2018_2019學(xué)年高中物理第二章恒定電流第6節(jié)導(dǎo)體的電阻學(xué)案新人教版.docx

第6節(jié)導(dǎo)體的電阻1知道影響導(dǎo)體電阻的因素，并掌握科學(xué)的探究方法2掌握電阻定律，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算3理解電阻率的概念、意義及決定因素一、影響導(dǎo)體電阻的因素1實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)導(dǎo)體長度越長，電阻越大；(2)導(dǎo)體橫截面積越大，電阻越??；(3)導(dǎo)體的電阻還與導(dǎo)體的材料有關(guān)2邏輯推理(1)導(dǎo)體的電阻與它的長度的關(guān)系：一條長度為l，電阻為R的導(dǎo)體，可以看成是由n段長度同為l1、電阻同為R1的導(dǎo)體串聯(lián)而成因lnl1，RnR1，所以(2)導(dǎo)體的電阻與它的橫截面積的關(guān)系：有n條導(dǎo)體，它們的長度相同，橫截面積都為S1，電阻同為R1把他們緊緊地束在一起，組成一橫截面積為S、電阻為R的導(dǎo)體則R，SnS1，所以二、導(dǎo)體的電阻1電阻定律(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)(2)公式：R，式中是比例系數(shù)，它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，是表征材料性質(zhì)的一個(gè)重要的物理量，叫做這種材料的電阻率2電阻率(1)單位：歐姆米，符號：m(2)變化規(guī)律：電阻率往往隨溫度的變化而變化金屬的電阻率隨溫度的升高而增大(3)應(yīng)用：電阻溫度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電阻等 判一判(1)探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的關(guān)系所采用的實(shí)驗(yàn)方法為控制變量法()(2)電阻率是反映材料導(dǎo)電性能的物理量，電阻反映了導(dǎo)體對電流的阻礙作用()(3)電阻率往往隨溫度的變化而變化，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而增大，可制作熱敏電阻()(4)一只白熾燈泡，正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻為121 ，當(dāng)這只燈泡停止發(fā)光一段時(shí)間后燈絲的電阻大于121 ()提示：(1)(2)(3)(4) 想一想由影響導(dǎo)體電阻的因素分析，為什么幾個(gè)電阻串聯(lián)起來，總電阻增大；幾個(gè)電阻并聯(lián)起來，總電阻減??？提示：幾個(gè)電阻串聯(lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的長度，幾個(gè)電阻并聯(lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積 做一做關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說法中，正確的是()A導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫做導(dǎo)體的電阻因此，只有導(dǎo)體有電流通過時(shí)，才具有電阻B由R可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比C將一根導(dǎo)線一分為二，則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來的二分之一D某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度降低會(huì)突然減小為零，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象，發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象時(shí)，溫度不為絕對零度提示：選D導(dǎo)體的電阻率由材料本身的性質(zhì)決定，并隨溫度而變化，導(dǎo)體的電阻與長度、橫截面積有關(guān)，與導(dǎo)體兩端電壓及導(dǎo)體中電流大小無關(guān)，A、B、C錯(cuò)；電阻率反映材料的導(dǎo)電性能，電阻率常與溫度有關(guān)，存在超導(dǎo)現(xiàn)象，D對對電阻率的理解1物理意義：電阻率是一個(gè)反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、大小無關(guān)2大?。海鞣N材料的電阻率在數(shù)值上等于用該材料制成的長度為1 m、橫截面積為1 m2的導(dǎo)體的電阻；單位：歐米(m)3電阻率與溫度的關(guān)系及應(yīng)用(1)金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，可用于制作電阻溫度計(jì)(2)半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的變化較大，可用于制作熱敏電阻(3)有些合金，電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻(4)當(dāng)溫度降到絕對零度時(shí)，某些導(dǎo)體變成超導(dǎo)體【題組過關(guān)】1關(guān)于材料的電阻率，下列說法中正確的是()A把一根長導(dǎo)線截成等長的三段，則每段的電阻率都是原來的B材料的電阻率隨溫度的升高而減小C純金屬的電阻率較合金的電阻率小D電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大的導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大解析：選C電阻率是材料本身的一種電學(xué)特征，與導(dǎo)體的長度、橫截面積無關(guān)，A選項(xiàng)錯(cuò)金屬材料的電阻率隨溫度升高而增大，半導(dǎo)體材料則相反，B選項(xiàng)錯(cuò)合金的電阻率比純金屬的電阻率大，C選項(xiàng)對電阻率大表明材料的導(dǎo)電性能差，不能表明對電流的阻礙作用一定大，因?yàn)殡娮璨攀欠从硨﹄娏髯璧K作用大小的物理量，而電阻還跟導(dǎo)體的長度、橫截面積等因素有關(guān)，D選項(xiàng)錯(cuò)2(2018福建漳州一中高二檢測)關(guān)于電阻和電阻率，下列說法中正確的是()A把一根均勻?qū)Ь€等分成等長的兩段，則每部分的電阻、電阻率均變?yōu)樵瓉淼囊话隑由可知，與R、S成正比，與l成反比C材料的電阻率隨溫度的升高而增大D對某一確定的導(dǎo)體，當(dāng)溫度升高時(shí)，發(fā)現(xiàn)它的電阻增大，說明該導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而增大解析：選D導(dǎo)體的電阻率由材料本身決定，并隨溫度的變化而變化，但并不都是隨溫度的升高而增大，則A、B、C錯(cuò)誤若導(dǎo)體溫度升高時(shí)，電阻增大，又不考慮體積和形狀的變化，其原因就是電阻率隨溫度的升高而增大產(chǎn)生的，則D正確對電阻定律的理解和應(yīng)用1表達(dá)式：R2適用條件：溫度一定，粗細(xì)均勻的導(dǎo)體或濃度均勻的電解質(zhì)溶液電阻定律反映了導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體自身決定，只與導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)3R與R的區(qū)別RR意義決定式定義式理解說明導(dǎo)體的電阻由、l、S決定，且與l成正比，與S成反比提供了一種測電阻的方法伏安法不能認(rèn)為R與U成正比，與I成反比適用范圍金屬導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液任何導(dǎo)體聯(lián)系R對R補(bǔ)充說明了導(dǎo)體的電阻不取決于U和I，而是取決于導(dǎo)體本身的材料、長度和橫截面積 命題視角1對電阻定律的理解(多選)下列說法中正確的是()A據(jù)R可知，當(dāng)通過導(dǎo)體的電流不變時(shí)，加在電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí)，導(dǎo)體的電阻也變?yōu)樵瓉淼?倍B據(jù)R可知，通過導(dǎo)體的電流改變，加在電阻兩端的電壓也改變，但導(dǎo)體的電阻不變C據(jù)可知，導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的電阻和橫截面積的乘積RS成正比，與導(dǎo)體的長度l成反比D導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的長度l、橫截面積S、導(dǎo)體的電阻R皆無關(guān)思路點(diǎn)撥 (1)R是電阻的定義式，提供了計(jì)算電阻的一種方法，其大小與U、I無關(guān)(2)R是電阻的決定式，與、l、S有關(guān)解析導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，其決定式為R，而R為電阻的定義式，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確而僅是導(dǎo)體電阻率的定義式，電阻率與式中的各物理量都無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確答案BD 命題視角2電阻定律的應(yīng)用一段均勻?qū)Ь€對折兩次后并聯(lián)在一起，測得其電阻為05 ，導(dǎo)線原來的電阻多大？若把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長為原來的3倍，另一半不變，其電阻是原來的多少倍？思路點(diǎn)撥 (1)導(dǎo)線對折后長度減半，橫截面積加倍(2)導(dǎo)線均勻拉長的同時(shí)，橫截面積變小，而體積不變解析一段導(dǎo)線對折兩次后，變成四段相同的導(dǎo)線，并聯(lián)后的總電阻為05 ，設(shè)每段導(dǎo)線的電阻為R，則05 ，R2 ，所以導(dǎo)線原來的電阻為4R8 若把這根導(dǎo)線的一半均勻拉長為原來的3倍，則橫截面積變?yōu)樵瓉淼模L度為原來的3倍，所以這一半的電阻變?yōu)? 936 ，另一半的電阻為4 ，所以拉長后的總電阻為40 ，是原來的5倍答案8 5 命題視角3電阻定律與歐姆定律的綜合應(yīng)用如圖所示，相距40 km的A、B兩地架兩條輸電線，電阻共為800 ，如果在A、B間的某處發(fā)生短路，這時(shí)接在A處的電壓表示數(shù)為10 V，電流表示數(shù)為40 mA求發(fā)生短路處相距A有多遠(yuǎn)？解析A、B間距離l40 km，導(dǎo)線總長2l，總電阻R800 設(shè)A與短路處距離x，導(dǎo)線總長2x，總電阻Rx由歐姆定律得Rx 250 由電阻定律得R，Rx，所以xl40 km125 km即短路處距A有125 km答案125 km公式R的應(yīng)用策略(1)公式R中的l是沿電流方向的導(dǎo)體長度，S是垂直于電流方向的橫截面積(2)一定幾何形狀的導(dǎo)體，電阻的大小與接入電路的具體方式有關(guān)，在應(yīng)用公式R求電阻時(shí)，要注意導(dǎo)體長度和橫截面積的確定(3)一定形狀的幾何導(dǎo)體當(dāng)長度和橫截面積發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體的電阻率不變，體積不變，由VSl可知l和S成反比，這是解決此類電阻問題的關(guān)鍵 【題組突破】1兩根完全相同的金屬導(dǎo)線A和B，如果把其中的一根A均勻拉長到原來的兩倍，把另一根導(dǎo)線對折后絞合起來，則它們的電阻之比為()A11B41C81 D161解析：選D設(shè)金屬導(dǎo)線原來的電阻為R，則R拉長后：l2l，體積VlS不變，故S，R44R；對折后：l，S2S，故R則RR161，故選項(xiàng)D正確2如圖所示，P是一個(gè)表面鑲有很薄電熱膜的長陶瓷管，其長度為L，直徑為D，鑲膜的厚度為d，管兩端有導(dǎo)電金屬箍M、N現(xiàn)把它接入電路中，測得它兩端電壓為U，通過它的電流為I，則膜的電阻為多少？鑲膜材料電阻率為多少？解析：由歐姆定律可得R，沿著L的方向?qū)⒛诱归_，如圖所示，則膜層等效為一個(gè)電阻，其長為L，橫截面積為管的周長厚度d由電阻定律R可得：R，則，解得：答案：隨堂檢測 1(多選)(2018大豐市校級期中)關(guān)于電阻的計(jì)算式R和決定式R，下面說法正確的是()A導(dǎo)體的電阻與其兩端的電壓成正比，與電流成反比B導(dǎo)體的電阻僅與導(dǎo)體長度、橫截面積和材料有關(guān)C導(dǎo)體的電阻隨工作溫度變化而變化D對一段一定的導(dǎo)體來說，在恒溫下比值是會(huì)變的，導(dǎo)體電阻隨U或I的變化而變化解析：選BC導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的特性，與其兩端電壓和電流強(qiáng)度無關(guān)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)電阻定律R可知：導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積和材料有關(guān)，故B正確；導(dǎo)體的電阻率隨溫度變化而變化，電阻也隨溫度而變化，故C正確；導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的特性，對一段一定的導(dǎo)體來說，在恒溫下比值是恒定的，導(dǎo)體電阻不隨U或I的變化而變化，故D錯(cuò)誤2一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線，當(dāng)其兩端電壓為U時(shí)，通過的電流為I，若將此導(dǎo)線均勻拉長到原來的2倍時(shí)，電流仍為I，導(dǎo)線兩端所加的電壓變?yōu)?)ABUC2U D4U解析：選D導(dǎo)線原來的電阻為R，拉長后長度變?yōu)?l，橫截面積變?yōu)?，所以R4R導(dǎo)線原來兩端的電壓為UIR，拉長后為UIR4IR4U3一只“220 V100 W”的燈泡工作時(shí)電阻為484 ，拿一只同樣的燈泡來測量它不工作時(shí)的電阻，下列說法中正確的是()A小于484 B大于484 C等于484 D無法確定解析：選A燈泡不工作時(shí)溫度低，因此阻值小于正常工作時(shí)的阻值，A正確4如圖所示是兩根電阻絲通電后的UI圖象，由圖可知，a、b的電阻分別為多大？若二者是用同種電阻絲制成的，則它們的長度之比是多少？解析：由UI圖線可知Ra 10 ，Rb 667 根據(jù)R，l，所以lalbRaRb32答案：10 667 32課時(shí)作業(yè) 學(xué)生用書P139(單獨(dú)成冊)一、單項(xiàng)選擇題1關(guān)于電阻率的說法中正確的是()A電阻率與導(dǎo)體的長度l和橫截面積S有關(guān)B電阻率反映材料導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱，由導(dǎo)體的材料決定，且與溫度有關(guān)C電阻率大的導(dǎo)體，電阻一定很大D有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制成電阻溫度計(jì)解析：選B電阻率反映材料導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱，只與材料及溫度有關(guān)，與導(dǎo)體的長度l和橫截面積S無關(guān)，故A錯(cuò)，B對；由R知大，R不一定大，故C錯(cuò)；有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻，故D錯(cuò)2(2018桐鄉(xiāng)市校級聯(lián)考)金屬材料的電阻率有以下特點(diǎn)：一般而言，純金屬的電阻率小，合金的電阻率大；金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，有的金屬電阻率隨溫度變化而顯著變化，有的合金的電阻率幾乎不受溫度的影響，根據(jù)以上的信息，判斷下列的說法中正確的是()A連接電路用的導(dǎo)線一般用合金來制作B電爐、電阻器的電阻絲一般用合金來制作C電阻溫度計(jì)一般用電阻率幾乎不受溫度影響的合金來制作D標(biāo)準(zhǔn)電阻一般用電阻率隨溫度變化而顯著變化的金屬材料制作解析：選B純金屬的電阻率小，故連接電路用的導(dǎo)線一般用純金屬來制作，故A錯(cuò)誤；合金的電阻率大，故電爐、電阻器的電阻絲一般用合金來制作，故B正確；有的金屬電阻率隨溫度變化而顯著變化，故電阻溫度計(jì)一般用純金屬來制作，故C錯(cuò)誤；有的合金的電阻率幾乎不受溫度的影響，故標(biāo)準(zhǔn)電阻一般用合金材料制作，故D錯(cuò)誤3歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了電阻定律，有一個(gè)長方體金屬電阻，材料分布均勻，邊長分別為a、b、c，且abc，電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中電阻阻值最小的是()解析：選A由電阻的決定式可知，A中電阻RA；B中電阻RB；C中電阻RC；D中電阻RD，故電阻最小的為A4當(dāng)電路中的電流超過熔絲的熔斷電流時(shí)，熔絲就要熔斷由于種種原因，熔絲的橫截面積略有差別那么熔絲熔斷的可能性較大的是()A橫截面積大的地方B橫截面積小的地方C同時(shí)熔斷D可能是橫截面積大的地方，也可能是橫截面積小的地方 解析：選B根據(jù)電阻定律，橫截面積小的地方電阻較大，當(dāng)電流通過時(shí)，電阻大的位置發(fā)熱量大，易熔斷選項(xiàng)B正確5某金屬導(dǎo)線的電阻率為，電阻為R，現(xiàn)將它均勻拉長到直徑為原來的一半，那么該導(dǎo)線的電阻率和電阻分別變?yōu)?)A4和4R B和4RC16和16R D和16R解析：選D電阻率由導(dǎo)體的材料決定，另外還與溫度有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，故拉長以后電阻率仍然為將導(dǎo)線拉長到直徑為原來的一半，橫截面積變?yōu)樵瓉淼谋?