11.2-导体的电阻-学案-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第三册

11.2导体的电阻学习目标：1. 理解电阻的定义，进一步体会比值定义法.2. 会利用欧姆定律分析电流、电压与电阻之间的关系. 3. 掌握电阻定律，知道影响电阻率大小的因素. 4. 能根据I－U或U－I图像求导体的电阻．重难点：会利用欧姆定律分析电流、电压与电阻之间的关系.掌握电阻定律，知道影响电阻率大小的因素.教学流程：一、电阻1． 定义：导体两端与通过导体的之比．公式：R＝eq\f(U,I).2． 物理意义：反映了导体对电流的作用．3． 在导体的U－I图像中，斜率反映了．二、影响导体电阻的因素为探究导体电阻是否与导体横截面积、长度和材料有关，我们采用法进行实验探究．三、导体的电阻率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) 公式：R＝ρeq\f(l,S)，式中ρ是比例系数，ρ叫作这种材料的电阻率．2． 电阻率(1) 概念：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) 影响电阻率的两个因素是和．(3) 纯金属电阻率较，合金的电阻率较．由于用电器的电阻通常远大于导线电阻，一般情况下，可认为导线电阻为.3．超导现象一些金属在温度特别低时电阻可以降到，这种现象叫作超导现象． 电路中有一段导体，给它两端加上4V的电压时，通过它的电流为10mA，可知这段导体的电阻为________Ω；如果给它两端加上10V的电压，在单位时间内通过某一横截面的电荷量为________C；如果要让导体的电流为15mA，则需要在其两端加上________V的电压．(多选)对于欧姆定律，下列理解正确的是()A．从关系式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B．从关系式R＝eq\f(U,I)可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零C．从关系式I＝eq\f(U,R)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．从关系式R＝eq\f(U,I)可知，导体两端电压越大，电阻R也越大 如图所示为一块长方体铜块，使电流沿如图I1、I2两个方向通过该铜块，电阻之比为()A．1 B．eq\f(a2,c2) C．eq\f(a2,b2) D．eq\f(b2,c2)关于材料的电阻率，下列说法中正确的是()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三分之一B．材料的电阻率随温度的升高而增大C．合金的电阻率大于构成该合金的任一纯金属的电阻率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大四、导体的伏安特性曲线1． 线性元件和非线性元件(1) 如图甲，伏安特性曲线是一条过原点的直线，这样的元件叫作线性元件．(2) 如图乙，伏安特性曲线是一条曲线，这样的元件叫作非线性元件．2． 图线为过原点的直线时，I－U图像中，斜率表示电阻的倒数，U－I图像中，斜率表示电阻，如图所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1.3． I－U图像是曲线时，导体某状态的电阻RP＝eq\f(UP,IP)，即电阻等于图线上点P(UP，IP)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数，如图所示．两电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，可知两电阻大小之比R1∶R2等于()A．1∶3 B．3∶1 C．1∶eq\r(3) D.eq\r(3)∶1应用练习考点一导体的电阻欧姆定律1． 关于导体的电阻，下列说法中正确的是()A．由R＝eq\f(U,I)可知，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比B．由I＝eq\f(U,R)可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比C．比较几个电阻的I－U图线可知，电流变化相同时，电压变化较小的图线对应电阻的阻值较大D．导体中的电流越大，电阻就越小2． (多选)已知两个导体的电阻之比R1∶R2＝2∶1，那么()A．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝2∶1B．若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝1∶2C．若两导体中电流相等，则U1∶U2＝2∶1D．若两导体中电流相等，则U1∶U2＝1∶23． (多选)小强在探究定值电阻(该电阻的阻值不受温度的影响)两端电压和电流的关系，当在该电阻两端加U＝20V的电压时，通过该电阻的电流为I＝5A．下列说法正确的是()A．该电阻的阻值为4ΩB．如果仅将电压升高到30V，则通过的电流为6AC．如果仅将电阻换成阻值为10Ω的定值电阻，则通过的电流应为2AD．当电阻两端不加电压时，定值电阻的阻值应为零考点二电阻定律电阻率4． (多选)下列说法中正确的是()A．由R＝eq\f(U,I)可知，当通过导体的电流不变，加在导体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．由R＝eq\f(U,I)可知，通过导体的电流改变，加在导体两端的电压也改变，但导体的电阻不变C．由ρ＝eq\f(RS,l)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5． (多选)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()A．常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10RB．常温下，若将电阻丝从中点对折，电阻变为eq\f(R,4)C．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eq\f(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6． 一根均匀的导线，现将它均匀拉长，使导体的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为64Ω，则导线原来的电阻值为()A．128Ω B．32Ω C．4Ω D．2Ω7． 图中R1和R2是两个材料相同、厚度相同、表面均为正方形的导体，但R2的尺寸远远小于R1的尺寸．通过两导体的电流方向如图所示，则关于这两个导体的电阻R1、R2关系的说法正确的是()A．R1＝R2 B．R1<R2 C．R1>R2 D．无法确定考点三导体的伏安特性曲线8. (多选)如图所示是某导体的I－U图线，图中α＝45°，下列说法正确的是()A．通过该导体的电流与其两端的电压成正比B．此导体的电阻R不变C．I－U图线的斜率表示电阻的倒数，所以电阻R＝eq\f(1,tan45°)Ω＝1ΩD．在该导体的两端加6V的电压时，每秒通过导体横截面的电荷量是3C9. 如图所示为A、B两电阻的伏安特性曲线，下列关于两电阻的描述正确的是()A．在两图线交点处，A的阻值等于B的阻值B．在两图线交点处，A的阻值小于B的阻值C．在两图线交点处，A的阻值大于B的阻值D．A的电阻随电流的增大而减小，B的阻值不变10. (多选)某导体的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，下列说法正确的是()A．B点对应导体的电阻为12ΩB．B点对应导体的电阻为40ΩC．由A到B，导体的电阻因温度的影响改变了10ΩD．由A到B，导体的电阻因温度的影响改变了9Ω11．将两根长为L、横截面积为S、电阻率为ρ的保险丝串起来作为一根使用，则它的电阻和电阻率分别为()A．eq\f(2ρL,S)，ρ B．eq\f(2ρL,S)，eq\f(1,2)ρ C．eq\f(ρL,2S)，ρ D．eq\f(ρL,2S)，eq\f(1,2)ρ12．如图所示，长方体铜柱长a＝15cm，宽b＝5cm，高c＝3cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1A，若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为()A．9A B．2A C．eq\f(1,2)A D．eq\f(1,4)A13．如图所示是由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀的电阻丝a、b的伏安特性曲线，下列判断正确的是()A．a电阻丝较粗B．b电阻丝较粗C．a电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值D．图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比14．如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，已知a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q间加上电压后，其U－I图线如图乙所示，当U＝10V时，电解液的电阻率ρ是多少？11.2导体的电阻答案教学流程：一、电阻1． 电压 电流．2． 阻碍．3． 导体电阻的大小．二、影响导体电阻的因素控制变量．三、导体的电阻率1． 电阻定律(1) 长度l 横截面积S 材料．2． 电阻率(1) 导电．(2) 材料和温度．(3) 小，大．0.3．超导现象0． 答案4002.5×10－26解析由R＝eq\f(U,I)可得R＝eq\f(4,0.01)Ω＝400Ω，由I＝eq\f(U,R)可得I＝eq\f(10,400)A＝0.025A，由q＝It可得q＝0.025×1C＝2.5×10－2C，由U＝IR可得U＝1.5×10－2×400V＝6V.答案AC解析对于阻值一定的导体，根据U＝IR可知，I越大，U越大，A正确；导体的电阻是导体本身的性质，与U、I无关，故B、D错误；对于电阻一定的导体，导体中的电流与导体两端的电压成正比，故C正确． 答案B解析若通以电流I1，则导体的长度为a、横截面积为bc，由电阻定律知其电阻为R1＝ρeq\f(a,bc)；若通以电流I2时，则导体的长度为c、横截面积为ab，由电阻定律知其电阻为R2＝ρeq\f(c,ab)，故eq\f(R1,R2)＝eq\f(a2,c2)，故选B.答案C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的升高而增大，半导体材料则相反，B错误；合金的电阻率比任一组分的纯金属的电阻率大，C正确；电阻率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，因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量，而电阻还跟导体的长度、横截面积等因素有关，D错误．答案A解析根据欧姆定律得R＝eq\f(U,I)，过横轴上任一不为零的点作一平行于纵轴的直线，交R1、R2的伏安特性曲线分别于A、B点，分别过A、B点作平行于横轴的直线，交纵轴于I1、I2，表明电阻R1、R2两端加上相同电压U0时，流过R1、R2的电流不同，如图所示，结合数学知识，可得eq\f(R1,R2)＝eq\f(\f(U0,I1),\f(U0,I2))＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(tan30°,tan60°)＝eq\f(1,3).应用练习1． 答案B2． 答案BC解析当两导体两端电压相等时，由I＝eq\f(U,R)得I1∶I2＝R2∶R1＝1∶2，B正确，A错误；当两导体中电流相等时，由U＝IR得，U1∶U2＝R1∶R2＝2∶1，C正确，D错误．3． 答案AC解析由欧姆定律得R＝eq\f(U,I)＝eq\f(20,5)Ω＝4Ω，该电阻的阻值为4Ω，A正确；由于该电阻的阻值不受温度的影响，则仅将电压升高到30V，通过该电阻的电流应为I1＝eq\f(U1,R)＝eq\f(30,4)A＝7.5A，B错误；如果仅将电阻换为阻值为10Ω的定值电阻，由欧姆定律得I′＝eq\f(U,R′)＝eq\f(20,10)A＝2A，C正确；定值电阻的阻值是一定的，与其两端是否加电压无关，D错误．4． 答案BD解析导体的电阻是由导体本身的性质决定的，与加在导体两端的电压和通过导体的电流无关，所以A错误，B正确；ρ＝eq\f(RS,l)仅是导体电阻率的定义式，电阻率只与导体本身及温度有关，与式中的各物理量都无关，所以C错误，D正确．5． 答案BD解析常温下，若将电阻丝均匀拉长为原来的10倍，则横截面积变为原来的eq\f(1,10)，根据电阻定律R＝ρeq\f(l,S)，则电阻变为100R，故A错误；常温下，若将电阻丝从中点对折，长度为原来的一半，横截面积为原来的2倍，则电阻变为eq\f(R,4)，故B正确；随着温度变化电阻丝阻值会发生变化，故C错误；根据超导现象知，若把温度降到绝对零度附近，电阻丝的电阻突然变为零，故D正确．6． 答案C解析一根均匀导线，现将它均匀拉长，使导线的直径减小为原来的一半，则横截面积变为原来的eq\f(1,4)，因为导线的体积不变，则长度变为原来的4倍，根据电阻定律R＝ρeq\f(l,S)知电阻变为原来的16倍，所以导线原来的电阻为4Ω，选项C正确．7． 答案A解析设正方形导体表面的边长为L，厚度为d，材料的电阻率为ρ，根据电阻定律得R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,Ld)＝eq\f(ρ,d)，可见导体的电阻只与材料的电阻率及厚度有关，与导体的其他尺寸无关，即R1＝R2，A正确．8. 答案ABD解析由题图可知，电流随着导体两端的电压的增大而增大，通过该导体的电流与导体两端的电压成正比，选项A正确；由I＝eq\f(U,R)可知，I－U图线的斜率表示电阻的倒数，则导体的电阻R不变，且R＝2Ω，选项B正确，C错误；在该导体的两端加6V的电压时，电路中电流I＝eq\f(U,R)＝3A，每秒通过导体横截面的电荷量q＝It＝3×1C＝3C，选项D正确．9. 答案A10. 答案BC解析由R＝eq\f(U,I)知，A点对应导体的电阻RA＝eq\f(3,0.1)Ω＝