3. 电阻定律 电阻率(重难点专练)物理教科版必修第三册
2026-08-21
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摘要:
**基本信息**
以“概念辨析+公式应用+情境迁移”为主线,系统构建电阻定律与电阻率的理解框架,通过对比表格与层级化例题培养物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|电阻定律的理解和应用|1例+3变式|通过对比表格明确R=ρl/S(决定式)与R=U/I(定义式)的区别,强调l、S的实际情境确定方法|从公式内涵(适用条件、实验基础)到三维导体电阻计算,构建“概念→公式→应用”逻辑链|
|电阻率的理解|1例+3变式|通过电阻与电阻率对比表区分材料属性与导体属性,归纳不同材料电阻率的温度特性|从电阻率物理意义(材料导电性能)到温度影响规律,结合科技情境(单层铋薄膜)实现知识迁移|
内容正文:
2.3 电阻定律 电阻率(题型突破)
题型01 电阻定律的理解和应用
题型02 电阻率的理解
▌题型01电阻定律的理解和应用
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与R=的比较
公式
R=ρ
R=
区别
电阻的决定式
电阻的定义式
说明了电阻由导体的哪些因素决定,可以说R与l成正比,与S成反比
提供了求电阻的方法,并不能说电阻与U和I有关系
只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
适用于纯电阻元件
联系
R=ρ对R=补充说明了导体的电阻不取决于U和I,而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积
【例1】(25-26高二上·陕西安康·期末)小华发现一个质量分布均匀的长方体的金属导体,长、宽、高的长度分别为,小华在不同的两个面上连接同一电压(如图甲、乙所示),则甲、乙两种连接方式下产生的电流之比为( )
A. B. C. D.
【变式训练1】(25-26高二上·河北·阶段检测)如图所示,用某种金属材料制成两段形状不同的导体:一段为横截面是边长为的正方形的长方体,另一段为横截面是直径为的圆形的圆柱体,两导体温度相同,通入如图所示方向的电流,发现两段导体的电阻相等,则两段导体的长度之比为( )
A. B. C. D.
【变式训练2】(25-26高二上·广西桂林·期中)一长方体金属导体如图所示,其长、宽、高分别为a、b、c,它们之间满足,在此长方体的上、下、左、右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4,在1、2两端和在3、4两端分别加上相同的恒定电压时,导体内电流之比为( )
A.1∶4 B.1∶2 C.2∶1 D.4∶1
【变式训练3】(2026·福建·模拟预测)2025年12月,中国科学家制备的单层金属铋薄膜入选《物理世界》年度“十大科学突破”,其厚度仅为头发丝直径的二十万分之一。如图所示,一张长为L宽为b的单层铋薄膜,其厚度为d(约6.3),室温电导率为(其中),沿长度方向通入电流,则其电阻R的表达式可能为( )
A. B. C. D.
▌题型02 电阻率的理解
1.电阻率:电阻率是反映导体导电性能的物理量,它是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关,其大小与材料和温度有关
2.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,R大,阻碍作用大
反映材料导电性能的好坏,ρ大,导电性能差
决定因素
由材料、温度和导体形状决定
由材料、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,ρ大,R不一定大,导体对电流阻碍作用不一定大;R大,ρ不一定大,导电性能不一定差
3.各种材料的电阻率与温度的关系
(1)金属的电阻率随温度升高而增大。
(2)有些半导体的电阻率随温度升高而减小,且随温度的改变变化较大,常用于制作热敏电阻。
(3)有些合金,如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,常用于制作标准电阻。
(4)当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然降低到零,成为超导体。
【例2】(多选)关于电阻率,以下说法正确的是( )
A.所有导体的电阻率随着温度的升高均增大
B.纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率最大
C.超导体的电阻率为零,所以对电流的阻碍作用为零
D.电阻率的大小只随温度的变化而变化,与材料本身无关
【变式训练1】(25-26高二上·浙江台州·期末)电阻率的倒数称为电导率,符号是,即。下列说法正确的是( )
A.电导率的大小一定与温度无关 B.电导率的国际单位是
C.材料的电导率与材料的形状有关 D.材料的电导率越小,导电性能越强
【变式训练2】(多选)金属材料的电阻率有以下特点:一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。金属的电阻率随温度的升高而增大,有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合金电阻率几乎不受温度的影响。根据以上信息判断下列说法,其中正确的是( )
A.连接电路用的导线一般用合金来制作
B.电炉、电阻器的电阻丝一般用纯金属来制作
C.标准电阻一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D.电阻温度计一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制成
【变式训练3】多选)如图(甲)为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设、、,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U-I图线如图(乙)所示,当时,其电阻值R和电解液的电阻率ρ分别为( )
A.R=1kΩ B.R =2kΩ C.ρ=4Ω·m D.ρ=40Ω·m
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2.3 电阻定律 电阻率(题型突破)
题型01 电阻定律的理解和应用
题型02 电阻率的理解
▌题型01电阻定律的理解和应用
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与R=的比较
公式
R=ρ
R=
区别
电阻的决定式
电阻的定义式
说明了电阻由导体的哪些因素决定,可以说R与l成正比,与S成反比
提供了求电阻的方法,并不能说电阻与U和I有关系
只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
适用于纯电阻元件
联系