，長度變?yōu)樵瓉淼?倍，由電阻定律R知該金屬導(dǎo)線電阻變?yōu)樵瓉淼?6倍綜上所述，選項(xiàng)D正確6如圖所示，P為一塊半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極A、B之間，然后將它再按圖乙方式接在電極C、D之間，設(shè)AB、CD之間的電壓是相同的，則這兩種接法相等時(shí)間內(nèi)在電阻中產(chǎn)生的熱量關(guān)系正確的是()A圖甲產(chǎn)生的熱量比圖乙產(chǎn)生的熱量多B圖甲產(chǎn)生的熱量比圖乙產(chǎn)生的熱量少C圖甲產(chǎn)生的熱量和圖乙產(chǎn)生的熱量一樣多D因?yàn)槭切螤畈灰?guī)范的導(dǎo)體，所以判斷不出哪一個(gè)產(chǎn)生的熱量多解析：選A將四分之一圓形薄合金片看成一個(gè)電阻，設(shè)為r，圖甲中等效為兩個(gè)電阻并聯(lián)，R甲，圖乙中等效為兩個(gè)電阻串聯(lián)，R2r，又因?yàn)閮啥说碾妷菏窍嗟鹊?，故由P知電阻小的產(chǎn)熱多，A正確，B、C、D錯(cuò)誤7(2018南陽校級月考)神經(jīng)系統(tǒng)中，把神經(jīng)纖維分為有髓鞘和無髓鞘兩大類，現(xiàn)代生物學(xué)認(rèn)為，髓鞘是由多層類脂物質(zhì)髓質(zhì)累積而成，具有很大的電阻，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得髓質(zhì)的電阻率為8106 m，某生物體中某段髓質(zhì)神經(jīng)纖維可看做高20 cm、半徑為4 cm的圓柱體，當(dāng)在其兩端加上電壓U100 V時(shí)，該神經(jīng)恰好發(fā)生反應(yīng)，則引起神經(jīng)纖維產(chǎn)生感覺的最小電流約為()A031 A B062 AC015 A D043 A解析：選A由電阻定義式可得：R8106 318108 ，故電流為：I A031 A，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題8(2018陜西師大附中月考)電位器是變阻器的一種如圖所示，如果把電位器與燈泡串聯(lián)起來，利用它改變燈泡的亮度，下列說法正確的是()A串接A、B使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗B串接A、C使滑動(dòng)觸頭逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮C串接A、C使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗D串接B、C使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮解析：選AD根據(jù)電位器結(jié)構(gòu)和連線可知：串接A、B使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)回路電阻增大，回路電流減小，燈泡變暗，A正確；同理，D正確；串接A、C時(shí)，滑動(dòng)觸頭不能改變回路電阻，燈泡亮度不變，故B、C錯(cuò)誤9(2018汕尾期末)兩根材料相同的均勻?qū)Ь€A和B，其長度分別為L和2L，串聯(lián)在電路中時(shí)，其電勢的變化如圖所示，下列說法正確的是()AA和B導(dǎo)線兩端的電壓之比為32BA和B導(dǎo)線兩端的電壓之比為12CA和B導(dǎo)線的橫截面積之比為23DA和B導(dǎo)線的橫截面積之比為13解析：選ADA、B兩端的電勢差分別為6 V、4 V，電流相等，根據(jù)歐姆定律得，串聯(lián)時(shí)電流相等，則由UIR可知，電壓之比為32，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)電阻定律得，R，則S，則橫截面積之比，故D正確，C錯(cuò)誤10(2018深圳校級期中)一根