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

该高中物理课件围绕导体的电阻展开，涵盖电阻定义、决定因素、电阻定律、电阻率及伏安特性曲线等核心知识点。通过情境思考（如电压为零时电阻是否为零）和实验探究（如加热铂丝观察亮度变化）导入，连接电阻定义式与决定式，以控制变量法构建从概念到规律的学习支架。 其亮点在于以科学思维为核心，通过比值定义法、控制变量法（探究电阻影响因素）及图像分析（伏安特性曲线）培养学生模型建构与科学推理能力，结合实验探究（如串联导体电压比较）落实科学探究素养。典例与题点全练清助力分层教学，既帮助学生深化理解，又为教师提供系统的重难解析与检测资源。

导体的电阻 (赋能课——精细培优科学思维) 第 2 节 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。 课前预知教材 课堂精析重难 01 02 CONTENTS 目录 课时跟踪检测 03 课前预知教材 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。 比 电流 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。 过原点 电阻 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_____。 相等 (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? 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、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。 正比 反比 ρ 温度 [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? 提示：可根据电流表和电压表的示数求出铂丝的电阻。 (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：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 任务驱动 强化点(一)　对电阻定律的理解 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=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 续表   R=ρ R= 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 [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 √ 解析：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。 2.一段长为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. 解析：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。 √ 要点释解明 强化点(二)　对电阻率的理解 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 续表   电阻R 电阻率ρ 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：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.(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 √ 解析：根据电阻定律R=ρ，又R=，联立解得ρ≈8×106 Ω·m。故选A。 要点释解明 强化点(三)　导体的伏安特性曲线 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 [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。 [答案]　AD 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 √ 解析：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.(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 √ √ 解析：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。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1.关于导体的电阻，下列说法正确的是 (　　) A.导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 B.电压一定时，导体的电阻越大，则电流越大 C.加在某导体两端的电压越大，其电流不一定越大 D.导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 解析：导体的电阻不随电压、电流的改变而改变，A错误；由I=可知，电压U不变时，R越大，电流越小，B错误；电阻不变时，电压U越大，电流I越大，C错误；由电阻的定义式R=可知，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 2.(多选)下列关于电阻率的说法中正确的是 (　　) A.电阻率ρ与导体的长度l和横截面积S有关 B.电阻率反映材料导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关 C.电阻率大的导体，电阻一定很大 D.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：电阻率反映材料导电能力的强弱，只与材料及温度有关，与导体的长度l和横截面积S无关，故A错误，B正确；由R=ρ知，电阻率ρ大，电阻R不一定大，故C错误；有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 3.(2025·浙江宁波月考)如图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知下列说法正确的是 (　　) A.导体的电阻是25 Ω B.导体的电阻是0.04 Ω C.当导体两端的电压是10 V时，通过导体的电流是2 A D.当通过导体的电流是0.1 A时，导体两端的电压是0.004 V √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：根据题图结合欧姆定律可得，导体电阻R== Ω=25 Ω，故A正确，B错误；当导体两端电压是10 V时，通过导体的电流I2== A=0.4 A，故C错误；当通过导体的电流是0.1 A 时，导体两端的电压U3=I3R=0.1×25 V=2.5 V，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 4.如图所示，a、b、c为同一种材料做成的电阻，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是 (　　) A.V1的示数是V3的2倍 B.V1的示数是V2的2倍 C.V2的示数是V1的2倍 D.V2的示数是V3的2倍 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：由R=ρ可知，a、b、c的电阻比为Ra∶Rb∶Rc=2∶1∶4，三者串联，通过的电流相等，则电压比等于电阻比，B正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 5.(2025·江苏无锡检测)“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，半径为r=10 cm，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 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：根据欧姆定律可得R== Ω=1 500 Ω，根据电阻定律可得R=ρ=ρ，可得h=≈ m=150 m。故选D。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 6.(2025·陕西西安阶段练习)如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的粗细相同的圆柱形电阻丝甲、乙的伏安特性曲线，下列判断正确的是 (　　) A.甲的阻值小于乙的阻值 B.甲和乙均不是线性元件 C.乙的长度小于甲的长度 D.甲和乙的阻值与通过它们的电流成正比 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：I-U图像为过原点的直线，则图像斜率的倒数表示电阻，由题图可知，a的斜率小于b的斜率，所以甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，故A错误；由于它们的伏安特性曲线均为直线，故这两个电阻丝均为线性元件，故B错误；甲和乙的材料相同、粗细相同，甲的阻值大于乙的阻值，根据R=ρ可知，甲的长度大于乙的长度，故C正确；电阻丝的阻值由电阻丝本身性质决定，与通过它们的电流无关，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 7.(2025·湖南益阳月考)如图所示为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知 (　　) A.导体两端电压为1 V时，电阻为1 Ω B.导体两端电压为1 V时，电阻为0.5 Ω C.导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω D.导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 Ω √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：当U1=1 V时，1 A<I1< A，所以 Ω<R1<1 Ω，故A、B错误；由题图可得，当U2=2 V时，I2=2 A，由R=可得R2=1 Ω，故C正确，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 8.对于一根常温下阻值为R的金属电阻丝，下列说法正确的是 (　　) A.常温下，若将该电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R B.常温下，若将该电阻丝从中点对折，电阻变为4R C.加在该电阻丝上的电压从0逐渐加大到U，则在任意状态下的的值不变 D.若把温度降到绝对零度附近，该电阻丝的电阻突然变为零，这种现象称为超导现象 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：常温下，若将该电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则横截面积变为原来的，根据R=ρ可知，电阻变为原来的100倍，A错误；常温下，若将该电阻丝从中点对折，长度变为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，可知电阻变为，B错误；加在该电阻丝上的电压从0逐渐加大到U，电阻丝的电阻率随温度发生变化，则电阻发生变化，可知的值发生变化，C错误；若把温度降到绝对零度附近，该电阻丝的电阻突然变为零，这种现象称为超导现象，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 9.如图所示，两个厚度相同、上下表面均为正方形、由同种材料构成的导体A、B，两个正方形的边长a∶b=2∶1，分别在A、B导体左右两侧面加上相同的电压。下列说法正确的是 (　　) A.导体A和B的电阻之比为2∶1 B.导体A和B的电阻之比为1∶2 C.通过导体A和B的电流之比为1∶1 D.相等时间内通过导体A和B左右两侧面的电荷量之比为2∶1 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：设厚度为d，根据R=ρ，可得==，故A、B错误；分别在A、B导体左右两侧面加上相同的电压，根据欧姆定律可知，通过导体A和B的电流之比为1∶1，故C正确；相等时间内通过导体A和B左右两侧面的电荷量之比为==，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 10.(2025·新疆乌鲁木齐检测)在生活中我们经常看到小鸟站在高压线上却平安无事，某同学想探究其中原因，于是查阅相关数据：铜的电阻率为ρ=1.7×10-8 Ω·m，输电线的横截面积为120 mm2，一只鸟站在一条通过100 A电流的铜质裸导线上，两爪间的距离是4 cm，则鸟两爪间的电压(V)数量级为 (　　) A.10-3 B.10-4 C.10-5 D.10-6 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：鸟两爪间的导线的电阻为R== Ω≈5.7×10-6 Ω，导线通过100 A电流，则鸟两爪间的电压为U=IR≈5.7×10-4 V，则鸟两爪间的电压的数量级为10-4 V。故选B。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 11.(多选)如图所示为电阻A、B的U-I图像，电阻 A的图像为过原点的曲线，电阻B的图像为过原点的 直线，它们的交点坐标为(I1，U1)，下列关于两电阻 的描述正确的是 (　　) A.当流过两个电阻的电流均为I1时，A的阻值大于B的阻值 B.当流过两个电阻的电流均为I1时，两电阻的阻值均等于 C.电阻A的阻值随电流的增大而增大 D.电阻A的阻值随电流的增大而减小 √ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：当流过两个电阻的电流均为I1时，根据欧姆定律可知，两电阻的阻值相等，均为，故A错误，B正确；根据R=，可知U-I图像上某点与原点连线的斜率表示该点的阻值大小，则电阻A的阻值随电流的增大而增大，故C正确，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 12.(14分)(选自粤教版教材例题)工业上经常用“电导仪”来测定液体的电阻率。它是把两片金属放到液体中形成一个电容器形状的液体电阻，而中间的液体即电阻的有效部分，如图所示。A、B是两片面积为1 cm2的正方形铂片，间距d=1 cm，把它们浸没在待测液体中。通过两根引线加上电压U，当U=6 V时，测出电流I=1 μA，那么这种液体的电阻率为多少? 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：根据电阻定律，可得R=ρ 由欧姆定律，可得液体接入电路的电阻R= 可得这种液体的电阻率 ρ=== Ω·m=6×104 Ω·m。 答案：6×104 Ω·m 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 13.(16分)(2025·江苏南京月考)两根材料相同的均匀导线x和y，其中x长为l，y长为2l，串联在电路上时沿长度方向的电势φ随位置的变化规律如图所示，求： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (1)x和y两导线的电阻之比；(8分) 答案：(1)3∶1 解析：(1)由题图可知，导线x和y两端的电势差分别为6 V、2 V，串联时通过的电流相等，根据欧姆定律可得x和y两导线的电阻之比为===。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (2)x和y两导线的横截面积之比。(8分) 答案：(2)1∶6 解析：(2)根据电阻定律得R=ρ，则有S= 则x和y两导线的横截面积之比为==×=。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $