6导体的电阻—2020-2021高中物理选修1学案

1、6导体的电阻素养目标定位知道电阻与哪些因素有关，能够探究电阻与各因素的关系掌握导体的电阻公式，并能进行有关计算理解电阻率的概念素养思维脉络M黑顼可反慵q教材梳理夯基固本落实新知)Q*知识点i影响导体电阻的因素1 .探究与导体电阻有关的因素(i)电阻丝横截面积的测量把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔)，用刻度尺测出多匝的宽度,然后除以匝数，得到电阻丝的直径，进而计算出电阻丝的横截面积。(2)电阻丝长度的测量把电阻丝拉直，用刻度尺量出它的长度。(3)电阻的测量连接适当的电路，测量电阻丝两端的电压U和通过电阻丝的电流I,由R=_U计算一I-得到。2 .用实验探究电阻与导体的材料、横截面积、长

2、度之间的关系(1)实验方法：控制变量法。(2)实验原理：串联电路中电压跟电阻成正比_。(3)实验方法：下图中a、b、c、d是四条不同的金属导体，b与a长度不同；c与a截面积不同，d与a材料不同，利用欧姆定律分别测算出它们的电阻值，探究电阻跟长度、截面积和导体材料的关系。p-p-ir'©":abcd1riR(4)实验结论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，还与导体材料有关。3 .逻辑推理探究(1)导体电阻与长度的关系：一条导线可看成有相同长度的多段导线串联，由串联电路的性质可分析出导体的电阻_RR_。(2)导体电阻与横截面积的关系：多条长度、材料、横

3、截面积都相同的导体紧紧束在一起，由并联电路的性质分析出导体的电阻_R8!。S(3)导体电阻与材料的关系：由实验探究得到长度、横截面积相同而材料不同的导体电阻不同。*知识点2导体的电阻1 .电阻定律同种材料的导体，其R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关。2 .公式R=_4_°公式中比例系数p是反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。3 .电阻率、，、RS(1)计算公式：p=_了_。(2)单位：_0_(3)意义：跟导体的材料有关，是反映材料导电性能好差的物理量。(4)特性：电阻率与导体材料的温度_有关，而与导体的长度和横截面积无主_。金属材料的电阻率随温度

4、升高而增大，利用电阻率随温度变化明显的金属制成电阻温度计,利用电阻率几乎不受温度变化影响的合金制成标准电阻。但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小。当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到零成为超导体。思考辨析判一判导体的长度越大，电阻越大。（X）（2）金属的电阻率由材料和温度决定。（V）导体的电阻由电压和电流决定。（X）（4）导体的电阻率由导体的长度和横截面积决定。（X）（5）电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻反映了导体对电流的阻碍作用。（V）选一选如图所示，若滑动变阻器的滑片P向C端移动时，小灯泡变亮，那么应将B. C接线柱C. D接线柱D.以上都可以解析：首先要明

5、确小灯泡变亮了，这表明电路中的电流增大，滑动变阻器接入电路中的电阻值减小，长度变短，而滑动变阻器连入电路的电阻由下面的接线柱决定，只有N接C才能满足题意。选B。想一想家用白炽灯泡的灯丝是由弹簧形状的鸨丝制成的。下列三幅漫画生动地描绘了一位学生的经历，下图中坏的灯泡“比原来更亮”的原因是什么？解析：灯丝断了又重新搭接上，灯丝长度减小，由R=2知，l减小，R减小，又由PUT,U不变，R减小，P增大，所以灯泡变亮了。RF内互动探究q细研深究破疑解难奉取精华2）探究一电阻定律R=上的理解和应用S思考讨论Sikaotaolun观察下面的图片，想一想导体电阻的大小与什么有关?(1)提示：导体电阻的大小与导

