第3章 第2节 电阻（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

本高中物理讲义聚焦电阻的定量关系这一核心知识点，从伏安法测量电阻切入，通过控制变量法探究电阻与长度、横截面积、材料的关系，得出电阻定律R=ρl/S，进而讲解电阻率的物理意义及温度影响，最后分析伏安特性曲线斜率的含义，构建从实验到规律再到应用的学习支架。 资料亮点在于分层达标设计适配学考与选考需求，通过实验探究（如加热铂丝观察电阻变化）培养科学探究能力，典例分析（如导线拉伸对折问题）强化科学思维中的模型建构与推理，情境思考（如音量调节旋钮）联系生活落实物理观念。课中辅助教师实验教学与分层指导，课后通过题点全练清帮助学生查漏补缺。

第2节　电阻(赋能课精细培优科学思维) 课标要求 层级达标 通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。 学考 层级 1.形成电阻和电阻率的概念，并能解释相关现象。 2.通过电阻定律的内容，了解电阻的种类及应用。 选考 层级 1.通过实验，探究影响导线电阻的因素，根据结论解释相关生活现象。 2.能够运用电阻定律R=ρ，解决生活中的实际问题。 一、导体电阻与相关因素的定量关系 1.电阻的测量——伏安法 (1)原理：用电压表测出导体两端的电压U，用电流表测出导体中通过的电流I，由公式R=求出导体的电阻。 (2)电路图(如右图所示)。 2.探究方法：控制变量法。 3.探究过程 (1)保持导体材料和横截面积S不变，探究导体电阻R与长度l的关系，结论：两者成正比。 (2)保持导体材料和长度l不变，探究导体电阻R与横截面积S的关系，结论：两者成反比。 (3)保持导体长度l和横截面积S不变，探究导体电阻R与导体材料的关系，结论：不同的材料电阻不同。 4.电阻定律 (1)内容：导体的电阻R与其长度l成正比，与其横截面积S成反比，还与导体的材料有关。 (2)公式：R=ρ。 5.电阻率 (1)意义：电阻率是反映材料导电性能的物理量。 (2)决定因素：电阻率与导体材料和温度有关。 (3)变化规律：金属材料的电阻率一般会随着温度的升高而变大，但绝缘体和半导体的电阻率大多会随着温度的升高而减小。 6.导体的伏安特性曲线 (1)伏安特性曲线：用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的导体的I-U图像，如图所示。 (2)斜率的物理意义：I-U图像各点与坐标原点连线的斜率为导体电阻的倒数，斜率越大，导体电阻越小。 　　[微点拨] 　　虽然电阻R=，但导体电阻与电压、电流无关，而是由导体本身决定的。 [情境思考] 1.导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零吗? 提示：电阻是导体本身的固有属性，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，电压为零时，电阻不为零。 2.如图所示，将一条长度为l、截面直径为d的铂丝绕成一线圈，与电源、灯泡、电流表、电压表、开关组成一电路。闭合开关，观察灯泡的亮度，记下此时电流表和电压表的示数；然后用酒精灯对铂丝进行加热，再观察灯泡的亮度，记录此时电流表和电压表的示数。 (1)酒精灯未加热时，能否求出铂丝的电阻? (2)酒精灯加热前后灯泡亮度是否变化?请解释看到现象的原因。 提示：(1)能。可根据电流表和电压表的示数求出铂丝的电阻。 (2)灯泡亮度变暗。由电流表和电压表此时的示数求出铂丝的电阻，发现铂丝电阻变大，而长度和横截面积几乎不变，根据公式R=ρ，可知其电阻率变大了，说明铂的电阻率随温度升高而变大。 二、电阻的应用 1.收音机的音量调节、一些台灯的亮度调节等，都要用到可变电阻。 2.高压电线通过增大绝缘子的电阻来减少漏电。 3.人体也是导体，其电阻会受环境影响而发生变化。干燥的皮肤在低电压下电阻很大；当电压较高、皮肤潮湿时，人体电阻会变小。 [情境思考] 　收音机上的音量调节旋钮可以调节音量的大小，这是什么引起的? 提示：音量调节旋钮实际上是用到了可变电阻，从而改变了电路中的电流。 强化点(一)　电阻定律的理解 任务驱动 　 　　如图所示，组成两灯泡的金属丝的粗细不同，两灯发光的亮度不同。 发生上述现象说明了什么问题? 提示：灯泡发光的亮度可能与金属丝的粗细有关。 [要点释解明] 1.对电阻定律的理解 (1)公式R=ρ是导体电阻的决定式。如图所示为一块长方体铁块，若通过电流为I1，则R1=ρ；若通过电流为I2，则R2=ρ。 (2)适用条件：温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。 (3)电阻定律是通过大量实验得出的规律。 