第2节 决定导体电阻大小的因素-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

本讲义聚焦决定导体电阻大小的因素这一核心知识点，承接电阻定义式，通过实验探究得出电阻定律（R=ρl/S），系统梳理电阻与长度、横截面积、材料的关系，进而引入电阻率概念，明确其物理意义、单位及与温度的关系，为电路分析奠定基础。 该资料以情境导入（小鸟站电线）激发问题，实验探究采用控制变量法培养科学探究能力，例题与变式（如长方体导体不同接入方式电阻计算）提升科学推理和模型建构能力。课中辅助教师引导学生主动探究，课后通过针对练帮助学生巩固知识，查漏补缺。

第二节　决定导体电阻大小的因素 【素养目标】　1.知道影响导体电阻的因素，掌握电阻定律。2.知道电阻率的概念，知道常见金属导体电阻率的大小排序。3.知道导体的电阻率和温度有关。 知识点一　电阻定律 【情境导入】　如图所示，鸟儿站在很粗的铜质电线上，两爪间距离很近，两爪间电线的电阻几乎为零，小鸟被短路使其不触电；若鸟儿站在很细的铁质电线上，且两爪间的距离较大，那它就危险了，据此思考电线的电阻可能与哪些因素有关？ 提示：导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关。 【教材梳理】 (阅读教材P60—P61完成下列填空) 1．实验：探究导体电阻大小与其影响因素的定量关系 (1)实验目的：在温度不变的情况下，探究导体电阻与导体的长度、横截面积、材料之间的定量关系。 (2)实验方法：控制变量法。 (3)实验原理：用电压表测出导体两端的电压，用电流表测出通过导体的电流，利用公式R＝求出导体的电阻。 学生用书第63页 (4)实验电路：如图所示。 (5)实验结论 对于同种材料的导体，在横截面积保持不变时，导体的电阻与导体的长度成正比；在长度保持不变时，导体的电阻与导体的横截面积成反比。对于不同材料的导体，在导体的长度和横截面积保持不变时，导体的电阻与材料有关。 2．电阻定律 (1)内容：在一定温度下，均匀导体的电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比。 (2)公式：R＝ρ。 【师生互动】　类比电容的定义式C＝＝与电容的决定式C＝，思考电阻R的定义式和决定式。 提示：R＝＝是电阻的定义式，R＝ρ是电阻的决定式。 影响导体电阻的因素 在探究导体电阻与其影响因素的定量关系时，某同学按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，电压表示数越大 C．a与c相比，导体越粗，电压表示数越大 D．a与d相比，电压表示数越大，表明该种材料的导电性能越好 答案：B 解析：由R＝可得U＝IR，电阻串联时电流相等，故电压与电阻成正比，根据电压表示数，可得出各导体电阻间的定量关系，不需要电流表，A错误；a与b相比，导体越长，电阻越大，电压表示数越大，B正确；a与c相比，导体越粗，电阻越小，电压表示数越小，C错误；a与d相比，电压表示数越大，电阻越大，表明该种材料的导电性能越差，D错误。 电阻定律的理解与应用 (2025·广东广州高二上期中)如图所示，一段长为a、宽为b、高为c(a>b>c)的导体，将其中的两个对立面接入电路中时，最大的电阻为R，则最小的电阻为(　　) A． B． C． D．R 答案：C 解析：根据电阻定律R＝ρ，可知若使电阻最小，则导体的横截面积应最大，长度应最小，反之则电阻最大。由题意可得最大电阻为Rmax＝ρ，最小电阻为Rmin＝ρ，所以Rmin＝＝，故选C。 变式拓展．(2025·广东广州高二上期中)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而间接测得薄膜厚度，现查询资料获知某薄膜金属材料的电阻率ρ，取一块厚度均匀、边长为L的该材料制成的正方形金属薄膜，在薄膜两端施加恒定电压U。通过薄膜的电流方向如图所示，测出流过薄膜的电流I，即可推导出薄膜厚度d，则(　　) A．电流I越大，则薄膜厚度d越小 B．电流I越大，则薄膜厚度d越大 C．正方形边长L越大，所测定的电阻值越大 D．正方形边长L越大，所测定的电阻值越小 答案：B 解析：根据电阻定律可得薄膜电阻为R＝ρ＝，可知所测定的电阻值R与正方形边长L无关，故C、D错误；根据欧姆定律得I＝，结合薄膜电阻为R＝，可得薄膜厚度为d＝，可知d与I成正比，电流I越大，则薄膜厚度d越大，故B正确，A错误。故选B。 学生用书第64页 针对练1.将如图所示的滑动变阻器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 答案：A 解析：当A和C接线柱接入电路中时，变阻器上的PA部分电阻丝被接入电路，当滑片P由A向B移动时，接入电路中的电阻丝长度变长，根据电阻定律可知变阻器接入电路中的电阻变大，故A正确，B、C、D错误。 针对练2．(多选)(2025·广东东莞高二上段考)小华在综合实践课上制作了一个长方体的均匀金属块，长、宽、高如图所示。为研究金属块的电阻，他将A与B接入电压为U的电路中时，电阻为R，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电阻R′和电流I′分别为(　　) A．R′＝4R B．R′＝R C．I′＝I D．I′＝I 答案：AC 解析：将A与B接入电路中时，根据电阻定律可得金属块的电阻为R＝ρ＝，将C与D接入电路中时，金属块的电阻为R′＝ρ＝，联立解得R′＝4R，根据欧姆定律有I＝，I′＝，解得电流关系为I′＝I，故选AC。 知识点二　电阻率 【情境导入】　一些常见导体材料在20 ℃时的电阻率 材料 ρ/(Ω·m) 材料 ρ/(Ω·m) 银 1.6×10-8 铁 1.0×10-7 铜 1.7×10-8 锰铜合金 4.4×10-7 铝 2.9×10-8 镍铜合金 5.0×10-7 钨 5.3×10-8 镍铬合金 1.0×10-6 (1)电路中导线和滑动变阻器的电阻丝分别用什么材料制作？ (2)为什么给定材料的电阻率要标明温度为20 ℃，为什么不标明导体的横截面积、长度等信息？ 提示：(1)在电路中的导线一般用电阻率小且造价低的铝或铜制作，滑动变阻器的电阻丝一般用镍铬合金材料制成。 (2)因为电阻率与温度有关，与导体的横截面积、长度等无关。 【教材梳理】 (阅读教材P61—P63完成下列填空) 1．电阻率是反映材料导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，当l、S一定时，电阻率ρ越大，电阻R越大，该材料的导电性能越差。 2．国际单位制中，ρ的单位：欧姆米，简称欧米，符号：Ω·m。 3．金属单质的电阻率较小，合金的电阻率较大。 4．影响电阻率的两个因素是材料和温度。 【师生互动】　电阻率是反映导体导电性能的物理量，思考：导体的电阻率越小，导体的导电性能越好，还是电阻率越大，导体的导电性能越好。 提示：导体的电阻率越小，其导电性能越好。 电阻率的理解 (2025·广东惠州高二上期中)关于电阻率，下列说法中正确的是(　　) A．某材料的电阻率越大，其导电性能越差 B．导体的电阻率与其长度及粗细均有关 C．金属的电阻率随温度升高而减小，可用来作电阻温度计 D．半导体的电阻率随温度升高而减小，通常用它们制作标准电阻 答案：A 解析：某材料的电阻率越大，其导电性能越差，故A正确；导体的电阻率与导体的材料有关，与其长度及粗细均无关，故B错误；金属的电阻率随温度升高而增大，可用来作电阻温度计，故C错误；半导体的电阻率随温度升高而减小，不能用来制作标准电阻，故D错误。故选A。 学生用书第65页 各种材料的电阻率与温度的关系 1．一般金属的电阻率随温度的升高而增大。 2．有些半导体的电阻率随温度的升高而减小，且随温度的改变变化较大，常用于制作热敏电阻。 3．有些合金，如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用于制作标准电阻。 4．当温度降低到某一值时，某些材料的电阻率突然降低到零，成为超导体。 针对练．如图所示，由电源、小灯泡、金属电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光。若用酒精灯加热电阻丝，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是(　　) A．电阻丝的电阻率随温度发生了变化 B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化 C．小灯泡的电阻发生了变化 D．电源的电压随温度发生了变化 答案：A 解析：导体的电阻率与温度有关，对于大多数金属导体而言，电阻率随温度的升高而增大，当用酒精灯对金属电阻丝进行加热时，金属电阻丝的温度升高，电阻率就会增大，则电阻增大，此时电路中的电流减小，灯泡的亮度就会变暗，A正确。 电阻率的计算 某金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长到直径为原来的一半，则该导线的(　　) A.电阻率仍为ρ B．电阻率变为4ρ C．电阻变为4R D．电阻变为 答案：A 解析：电阻率由材料本身决定，金属导线拉长后电阻率不变，故A正确，B错误；根据电阻定律可知金属导线原来的电阻R＝ρ，将金属导线均匀拉长到直径为原来的一半时，其横截面积变为原来的四分之一，长度变为原来的四倍，根据电阻定律可知拉长后金属导线的电阻R′＝＝＝16R，故C、D错误。 