10.2 电阻定律-2024-2025学年上海市高二物理必修三同步讲义（沪科版2020）

第二节 电阻定律 课时聚焦 一、电阻 定义为导体两端的电压 U 与通过导体的电流 I 的比值，即 R = _______。表示导体对___________作用的大小。电阻是___________的一种特性。 · 电阻的 U–I 图像和 I–U 图像（又称伏安特性曲线） U I O R1 R2 U–I 图像，斜率表示 R R1 > R2 I U O R1 R2 I–U 图像，斜率表示 1/R R1 < R2 【例 1】 【2017年上海高考】将四个定值电阻 a、b、c、d 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 b d c I O U （A）a 和 b （B）b 和 d （C）a 和 c （D）c 和 d 二、电阻定律 在___________不变时，导体的电阻 R 与导体的__________成正比，与导体的_________________成反比，与构成它的___________有关。 公式：R = ___________。式子中的 ρ 称为材料的___________。单位是欧姆·米，符号为___________。 不同材料的电阻率是___________（相同/不同）的，它的数值是由导体的___________性质决定的，反映了材料的___________性能。电阻率越小，导电性能越___________。I U O 灯丝电阻随温度升高而增大 金属的电阻率随温度的升高而___________，可用来制作电阻温度计。 三、电阻器 电阻器是用导体材料制成的、在电路中对电流起一定阻碍作用的电子元件，常被称为________。滑动变阻器是通过改变接入电路中部分电阻线的___________来改变电阻的大小。 【例 2】 关于导体的电阻和电阻率，下列说法正确的是（ ） A．导体的电阻率由材料的种类决定，与温度无关 B．由 ρ = 可知，导体的电阻率与导体的横截面积成正比，与导体的长度成反比 c．由 R = 可知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比 D．由 R = 可知，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比 【例 3】 一根粗细均匀的金属丝，当其两端所加电压为 U 时，通过其中的电流为 I。现将金属丝均匀地拉长为原长的 4 倍，在其两端电压为 2U 的情况下，通过的电流为（ ） A．16I B．8I C．I D．I 同步精练 一、选择题 1． 下列说法正确的是（ ） A．纯金属的电阻率较合金的电阻率大 B．导体的电阻率与导体的长度、横截面积及温度有关 C．超导现象就是在温度降到某一临界值时电阻率突然降为零的现象 D．将一根导线截去一半，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的一半 2． 甲、乙两电阻的 I – U 关系如图所示，把它们串联后的，I – U 关系图线一定在图中（ ）。I 甲 乙 a b c U O （A）a 区域 （B）b 区域 （C）c 区域 （D）无法确定 3． 一只普通白炽灯，不通电时灯丝的电阻为 R1，正常发光时灯丝的电阻为 R2，则 R1 和 R2 的大小是（ ） A．R1 > R2 B．R1 < R2 C．R1 = R2 D．条件不足，无法判断 4． 将如图的滑动变阻器 A、C 接线柱连入电路中，当 P 由 A 向 B 移动时，接入电路的电阻值（ ） A．由小变大 B．由大变小 C．不发生变化 D．先增大后减小 5． 一根均匀电阻丝的电阻为 R，在温度不变的情况下，下列情况中，其电阻值为 2R 的是（ ） A．当长度不变，横截面积增大 1 倍时 B．当横截面积不变，长度增大 1 倍时 C．长度和横截面积都缩小 1 倍时 D．长度和横截面半径都增大 1 倍时 6． 甲、乙两根导线，甲的电阻率是乙的 4 倍，乙的长度是甲的 3 倍，乙的横截面积是甲的 2 倍，则甲、乙导线电阻之比是（ ） A．8∶3 B．6∶1 C．3∶2 D．24∶1 7． 甲、乙两导体为不同材料制成的均匀圆柱体，甲的长度是乙的 3 倍，甲的横截面积是乙的 2 倍，已知甲、乙两导体的电阻相等，则甲、乙两导体的材料的电阻率之比为（ ） A．2∶3 B．4∶3 C．8∶9 D．4∶9 8． 学校买回一捆铜导线，物理老师要求同学们在不打开包装只露出两端线头的情况下，测量其长度是否与标识吻合。同学们需要查阅及测量下列哪组物理量才能完成任务（ ） A．铜的电阻率ρ、导线的电阻 R B．铜的电阻率ρ、导线横截面的直径 d C．铜的电阻率ρ、导线的电阻 R、导线横截面的直径 d D．导线的电阻 R、导线横截面的直径 d 9． 两根材料相同的均匀导线 a 和 b，a 长为 l，b 长为 3l，串联在电路中时沿长度方向的电势随位置变化的规律如图，则导线 a 和 b 的横截面积之比为（ ） A．1∶9 B．9∶1 C．1∶4 D．4∶1 10． （多选）人体含水量约为 70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪（如图）的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例，下列说法正确的是（ ） A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻不同来判断人体脂肪所占的比例 B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例 C．激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确 D．人在沐浴之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确 二、填空题 11． 在做“决定电阻大小的因素”实验时，每次需挑选下表中两根合适的导线，测出通过它们的电流大小，然后进行比较，最后得出结论。 导线 A B C D E F G 长度 / m 1.0 0.5 1.5 1.0 1.2 1.5 0.5 横截面积/ mm2 3.2 0.8 1.2 0.8 1.2 1.2 1.2 材料 锰铜 钨 镍铬 锰铜 钨 锰铜 镍铬 （1）为了研究电阻与导体材料的关系，应选用的两根导线是_____________； （2）为了研究电阻与导体的长度的关系，应选用的两根导线是_____________； （3）为了研究电阻与横截面积的关系，应选用的两根导线是_____________； （4）本实验所采用的方法是_____________。 12． 已知一卷电线的导线直径为 d，在其两端加上电压 U，测得通过的电流 I，要测量其长度，还要知道该导线材料的___________（填汉字名称和符号），则其长度 L = ____________（用各物理量符号表示）。 三、综合题 13． 如图，一只小鸟站在一条通电的铝制裸导线上，已知导线的横截面积 S = 200 mm2，导线上通过的电流 I = 400 A，鸟两爪间的距离 L = 1 cm，请通过计算说明为什么小鸟能安全站在电线上？（铝的电阻率 ρ = 3.0×10−8 Ω·m） 14． 如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q 为电极，设 a = 1 m，b = 0.2 m，c = 0.1 m。当里面注满某电解液，且 P、Q 间加上电压后，其 U – I 图像如图乙。当 U = 10 V时，求： （1）电解液的电阻 R； （2）电解液的电阻率 ρ。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二节 电阻定律 课时聚焦 一、电阻 Comment by fj: ，电流阻碍，导体本身 注意：课本未明确介绍图像，初中课本上有U–I 图像，但从自变因变角度而言 I–U 图像更确切，伏安特性曲线说法不太规范，但不必细究 定义为导体两端的电压 U 与通过导体的电流 I 的比值，即 R = _______。表示导体对___________作用的大小。电阻是___________的一种特性。 · 电阻的 U–I 图像和 I–U 图像（又称伏安特性曲线） U I O R1 R2 U–I 图像，斜率表示 R R1 > R2 I U O R1 R2 I–U 图像，斜率表示 1/R R1 < R2 【例 1】 【2017年上海高考】将四个定值电阻 a、b、c、d 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 b d c I O U （A）a 和 b （B）b 和 d （C）a 和 c （D）c 和 d 二、电阻定律 Comment by fj: 温度，长度 L，横截面积 S，材料 ρ ，电阻率，，Ω·m 不同，材料，导电，好 增大 在___________不变时，导体的电阻 R 与导体的__________成正比，与导体的_________________成反比，与构成它的___________有关。 公式：R = ___________。式子中的 ρ 称为材料的___________。单位是欧姆·米，符号为___________。 不同材料的电阻率是___________（相同/不同）的，它的数值是由导体的___________性质决定的，反映了材料的___________性能。电阻率越小，导电性能越___________。I U O 灯丝电阻随温度升高而增大 金属的电阻率随温度的升高而___________，可用来制作电阻温度计。 三、电阻器 Comment by fj: 电阻，长度 电阻器是用导体材料制成的、在电路中对电流起一定阻碍作用的电子元件，常被称为________。滑动变阻器是通过改变接入电路中部分电阻线的___________来改变电阻的大小。 【例 2】 关于导体的电阻和电阻率，下列说法正确的是（ ） Comment by fj: D A．导体的电阻率由材料的种类决定，与温度无关 B．由 ρ = 可知，导体的电阻率与导体的横截面积成正比，与导体的长度成反比 c．由 R = 可知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比 D．由 R = 可知，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比 【例 3】 一根粗细均匀的金属丝，当其两端所加电压为 U 时，通过其中的电流为 I。现将金属丝均匀地拉长为原长的 4 倍，在其两端电压为 2U 的情况下，通过的电流为（ ） Comment by fj: C A．16I B．8I C．I D．I 同步精练 一、选择题 1． 下列说法正确的是（ ） A．纯金属的电阻率较合金的电阻率大 B．导体的电阻率与导体的长度、横截面积及温度有关 C．超导现象就是在温度降到某一临界值时电阻率突然降为零的现象 D．将一根导线截去一半，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的一半 2． 甲、乙两电阻的 I – U 关系如图所示，把它们串联后的，I – U 关系图线一定在图中（ ）。 Comment by jing fan: CI 甲 乙 a b c U O （A）a 区域 （B）b 区域 （C）c 区域 （D）无法确定 3． 一只普通白炽灯，不通电时灯丝的电阻为 R1，正常发光时灯丝的电阻为 R2，则 R1 和 R2 的大小是（ ） Comment by fj: B A．R1 > R2 B．R1 < R2 C．R1 = R2 D．条件不足，无法判断 4． 将如图的滑动变阻器 A、C 接线柱连入电路中，当 P 由 A 向 B 移动时，接入电路的电阻值（ ） Comment by fj: A A．由小变大 B．由大变小 C．不发生变化 D．先增大后减小 5． 一根均匀电阻丝的电阻为 R，在温度不变的情况下，下列情况中，其电阻值为 2R 的是（ ） Comment by fj: B A．当长度不变，横截面积增大 1 倍时 B．当横截面积不变，长度增大 1 倍时 C．长度和横截面积都缩小 1 倍时 D．长度和横截面半径都增大 1 倍时 6． 甲、乙两根导线，甲的电阻率是乙的 4 倍，乙的长度是甲的 3 倍，乙的横截面积是甲的 2 倍，则甲、乙导线电阻之比是（ ） Comment by fj: A A．8∶3 B．6∶1 C．3∶2 D．24∶1 7． 甲、乙两导体为不同材料制成的均匀圆柱体，甲的长度是乙的 3 倍，甲的横截面积是乙的 2 倍，已知甲、乙两导体的电阻相等，则甲、乙两导体的材料的电阻率之比为（ ） A．2∶3 B．4∶3 C．8∶9 D．4∶9 8． 学校买回一捆铜导线，物理老师要求同学们在不打开包装只露出两端线头的情况下，测量其长度是否与标识吻合。同学们需要查阅及测量下列哪组物理量才能完成任务（ ） Comment by fanjing: C A．铜的电阻率ρ、导线的电阻 R B．铜的电阻率ρ、导线横截面的直径 d C．铜的电阻率ρ、导线的电阻 R、导线横截面的直径 d D．导线的电阻 R、导线横截面的直径 d 9． 两根材料相同的均匀导线 a 和 b，a 长为 l，b 长为 3l，串联在电路中时沿长度方向的电势随位置变化的规律如图，则导线 a 和 b 的横截面积之比为（ ） Comment by fanjing: A A．1∶9 B．9∶1 C．1∶4 D．4∶1 10． （多选）人体含水量约为 70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪（如图）的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例，下列说法正确的是（ ） Comment by fanjing: ACD 课后习题有脂肪秤的例子 A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻不同来判断人体脂肪所占的比例 B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例 C．激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确 D．人在沐浴之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确 二、填空题 11． 在做“决定电阻大小的因素”实验时，每次需挑选下表中两根合适的导线，测出通过它们的电流大小，然后进行比较，最后得出结论。 Comment by fanjing: （1）C、F （2）C、G （3）A、D （4）控制变量法 导线 A B C D E F G 长度 / m 1.0 0.5 1.5 1.0 1.2 1.5 0.5 横截面积/ mm2 3.2 0.8 1.2 0.8 1.2 1.2 1.2 材料 锰铜 钨 镍铬 锰铜 钨 锰铜 镍铬 （1）为了研究电阻与导体材料的关系，应选用的两根导线是_____________； （2）为了研究电阻与导体的长度的关系，应选用的两根导线是_____________； （3）为了研究电阻与横截面积的关系，应选用的两根导线是_____________； （4）本实验所采用的方法是_____________。 12． 已知一卷电线的导线直径为 d，在其两端加上电压 U，测得通过的电流 I，要测量其长度，还要知道该导线材料的___________（填汉字名称和符号），则其长度 L = ____________（用各物理量符号表示）。 Comment by fanjing: 电阻率 ρ，（此公式变形后就是下节课的电阻率公式） 三、综合题 13． 如图，一只小鸟站在一条通电的铝制裸导线上，已知导线的横截面积 S = 200 mm2，导线上通过的电流 I = 400 A，鸟两爪间的距离 L = 1 cm，请通过计算说明为什么小鸟能安全站在电线上？（铝的电阻率 ρ = 3.0×10−8 Ω·m） Comment by fanjing: 鸟两爪间导线的电阻 R = 1.5×10−6 Ω，U = 6×10−4 V，鸟两爪间的电压很小，故能安全站在电线上。 14． 如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q 为电极，设 a = 1 m，b = 0.2 m，c = 0.1 m。当里面注满某电解液，且 P、Q 间加上电压后，其 U – I 图像如图乙。当 U = 10 V时，求： Comment by fanjing: （1）2 000 Ω （2）40 Ω·m。 （1）电解液的电阻 R； （2）电解液的电阻率 ρ。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$