第十一章 2. 导体的电阻-【精讲精练】2024-2025学年高中物理必修第三册同步学习方案（人教版2019）

第十一章 电路及其应用 1 电源和电流 电荷量Q=qm4,旅据电流的定义式1-是得到等效电 预习案必备知识·问题导学 流I=q0,A正确。 一、1.答：(1)有，电荷定向移动 [答案]A (2)不会 [针对训练] (3)保持导体两端有电压 [概念·规律] 3.ACt时间内，通过导线横栽面的自由电子数N=Q 9 电子电势差持续 二、1.稳定2.电荷 上，故选项C正确：又I=n9Su代入上式得N=uSt,故 三、1.(1)定向(2)强弱(3)1安培毫安 微安 选项A正确。 提升案随堂演练·基础落实 mAA(4)号(5)正负2.(1)方向 (2)不断 1.B电源的作用是维持正、负极之间稳定的电势差，外电 碰撞平均速率 路中自由电子在静电力的作用下向正极移动，在电源内 [思考判断] 部，需要将电子由正极不断地搬运到负极，故A错误，B (1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)/ 正确：电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合 探究案关键能力·互动探究 的，两者缺一不可，故C错误；电源是对电路提供能量的 探究点一 装置，故D错误。 [例1][解析]在电源内部，电源把电子由正极撒运到2.C由公式g=L得，m=4==9.375×1021个，故 e e 负极，这一过程要克服静电力做功，把其他形式的能转 选C 化为电势能，故选项A错误，选项B正确；电荷的定向 :3.D假设电子定向移动的速率为，那么在t时间内通 移动才形成电流，选项C错误：电路中要形成持续的电 过导体横截面的自由电子数相当于在体积S中的自 流，既要有电源，电路又要闭合，两者缺一不可，故选项 由电子数，而体积为S的铜的质量为Sp,摩尔数为 D错误。 2,所以电荷量g=S0,因电流1=1=Sm,于 [答案]B m t m [针对训练] 是得到u=mI neSp 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 2导体的电阻 场和导体中积累的电荷形成的电场叠加而成的，C错 预习案必备知识·问题导学 误，D正确。 一1.过原点的直线2.7 U 阻碍 探究点二 [例2][解析]正离子定向移动方向就是电流方向，负 二、答：(1)串联电路中电阻跟电压成正比。 (2)见教材 离子定向移动的反方向也是电流方向：有正、负离子向 (3)略 相反方向经过同一裁面时，公式I=中的g应是正、 [概念·规律] 控制变量正比 负离子电荷量绝对值之和，故1= (m十n2严，电流方向 三、答：电阻率跟材料和温度有关 由A指向B,与正、负离子的数量无关，AB、C错误，D [概念·规律] 正确。 正比 反比Ps RS 导电性能导电性能 [答案]D [思考判断] [针对训练] (1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)/ 2.A电子枪2s发射的电荷量q=6×103×16×10-19C= 探究案 关键能力·互动探究 9.6×10一6C,所以示波管中的电流大小为1=9= 探究点一 U 9.6×10-6 2 A=4.8×10-6A,故A正确，B、C、D错误。 [例1][解析]虽然该元件是非线性元件，但可以用R= 计算各状态的电阻值，A错误；当U=5V时，I 探究点三 [交流讨论] 1.0A,R= 号=50，B正确，由图可知，随电压的增大， 1.答：略 各点到坐标原点连线的斜率越来越小，电阻越来越大， [例3][解析]橡胶棒沿抽线方向以速度0做匀速直线 反之，随电压的减小，电阻减小，C错误，D正确。 运动时，△r内通过的距离为U△，△t内通过某横截面的 [答案]BD 25 ⑧ [针对训练] 阻变为R'= 100L=10000p L S =10000R,故选项 1.AC 100 探究点二 [交流讨论] C正确。 答：(1)不需要(2)①正比②导体电阻和长度成正比 2.A 根据题意与电阻定律可得RAB=P是，Rm=PC ③导体电阻和横截面积成反比④导体电阻和材料 有关 由欧特究华R-号有Rw一号Rm品别有餐器- [例2】[解析]由R=ρ5可知：当电流方向如图示时 -后-导可得号一反男A。 a R,-P品-片R-P品-是，则RpR2-11,故 e ac A错误，B正确；当电流方向均为竖直向下时R甲'= P合Re'=P会，则有R,iR2'=:,故CD 3.A长方体的体积V=SL不变，根据电阻定律R=p了， 电阻的阻值最小的应该是横截面积最大、长度最短的， 错误。 由于a>b>c,故A符合题意。 [答案]B 4.解析由题图乙可求得U=10V时，电解液的电阻为 [针对训练] 2.A设沿AB方向的横裁面积为S1,沿CD方向的横栽 : R=号-5x10n-=20n 面积为S2则有号-之AB接入电路时电阻为R,CD 由题图甲可知电解液长为l=a=1m,横截面积为S= S2 bc=0.02m2,结合电阻定律R=p号得 接入电路时电阻为R:,则有元 =1,由欧姆定律 4 RS_2000X0.020·m=400·m p一 1 答案402·m 得电流之比 比代=子，解得2=4山=4山，故A正确。 3实验：导体电阻率的测量 预习案必备知识·实验要求 探究点三 [交流讨论] 一、1.(1)游标尺(2)微量差值1020500.1 答：(1)不一定。 0.050.022.(1)固定刻度B测微螺杆F精密 (2)不一定。 螺纹(2)0.50.010.01 (3)略 二1，答：(1)根据表达式为R=p5,导体的横截面积不 [例3][解析]甲、乙两金属导电板按题图两种方式接 入同一电源时，若回路中的电流相同，则由欧姆定律可 能直接测量，可以通过测量直径d得到，即S=4 4， 知甲、乙两金属导电板的电阻相等，根据电阻决定式有 R=P后，则可得电阻率为p=空，甲，乙两金属导电板 从而可以得到导体的电阻率p=xdR 4· (2)根据表达式可知，只需要测量电阻丝的电阻R、直 Rbe 径d和电阻丝有效长度1，就可测出金属丝的电阻率。 a 2 的电阻率之比为Rb,故选项A正确 = (3)①不是，应是金属丝接人电路的有效长度。 c ②应在不同位置测量三次，然后取平均值作为金属丝 [答案]A 的直径测量值。 [针对训练] 探究案关键能力·互动探究 3.C根据电阻定律R-P片，解得p-空，可知电阻串的 [例1][解析]刻度尺的分度值为1mm,要估读到 单位为·m,电导率是电阻率的倒数，则电导率的单 0.1mm。 位是1·m1,故选项A错误：金属材料的电阻率与 游标卡尺读数为4mm十10×0.02mm=4.20mm。 温度有关，金属材料的电导率的大小也与温度有关，故 [答案]60.104.20 选项B错误；不合格的纯净水中含有较多的离子，导电 [例2][解析]用螺旋测微器测小球直径时，先转动粗 能力好，电阻率小，电导率偏大，故选项C正确；材料的 调旋钮D使测微器螺杆F靠近被测小球，再转动微调 导电性能越强，电阻率越小，电导率越大，故选项D 旋钮H使测微螺杆F夹住小球，直到棘轮发出声音为 错误。 止，拨动锁紧装置G使F因定后读数，读数为6.5mm十 提升案随堂演练·基础落实 20.0×0.01mm=6.700mm。 [答案]DHG6.700 1,C杞电组丝拉制成直径是品的均匀细丝后，其横栽面 [例3][解析](1)使用06A量程时，刻度盘上的每一 小格为0.02A,表针示数为0.44A:当使用3A量程 积变为原来的0，长度变为原来的100倍，所以它的电 时，每一小格为0.1A,表针示数为2.20A。 26第十一章电路及其应用● 提升案随堂演练·基础落实 /夯基仙·挑技能·素养达成 1.关于电源的以下说法，正确的是 ( 2.电路中有一电阻，通过电阻的电流为5A, A.电源的作用是在电源内部把电子由负 当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子 数为 ( 极不断地搬运到正极，从而保持两极之 A.1500个 B.9.375X109个 间有稳定的电势差 C.9.375×1021个 D.9.375×100个 B.电源的作用是在电源内部把电子由正 3.铜的摩尔质量为m,密度为0，每摩尔铜原 子有n个自由电子。今有一根横截面积为 极不断地搬运到负极，从而保持两极之 S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平 间有稳定的电势差 均定向移动的速率为 C.只要电路中有电源，电路中就一定有 A.光速c B neS 电流 C.pl D.ml neSm neSp D.电源实质上也是一个用电器，也需要外 温 界提供能量 请完成L知能达标训练」作业（「四） 导体的电阻 [学业要求与核心素养] 1.理解电阻的定义及电阻的意义，掌握电阻的定义式。 2.理解导体的U-I图像的倾斜程度表示电阻的大小。 3.了解利用控制变量法实验探究影响导体电阻的因素。 4,理解电阻率的概念、掌握公式R=PS· 预习案必备知识·问题导学 /通教材·理知识·养初成 一、电阻 二、影响导体电阻的因素 1.同一个金属导体的U-I图像是一条 阅读教材，并回答： 2.定义式 教材实验“参考案例”的图10.2-2中： R= ,它反映了导体对电流的 (1)实验如何巧妙地比较电阻的大小？ 作用。 (2)简述实验步骤； 3.单位 (3)设计表格，记录数据。 