电阻率与电阻的比较 电阻率ρ 电阻R 描述对象 材料 导体 物理意义 反映材料导电性能的好坏，ρ大，导电性能差 反映导体对电流阻碍作用的大小，R大，阻碍作用大 决定因素 由材料、温度决定，与导体形状无关 由材料、温度和导体形状决定 单位 欧姆·米(Ω·m) 欧姆(Ω) 联系 R＝ρ。ρ大，R不一定大；R大，ρ不一定大 针对练．(多选)对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，其伏安特性曲线如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为100R B．常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为R C．给金属丝加上的电压从零开始逐渐增大，比值变大 D．金属材料的电阻率随温度的升高而减小 答案：AC 解析：常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，根据金属丝的体积不变，横截面积变为原来的，由电阻定律R＝ρ，可得拉长后的金属丝的电阻变为100R，故A正确；常温下，若将金属丝从中点对折起来，金属丝的长度变为原来的，其横截面积变为原来的2倍，由电阻定律R＝ρ，可得电阻变为R，故B错误；I-U图线上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知，随着电压的增大，斜率变小，则电阻值变大，即比值变大，故C正确；根据题图可知，随着电压的增大，金属丝的温度升高，图线上的点与原点连线的斜率变小，则电阻值变大，所以金属材料的电阻率随温度的升高而增大，故D错误。故选AC。 1．(人教版P61T6改编)如图为一块长方体铜块，使电流沿I1、I2两个方向通过该铜块，则两次铜块的电阻之比为(　　) A．1 B． C． D． 答案：B 解析：当电流沿I1方向时，电阻R1＝ρ；当电流沿I2方向时，电阻R2＝ρ，则有＝，故选B。 2．(2025·广东江门高二上期中)一根导线的电阻为2 Ω，现将这根导线均匀拉长，使导线的长度变为原来的两倍，此时它的电阻变为(　　) A．1 Ω B．4 Ω C．8 Ω D．16 Ω 答案：C 解析：依题意，导线的体积不变，长度变为原来的两倍，则横截面积变为原来的二分之一，由电阻定律R＝ρ可知导线电阻变为原来的4倍，即8 Ω。故选C。 3．某兴趣小组测海水电阻率，在一根细橡胶管中灌满海水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的海水柱。将此海水柱接到恒定电压。握住海水柱两端将 学生用书第66页 它水平均匀拉伸到原长的1.5倍，若忽略温度对电阻率的影响，则此海水柱(　　) A．通过的电流增大 B．海水电阻率变小 C．阻值增大为原来的2.25倍 D．阻值增大为原来的1.5倍 答案：C 解析：根据电阻定律有R＝ρ＝ρ，握住海水柱两端将它水平均匀拉伸到原长的1.5倍，管内海水的总体积保持不变，海水的电阻率保持不变，则电阻的阻值与长度的平方成正比，所以阻值增大为原来的2.25倍，根据欧姆定律有I＝，电压恒定时，电阻增大，电流减小，故C正确，A、B、D错误。 4. (2025·北京顺义高二上期中)在探究导体电阻与其影响因素的定量关系时，某同学找到a、b、c、d四条不同的金属导体，在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d与a相比，分别只有一个因素不同。将a、b、c、d串联接入如图所示电路中，用一块电压表分别测量导体a、b、c、d两端的电压。若实验中保持金属导体温度不变，不计电压表内阻对电路影响，对于该实验的实验方法及实验中得到的现象，你认为合理的是(　　) A．该实验用等效替代的方法来探究电阻的有关影响因素 B.如果a、b的长度不同，则它们的电压与长度成反比 C.如果a、c的横截面积不同，则它们的电压与横截面积成正比 D．改变滑动变阻器滑片的位置，a、d两条金属导体的电压之比不会随之发生变化 答案：D 解析：本实验控制一些物理量不变，研究其他物理量之间的关系，应用了控制变量法，故A错误；如果a、b的长度不同，根据R＝可知，电阻与长度成正比，由U＝IR可知，电压与长度成正比，故B错误；根据电阻定律R＝可知横截面积不同，导线越粗，电阻越小，结合U＝IR可知电压与横截面积成反比，故C错误；由于a、d为串联关系，所以无论如何改变滑片位置，通过a、d的电流都是相等的，则由U＝IR可知，电压之比不会发生变化，故D正确。故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $