第十一章 2 导体的电阻（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（人教版 浙江专版）

该高中物理课件围绕“导体的电阻”展开，系统涵盖电阻定义式、电阻定律、电阻率及伏安特性曲线等核心内容。通过U-I图像问题导入，引导学生分析电流与电压关系，从欧姆定律过渡到电阻定义，构建“现象观察-规律总结-公式推导”的学习支架。 其亮点在于注重科学探究与科学思维培养，如电阻定律部分采用控制变量法实验，通过对比不同导体的长度、横截面积、材料及电压数据，引导学生推理得出电阻与各因素的关系，伏安特性曲线对比I-U和U-I图像斜率意义，强化模型建构能力。结合小鸟站高压线、纯净水检测等实例，增强知识应用，学生能深化理解，教师可借助结构化内容提升教学效率。

DISHIYIZHANG 第十一章 2　导体的电阻 1 1.知道电阻的定义式及其物理意义。 2.理解电阻的大小与哪些因素有关，掌握电阻定律(重点)。 3.了解电阻率的物理意义及其与温度的关系(重点)。 4.能根据伏安特性曲线求导体的电阻(难点)。 学习目标 2 一、电阻 二、电阻定律　电阻率 课时对点练 三、导体的伏安特性曲线 内容索引 3 电阻 一 4 如图所示的图像为金属导体A、B的U－I图像，思考： (1)对导体A(或导体B)来说，电流与它两端的电压有什么关系？U与I的比值有什么特点？ 答案　对导体A(或导体B)，电流与它两端的电压成正比，导体A或导体B两端的电压与电流的比值是定值，但两者的比值不相等。 (2)对导体A、B，在电压U相同时，谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？ 答案　电压相同时，A的电流小，说明A对电流的阻碍作用大。 1.物理意义：反映导体对电流的 作用。 2.定义：导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值。 3.定义式：R＝ (R只与导体本身性质有关，而与通过的电流及所加电压无关)。 4.单位：国际单位制单位为欧姆(Ω)，常用单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ) 1 kΩ＝ Ω；1 MΩ＝ Ω。 梳理与总结 阻碍 103 106 如图所示，A、B、C三个导体的阻值关系是怎样的？其大小分别为多少？ 思考与讨论 答案　I－U图像中图线斜率表示电阻R的倒数。RA<RB<RC，分别为1.7 Ω、4.0 Ω、10.0 Ω。 (多选)小强在探究定值电阻两端电压和电流的关系，当在该电阻两端加U＝20 V的电压时，通过该电阻的电流为I＝5 A。下列说法正确的是 A.该电阻的阻值为4 Ω B.如果仅将电压升高到30 V，则通过的电流为6 A C.如果仅将该电阻换成阻值为10 Ω的定值电阻，则通过的电流应为2 A D.当通过该电阻的电流为零时，定值电阻的阻值应为零 例1 √ √ 定值电阻的阻值是一定的，与其是否接入电路无关，D错误。 (多选)下列说法正确的是 A.由关系式U＝IR可知，对于阻值一定的导体，通过它的电流越大，它 两端的电压也越大 例2 √ √ 对于阻值一定的导体，根据U＝IR可知，I越大，U越大，故A正确； 导体的电阻是由导体本身的性质决定的，与U、I无关，故B、D错误； 对于阻值一定的导体，导体中的电流与导体两端的电压成正比，故C正确。 返回 二 电阻定律　电阻率 12 1.实验装置：如图所示，a、b、c、d是四条不同的金属导体。导体b、c、d在长度、横截面积、材料三个因素方面，分别只有一个因素与导体a不同。 2.实验原理 (1)四个不同的导体串联，电流相同，因此，电阻之比等于相应的电压之比。 (2)用控制变量法，探究导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系。 3.探究过程及结论： 下表所示为四个串联导体的各方面因素关系及导体两端的电压关系。 三个因素及电压 不同导体 长度 横截面积 材料 电压 a l S 铁 U b 2l S 铁 2U c l 2S 铁 d l S 镍铜合金 5U (1)对比导体a和b说明什么？ 答案　导体电阻和长度成正比 三个因素及电压 不同导体 长度 横截面积 材料 电压 a l S 铁 U b 2l S 铁 2U c l 2S 铁 d l S 镍铜合金 5U (2)对比导体a和c说明什么？ 答案　导体电阻和横截面积成反比 三个因素及电压 不同导体 长度 横截面积 材料 电压 a l S 铁 U b 2l S 铁 2U c l 2S 铁 d l S 镍铜合金 5U (3)对比导体a和d说明什么？ 答案　导体电阻和材料有关 三个因素及电压 不同导体 长度 横截面积 材料 电压 a l S 铁 U b 2l S 铁 2U c l 2S 铁 d l S 镍铜合金 5U 1.电阻定律 (1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的 成正比，与它的_____ 成反比；导体电阻还与构成它的 有关。 (2)表达式：R＝ ，此式为电阻的决定式，式中ρ是比例系数，ρ叫作这种材料的电阻率。 梳理与总结 长度l 横截 面积S 材料 2.电阻率 (1)电阻率是反映导体 性能的物理量，是导体材料本身的属性。 (2)电阻率与温度的关系及应用 ①金属的电阻率随温度的升高而 ，可用于制作电阻温度计。 ②大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻。 ③有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作 。 ④一些金属在温度特别低时电阻可以降到零，这种现象叫作 。 导电 增大 标准电阻 超导现象 思考与讨论 纯电阻元件 U和I 材料、长度和横截面积 (2024·嘉兴市高级中学高二检测)如图所示，材质均匀的某种长方体金属材料样品，长为a，宽为b，厚为c。恒定电流I沿AB方向通过时，样品AB两端电压大小为U；恒定电流I沿CD方向通过时， 样品CD两端电压大小为 例3 √ 某同学将待测量的金属丝单层缠绕在圆柱形铅笔上，测得N圈的电阻丝宽度为d，电阻丝的总阻值为R，总长度为L，则该电阻丝的电阻率为 例4 √ 返回 导体的伏安特性曲线 三 24 1.伏安特性曲线：在实际应用中，常用横坐标表示 ，纵坐标表示 ，这样画出的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线。 2.线性元件和非线性元件 (1)线性元件：伏安特性曲线是一条过原点的 ，如金属导体(在温度没有显著变化时)、电解质溶液。 (2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，如气态导体、半导体元件。 电压U 电流I 直线 思考与讨论 I－U图像与U－I图像 图像 比较内容 I－U图像 U－I图像 坐标轴 横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I 横坐标表示电流I、纵坐标表示电压U 斜率 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示_______________ 图线上的点与坐标原点连线的斜率表示_______ _____ 导体电阻的倒数 导体的 电阻 图像 比较内容 I－U图像 U－I图像 线性元件图线的形状   R1 R2   R1 R2 非线性元件图线的形状   电阻随U的增大而_____   电阻随I的增大而_____ ＞ ＜ 增大 减小 (2024·杭州市精诚联盟高二检测)如图所示为a、b两电阻的伏安特性曲线，图中α＝45°，下列关于两电阻的描述正确的是 A.电阻a的阻值随电流的增大而增大 B.因I－U图线的斜率表示电阻的倒数，故电阻b的 C.在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值 D.在电阻b两端加2 V电压时，流过电阻b的电流是4 A 例5 √ I－U图线上的点与坐标原点连线的斜率的倒数表示电阻，由题图可知，电阻a图线上的点与坐标原点的连线的斜率不断增大，其电阻不断减小，所以电阻a的阻值随电流的增大而减小，故A错误； 返回 课时对点练 四 31 考点一　导体的电阻　欧姆定律 1.高压线是非常危险的远距离输电线，但是我们也经常会看到许多鸟儿双脚站上面却相安无事。经查，某地的高压线输送电流为300 A，输送导线所用的钢芯铝绞线横截面积是120 mm2，其电阻率ρ＝3.0×10－8 Ω·m。现发现一只小鸟双脚停留在该地高压裸线上，小鸟两爪间的距离为2 cm，则该小鸟两爪间的电压大小为 A.1.5 V B.1.5×10－1 V C.1.5×10－3 V D.1.5×10－5 V 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 基础对点练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 小鸟和这部分电阻并联，则小鸟双脚停留在该地高压裸线上时两爪间的电压为U0＝IR＝300×5.0×10－6 V＝1.5×10－3 V，故选C。 2.两个阻值分别为R1和R2的定值电阻，现将两电阻分别接在不同的电压U1、U2两端，已知R1＝2R2、U2＝2U1，则关于流过两电阻的电流I1、I2的关系正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 考点二　电阻定律　电阻率 3.(2024·杭州市高二期中)有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a>b>c。电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最大的是 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4.随着居民生活水平的提高，纯净水已经进入千家万户。某市对市场上售出的纯净水质量进行了抽测，检测样品的电导率(电导率是电阻率的倒数，是检验纯净水是否合格的一项重要指标)，来判断纯净水是否合格。下列说法正确的是 A.电导率的单位是Ω－1 B.任何材料的电导率均与温度无关 C.不合格的纯净水的电导率偏大 D.材料的电导率越小，其导电性能越强 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 金属材料的电阻率与温度有关，则电导率的大小也与温度有关，故B错误； 不合格的纯净水中含有较多的离子，导电能力好，电阻率小，电导率偏大，故C正确； 材料的导电性能越强，电阻率越小，电导率越大，故D错误。 考点三　导体的伏安特性曲线 5.如图所示为半导体、标准电阻、小灯泡三种元件的伏安特性曲线，下列说法正确的是 A.1代表标准电阻，温度升高，电阻不变，其斜率等于电阻 B.三条线代表的元件都是线性元件 C.2代表某些半导体元件，随着电压、电流的升高，电阻减小 D.3代表小灯泡的伏安特性曲线，电阻率随温度的变化而保持不变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 元件1的伏安特性曲线是直线，说明其电阻不随电压、 电流、温度的变化而变化，是标准电阻，但是在I－U 图像中，其斜率的倒数等于电阻，故A错误； 三条线中的2、3是曲线，说明其代表的元件不是线性元件，故B错误； 曲线2中反映的特征是，随着电压、电流的增大，电阻逐渐减小，说明该元件是半导体元件，故C正确； 曲线3中反映的特征是，随着电压、电流的增大，电阻逐渐增大，这符合小灯泡的伏安特性曲线，其电阻率随温度的升高而增大，故D错误。 6.(多选)(2024·丽水市第二中学高二检测)某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，倾斜虚线为过a点的切线交于纵轴0.5 A处，下列说法中正确的是 A.加5 V电压时，导体的电阻为5 Ω B.加5 V电压时，导体的电阻为10 Ω C.由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小 D.由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 由题图可知，随着电压的增大，图像上的点与 坐标原点连线的斜率减小，可知导体的电阻不 断增大；同理，随着电压的减小，导体的电阻不断减小，选项C错误，D正确。 7.如图，A、B是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体，两正方形的边长之比为2∶1，通过这两个导体的电流方向如图所示，不考虑温度对电阻率的影响，则两个导体A与B A.电阻率之比为2∶1 B.电阻之比为4∶1 C.串联在电路中，两端的电压之比为1∶1 D.串联在电路中，自由电子定向移动的平均速率之比为2∶1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 能力综合练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 电阻率由金属本身决定，则两个导体A与B电阻率之比为1∶1，故A错误； 两导体串联在电路中，通过的电流相等，根据欧姆定律可知，两电阻两端的电压之比为1∶1，故C正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 因两导体串联，通过的电流相等，根据电流的微观表达式I＝neSv，可知自由电子在导体A与B中定向移动的平均速率之比为v1∶v2＝S2∶S1＝1∶2，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9.(多选)(2024·浙江省高二期中)如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1 m、b＝0.2 m、c＝0.1 m，当里面注满某电解液，且在P、Q两端加上电压后，其U－I图线如图乙所示，当U＝10 V时，其电阻值R和电解液的电阻率ρ分别为 A.R＝1 kΩ B.R＝2 kΩ C.ρ＝4 Ω·m D.ρ＝40 Ω·m √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10.在中山、珠海两地之间地下埋设了两条长度均为40 km的输电线，现输电线的某处发生了短路(即两导线接触)，为确定短路的位置，首先是中山检修员用如图所示的检测装置接入输电线A、B，电流表的示数为0.2 A，检测完毕后，珠海检修员用相同的检测装置接入输电线C、D，电流表的示数为0.3 A，已知输电线的电阻与其长度成正比，则短路位置离中山 A.24 km B.20 km C.16 km D.10 km 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 由题知，两地相距40 km，输电线的电阻与其长度成正比，设每千米输电线的电阻为R0，短路位置离中山 的距离为s(单位千米)，可得，AB间的总电阻RAB＝2sR0，同理CD间的总电阻RCD＝2(40 km－s)R0，用检测装置进行检测时，电源电压U不变，所以由欧姆定律得U＝IABRAB，U＝ICDRCD，可得IABRAB＝ICDRCD，代入数据有0.2 A×2sR0＝0.3 A×2(40 km－s)R0，解得s＝24 km，故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11.(多选)两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时，其电势的变化如图所示，下列说法正确的是 A.A和B导线中的电流之比为1∶2 B.A和B导线两端的电压之比为3∶2 C.A和B导线的横截面积之比为2∶3 D.A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率 之比为3∶1 尖子生选练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 由于导线A和B串联在电路中，则A和B导线中的电流之比为1∶1，故A错误； 由题图可知导线A两端电压和导线B两端电压分别为UA＝10 V－4 V＝6 V，UB＝4 V－0＝4 V 则A和B导线两端的电压之比为UA∶UB＝6∶4＝3∶2，故B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 根据I＝neSv可得A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为vA∶vB＝SB∶SA＝3∶1，故D正确。 返回 BENKEJIESHU 本课结束   由欧姆定律得R＝＝ Ω＝4 Ω，该电阻的阻值为4 Ω，A正确； 由于该电阻的阻值不变，则仅将电压升高到30 V，通过该电阻的电流应为I1＝＝ A＝7.5 A，B错误； 如果仅将该电阻换为阻值为10 Ω的定值电阻，由欧姆定律得I′＝＝ A＝2 A，C正确； B.由关系式R＝可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 C.由关系式I＝可知，对于阻值一定的导体，当导体两端的电压增大一 倍时，导体中的电流也增大一倍 D.由关系式R＝可知，导体两端电压越大，电阻R也越大          ρ 两个公式 区别与联系 定义式：R＝ 决定式：R＝ρ 区别 适用于____________ 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 联系 R＝ρ是对R＝的进一步说明，即导体的电阻与______无关，而是取决于导体本身的_____________________  R＝与R＝有什么区别？完成下列填空。 A.U B.U C.U D.U 根据电阻定律RAB＝ρ，样品AB两端电压大小U＝IRAB＝Iρ，又RCD＝ρ，样品CD两端电压大小UCD＝IRCD，联立以上各式得UCD＝U，故选A。 A. B. C. D. N圈的电阻丝宽度为d，则电阻丝的直径为D＝，电阻丝的横截面积为S＝π()2，由电阻定律有R＝ρ，解得ρ＝，故选D。 阻值R＝ Ω＝1.0 Ω 由于横、纵坐标轴的长度单位不同，则不能由R＝ Ω＝1.0 Ω求解电阻b的阻值，只能通过R＝＝ Ω＝2 Ω求解，故B错误； 根据R＝，可知在两图线交点处，电阻a的阻值等于电阻b的阻值，故C正确； 根据欧姆定律可得I′＝＝ A＝1 A，故D错误。 小鸟两爪间的输送导线电阻约为R＝ρ＝3.0×10－8× Ω＝5.0×10－6 Ω， 设R2＝R，U1＝U，则I1＝＝，I2＝＝，可得I1＝，D正确。 A.I1＝2I2 B.I1＝ C.I1＝I2 D.I1＝ 根据电阻定律，选项中的阻值依次为RA＝ρ，RB＝ρ，RC＝ρ，RD＝ρ，由于a>b>c，则RC>RA＝RD>RB，故选C。 根据电阻定律R＝ρ，解得ρ＝，可知电阻率的单位为Ω·m，电导率是电阻率的倒数，则电导率的单位是Ω－1·m－1，故A错误； 加5 V电压时，导体的电阻为R＝＝ Ω＝5 Ω，选项A正确，B错误； 设正方形的边长为L，导体的厚度为d，根据电阻定律可知R＝ρ＝  ρ＝，两个导体的电阻之比为R1∶R2＝1∶1，故B错误； 8.电阻丝是中学实验室里常见的电学元件，规格各有不同。现有一根粗细均匀长为L、电阻为R的电阻丝，将其截去，再把剩余部分均匀再拉长至L，则导线电阻变为 A.R B.R C.R D.R 设电阻丝的电阻率为ρ，横截面积为S，根据电阻定律有R＝ρ，电阻丝的体积为V＝LS；当电阻丝截去，剩余部分体积变为，设剩余部分拉长后的横截面积为S′，可知＝LS′，解得S′＝S，剩余部分的电阻R′＝ρ＝ρ＝ρ＝R，故选A。 由题图乙可得当U＝10 V时，电解液的电阻R＝＝ Ω＝2 kΩ，故A错误，B正确； 由题图甲可知电解液长为L＝a＝1 m，横截面积为S＝bc＝0.02 m2，由电阻定律有R＝ρ，解得ρ＝＝ Ω·m＝40 Ω·m，故C错误，D正确。 根据R＝可得A和B导线的电阻之比为RA∶RB＝UA∶UB＝3∶2 根据R＝ρ可得S＝ 则A和B导线的横截面积之比为SA∶SB＝∶＝1∶3，故C错误； $