欧姆(2)，千欧(k2),兆欧(M),1k 1032,1M=1052 精品教辅，智慧人生77 ●物理·必修第三册（配RJ版）》 【概念·规律】 【概念·规律】 内容 同种材料的导体，其电阻R与它的长 探究导体电阻与长度、横截面积、材 度！成 ,与它的横截面积S成 实验目的 电阻 内容 料的关系 :导体电阻还与构成它的材料 定律 有关 公式 R= 实验电路 公式 0 ρ反映了材料 的好坏。电阻 意义 率越小， 越好 探究导体电阻与长度、横截面积、材 阻 单位 国际单位一 实验目的 欧姆·米，符号是n·m 料的关系 电阻率ρ由材料自身的特性和温度决 决定 实验方法 法 定。纯金属的电阻率较小，合金的电 因素 阻率较大 串联的a、b、c、d电流相同，电压与导 体的电阻成 ,测量出它们的电 [思考判断] 实验原理 压就可知道它们的电阻比，从而分析 U 出影响导体电阻大小的有关因索 (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。 导体的电阻与长度、横截面积有定量 实验结论 () 关系，与导体材料有关 (2)电阻率ρ只与导体的长度L和横截面 三、导体的电阻率 积S有关。 阅读教材，并回答： (3)电阻率表示了材料的导电能力的强弱，由 观察教材表“几种导体材料在20℃时的 导体的材料决定，且与温度有关。() 电阻率”，此表说明了什么？ (4)电阻率大的导体，电阻一定很大。 ( (5)导体的长度越大，电阻也一定越大。 () (6)在特定的条件下，导体的电阻率p可以降 到0。 () 78精品教销，智慧人生 第十一章 电路及其应用。 探究案关键能力·互动探究 /析考点·铅规律·素养提开 探究点一 电阻的理解 1.R 号是电阻的定义式，比值表示一段导 A.该元件是非线性元件，所以不能用欧姆 定律计算导体在某状态下的电阻 体对电流的阻碍作用，对给定的导体，它的 B.加5V电压时，导体的电阻约是52 电阻是一定的，与导体两端是否加电压，导 C.由图可知，随着电压的增大，导体的电 体中是否有电流无关。 阻不断减小 2.伏安特性曲线 D.由图可知，随着电压的减小，导体的电 用纵坐标表示电流I,用横坐标表示电压U, 阻不断减小 这样画出的导体的IU图像叫作导体的伏 ●针对训练 安特性曲线。 1.(多选)甲、乙两个电阻，它们的伏安特性曲线 3.线性元件和非线性元件 画在同一个坐标系中，如图所示，则() (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。 (2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲 线，欧姆定律不适用的元件。 609 309 例①（多选）某导体中的电流随其两端电 压的变化如图所示，则下列说法正确的是 A甲的电阻是乙的电阻的号 B.把两个电阻两端加上相同的电压，通过 IIA 甲的电流是通过乙的电流的两倍 2.0 1.5 C.欲使有相同的电流通过两个电阻，加在乙 1.0 两端的电压应是加在甲两端电压的3倍 0.5 0 5 101215U元 D.甲的电阻是乙的电阻的2倍 探究点二 实验探究影响导体电阻的因素 [交流讨论] (1)比较电阻之比是否需要测电流？ 如图所示，a、b、c、d是四条不同的金属导 (2)下表为四个串联导体的各方面因素关 体，导体b、c、d在长度、横截面积、材料三 系及导体两端的电压关系。 个因素方面，分别只有一个因素与导体口 三个因素及电 不同。 长度 横截面积 材料 电压 压不同导体 a L 铁 U 2L s 铁 2U 特品教辅·智德人生 79 ●物理·必修第三册（配RJ版）》 续表 例2(2023·广州期末)如图所示，两个用 三个因素及电 长度 横截面积 材料 电压 相同材料制成的上表面均为正方形的长方 压不同导体 体导体甲、乙，高度均为h,甲、乙上表面边 2S 铁 U 长分别为a、b,则 2 d S 镍铜合金 5U ①四段导体串联接入电路，每段导体两端 的电压与电阻有什么关系？ ②对比导体a和b说明什么？ A.从图示电流方向看，甲、乙电阻之比为 ③对比导体a和说明什么？ a:b ④对比导体a和d说明什么？ 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 [归纳总结」 之比为a:b 1,导体电阻的决定式R=pS D.若电流方向均为竖直向下，甲、乙电阻 1是导体的长度，S是导体的横截面积， 之比为a2:b ρ是比例系数，与导体材料有关，叫作电 。针对训练 阻率。 2.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长 2.RY与R=P5的区别与联系 ab=2bc。