11.2导体的电阻 讲义及典型例题-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

本高中物理讲义聚焦《导体的电阻》核心知识点，从电阻的物理意义、定义式及测量入手，通过实验数据描点分析U-I图线建立概念，再结合控制变量法实验探究长度、横截面积、材料对电阻的影响，进而引出电阻率及伏安特性曲线，构建完整知识支架。 该资料突出科学探究与科学思维，通过实验数据描点作图分析电阻特性，用控制变量法研究影响因素培养科学论证能力，典型例题结合生活情境（如闪电估算）。课中助力教师引导学生主动探究，课后学生可通过例题强化理解，弥补知识盲点。

11.2《导体的电阻》讲义及典型例题 一、电阻 1.物理意义：反映导体对电流的阻碍作用。 2.定义式： 3.单位：欧姆，符号是。常用的电阻单位还有千欧（）和兆欧（）:。 4.电阻的测量 现有两个导体 A 和 B，利用下图的电路分别测量 A 和 B 两端的电压和通过的电流，测得的实验数据见下表。 实验电路说明：导体 A（B）接在 M、N 两点之间，电压表并联在导体两端，电流表串联在电路中，滑动变阻器 R 与电源、开关 S 串联。 物理量 导体A 电压U/V 0 2.0 4.0 6.0 8.0 电流I/A 0 0.20 0.42 0.60 0.78 物理量 导体B 电压U/V 0 2.0 4.0 6.0 8.0 电流I/A 0 0.13 0.26 0.40 0.54 （1） 用纵轴表示电压 U，用横轴表示电流 I，分别将 A 和 B 的数据在下面坐标系中描点，并作出 U-I 图线。 （2） 结合 U-I 图线分析，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 的比值怎样？ （3） 对于导体 A 和 B，在电压 U 相同时，通过哪个电阻的电流小？哪个电阻对电流的阻碍作用大？ 二、影响导体电阻的因素 1.导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关。 2.如果设计实验，研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系，采用的实验方法是控制变量法。 3. 实验：研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系。 （1）实验电路如下图所示。a、b、c、d 是四条不同的金属导体。 已知条件： a 与 b：长度不同，横截面积、材料相同； a 与 c：横截面积不同，长度、材料相同； a 与 d：材料不同，长度、横截面积相同。 （2）实验原理：a、b、c、d 串联接入电路，通过它们的电流相同，电压与导体的电阻成正比，因此测量电阻之比就转化为相应的电压之比。 （3）实验方法：控制变量法。 （4）数据处理：根据测得的多组数据，比较a与b的电压，分析导体电阻与长度的关系；比较a与c的电压，分析导体电阻与横截面积的关系；比较a与d的电压，分析导体电阻与材料的关系。 （5）实验结论：同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。写成公式则是。其中ρ叫作材料的电阻率，反映材料导电性能的好坏，电阻率越小，导电性能越好。 三、导体的电阻率 1.同种材料的导体，其电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。 2.电阻的决定式：，式中的叫电阻率，反映材料导电性能的好坏，小，导电性能好。电阻率由材料、温度决定与导体形状无关。 如上图所示，若通过的电流为I1,则；若通过的电流为I2，则 3. 适用于温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。 4.金属的电阻率随温度的升高而增大。 5.当温度降低时，导体的电阻率会减小。一些金属在温度特别低时电阻可以降到0，这种现象叫作超导现象，发生该现象的材料叫作超导材料。 6.对于电阻一定的导体，它的U-I图线和I-U图线都是过原点的倾斜直线，且U-I图线的斜率表示电阻。 图线的倾斜程度反映电阻的大小。图中R1> R2, R4> R3。 四、伏安特性曲线 常用横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I，这样画出的I-U图线叫作导体的伏安特性曲线。对于金属导体，在温度没有显著变化时，电阻几乎不变，它的伏安特性曲线是一条过原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫作线性元件。气态导体和半导体元件的伏安特性曲线不是一条过原点的直线，即电流与电压不成正比，这类电学元件叫作非线性元件。 典型例题 例题1．下列分析正确的是（     ） A．由关系式可知，对一个确定的导体来说，在温度不变时，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值 B．由公式可知，当导体的电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比 C．由公式可知，导体的电阻率与导体的电阻成正比 D．由公式可知，将一粗细均匀的导体拉长到原来的倍时，其电阻也变为原来的倍 【答案】AB 【详解】A．可以利用计算导体的电阻，但与、无关，在温度不变时为定值，A正确； B．根据可知，当导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，B正确； C．导体的电阻率由材料本身和温度决定，与导体的电阻无关，C错误； D．将一粗细均匀的导体拉长到原来的倍时，其横截面积变为原来的一半，由公式可知，电阻变为原来的倍，D错误。 例题2．一阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面为圆形；若将该电阻丝拉长一倍。则电阻丝阻值为（     ） A．R B．2R C．3R D．4R 【答案】D 【详解】根据电阻定律，电阻的表达式为 其中为电阻率，为电阻丝长度，为横截面积。电阻丝被拉长时，其总体积保持不变：拉长一倍后，新的长度 由体积不变可得新的横截面积 代入电阻定律计算新电阻 例题3．如图所示的图像为两个导体所对应的伏安特性曲线，则（  ） A．两电阻的比值为3：1 B．两电阻的比值为1：3 C．若两电阻串联，则两电阻的电压值比为3：1 D．若两电阻并联，则两电阻的电流值比为1：3 【答案】ACD 【详解】AB．因为在I-U图像中，图线与原点连线斜率的倒数表示电阻，即，所以， 则两电阻的比值为，故A正确，B错误； C．若两电阻串联，则通过两电阻的电流相等，所以两电阻的电压值比为，故C正确； D．若两电阻并联，则两电阻两端的电压相等，所以两电阻的电流值比为，故D正确。 例题4．某导体中的电流随其两端电压的变化情况如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A．该导体是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导体的电阻 B．加5V电压时，导体的电阻是0.2Ω 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 【答案】D【详解】A．该导体是非线性元件，但也能用欧姆定律计算导体的电阻，A错误； B．加5V电压时，导体的电流为1A，则电阻是，B错误； CD．根据可知图像上的点到原点连线的斜率倒数等于电阻值，由图可知，随着电压的增大，图像上的点到原点连线的斜率减小，则导体的电阻不断增加；随着电压的减小，导体的电阻不断减小，C错误，D正确。 例题5．如图所示，一金属导线的长度为、横截面积为。已知该导线单位长度的自由电子数为，电子的电荷量为。在导线两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均速率为，则该金属导线电阻率为（     ） A． B． C． D． 【答案】B【详解】根据电阻定律可知该金属导线的电阻为 根据欧姆定律可知该金属导线的电阻为 根据电流的定义式可知流过该金属导线的电流为 联立解得该金属导线的电阻率为 例题6．雷电是大气中的放电现象，科学家曾捕捉到的一种奇异的“颠倒闪电”，它是从平流层底部向顶部放电。已知一次闪电的电荷量为，放电持续时间为，放电区域可视为长度为、横截面积为、电阻率为的导体柱。试估算： (1)闪电过程中的平均电流； (2)平流层底部和顶部之间的电压． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）平均电流（2）放电区域等效电阻为 平流层底部和顶部之间的电压 解得： 1 学科网（北京）股份有限公司 $