2.3 电阻定律 电阻率(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册(教科版)
2026-09-14
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摘要:
**基本信息**
聚焦电阻定律与电阻率,通过概念辨析、公式应用、实验探究及综合电路分析,系统构建"定义式-决定式-应用拓展"逻辑链,渗透科学思维与科学探究素养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|概念辨析|1(题1)|定义式与决定式区分法|从R=U/I(比值定义)到R=ρl/S(决定因素)递进|
|公式应用|3(题2、3、11)|电阻定律变形式(R∝l/S)及并联规律|通过长度、横截面积变化强化公式定量计算|
|实验探究|1(题6)|控制变量法分析数据|验证电阻率与材料、长度、横截面积关系|
|综合应用|6(题4、5、7-10)|分压电路分析、多用电表改装、实际问题建模|结合电路动态分析与跨学科情境(生物髓鞘)提升应用能力|
内容正文:
3.电阻定律 电阻率
1.〔多选〕(2026•成都列五中学10月段考)下列说法正确的是( )
A.由 R=可知,加在电阻两端的电压变为原来的2倍,导体的电阻也变为原来的2倍
B.导体的电阻是其本身的属性,通过导体的电流及加在导体两端的电压改变时导体的电阻不变
C.据ρ=可知,导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积RS成正比,与导体的长度l成反比
D.导体的电阻率与导体的长度l、横截面积S、导体的电阻R皆无关
2.一根粗细均匀、阻值为16 Ω的电阻丝,保持温度不变,若先将它等分成4段,每段电阻为R1,再将这4段电阻丝并联,并联后总电阻为R2,则R1与R2的大小依次为( )
A.64 Ω,16 Ω B.4 Ω,1 Ω
C.16 Ω,64 Ω D.1 Ω,4 Ω
3.(2026•四川眉山阶段练习)如图,长、宽、高比值为2∶1∶1的长方形实心金属导体以甲、乙两种方式接在相同电压的电路中,则流过导体的电流I1∶I2等于( )
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶4 D.4∶1
4.〔多选〕如图所示,a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱,现把此变阻器接成一个分压电路向一个小灯泡供电,并要求滑片P向c移动时,小灯泡两端电压减小,下列说法中正确的是( )
A.a接电源正极,b接电源负极,c、d接小灯泡两端
B.a接电源正极,b接电源负极,c、a接小灯泡两端
C.a接电源正极,b接电源负极,d、b接小灯泡两端
D.a接电源正极,b接电源负极,d、a接小灯泡两端
5.(2026•四川凉山期中)研究发现电解液导电时也满足欧姆定律。图甲为一测量电解液的电阻率的长方体玻璃容器,X、Y为电极,边长a=40 cm,b=20 cm,c=10 cm,当里面注满待测电解液,在X、Y间加上不同电压后。其伏安特性曲线如图乙所示。忽略电解液的热膨胀,则下列说法正确的是( )
A.电压U=15 V时,电解液的电阻率是150 Ω•m
B.电压U=15 V时,电解液的电阻是3 Ω
C.电压U增大时,电解液的电阻率将增大
D.电压U=15 V时,通过电解液的电流为5 A
6.我们已经知道导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的长度、横截面积和材料有关。进一步研究表明,在温度不变时,导体的电阻跟导体的长度成正比,跟导体的横截面积成反比,这个规律叫作电阻定律,用公式表示为R=ρ,其中R、l、S分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积。而ρ是反映材料导电性能的物理量,我们把它叫作材料的电阻率。材料电阻率的大小与什么有关?小红提出如下猜想:
猜想1:电阻率与材料的长度有关;
猜想2:电阻率与材料的横截面积有关;
猜想3:电阻率与材料的种类有关。
于是小红找来不同规格的导线进行测量,实验数据见表:
实验
序号
材料
长度
l/m
横截面积
S/m2
电阻
R/Ω
电阻率ρ
1
铜
1.0
1.0×10-7
0.17
1.7×10-8
2
铜
2.0
1.0×10-7
0.34
1.7×10-8
3
铜
1.0
0.5×10-7
0.34
1.7×10-8
4
铁
1.0
1.0×10-7
1.0
1.0×10-7
5
镍铬
合金
1.0
1.0×10-7
11.0
1.0×10-6
(1)你认为下面哪一个是电阻率的单位 。
A.Ω•m B.Ω/m
C.Ω/m2 D.Ω
(2)分析比较实验序号1、2的数据,可以初步确定猜想1是 (选填“正确”或“错误”)的。
(3)分析比较实验序号 的数据,可以初步确定猜想2是错误的。
(4)分析比较实验序号1、4、5的数据,可得到的初步结论是 。
(5)根据表中的数据,如果要制作一个滑动变阻器,电阻丝的材料应选用 ,这是因为相同规格的这种材料做成的电阻阻值较 (选填“大”或“小”),可以调节的阻值范围较大。
(6)根据表中的数据求出一段长10 m、横截面积为2 mm2的铁导线的电阻是 Ω。
(7)我们知道导体的电阻还与温度有关,有些导体的电阻随温度升高而增大,有些导体的电阻随温度升高而减小。你认为导体的电阻随温度变化是因为 。
A.R=ρ不成立 B.ρ发生变化
C.l发生变化 D.S发生变化
7.如图所示,当电路a、b两端接入100 V电压时,c、d两端电压为20 V;当电路c、d两端接入100 V电压时,a、b两端电压为50 V,则R1∶R2∶R3为( )
A.4∶2∶1 B.2∶1∶1
C.3∶2∶2 D.以上都不对
8.〔多选〕(2026•成都列五中学期中)某同学将一电流计改装成简易多用电表,如图所示,已知电流计的满偏电流为Ig,内电阻为Rg,R1和R2为可变电阻,下列说法正确的是( )
A.选择开关接到1时是电流表,R1减小时量程增大
B.选择开关接到1时是电压表,R1增大时量程增大
C.选择开关接到2时是电流表,R2减小时量程增大
D.选择开关接到2时是电压表,R2增大时量程增大
9.如图所示是将滑动变阻器作为分压器使用的电路,A、B为分压器的输出端,R是负载电阻,电源电压为U保持恒定,滑片P位于变阻器的中央,下列判断错误的是( )
A.空载(不接R)时,输出电压为
B.接上负载R时,输出电压小于
C.负载电阻R的阻值越大,输出电压越低
D.接上负载R后,要使输出电压为,滑片P应向上移动至某一位置
10.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘与无髓鞘两大类。现代生物学认为,髓鞘是由多层(几十到几百层不等)类脂物质——髓质累积而成的,髓质具有很大的电阻。已知蛙有髓鞘神经,髓鞘的厚度只有2 μm左右,而它在每平方厘米的面积上产生的电阻却高达1.6×105 Ω。
(1)若不计髓质片层间的接触电阻,计算髓质的电阻率;
(2)若有一圆柱体是由髓质制成的,该圆柱体的体积为32π cm3,当在其两底面上加上1 000 V的电压时,通过该圆柱体的电流为10π μA。该圆柱体的圆面半径和高。
11.如图所示的电路,R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω。
(1)如果已知流过电阻R1的电流I1=3 A,则干路电流多大?
(2)如果已知干路电流I=3 A,则流过每个电阻的电流多大?
答案
3.电阻定律 电阻率
1.BD R=是电阻的定义式,导体电阻由导体自身性质决定,与U、I无关,当导体两端电压U加倍时,导体内的电流I也加倍,但比值R仍不变,B正确,A错误;ρ=是导体电阻率的定义式,导体的电阻率ρ由导体的材料和温度等因素决定,与R、S、l均无关,D正确,C错误。
2.B 等分成4段,每段电阻为R1==4 Ω,并联后=+++,解得R2=1 Ω,故A、C、D错误,B正确。
3.C 由电阻定律R=ρ,结合题意,得R甲∶R乙=4∶1,根据欧姆定律,电压不变时,电流与电阻成反比,故I1∶I2=1∶4,故选C。
4.BD 分压电路的正确接法是“一上两下”,而且a与b需要接电源两极,可将a接电源正极,b接电源负极。由于题目要求“滑片P向c移动时,小灯泡两端电压减小”,可知滑片P向c移动时,分压部分的电阻丝的长度减小,由图可知P与a之间的电阻丝长度减小,所以需要c、a或d、a接小灯泡两端。故选B、D。
5.A 电压U=15 V时,电解液的电阻R==3×103 Ω,R=ρ,求得ρ=150 Ω•m,故A正确,B错误;电压U增大时,电解液的电阻将减少,电阻率减少,故C错误;电压U=15 V时,通过电解液的电流为5×10-3 A,故D错误。
6.(1)A (2)错误 (3)1、3 (4)电阻率与材料的种类有关 (5)镍铬合金 大 (6)0.5 (7)B
解析:(1)已知R的单位是Ω、l的单位是m、S的单位是m2,由电阻定律公式R=ρ,根据等式两边的单位相同,可知ρ的单位是Ω•m,故选A。
(2)分析比较实验序号1、2的数据,其他条件相同、长度不同时,电阻率相同,故猜想1是错误的。
(3)分析比较实验序号1、3的数据,其他条件相同、横截面积不同时,电阻率相同,可以确定猜想2是错误的,故答案为:1、3。
(4)分析比较实验序号1、4、5的数据,长度、横截面积相同,而材料不同时,电阻率不同,可得到的初步结论是电阻率与材料的种类有关。
(5)根据表中的数据,如果要制作一个滑动变阻器,电阻丝的材料应选用镍铬合金,这是因为这种材料的电阻率大,相同规格的这种材料做成的电阻阻值较大。
(6)根据表中的数据可求得此铁导线的电阻
R=ρ=1.0×10-7 Ω•m×=0.5 Ω。
(7)导体材料、长度和横截面积都确定的情况下,温度变化,电阻值发生变化,原因是此时的电阻率发生变化。
7.A 当a、b两端接入100 V电压时,有20 V=R2,解得R1∶R2=2∶1,当c、d两端接入100 V电压时,50 V=R2,解得R2∶R3=2∶1,联立得R1∶R2∶R3=4∶2∶1,故选A。
8.AD 改装电流表时,应并联小电阻,所以选择开关接到1时是电流表,改装电流表量程为I=Ig+IR,IR=,Ug=IgRg,I=Ig+,可知R1减小时量程增大,A正确;选择开关接到1时,整个电路的电阻减小,电流增大,故是电流表,B错误;改装电压表时,应串联大电阻,所以选择开关接到2时是电压表,C错误;改装电压表量程为U=IgRg+R2可知R2增大时量程增大,D正确。
9.C 空载时,滑片把滑动变阻器分成阻值相等的两部分,由串联电路特点可知,输出电压为电源电压的一半,即,故A正确;接上负载R时,电路总电阻变小,干路电流变大,滑动变阻器上半部分电压变大,大于电源电压的一半,则A、B间的输出电压小于,故B正确;负载电阻R的阻值越大,负载电阻与滑动变阻器下半部分并联后的阻值越大,输出电压越大,故C错误;接上负载R后,A、B间的输出电压小于,要使输出电压等于,滑片应向上移动,故D正确。
10.(1)8×106 Ω•m (2)4 cm 2 cm
解析:(1)由电阻定律R=ρ
代入数据解得ρ=8×106 Ω•m。
(2)由欧姆定律R=和圆柱体体积公式V=πr2h以及电阻定律R=ρ可得
== m-1
而πr2h=32π×10-6 m3
解得h=0.02 m=2 cm
r=0.04 m=4 cm。
11.(1)6.5 A (2)1.38 A 0.92 A 0.69 A
解析:(1)由欧姆定律得R1两端的电压
U1=I1R1=3×2 V=6 V
R1、R2、R3并联,三者两端电压应相等,即U1=U2=U3,
R2中的电流为I2== A=2 A
R3中的电流为I3== A=1.5 A
干路中的电流为I=I1+I2+I3=6.5 A。
(2)设并联后的总电阻为R,则
=++
所以R= Ω
并联电路两端的电压为U=IR=3× V= V
电流分别为I1== A≈1.38 A
I2== A≈0.92 A
I3== A≈0.69 A。
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