第11章 第2节 导体的电阻（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

第2节　导体的电阻(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.知道电阻的定义,体会运用比值定义物理量的方法。 2.通过对决定导体电阻的因素的探究,体会控制变量的研究方法。 3.理解电阻率的概念及物理意义,了解电阻率与温度的关系。 选考 层级 1.能根据I-U图像或U-I图像求导体的电阻。 2.能用伏安特性曲线分析不同导体导电性能的区别。 一、电阻　影响导体电阻的因素 1.定义:导体两端的电压与导体中电流之　　　。  2.定义式:R=　　　。  3.物理意义:反映导体对　　　　的阻碍作用的物理量。  4.导体的U-I图像 (1)同一个金属导体的U-I图像是一条　　　　的直线。  (2)图像的斜率反映了导体　　　　的大小。  5.影响导体电阻的因素 (1)探究电路(如图所示) (2)探究原理:a、b、c、d是四条不同的金属导体,串联连接在电路中,电流大小相同,各导体两端的电压与电阻之比都　　　　。  (3)探究思路:在长度、横截面积和材料三个因素中,b、c、d跟a相比,分别只有一个因素不同,比较b、c、d与a的电阻关系。 (4)探究结果:导体的电阻与长度、横截面积有关,与导体的材料也有关。 [情境思考] 　　导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零吗? 二、导体的电阻率 1.电阻定律的内容:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成　　　　,与它的横截面积S成　　　　;导体电阻还与构成它的材料有关。  2.表达式:R=　　　　。  3.电阻率 (1)物理意义:表征导体材料的导电特性。 (2)相关因素:与导体的材料和导体的　　　　有关。  (3)超导现象:一些金属在温度特别低时电阻可以降到0的现象。 [微点拨] 　　导体的电阻率小,电阻不一定小,即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小。 [情境思考] 　　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加热,再观察灯泡的亮度,记录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。 强化点(一)　对电阻定律的理解 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? [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=ρ和R=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 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。 [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变为原来的倍,电阻变为原来的n2倍; ②当长度压缩为原来的倍,横截面积S变为原来的n倍,电阻变为原来的倍。 [题点全练清] 1.关于导体的电阻和电阻率,下列说法中正确的是 (　　) A.导体的电阻由材料的种类决定,与温度无关 B.由ρ=可知,导体的电阻率与导体的横截面积成正比,与导体的长度成反比 C.由R=可知,导体的电阻与导体两端电压成正比,与流过导体的电流成反比 D.由R=可知,导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比 2.一段长为L、电阻为R的均匀电阻丝,把它拉成长为3L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. 强化点(二)　对电阻率的理解 [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 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 2.(2025·四川成都月考)在神经系统中,神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类。现代生物学认为, 髓鞘是由多层类脂物质——髓质累积而成的,具有很大的电阻。某生物体中某段髓质神经纤维可视为长度20 cm、半径4 cm的圆柱体,当其两端加上U=100 V的电压时,测得引起神经纤维产生感觉的电流为0.31 μA,则该段髓质的电阻率约为 (　　) A.8×106 Ω·m　　　　 B.8×108 Ω·m C.2×107 Ω·m D.2×108 Ω·m 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图像是曲线的问题 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]　(多选)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 [题点全练清] 1.如图所示为电阻R1、R2的I-U图像,由图可知 (　　) A.R1>R2 B.R1<R2 C.电压增大,R2的阻值变大 D.电压增大,R2的阻值变小 2.(2025·广东汕头阶段练习)(多选)由钨合金制成的一段导体的伏安特性曲线如图所示,根据该图像及相应坐标可知 (　　) A.流过导体的电流为1 A时,导体的电阻是5 Ω B.加在导体两端的电压为12 V时,导体的电阻是14 Ω C.该导体的电阻随电压的升高而增大 D.该图像斜率的倒数等于电阻的大小 第2节　导体的电阻 课前预知教材 一、1.比　2.　3.电流　4.(1)过原点　(2)电阻　5.(2)相等 [情境思考] 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,导体的电阻不为零。 二、1.正比　反比　2.ρ　3.(2)温度 [情境思考] (1)提示:可根据电流表和电压表的示数求出铂丝的电阻。 (2)提示:灯泡亮度变暗。由此时电流表和电压表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。 课堂精析重难 强化点(一) 　 [任务驱动]　提示:灯泡发光的亮度可能与金属丝的粗细有关。 [典例]　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 [题点全练清] 1.选D　温度对电阻率有影响,进而影响电阻的大小,故A错误;导体的电阻率是由材料本身决定的,与横截面积、长度无关,故B错误;R=为比值定义式,R的大小与其两端电压U及电流I无关,故C错误;R=为电阻的决定式,由此式可看出导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,故D正确。 2.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。 强化点(二) 　 1.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.选A　根据电阻定律R=ρ,又R=,联立解得ρ≈8×106 Ω·m。故选A。 强化点(三) 　 [典例]　选AD　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跟两坐标轴的单位长度选取有关,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,应等于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。 [题点全练清] 1.选B　根据欧姆定律R=,可知I-U图像的斜率等于电阻的倒数,则有R1<R2,故A错误,B正确;由于R2对应的I-U图像的斜率保持不变,则电压增大,R2的阻值不变,故C、D错误。 2.选AC　由导体的伏安特性曲线可知,流过导体的电流为1 A时,导体两端的电压为5 V,由欧姆定律可得导体的电阻R1== Ω=5 Ω,A正确;由导体的伏安特性曲线可知,加在导体两端的电压为12 V时,流过导体的电流为1.5 A,则导体的电阻是R2== Ω=8 Ω,B错误;由上述分析可知,该导体的电阻随电压的升高而增大,C正确;由欧姆定律可得I=U,可知该图像上某点与坐标原点连线斜率的倒数等于该点电阻的大小,D错误。 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $