课时11.2 导体的电阻-2025-2026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 1.(2025海南海口华侨中学月考)由欧姆定律I=可导出U=IR和R=。下列叙述中不正确的是　 (　　) 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.一定电流流过导体，导体的电阻越大，其两端电压越大 2.(2025山西大同月考)导体的伏安特性曲线表示导体的导电特性。A、B两个导体的伏安特性曲线a、b如图所示，其中图线a的斜率为k，并且图线a与横轴成α角。下列关于这两个导体及伏安特性曲线的说法正确的是 (　　) A.导体A为线性元件，且RA== B.导体B是非线性元件，曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数 C.两条图线的交点表示两导体在此状态下的I、U、R均相等 D.导体B的电阻值随电压的增大而增大 3.(2025北京房山期中)某学习小组探究一段金属导体的导电特性，通过实验得到了如图所示的U-I图像，以下关于这段金属导体的说法正确的是 (　　) A.由图像可知电流增大时，导体的电阻变小 B.根据图中P点的斜率可得P点对应的电阻为12.5 Ω C.流过导体的电流为0.8 A时，电阻为3.75 Ω D.该金属导体是线性元件 题组二　电阻定律的理解和应用 4.(2025江苏无锡锡山高级中学期末)2023年9月18日，中油测井使用电成像测井技术，通过微电阻率扫描为地热能储层成功完成“造影成像”。这种“电测井”技术，用钻头在地上钻孔，在钻孔中进行电特性测量，可以反映地下的有关情况。一钻孔如图所示，其形状为圆柱状，横截面半径为r=10 cm，假设里面充满浓度均匀的盐水，其电阻率ρ=0.314 Ω·m，现在钻孔的上表面和底部加上电压，测得U=75 V，I=50 mA，则该钻孔的深度h约为 (　　) A.50 m　　　　B.100 m　　　　C.120 m　　　　D.150 m 5.(2025江苏苏州四校联考调研)家用电热水器在使用时有漏电危险，当发生漏电时，电流会经过水管中的水流到人体，导致意外发生。“隔电墙”可以在一定程度上保护人体的安全，装置的内部结构是一个螺旋状的绝缘管道，如图甲，“隔电墙”实际上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图乙所示。下列分析正确的是 (　　) 　 A.“隔电墙”是通过增大管道中水的电阻来保护人体安全的 B.“隔电墙”是靠控制水流速度来控制电流大小的 C.漏电时，“隔电墙”能完全隔断电流 D.“隔电墙”是通过减小管道中水的电阻率来保护人体安全的 6.(2025江苏苏州震泽中学检测)一根粗细均匀的金属导线电阻为R，在其两端加上恒定电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v。若将该金属导线对折一次，使其长度变为原来的，仍给它两端加上恒定电压U，则下列说法正确的是 (　　) A.金属导线的电阻为 B.通过金属导线的电流为 C.导线中自由电子定向移动的平均速率为2v D.导线中自由电子定向移动的平均速率为 7.(2025山东聊城期中)在半导体工艺里经常需要测定金属薄膜厚度，目前采用的方式是通过测定电阻来间接测定。构成某薄膜金属材料的电阻率为ρ，取一块厚度均匀、边长为L的正方形该金属薄膜，在薄膜两端施加恒定电压U0，通过薄膜的电流方向如图所示，测出流过薄膜的电流为I，即可推导出薄膜厚度d，下列说法正确的是 (　　) A.电流I越大，则薄膜厚度d越大 B.正方形边长L越大，则所测定的电阻值越大 C.若薄膜厚度变为原来的2倍，则电流I变为原来的4倍 D.若薄膜厚度变为原来的2倍，则测定的电阻值变为原来的2倍 题组三　导体的电阻率 8.(2025江苏苏州三校联合测试)2019年3月19日，复旦大学科研团队宣称已成功制备出具有较高电导率的砷化铌纳米材料，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1 000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ=，则下列说法正确的是 (　　) A.电导率的单位是Ω·m B.电导率的大小只与材料本身有关，与温度等因素无关 C.材料的电导率越大，其导电性能越弱 D.材料的电导率大小与材料的长度和横截面积等因素无关 9.(2025贵州贵阳期中)某电路中用到了一个特殊的滑动变阻器，其截面示意图如图甲所示，其主体为两段不同材料制成的长度相同、粗细相同的圆柱形金属导体拼接而成的电阻，滑片P可以自由滑动，A、B间的电阻R与滑片P到电阻左端间的距离x的关系如图乙所示，则左、右两侧圆柱形导体的电阻率之比为 (　　) 　 A.3∶4　　　　B.1∶2　　　　C.3∶1　　　　D.4∶1 答案与分层梯度式解析 第十一章　电路及其应用 2　导体的电阻 基础过关练 1.A 2.C 3.C 4.D 5.A 6.C 7.A 8.D 9.B 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错误，B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正确；根据U=IR可知，一定电流流过导体，导体的电阻越大，其两端电压越大，故D正确。 2.C　因为导体A的伏安特性曲线是一条过原点的直线，所以A是线性元件，I-U图线斜率的倒数等于其电阻，但因为横、纵坐标轴标度不一定相同，则斜率不能用倾角的正切值求解，故A错误。因为导体B的伏安特性曲线不是直线，所以导体B是非线性元件，I-U图线上各点与原点的连线的斜率表示电阻的倒数(点拨：不是图线上某点切线的斜率表示电阻的倒数)，电压U增大时，图线上各点与原点的连线的斜率逐渐增大，所以B的电阻值随电压的增大而减小，故B、D错误。两线的交点处，U和I相等，此时电阻R=也相等，故C正确。 3.C　根据R=可知，导体的U-I图线上某点与坐标原点连线的斜率表示电阻，则电流增大时，斜率变大，电阻变大，故A错误；P点对应的电阻为R==5.0 Ω，B错误；流过导体的电流为0.8 A时，电压为3.0 V，故电阻为R==3.75 Ω，C正确；由于该金属导体的U-I图线是过原点的曲线，可知该金属导体是非线性元件，D错误。 4.D　根据欧姆定律可得钻孔内盐水的电阻为R== Ω=1 500 Ω，根据电阻定律可得盐水的电阻R=ρ=ρ，可得h== m=150 m，故选D。 5.A　根据电阻定律R=ρ可知，由于水的电阻率不变，在安装“隔电墙”的情况下，水流变长，横截面积变小，电阻增大，电流减小，从而对人体起到保护作用，但“隔电墙”不能完全隔断电流，故选A。 6.C　将金属导线对折后，它的横截面积变为原来的2倍，长度变为原来的，根据电阻定律R=ρ可知，金属导线的电阻将变为原来的，即此时导线的电阻为，A错误；根据欧姆定律可知金属导线中的电流为I'==4I，故B错误；根据电流的微观表达式I=nqSv，由于金属导线的横截面积变为原来的2倍，通过的电流变为原来的4倍，则导线中自由电子定向移动的平均速率变为原来的2倍，即2v，故C正确，D错误。 7.A　根据欧姆定律可得正方形金属薄膜的电阻为R=，根据电阻定律可得薄膜的电阻R=ρ=ρ=，联立解得d=，可知薄膜厚度d与I成正比，电流I越大，则薄膜厚度d越大，若薄膜厚度变为原来的2倍，则电流I变为原来的2倍，故A正确，C错误；由于薄膜电阻为R=，可知所测定的电阻值R与正方形边长L无关，若薄膜厚度变为原来的2倍，则测定的电阻值变为原来的，故B、D错误。 8.D　根据σ==可知，电导率的单位为，故A错误；材料的电导率越大，电阻率越小，则其导电性能越强，故C错误；材料的电导率大小与材料本身和温度等因素有关，而与材料的长度、横截面积等因素无关，故B错误，D正确。 9.B　根据题意可知，当x≤l时，由电阻定律可得R=ρ1，当l<x≤2l时，由电阻定律可得R=10 Ω+ρ2，可知R-x图线的斜率为，由题图乙可知=，==，联立可得=，选B。 名师点津　本题考查电阻定律公式R=ρ，与2024年广西高考第6题类似。由R=ρ=l·可知，R-x图线的斜率等于，结合图像分析出两段不同材料的的值，在S相同的情况下，得出两段不同材料的电阻率的比值。 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 $$