6、体的长度、截面积和材料的电阻率有关。归纳总结uinazongjie1 .公式R=S中各物理量的意义(1)p表示材料的电阻率，与材料和温度有关。(2)1表示沿电流方向导体的长度。(3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。如图所示，一长方体导体若通过电流Ii,则长度为a,截面积为bc；若通过电流则长度为c,横截面积为abo12 .R=U与R=上的区别与联系IS两个公式区别联系Ly、UR=T1R=吆区别是电阻的定义式，其电阻并不随电压、电流的变化而艾化，只是可由该式算出线路中的电阻是电阻的决定式，其电阻的大小由导体的材料、横截面积、长度共同决定提供了一种测R的方法：只要测出U、I就可求出R提供了一种

7、测导体的p的方法：只要测出R、1、S就可求出p适用于纯电阻元件适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离了体联系R=p3又R=S的进一步的说明，即导体的电阻与U和I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积。Dianlipouxi典例1两根完全相同的金属导线A和B,如果把其中的一根A均匀拉长到原来的两倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为（D）A.1：1B.4：1C.8：1D.16：1解题指导：导线的长度和横截面积变化后，总体积并没有变化。解析：金属导线原来的电阻为R=（,拉长后：1'=21,因为体积V=lS不变，所以S'=|,R'=S-=4（=4

8、R。对折后：1=2，S=2S,所以R=9=p-J,则R:R"=16：1。故选D。对点训练1（2019吉林省实验中学高二上学期期末）欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律。有一个长方体型的金属电阻，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，其中电阻值最小的是（A）电琥方向世流方向解析：根据R=点可判Ra<Rb<Rc=Rd,故选项A正确。探究二电阻和电阻率的区别和联系思考讨论Sikaotaolun导体的电阻率由什么来决定？（2）电阻率大，电阻一定大吗？电阻大，电阻率一定大吗?提示：（1）由导体材料和温度决定。（2）不一定；不

9、一定。归纳总结G.uinazongjie电阻率与电阻的区别与联系物理量比较内容电阻率p电阻R物理意义电阻率是反映材料导电性能的物电阻是反映导体对电流的阻碍性能理量的物理量决定因素由导体的材料和温度决定，它与导体的长度和导体的横截面积无关，电阻率是“材料”的电阻率由导体的材料、长度、横截面积共同来决定，一般地说，小向的导体扃小同的电阻，电阻是“导体”的电阻单位欧米（m）欧()关系R=S特别提醒：各种材料的电阻率一般都随温度的变化而变化。（1）金属的电阻率随温度的升高而增大。（2）半导体（热敏电阻）的电阻率随温度的升高而减小。典例剖析：.D-ianlipouxi典例2关于导体的电阻及电阻率的说法中

10、，正确的是（D）A.导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻。因此，只有导体有电流通过时，才具有电阻B.由R=g可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C.将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象，发生超导现象时，温度不是热力学温度零度解题指导：要正确理解电阻与电阻率的物理意义。解析：导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，它只与导体的几何形状和材料性质有关，与导体是否通电以及通电电流的大小均无关。电阻率的大小和导体几何形状无关，只与材料性质和温度有关。一般金属合金和化合物的电阻率随温

11、度升高而增大，随温度降低而变小，当温度降低到某一转变温度（大于0K）时，某些金属、合金、化合物的电阻率会突然减小为零，呈超导电现象。对点训练2（多选）（2019陕西省南郑中学高二上学期期中）下列说法正确的是（BD）A.据R=f可知，加在电阻两端的电压变为原来的2倍时，导体的电阻也变为原来的2倍B.不考虑温度对阻值的影响，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p=RS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皆无关解析：导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，在温度不变时，与导体两端