当将A与B接人电压为U的电 路中时，电流为I;若将C与D接入电压为 R=9 R-05 U的电路中，则电流为 适用于纯适用于粗细均匀的金属导体或 区别 电阻元件 浓度均匀的电解液、等离子体 R=P5是对R-号的进一步说明，即导体 A.4I B.21 联系 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 D.1 探究点三 电阻率 [交流讨论] [归纳总结] (1)电阻率大的导体，电阻是否一定大？ 1.电阻率是一个反映导体材料导电性能的物 (2)电阻大的导体，电阻率是否一定大？ 理量，是导体材料本身的属性，与导体的形 (3)电阻与电阻率有何区别和联系。 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。 80 精品教销，智慧人生 第十一章 电路及其应用● (2)大部分半导体的电阻率随温度的升高 2 而减小，半导体的电阻率随温度的变化较 A. B.b 大，可用于制作热敏电阻。 c 2 D. bc (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。 。针对训练 (4)许多导体在温度特别低时电阻率可以 3.某市对市场上售出的纯净水质量进行了抽 降到零，这个现象叫作超导现象。 测，检测样品的电导率（电导率是电阻率的 例3甲、乙为不同材料制成的两个长方体 倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要 金属导电板，长、宽、高均分别为a、b、c,其 中a>b>c,如图所示，它们的外形完全相 指标)来判断纯净水是否合格。下列说法 同。现将甲、乙两金属导电板按下图两种 正确的是 () 方式接入同一电源时，若回路中的电流相 A.电导率的单位是2 同，那么甲、乙两金属导电板的电阻率之 B.任何材料的电导率的大小均与温度 比为 无关 C.不合格的纯净水的电导率偏大 T 长 长n D.材料的电导率越小，其导电性能越强 提升案随堂演练·基础落实 /分基础·提技能·素养达成 1.一条粗细均匀的电阻丝，电阻为R,圆形 样的电压U时测得通过样品的电流是2I, 横截面的直径为d。若将它拉制成直径 则a:b等于 为号的均匀细丝，电阻变为 R A.10000 B周 C.10000R D.100R A.√2 B. 2 2.(教材本节练习与应用第6题变式)如图所 C.4 D.2 示，一块均匀的长方体样品，长为a、宽为b, 3.(2023·东营联考)欧姆不仅发现了欧姆定 厚为c。在A、B两端加上电压U时测得 律，还研究了电阻定律。有一个长方体金 通过样品的电流是I,在C、D两端加上同 属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c, 特品教铺，智慧人生81 ●物理·必修第三册（配RJ版） 且a>b>c,电流沿以下方向流过该金属电 阻，其中电阻的阻值最小的是 10 电流方向 电流方向 电流向 电汽方向 5×10-3A) D 4.图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器， P、Q为电极，设a=1m,b=0.2m,c 0.1m,当里面注满某电解液，且P、Q间加 上电压后，其U1图线如图乙所示，当U= 温馨 请完成能达标训练」作业（五) 10V时，电解液的电阻率ρ是多少？ 3实验：导体电阻率的测量 [学业要求与核心素养] 1.了解游标卡尺和螺旋测微器的测量原理，并掌握二者的使用方法和读数规则。 2.知道测导体电阻率的原理。 3.熟悉导体电阻R、导体长度！和导体截面积S等物理量的测量。 4.通过计算得出导体的电阻率，并进行误差分析。 :18: 预习案必备知识·实验要求 /通数材·雕知识·素养初成 一、实验1长度的测量及测量工具的选用 来提高测量精度的，常用的游标 1.游标卡尺 卡尺有 分度， 分度， 分 (1)构造：主尺、 (主尺和游标尺上各 度。如下表所示： 有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一 刻度格数 每小格与 精确度 刻度总长度 个深度尺。（如图所示） (分度) mm的差值（可精确到 内测量爪 10 9 mm 0.1mm mm 尺身 紧螺钉 主尺 深度尺 20 19 mm 0.05mm mm 50 49 mm 0.02mm mm 游标尺 (3)读数：若用x表示从主尺上读出的整 外测金爪 毫米数，K表示从游标尺上读出与主尺上 (2)原理：游标卡尺是利用主尺的单位刻度 某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结 (1mm)与游标尺的单位刻度之间固定的 果表示为(x十K×精确度mm)。 82精品教销，智慧人生