R=ρ对R=补充说明了导体的电阻不取决于U和I,而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积
【例1】(25-26高二上·陕西安康·期末)小华发现一个质量分布均匀的长方体的金属导体,长、宽、高的长度分别为,小华在不同的两个面上连接同一电压(如图甲、乙所示),则甲、乙两种连接方式下产生的电流之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据电阻定律可知,
根据,可得
故选B。
【变式训练1】(25-26高二上·河北·阶段检测)如图所示,用某种金属材料制成两段形状不同的导体:一段为横截面是边长为的正方形的长方体,另一段为横截面是直径为的圆形的圆柱体,两导体温度相同,通入如图所示方向的电流,发现两段导体的电阻相等,则两段导体的长度之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】用某种金属材料制成两段形状不同的导体,根据导体的电阻
对于长方体导体,设其长度为,横截面积为
则其电阻为
对于圆柱体导体,设其长度为,横截面积为
则其电阻为
由两段导体的电阻,可得
解得
故选A。
【变式训练2】(25-26高二上·广西桂林·期中)一长方体金属导体如图所示,其长、宽、高分别为a、b、c,它们之间满足,在此长方体的上、下、左、右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4,在1、2两端和在3、4两端分别加上相同的恒定电压时,导体内电流之比为( )
A.1∶4 B.1∶2 C.2∶1 D.4∶1
【答案】D
【详解】根据电阻定律
当在1、2两端加上恒定电压U时,R1=ρ
在3、4两端加上恒定的电压时,R2=ρ
所以
根据欧姆定律
可得电流之比为。
故选D。
【变式训练3】(2026·福建·模拟预测)2025年12月,中国科学家制备的单层金属铋薄膜入选《物理世界》年度“十大科学突破”,其厚度仅为头发丝直径的二十万分之一。如图所示,一张长为L宽为b的单层铋薄膜,其厚度为d(约6.3),室温电导率为(其中),沿长度方向通入电流,则其电阻R的表达式可能为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】从电导率单位表达可知,电导率为电阻率的倒数,再根据电阻定律
可得电阻。
故选A。
▌题型02 电阻率的理解
1.电阻率:电阻率是反映导体导电性能的物理量,它是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关,其大小与材料和温度有关
2.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,R大,阻碍作用大
反映材料导电性能的好坏,ρ大,导电性能差
决定因素
由材料、温度和导体形状决定
由材料、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,ρ大,R不一定大,导体对电流阻碍作用不一定大;R大,ρ不一定大,导电性能不一定差
3.各种材料的电阻率与温度的关系
(1)金属的电阻率随温度升高而增大。
(2)有些半导体的电阻率随温度升高而减小,且随温度的改变变化较大,常用于制作热敏电阻。
(3)有些合金,如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,常用于制作标准电阻。
(4)当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然降低到零,成为超导体。
【例2】(多选)关于电阻率,以下说法正确的是( )
A.所有导体的电阻率随着温度的升高均增大
B.纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率最大
C.超导体的电阻率为零,所以对电流的阻碍作用为零
D.电阻率的大小只随温度的变化而变化,与材料本身无关
【答案】BC
【详解】A.金属导体的电阻率随着温度的升高而增大,半导体的电阻率随温度的升高而减小,合金的电阻率随温度的升高不变,故A错误;
B.电阻率跟导体的材料有关,纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,绝缘体的电阻率最大,故B正确;
C.超导体的电阻率为零,电阻为零,所以对电流的阻碍作用为零,故C正确;
D.电阻率的大小与材料本身有关,故D错误。
故选BC。
【变式训练1】(25-26高二上·浙江台州·期末)电阻率的倒数称为电导率,符号是,即。下列说法正确的是( )
A.电导率的大小一定与温度无关 B.电导率的国际单位是
C.材料的电导率与材料的形状有关 D.材料的电导率越小,导电性能越强
【答案】B
【详解】AC.材料的电导率与材料的形状无关,由材料本身的性质决定,受温度的影响,当温度发生变化时,电导率的大小会改变,故AC错误;
B.根据电阻定律
可知,电阻率的单位是,则电导率的单位是,故B正确。
D.电导率越小,材料的电阻率越大,其导电性能越差,故D错误。
故选B。
【变式训练2】(多选)金属材料的电阻率有以下特点:一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。金属的电阻率随温度的升高而增大,有的金属电阻率随温度变化而显著变化,有的合金电阻率几乎不受温度的影响。根据以上信息判断下列说法,其中正确的是( )
A.连接电路用的导线一般用合金来制作
B.电炉、电阻器的电阻丝一般用纯金属来制作
C.标准电阻一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D.电阻温度计一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制成
【答案】CD
【详解】A.纯金属的电阻率小,故连接电路用的导线一般用纯金属来制作,A错误;
B.合金的电阻率大,故电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作,B错误;
C.有的合金的电阻率几乎不受温度的影响,故标准电阻一般用合金材料制作,C正确;
D.有的金属电阻率随温度变化而显著变化,故电阻温度计一般用随温度变化而显著变化的金属材料制作,D正确。
故选CD。
【变式训练3】多选)如图(甲)为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设、、,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U-I图线如图(乙)所示,当时,其电阻值R和电解液的电阻率ρ分别为( )
A.R=1kΩ B.R =2kΩ C.ρ=4Ω·m D.ρ=40Ω·m
【答案】BD
【详解】AB.由图乙可得当U=10V时,电解液的电阻
故A错误,B正确;
CD.由图甲可知电解液长为
横截面积为
电阻定律
解得
故C错误,D正确。
故选BD。
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