12、的电压和通过导体的电流无关，故A错误B正确；材料的电阻率与导体的电阻、长度、横截面积无关，故C错误，D正确，故选BD。核心素养提升A规律技巧以题说法自智培优滑动变阻器的原理与使用1 .原理利用改变连入电路的电阻丝的长度改变电阻。2 .构造如图所示，A、B是绕在绝缘筒上的电阻丝的两个端点，电阻丝间相互绝缘，C、D是金属杆的两个端点，电阻丝上能够与滑片P接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片P能够把金属杆与电阻丝连接起来。3 .在电路中的使用方法结构简图如图所示，要使滑动变阻器起限流作用时，正确的连接是接A与D（或C）及B与C（或D）,即“一上一下”；要使滑动变阻器起分压作用，要将AB全部接入电路，另

13、外再选择A与C（或D）及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。4.滑动变阻器的两种接法的比较两种接法比较内容限流接法分压接法电路图（图中R为负载电阻，R0为滑动变阻器）工闭合电键前滑片位置滑动触头在最左端，即保证滑动变阻器接入电路中的阻值最大滑动触头在最左端，即开始时R上得到的电压为零负教两端的电压调节范围RUUR0+R0U通过负级的电流调节范围UURo+RRU0R5.选用两种接法的原则。当电压表或电流表的量程太小时，若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过电压表或电流表的量程，必须采用分压式接法。(2)负载电

14、阻的阻值Ro远大于变阻器的总电阻R,须用分压式电路；(3)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，须用分压式电路；(4)负载电阻的阻值Ro小于变阻器总电阻R或相差不多，且电压电流变化不要求从零调起时，可采用限流接法；(5)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总功耗较小。*案例如图所示为用伏安法测定一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：(1)待测电阻Rx(约100;)(2)直流毫安表(量程020mA,内阻50中直流电压表(量程03V,内阻5k;)(4)直流电源(输出电压6V,内阻不计)；(5)滑动变阻器(阻值范围0150允许最大电流1A);

15、(6)开关1个，导线若干。根据器材规格及实验要求，在本题的实物图上连线。解析：(1)先确定采用电流表内接电路还是外接电路,詈=喈=2,不满足内接的要求。Ra503又粤=吟科=50,满足电流表外接的要求，则电流表应外接。Rx100(2)再确定变阻器是采用限流还是分压。若采用限流式，则滑动变阻器阻值达到最大时，电路中电流达到最小,小=ERx+R+Ra6cA=3.6X102A=36mA，已超过电流表量程，故必须米用滑动变阻器分压式电路。115十50实验电路如图所示。实物连线见答案图。I-I答案:僚内随堂达标沙场点兵名校真题宾效检测4)将1和2、3和4分别1.（2019江苏省宿迁市高二上学期期末）如图

16、为一块长方体铜块,接在一个恒压源（输出电压保持不变）的两端，通过铜块的电流之比为A.1B.SaCa2C。b2解析：根据电阻定律R=，当在1、2两端加上恒定电压U时，REpbc通过铜块的电流I12=所以I12：134=U更，当在3、4两端加上恒定的电压时,pac2c2,故B正确，ACD错误。a%=点，通过铜块的电流叫华I2.（2019宁夏银川一中高二上学期期末）如图所示,图线1表示的导体的电阻为R,图线A.R1:R2=1:2B.把C.将D.将2表示的导体的电阻为R1拉长到原来的3倍长后电阻等于R2R1与R2并联后接于电源上，则电流比R1与R2串联后接于电源上，则功率之比I1：12=1：3P1：P

17、2=1：3解析：根据IU图象知，图线的斜率表示电阻的倒数，所以R：R2=1：3,故A错误;体积不变，长度拉长3倍后，横截面积变为原来的1/3,根据电阻定律R=电阻等于9R1,R1与R2并联等于3R2,故B错误；并联电路，电压相等，电流比等于电阻之反比，所以将后接于电源上，电流比I1：12=3：1,故C错误；串联电路电流处处相等，所以将R1R2串联后接于电源上，根据功率P=I2R,功率之比P1：P2=1：3,故D正确。3.（2019上海交通大学附属中学高二物理上学期期中）相距11km的A、B两地用两导线连接，由于受到暴风雨的影响，在某处一根树枝压在两根导线上造成故障。为查明故障地点，先在A处加1

18、2V的电压，在B处测得电压为10V;再在B处加上12V电压，在A处测得电压为4V,问故障地点离A处多远？答案：1km解析：设A处到故障处两段导线的总电阻是R1,距离为SA,B到故障处两段导线的总电阻是R2,距离为SB,树枝的电阻是R0OA处加电压12V时，根据串联电路中电压和电阻成正比，故R0=UU=:J0：、,R2U2124B处加电压12V时，有：豆=2RoUo4由得：胃=工R210根据电阻定律，电阻与导线长度成正比，则得：SA=皆=4,故障发生处离A地的距离SbR210、11、,为：Sa=SAB=X11km=1km。1111题保时作业KE-HOU-KE-SHI-ZUO-VES练案156基础

19、夯实W一、选择题（13题为单选题，4、5题为多选题）1.（2019北京市昌平区高二上学期期末）关于导体的电阻的表达式R=吊1和R=总，下面说法不正确的是（A）A.金属导体的电阻与加在导体两端的电压成正比，与通过的电流成反比B.金属导体的电阻与导体长度、横截面积和材料有关C.一般情况下，金属导体的电阻随工作环境温度的变化而变化D.对于给定的一段金属导体来说，在恒温下U比值是恒定的，导体电阻不随U或I的变化而变化解析：导体的电阻是导体本身的特性，与其两端电压和电流强度无关，选项A错误；根据电阻定律R=点可知：导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关，选项B正确；导体的电阻率随温度变化而变化，电阻

20、也随温度而变化，选项C正确；导体的电阻是导体本身的特性，对一段一定的导体来说，在恒温下比值U是恒定的，导体电阻不随U或I的变化而化，选项D正确。本题选不正确的，故选Ao2 .关于电阻率，下列说法正确的是（C）A.把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的1/3B.材料的电阻率随温度的升高而增大C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越解析：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，A错误。金属材料的电阻率随温度升高而增大，而半导体材料则相反，所以B错误。合金的电阻率比纯金属的电阻率大，C正确。电阻率

21、大表明材料的导电性能差，不能表明对电流的阻碍作用一定大，因为物体的电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量，而且电阻还跟导体的长度、横截面积有关，所以D错误。3 .当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时，熔丝就要熔断，由于种种原因，熔丝的横截面积略有差别，那么熔丝熔断的可能性较大的地方是（B）A.横截面积大的地方B.横截面积小的地方C.同时熔断D.可能是横截面积大的地方，也可能是横截面积小的地方解析：根据电阻定律，横截面积小的地方电阻较大，当电流通过时电阻大的位置发热量大易熔断，B正确。4 .（2019四川省攀枝花市高二上学期检测）如图所示，某一导体的形状为长方体，其长、宽、高之比为a：b：c=3：

22、2：1。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、2两端加上恒定电压，导体的电阻为Ri；在3、4两端加上恒定电压，导体的电阻为R2,则R1：R2为（D）IIA.1：3B.3：1C.9：1D.1：9解析：设c的长度为L,则b的长度为2L,a的长度为3L,根据电阻定律R=点可知,1、2两点间的电阻为R1=上=霜3、4两点间的电阻为R2=骷4,故RH故本题选D。5.（2019山东省实验中学高二上学期期末）对于常温下一根阻值为R的金属电阻丝，下列说法正确的是（BD）A.常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R8 .常温下，若将电阻丝从中点对折，

23、电阻变为R/4C.加在电阻丝上的电压从0逐渐加大到U,则在任意状态下的U/I的值不变D.若把温度降到绝对零度附近，电阻丝的电阻突然变为零，这种现象称为超导现象解析：常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则截面积变为原来的1/10,根据电阻定律R=点，A错误；常温下，若将电阻丝从中点对折，长度为原来的一半，面积为原来的2倍，则电阻变为R/4,B正确；电阻丝随着温度变化阻值会发生变化，C错误；根据超导现象知，D正确。二、非选择题9 .一只鸟站在一条通电的铝质裸导线上（如图所示），导线的横截面积为185mm2,导线上通过的电流为400A,鸟的两爪间的距离为5cm,求两爪间的电压。（p铝=2.9X

24、108qm）答案：3.12X103V解析：R=2.9X108X185005060=7.8X106故：U=IR=400X7.8X106V=3.12X103V。10 某电路需要20A的保险丝，但手边只有用同种材料制成的“15解口“5A两种型号的保险丝，他们的规格如下表所示，问能否将这两种保险丝取等长的两段并联后接入该电路中？说明其理由。保险丝12直径1mm2mm额定电流5A15A解析：这两段等长的保险丝横截面积之比S1:S2=1:4,由电阻定律R=得电阻之比R1:R2=S2：S1=4：1,并联接入电路后两端的电压相等，由欧姆定律得通过的电流之比I1:I2=R2:R1=1：4,即第2根保险丝中的实际

25、电流是第1根中的4倍，而额定电流只是第1根的3倍，所以不能这样来使用。能力提升现一、选择题（14题为单选题，5、6题为多选题）1 .（2019广东省湛江市高二上学期期末）两根材料相同粗细均匀的金属丝1、2的伏安特性曲线如图所示，则下列说法中正确的是（B）A.两金属丝的阻值Ri大于R2B.如两根金属丝的长度相同，则金属丝1较粗C.如两根金属丝的粗细相同，则金属丝1较长D.条件不足，无法判断两金属丝的长短与粗细解析：导线的电阻R=半，IU图象的斜率倒数表示电阻的大小，则由图可知，两金属丝的阻值Ri小于R2,故A错误；根据电阻定律R=上得知，长度相同，材料相同，因RiS小于R2,故金属丝1的横截面积

26、大，故B正确；根据电阻定律R=点得知，两根金属丝的粗细相同，则金属丝2较长，故C错误。2 .如图所示，a、b、c为不同材料做成的电阻，b与a的长度相等，横截面积是a的两倍，c与a的横截面积相等，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Vi：V2：V3=1：1：2。关于三种材料的电阻率伊、因、作,下列说法中正确的是（C）A.伊是内的2倍C.因是伊的2倍B.伊是pc的2倍D.侬是作的2倍解析：根据串联电路的电压关系，Ra：Rb：Rc=V1:V2:V3=1：1：2,根据R=点得:bRbSb2,A错误；同理B、D错误，C正确。3 .（2019江西省宜春市高二上学期期末）神经纤维可分为有

27、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一一髓质累积而成，具有很大的电阻，经实验测得髓质的电阻率为p=8X1060由某生物体中某段髓质神经纤维可看作长为20cm,半径为4cm的圆柱体，在其两端加上逐渐升高的电压，当电压U=100V时，该髓质神经纤维发生反应，则引起该髓质神经纤维产生感觉的最小电流为（B）B.0.31月D.0.62A.0.15QC.0.43解析：由电阻定义式可得:2R=七=8*106*/鼠1022a=3.i8x108QSuX4X10故电流为：I=R=3l100108A=0.31aA,故B正确，ACD错误。4 .如图所示，P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L,直径为D,镀膜材料的电阻率为p,膜的厚度为do管两端有导电金属箍M、No现把它接入电路中，测得M、N两端电压为U,通过它的电流为I,则金属膜的电阻率的值为（C）D.dJD2ILTiUDdC.|L解析：由欧姆定律可得，镀膜材料的电阻R=，镀膜材料的截面积为s=27D2d=TOd,根据电阻定律可得，R=r,s所以镀膜材料的电阻率P为：尸,=耳见，所以C正确，故选Co5 .（2019北京西城区高二上学期质检）一根粗细均匀的金属导线，在其两端加上电压U