线，所以图线的斜率与图线上各点纵坐标和横坐标的比值相等，但是两坐标轴的标度并不一定相同，所以电阻B的阻值大小不一定为tanα，故D错误。 3.D　根据串联电路特点可知，通过各电阻的电流都相等，则电阻两端的电压与电阻成正比，所以此电路缺少电流表，也可以研究导体电阻与其长度、横截面积的定量关系，A错误；a与b相比，导体越长，电阻越大，则电压表的示数越大，B错误；a与c相比，导体越粗，电阻越小，则电压表的示数越小，C错误；a与d相比，电压表示数越小，可得电阻越小，则表明该种材料的导电性能越好，D正确。 4.A　根据电阻定律有R=ρ=ρ=，R1和R2的材料相同、厚度相同，所以R1=R2，故选A。 5.B　将金属丝均匀拉长至4L，由于金属丝的体积不变，则横截面积变为原来的，根据电阻定律R=ρ可知，电阻变为原来的16倍，A不符合题意；同理可知，将金属丝拉长至2L，横截面积变为原来的，则电阻变为原来的4倍，B符合题意；将金属丝对折后拧成一股，长度变为原来的，横截面积变为原来的2倍，则电阻变为原来的，C不符合题意；电阻与导体两端的电压和通过的电流无关，故将金属丝两端的电压提高到原来的4倍，电阻不变，D不符合题意。 方法技巧　根据电阻定律判断电阻的变化规律 　　某一导体形状改变后，讨论其电阻变化要抓住两点：①电阻率不变；②总体积不变。由V=lS可知l和S的关系，在ρ、l、S都确定后，应用R=ρ判断。 6.D　由于导线A和B串联在电路中，则A和B导线中的电流之比为1∶1，A错误；由题图可知，导线A和导线B两端的电压分别为UA=10V-4V=6V，UB=4V-0=4V，则电压之比为UA∶UB=6V∶4V=3∶2，B错误；根据R=可得A和B导线的电阻之比为RA∶RB=UA∶UB=3∶2，根据R=ρ可得S=，则A和B导线的横截面积之比为SA∶SB=∶=1∶3，C错误；根据I=neSv，可得A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为vA∶vB=SB∶SA=3∶1，D正确。 7.B　电阻率反映材料导电能力的强弱，只与材料的种类及温度有关，与导体的长度l和横截面积S无关，A错误，B正确；由R=ρ知，ρ大R不一定大，C错误；有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻，而电阻温度计利用电阻的变化来反映温度的变化，所以电阻温度计里使用的电阻阻值必须随温度变化而变化，D错误。 8.C　根据题意可得，雷暴时该大气层的充电电流为I===1.8×103A，故该大气层的等效电阻为R==≈167Ω，A、B错误；根据R=ρ可得，该大气层的平均电阻率约为ρ==Ω·m≈1.7×1012Ω·m，C正确；由于大气层带正电，地球表面带负电，则电场线由大气层指向地球表面，根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可知离地面越近电势越低，D错误。 9.D　由R=可知，R甲=Ω=5Ω，R乙=Ω=10Ω，A错误；由I=得，当导体乙两端的电压为1.5V时，I1==A=0.15A，B错误；将导体乙连接到电压为5V的电源上时，I2==A=0.5A，D正确；由U=IR得，当通过导体甲的电流为0.9A时，导体甲两端的电压为U=I'R甲=0.9×5V=4.5V，C错误。 10.D　I-U图线上的点与原点连线的斜率表示该点对应电阻的倒数，由题图可知，小灯泡灯丝的电阻随电压的增大而增大，所以小灯泡灯丝的电阻率随灯丝温度的升高而增大，故A、C错误；由题图可知，当小灯泡两端的电压为1V时，电流大小为0.2A，其阻值为R==5Ω，故B错误；若把两个相同的这种小灯泡串联后接到电压恒为4V的电源上，则每个小灯泡两端的电压为2V，由题图可知，对应的电流为0.3A，D正确。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$