2.R=与R=ρ的区别与联系 R=ρ R= 区 别 定义 电阻定律的表达式，也是电阻的决定式 电阻的定义式，R与U、I无关 作用 提供了测定电阻率的一种方法——ρ=R 提供了测定电阻的一种方法——伏安法 适用 范围 适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体 纯电阻元件 续表 联系 R=ρ对R=补充说明了导体的电阻不是取决于U和I，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积 　　[典例]　两根完全相同的金属导线A和B，如果把其中的一根导线A均匀拉长到原来的2倍，把另一根导线B对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少? 　　[解题指导] 　　(1)导线拉长2倍后，导线的电阻率ρ不变，长度l变为原来的2倍，体积不变，横截面积S变为原来的。 (2)R、ρ、l、S满足R=ρ。 [解析]　金属导线原来的电阻为R=ρ，拉长后l'=2l，因为体积V=lS不变， 所以S'=，R'=ρ=4ρ=4R。 对折后l″=，S″=2S， 所以R″=ρ=ρ=，则R'∶R″=16∶1。 [答案]　16∶1 　　[变式拓展]　上述[典例]中，若将变化后的A、B两个导线串联在同一电路中，则它们两端的电压之比为多少? 提示：两导线串联时，它们两端的电压之比等于电阻之比，故电压之比为16∶1。 　　[思维建模] 公式R=ρ的应用策略 (1)公式R=ρ中的l是沿电流方向的导体长度，S是垂直电流方向的横截面积。 (2)一定形状的几何导体，当长度和横截面积发生变化时，导体的电阻率不变，体积不变，由V=Sl可知l和S成反比：①当长度拉伸为原来的n倍，横截面积S是原来的倍，电阻是原来的n2倍；②当长度压缩为原来的倍，横截面积S是原来的n倍，电阻是原来的倍。 [题点全练清] 1.一段长为L、电阻为R的均匀电阻丝，把它拉成3L长的均匀细丝后，再切成等长的三段，则其中每一段电阻丝的阻值为 (　　) A.3R　　　 B.R　　　 C.　　　 D. 解析：选A　电阻丝体积一定，即LS=3L·S'，则S'=，由电阻定律得R=ρ，R'==3R，即每一段电阻丝的阻值为3R，选项A正确。 2.由如图所示的两导体a、b的U- I特性曲线可以判断 (　　) A.导体a的电阻比b大 B.导体b的电阻比a大 C.导体a的电阻率一定比b大 D.导体b的电阻率一定比a大 解析：选A　U- I图线的斜率表示导体的电阻，由此可知Ra>Rb，故A正确，B错误；根据R=ρ，得ρ=，导体长度L、横截面积S未知，则不能比较两导体电阻率的大小关系，选项C、D错误。 强化点(二)　电阻率的理解 任务驱动 　 　　一根康铜丝(康铜是含40%镍、1.5%锰的铜合金)，长度为l，截面直径为d，当加在其两端的电压为U时，通过它的电流为I。将它与欧姆表(测电阻大小的仪器)连接成如图所示电路，用酒精灯加热康铜丝后，发现欧姆表的示数变大了。 (1)这根康铜丝(未加热前)的电阻是多大? (2)用酒精灯加热康铜丝后，发现欧姆表的示数变大的原因是什么? 提示：(1)R=。 (2)康铜丝的长度l、截面直径d没有发生变化，而电阻发生变化，说明康铜丝的电阻率与温度有关，且随温度的升高而增大。 [要点释解明] 1.电阻与电阻率的对比 电阻R 电阻率ρ 描述对象 导体 材料 物理意义 反映导体对电流阻碍作用的大小，电阻R越大，阻碍作用越大 反映材料导电性能的好坏，电阻率ρ越大，导电性能越差 续表 电阻R 电阻率ρ 决定因素 由导体材料、温度和形状决定 由导体材料、温度决定，与导体形状无关 单位 欧姆(Ω) 欧姆·米(Ω·m) 联系 R=ρ，电阻率ρ大，电阻R不一定大，导体对电流阻碍作用不一定大；电阻R大，电阻率ρ不一定大，导体导电性能不一定差 2.R=ρ应用实例——滑动变阻器 (1)原理：利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻。 (2)在电路中的使用方法：结构简图如图所示。 ①要使滑动变阻器起限流作用，正确的连接是接A与C(或D)、B与C(或D)，即“一上一下”。 ②要使滑动变阻器起分压作用，要将AB全部接入电路，另外再选择A与C(或D)、B与C(或D)与负载相连，当滑片P移动时，负载将与AP间或BP间的不同长度的电阻丝并联，从而得到不同的电压。 ③作用：限制调节电路中的电流，在连接电路时，闭合开关前必须检查滑动变阻器。 [题点全练清] 1.关于材料的电阻率，下列说法正确的是 (　　) A.电阻率ρ的单位是Ω B.金属材料的电阻率随温度的升高而增大 C.