第15 讲 导体的电阻 讲义-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

本高中物理讲义聚焦“导体的电阻”核心知识点，承接电流、电压概念，通过实验探究材料、长度、横截面积及温度对电阻的影响，构建电阻定义式（R=U/I）与决定式（R=ρl/S）的联系，区分电阻与电阻率，为后续欧姆定律、安全用电等内容奠定基础。 资料以科学探究为主线，设计控制变量法实验方案（如不同规格金属丝电阻测量），培养科学思维中的模型建构（均匀柱体模型）与科学推理能力。通过自主学习问题引导、自我诊断分层练习（如形变体电阻计算、伏安特性曲线分析），课中辅助教师实施探究教学，课后助力学生查漏补缺，深化物理观念与科学态度。

人教版（2019）必修三第十一章电路及其应用讲义二次备课 第15讲 导体的电阻 教学目标： 1.物理观念（形成电阻概念、掌握电阻定律、区分电阻与电阻率） 理解电阻是导体本身的一种性质，反映导体对电流阻碍作用的强弱。知道电阻的定义式及其物理意义。 理解并掌握电阻定律 知道电阻率的物理意义 (反映材料导电性能的物理量)，能识别影响导体电阻的因素 (材料、长度、横截面积、温度)。 明确电阻是导体的属性，与导体本身有关；电阻率是材料的属性，与材料本身和温度有关。 知道金属电阻率随温度升高而增大、半导体、超导体等材料的电阻率特性 (定性了解)。 2.科学思维（应用控制变量法、建立模型思想、定性定量分析、进行逻辑推理、理解比值定义） 在理解电阻定律的过程中，体会并应用控制变量法研究多个因素对电阻的影响。 将实际的复杂导体抽象为“均匀柱体”模型，理解电阻定律适用于该模型。 能根据电阻定律进行逻辑推理，解释和预测导体的电阻变化 。 能对影响电阻的因素进行定性分析，并能利用电阻定律进行简单的定量计算。 深化对电阻作为比值定义物理量的理解。 3.科学探究（设计探究方案、操作实验仪器、获取处理数据、分析得出结论、评估交流反思） 能在教师引导下，设计实验方案探究影响导体电阻的因素 (长度、横截面积、材料)，明确需要控制的变量和测量的物理量。 能正确使用电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、不同规格的金属丝 (或电阻定律演示仪)等器材。 能规范操作进行实验，记录数据，并运用表格或图像处理数据。 能通过对实验数据的分析，总结出电阻与长度、横截面积的定量关系 (正比、反比)，初步认识电阻率的概念。 能分析实验误差来源，评估实验方案的优劣，并与同学交流探究过程和结果。 4.科学态度与责任：通过实验探究导体电阻的奥秘，感受物理学研究物质基本属性的魅力，激发学习兴趣和求知欲。 养成通过实验数据和逻辑推理得出结论的科学态度，尊重客观事实。 体会物理学中通过建立理想模型 (均匀柱体)、运用控制变量法等科学方法来研究复杂问题的过程。 知道电阻定律在工程技术中的应用 (如选择合适导线、设计电阻器、解释电热现象等)，体会物理学对技术发展的推动作用。 理解导线电阻与发热的关系，初步建立选择合适导线以避免过热引发事故的安全意识 (为后续焦耳定律和安全用电做铺垫)。对超导、半导体等特殊导电材料的特性和应用前景产生兴趣，关注科技发展。 重难点： 重点：电阻定律的理解与应用 ；影响电阻大小因素的探究。 难点：电阻率物理意义的深刻理解(区分于电阻R)；实验探究方案的设计与实施 (控制变量法的有效应用)。。 自主学习（带着问题研读教材）： 问1、如何定义不同导体对电流的阻碍作用？电阻表示什么物理性质？ 在U－I图像中什么表示导体的电阻？ 问2、影响导体电阻的因素有哪些？导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零吗? 问3、请写出电阻定律的内容、表达式、适用条件。电阻率的决定影响因素是什么？ 问4、 与 的区别与联系？与 的区别？ 问5、线性元件的伏安特性曲线和非线性元件的伏安特性曲线的特点分别是什么？ 自我诊断找差距： 1.(多选题)由欧姆定律I=可导出U=IR和R=。下列叙述中正确的是(　　) 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.(多选)关于电阻率，下列说法中正确的是 ( ) A.电阻率反映导体的导电性能，电阻率越大，导电性能越好 B.电阻率大的导体，电阻一定大 C.用来制作标准电阻的材料的电阻率几乎不随温度的变化而变化 D.电阻率与导体的长度和横截面积无关 3.(多选题)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 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 4.如图所示为a、b两电阻的伏安特性曲线，图中α=45°，则( ) A.电阻a 的阻值随电流的增大而增大 B.电阻b的阻值 1.0Ω C.在两图线交点处，电阻a的阻值大于电阻b的阻值 D.在电阻b两端加4 V 电压时，流过电阻的电流是2 A 5.砷化铌纳米带是一种具有较高电导率的材料,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 = 。下列说法正确的是(　　) A.电导率的单位是Ω·m B.材料的电导率越大,其导电性能越强 C.材料的电导率大小与材料的长度、横截面积等因素有关 D.电导率的大小只与材料本身有关,与温度等因素无关 6.如图所示，a、b、c为不同材料做成的电阻，b与a的长度相等，b的横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等，c的长度是 a的两倍.当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系为 关于三种材料的电阻率ρa、ρb、ρc，下列说法中正确的是 ( ) A.ρb是ρc的2倍 B.ρa是ρc的2倍 C.ρa是ρb的2倍 D.ρc是ρa的2倍 7.如图甲所示，将两根横截面积和长度均相同、材料不同的导线Ⅰ和Ⅱ串联后接入电路.将电源负极接地，导线上任意一点的电势φ随该点与a点距离x的变化关系如图乙所示.导线Ⅰ和Ⅱ的电阻率分别为ρ1、ρ2，电阻分别为 R1、R2，则它们的关系正确的是 ( ) A. 诊断报告 我做错的题目有：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 我有待掌握的教材考点有：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 我的疑难问题有：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 精讲精练补短板： 一、题型剖析 1.概念辨析问题 例1. 下列判断正确的有 ( ) A.把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的三分之一 B.通过导体的电流跟导体两端的电压和导体的电阻均有关 C.任何材料的电阻率随温度的升高而增大 D.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 2.形变体不变电阻的计算 当体积不变的电阻以不同的接入点或者以不同的形状(对折，拉长)接入电路时，利用电阻定律计算电阻时往往容易忽略长度或横截面积的变化，导致计算错误。正确思维方法：当电阻体积不变时，即V=lS 为定值时，由电阻定律 可推得 即当电阻体积不变时，电阻阻值大小与长度的平方成正比。 例2. 欧姆不仅发现了欧姆定律，还对导体的电阻进行了研究.如图所示，一块均匀的长方体金属样品，边长分别为a、b、c，且a>b>c.当样品两侧面加上相同的电压U时，下列选项中电流最大的是 ( ) 例3. 两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加相同电压，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( ) A.1:4 B.1:8 C.1:16 D.16:1 3.伏安特性曲线问题 这类问题通常出现两种图线：I-U图线(伏安特性曲线)和U-I图线，对I-U图线，图线上的点与坐标原点连线的斜率的倒数表示导体电阻，即 ；对U-I图线，图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻,即k=R。 例4. 导体的伏安特性曲线表示导体的导电特性.如图所示是A、B两个导体的伏安特性曲线a、b，其中图线a 的斜率为 k，并且图线a 与横轴的夹角为α.下列关于这两个导体的伏安特性曲线的说法正确的是 ( ) A.导体A 为线性元件，且 B.导体 B 为非线性元件，曲线上某点切线的斜率为相应状态的电阻的倒数 C.两条图线相交的点表示两导体在此状态时的I、U、R 均相等 D.导体 B 的阻值随电流的增大而增大 4.电阻、电阻率的计算 例5. 将横截面相同、材料不同的两段导体L₁、L₂无缝连接成一段导体，总长度为1.00 m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P 从M 端滑到N端，理想电压表读数 U 随滑片 P 距M 端的距离x的变化关系如图乙，则导体L₁、L₂的电阻率之比约为( ) A.2:3 B.2:1 C.5:3 D.1:3 二、巩固练 A组　夯实基础 1.(多选)下列关于欧姆定律的说法中正确的是( ) A.由 可知，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的阻值成反比 B.由U=IR 可知，对一定的导体，通过它的电流越大，它两端的电压也越大 C.由 可知，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比 D.欧姆定律 适用于任何导体的导电情况 2.有三个同学分别对自己手中的电阻进行了一次测量，三个同学把测量各自电阻时测得的电阻两端的电压和通过电阻的电流描点到同一U-I坐标系中，得到的结果如图所示，图中A 点、B点和C点对应的电阻分别为 RA、RB和 Rc，则( ) 3.一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压 U0时，通过导线的电流为I0，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的 ，再给它两端加上电压3U0，则( ) A.通过导线的电流为 B.通过导线的电流为 C.导线中自由电子定向移动的平均速率仍为v D.导线中自由电子定向移动的平均速率是光速 4.下列关于电阻率和电流的说法正确的是 ( ) A.电阻率大的导体，电阻一定很大 B.电阻两端所加电压一定时，自由电荷定向移动的速度随温度升高而不断增加 C.半导体材料导电性能随环境温度升高而减弱 D.有些金属的电阻率随温度变化而变化，可用来制作电阻温度计 5.(多选)如图所示为某导体的伏安特性曲线，根据图中信息可以得出 ( ) A.该导体的电阻随电压的增大而增大 B.该导体的电阻率随电压的增大而减小 C.该导体两端电压为8 V时，电阻等于10Ω D.该导体两端电压为4 V 时，通过导体的电流小于0.15 A 6.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 7.一根粗细均匀的金属导线,在其两端加上电压U0时,通过导线的电流为I0,导线中自由电子定向移动的平均速率为v。若将导线均匀拉长,使它的横截面半径变为原来的,再给它两端加上电压U0,则此时(　　) A.通过导线的电流为 B.通过导线的电流为 C.导线中自由电子定向移动的平均速率为 D.导线中自由电子定向移动的平均速率为v 8.某同学想探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律.他拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱.他量得盐水柱的长度是30 cm，并测出盐水柱的电阻等于 R.现握住橡胶管的两端把它拉长，使盐水柱的长度变为40 cm.已知溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，此时盐水柱的电阻应该等于 ( ) B. C. B组　素养提升 9.小李家的房子装修，买了一卷规格为“100m 4mm2”的铜导线(已知铜的电阻率为 用来安装一条专线，为额定电压为220 V、额定功率为2.0kW的空调供电.实际上只用去了一半导线，如果空调能够正常工作、估算导线上损失的电压约为( ) A.1.9 V B.0.19 V C.2.5 V D.0.25 V 10.近地大气层可视为电阻率较大的漏电介质，雷暴对大气层“电击”时，离地面高H处的大气层与带负电的地面之间电势差为U，已知雷暴t秒钟给地球充电的电荷量为Q，地球表面积近似为S，则( ) A.离地面越近电势越高 B.大气层的等效电阻为 C.大气层的平均漏电电流为 D.大气层的平均电阻率为 11.如图甲所示电路中，电源电压为3.0 V、内阻不计,L₁、L₂、L₃为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.开关S闭合后，下列判断正确的是( ) A.流过L₁的电流是流过L₂的电流的2倍 B. L₁、L₂、L₃的电阻相等 C.此时L₁ 的电阻为12Ω D.此时L₂消耗的电功率为0.375 W 12.(多选)如图所示为三种元件1、2、3的伏安特性曲线，下列说法正确的是( ) A.元件1可能是白炽灯 B.元件2 是线性元件，其阻值等于图像的斜率 C.将三个元件串联，当电路中的电流小于I0时，随着电流增大，元件1、3的电阻差减小 D.将三个元件并联，当电路两端电压小于 U0时，电压从零开始逐渐增大，元件1、2的电流差先增大后减小 13.如图所示，两段由同种材料制成的圆柱状导体A、B串联后接在电路中，两段导体的长均为d，A、B导体的横截面积分别为S₀、4S0。导体中单位体积内自由电子的个数为n，电子电量大小为e，导体中的电流为I，A的左端与B 的右端间的电压为U，求： (1)t时间内通过A 导体横截面的自由电子的个数； (2)导体A 与导体 B 中自由电子定向移动的平均速率之比； (3)导体的电阻率. 教学反思： 第15讲 导体的电阻参考答案 自主学习（带着问题研读教材）： 问1、同一个导体，不管电流、电压怎样变化，电压跟电流之比都是一个常量，这个常量定义为导体的电阻。电阻反映导体对电流的阻碍作用。在导体的 U-I 图像中，斜率反映了导体电阻的大小。 问2、是用比值求解导体电阻的一种方法，导体的电阻由导体本身的性质决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，与长度、横截面积、温度及材料有关，不能错误地认为R与U成正比、与I成反比。 电阻是导体本身的固有属性，用导体两端的电压和通过导体的电流的比值定义电阻，但不决定电阻，故当导体两端电压为零时，导体的电阻不一定为零。 问3、内容：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l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；表达式：（其中l表示导体沿电流方向的长度，S表示导体垂直于电流方向的横截面积,ρ是表征导体材料导电性能的物理量，称为这种材料的电阻率）；适用条件:适用于温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。电阻率ρ由材料自身的特性和温度决定。 问4、区别：是电阻的决定式，说明了电阻由导体的哪些因素决定，对于同种材料的导体，可以说其电阻R与长度l成正比、与横截面积S成反比，只适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液、等离子体。是电阻的定义式，提供了求电阻的方法，并不能说电阻R与电压U和电流I有关系，适用于纯电阻电路、线性元件、金属和电解质溶液导电。联系：均能求解电阻，前者对后者补充说明了导体的电阻不取决于其两端的电压和流过它的电流，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积。 是电流的定义式，适用于所有导体； 是电流的决定式，求解电流时需注意其适用范围,适用于金属导电、电解液导电的纯电阻电路，而对含电动机或电解槽的电路、气体导电、半导体导电等非纯电阻电路不适用。 问5、线性元件的伏安特性曲线是一条过原点的直线，伏安特性曲线的斜率等于电阻的倒数；非线性元件的伏安特性曲线是一条曲线，图线上的点(Un，In)与坐标原点连线的斜率的倒数表示此电压下的电阻。 自我诊断找差距： 1.BCD 2. CD 3.BD 4. D 5.B 6.A 7.A 精讲精练补短板： 一、题型剖析 例1. B 例2. B 例3. C 例4. C 例5. B 二、巩固练 A组　夯实基础 1. AB 2. C 3.B 4.D 5.BD 6..A 7.B 8.A B组　素养提升 9.A 10. B 11.C 12. CD 13. (1) (2) - 4 - 学科网（北京）股份有限公司 $$