把一根长导线截成等长的三段，则每段导线的电阻率都是原来的 D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的材料导电性能越好 解析：选B　根据电阻率ρ=知，电阻率ρ的单位是Ω·m，A错误；金属材料的电阻率随温度的升高而增大，B正确；电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、横截面积无关，C错误；电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的材料导电性能越差，D错误。 2.有一根长1.22 m的导线，横截面积为0.10 mm2。在它两端加0.60 V的电压时，通过它的电流正好是0.10 A。则这根导线是由什么材料制成的?(下表是常温下几种材料的电阻率，单位为Ω·m) (　　) 材料 铜 锰铜合金 镍铜合金 铝 ρ/(Ω·m) 1.7×10-8 4.4×10-7 5.0×10-7 2.9×10-8 A.铜 B.锰铜合金 C.镍铜合金 D.铝 解析：选C　由R=及R=ρ得ρ=≈4.92×10-7Ω·m，所以导线是由镍铜合金制成的，故选C。 3.如图为滑动变阻器的示意图，A、B、C、D为4个接线柱，当滑片P由C向D移动时，若要使变阻器接入电路的电阻由大变小，应将变阻器的哪两个接线柱连入电路 (　　) A.A和B B.A和D C.B和C D.C和D 解析：选B　连接A和B时，接入电路中的是一个定值电阻(滑动变阻器最大电阻)，这种接法是不能变阻的，故A错误；连接A和D时，接入电路中的电阻丝是PA部分，当滑片P由C向D滑动时，PA电阻丝长度变短，电阻变小，故B正确；连接B和C时，接入电路中的电阻丝是PB部分，滑片P由C向D移动时，PB部分的电阻变大，故C错误；连接C和D时，电阻丝没有接入电路，滑片移动不能改变接入电路电阻的大小，故D错误。 强化点(三)　导体的伏安特性曲线 　　　　　　　　　　　　　　 [要点释解明] 1.伏安特性曲线 用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，这样画出的I-U图像叫作导体的伏安特性曲线。 2.区分I-U图像与U-I图像 伏安特性曲线是I-U图像，但同一元件中也经常出现对应的U-I图像，处理相关问题时，要先确定纵轴与横轴各代表什么，以及对应的图像上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义，如图甲中R2<R1，而在图乙中R2>R1。 3.I-U图线是曲线的问题 导体电阻RP=，即电阻等于图线上点P(UP，IP)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数，如图丙所示。 　　[典例]　(双选)电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知 (　　) A.R1为线性元件，R2为非线性元件 B.R1的阻值为tan 45° Ω，即1 Ω C.R2的阻值随电压的增大而减小 D.当U=1 V时，R2的阻值等于R1的阻值 [解析]　由题图可知，R1的伏安特性曲线为一条过原点的直线，故R1为线性元件，R2的伏安特性曲线是弯曲的，故R2是非线性元件，故A正确；电阻R1的伏安特性曲线为直线，图线与横轴的夹角大小与两坐标轴的长度单位选取有关，其夹角的正切值不能反映电阻值的大小，即R1的阻值不等于tan 45° Ω，应为U与I的比值，大小为2 Ω，故B错误；R2为非线性元件，其阻值大小等于对应状态时U与I的比值，可知R2的阻值随电压的增大而增大，当U=1 V时，R2的阻值为2 Ω，故C错误，D正确。 [答案]　AD [题点全练清] 1.某同学通过测绘小灯泡的I-U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律，通过图像他得出小灯泡的电阻随电压的增大而增大，则该同学测绘的小灯泡的I-U图像可能为 (　　) 解析：选B　小灯泡的电阻随电压的增大而增大，所以I-U图像的斜率随着U的增大而减小，故B正确，A、C、D错误。 2.某一导体的伏安特性曲线如图中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是 (　　) A.对应于B点的电阻为12 Ω B.对应于B点的电阻为40 Ω C.工作状态从A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω D.工作状态从A变化到B时，导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 解析：选B　根据电阻的定义式可以求出A、B两点对应的电阻分别为RA= Ω=30 Ω，RB= Ω=40 Ω，所以ΔR=RB-RA=10 Ω，故B正确，A、C、D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $