11.2-導(dǎo)體的電阻-學(xué)案-2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

11.2導(dǎo)體的電阻學(xué)習(xí)目標(biāo)：1. 理解電阻的定義，進(jìn)一步體會比值定義法.2. 會利用歐姆定律分析電流、電壓與電阻之間的關(guān)系. 3. 掌握電阻定律，知道影響電阻率大小的因素. 4. 能根據(jù)I－U或U－I圖像求導(dǎo)體的電阻．重難點：會利用歐姆定律分析電流、電壓與電阻之間的關(guān)系.掌握電阻定律，知道影響電阻率大小的因素.教學(xué)流程：一、電阻1． 定義：導(dǎo)體兩端與通過導(dǎo)體的之比．公式：R＝eq\f(U,I).2． 物理意義：反映了導(dǎo)體對電流的作用．3． 在導(dǎo)體的U－I圖像中，斜率反映了．二、影響導(dǎo)體電阻的因素為探究導(dǎo)體電阻是否與導(dǎo)體橫截面積、長度和材料有關(guān)，我們采用法進(jìn)行實驗探究．三、導(dǎo)體的電阻率1． 電阻定律(1) 內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的成正比，與它的成反比；導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的有關(guān)．(2) 公式：R＝ρeq\f(l,S)，式中ρ是比例系數(shù)，ρ叫作這種材料的電阻率．2． 電阻率(1) 概念：電阻率是反映導(dǎo)體性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性．(2) 影響電阻率的兩個因素是和．(3) 純金屬電阻率較，合金的電阻率較．由于用電器的電阻通常遠(yuǎn)大于導(dǎo)線電阻，一般情況下，可認(rèn)為導(dǎo)線電阻為.3．超導(dǎo)現(xiàn)象一些金屬在溫度特別低時電阻可以降到，這種現(xiàn)象叫作超導(dǎo)現(xiàn)象． 電路中有一段導(dǎo)體，給它兩端加上4V的電壓時，通過它的電流為10mA，可知這段導(dǎo)體的電阻為________Ω；如果給它兩端加上10V的電壓，在單位時間內(nèi)通過某一橫截面的電荷量為________C；如果要讓導(dǎo)體的電流為15mA，則需要在其兩端加上________V的電壓．(多選)對于歐姆定律，下列理解正確的是()A．從關(guān)系式U＝IR可知，對于阻值一定的導(dǎo)體，通過它的電流越大，它兩端的電壓也越大B．從關(guān)系式R＝eq\f(U,I)可知，導(dǎo)體兩端的電壓為零時，導(dǎo)體的電阻也為零C．從關(guān)系式I＝eq\f(U,R)可知，對于阻值一定的導(dǎo)體，當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓增大一倍時，導(dǎo)體中的電流也增大一倍D．從關(guān)系式R＝eq\f(U,I)可知，導(dǎo)體兩端電壓越大，電阻R也越大 如圖所示為一塊長方體銅塊，使電流沿如圖I1、I2兩個方向通過該銅塊，電阻之比為()A．1 B．eq\f(a2,c2) C．eq\f(a2,b2) D．eq\f(b2,c2)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三分之一B．材料的電阻率隨溫度的升高而增大C．合金的電阻率大于構(gòu)成該合金的任一純金屬的電阻率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四、導(dǎo)體的伏安特性曲線1． 線性元件和非線性元件(1) 如圖甲，伏安特性曲線是一條過原點的直線，這樣的元件叫作線性元件．(2) 如圖乙，伏安特性曲線是一條曲線，這樣的元件叫作非線性元件．2． 圖線為過原點的直線時，I－U圖像中，斜率表示電阻的倒數(shù)，U－I圖像中，斜率表示電阻，如圖所示，在圖甲中R2＜R1，圖乙中R2＞R1.3． I－U圖像是曲線時，導(dǎo)體某狀態(tài)的電阻RP＝eq\f(UP,IP)，即電阻等于圖線上點P(UP，IP)與坐標(biāo)原點連線的斜率的倒數(shù)，而不等于該點切線斜率的倒數(shù)，如圖所示．兩電阻R1、R2的伏安特性曲線如圖所示，可知兩電阻大小之比R1∶R2等于()A．1∶3 B．3∶1 C．1∶eq\r(3) D.eq\r(3)∶1應(yīng)用練習(xí)考點一導(dǎo)體的電阻歐姆定律1． 關(guān)于導(dǎo)體的電阻，下列說法中正確的是()A．由R＝eq\f(U,I)可知，一段導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比，跟通過它的電流成反比B．由I＝eq\f(U,R)可知，通過一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比C．比較幾個電阻的I－U圖線可知，電流變化相同時，電壓變化較小的圖線對應(yīng)電阻的阻值較大D．導(dǎo)體中的電流越大，電阻就越小2． (多選)已知兩個導(dǎo)體的電阻之比R1∶R2＝2∶1，那么()A．若兩導(dǎo)體兩端電壓相等，則I1∶I2＝2∶1B．若兩導(dǎo)體兩端電壓相等，則I1∶I2＝1∶2C．若兩導(dǎo)體中電流相等，則U1∶U2＝2∶1D．若兩導(dǎo)體中電流相等，則U1∶U2＝1∶23． (多選)小強(qiáng)在探究定值電阻(該電阻的阻值不受溫度的影響)兩端電壓和電流的關(guān)系，當(dāng)在該電阻兩端加U＝20V的電壓時，通過該電阻的電流為I＝5A．下列說法正確的是()A．該電阻的阻值為4ΩB．如果僅將電壓升高到30V，則通過的電流為6AC．如果僅將電阻換成阻值為10Ω的定值電阻，則通過的電流應(yīng)為2AD．當(dāng)電阻兩端不加電壓時，定值電阻的阻值應(yīng)為零考點二電阻定律電阻率4． (多選)下列說法中正確的是()A．由R＝eq\f(U,I)可知，當(dāng)通過導(dǎo)體的電流不變，加在導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍時，導(dǎo)體的電阻也變?yōu)樵瓉淼?倍B．由R＝eq\f(U,I)可知，通過導(dǎo)體的電流改變，加在導(dǎo)體兩端的電壓也改變，但導(dǎo)體的電阻不變C．由ρ＝eq\f(RS,l)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)5． (多選)對于常溫下一根阻值為R的金屬電阻絲，下列說法正確的是()A．常溫下，若將電阻絲均勻拉長為原來的10倍，則電阻變?yōu)?0RB．常溫下，若將電阻絲從中點對折，電阻變?yōu)閑q\f(R,4)C．加在電阻絲上的電壓從0逐漸加大到U，則在任意狀態(tài)下的eq\f(U,I)的值不變D．若把溫度降到絕對零度附近，電阻絲的電阻突然變?yōu)榱?，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象6． 一根均勻的導(dǎo)線，現(xiàn)將它均勻拉長，使導(dǎo)體的直徑減小為原來的一半，此時它的阻值為64Ω，則導(dǎo)線原來的電阻值為()A．128Ω B．32Ω C．4Ω D．2Ω7． 圖中R1和R2是兩個材料相同、厚度相同、表面均為正方形的導(dǎo)體，但R2的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R1的尺寸．通過兩導(dǎo)體的電流方向如圖所示，則關(guān)于這兩個導(dǎo)體的電阻R1、R2關(guān)系的說法正確的是()A．R1＝R2 B．R1<R2 C．R1>R2 D．無法確定考點三導(dǎo)體的伏安特性曲線8. (多選)如圖所示是某導(dǎo)體的I－U圖線，圖中α＝45°，下列說法正確的是()A．通過該導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比B．此導(dǎo)體的電阻R不變C．I－U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以電阻R＝eq\f(1,tan45°)Ω＝1ΩD．在該導(dǎo)體的兩端加6V的電壓時，每秒通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是3C9. 如圖所示為A、B兩電阻的伏安特性曲線，下列關(guān)于兩電阻的描述正確的是()A．在兩圖線交點處，A的阻值等于B的阻值B．在兩圖線交點處，A的阻值小于B的阻值C．在兩圖線交點處，A的阻值大于B的阻值D．A的電阻隨電流的增大而減小，B的阻值不變10. (多選)某導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖中的AB段(曲線)所示，關(guān)于導(dǎo)體的電阻，下列說法正確的是()A．B點對應(yīng)導(dǎo)體的電阻為12ΩB．B點對應(yīng)導(dǎo)體的電阻為40ΩC．由A到B，導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了10ΩD．由A到B，導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9Ω11．將兩根長為L、橫截面積為S、電阻率為ρ的保險絲串起來作為一根使用，則它的電阻和電阻率分別為()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．如圖所示，長方體銅柱長a＝15cm，寬b＝5cm，高c＝3cm，當(dāng)將A與B接入電壓為U的電路中時，電流為1A，若將C與D接入電壓為U的電路中，則電流為()A．9A B．2A C．eq\f(1,2)A D．eq\f(1,4)A13．如圖所示是由相同材料制成的兩條長度相同、粗細(xì)均勻的電阻絲a、b的伏安特性曲線，下列判斷正確的是()A．a(chǎn)電阻絲較粗B．b電阻絲較粗C．a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值D．圖線表示的電阻絲的阻值與電壓成正比14．如圖甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，已知a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m，當(dāng)里面注滿某電解液，且P、Q間加上電壓后，其U－I圖線如圖乙所示，當(dāng)U＝10V時，電解液的電阻率ρ是多少？11.2導(dǎo)體的電阻答案教學(xué)流程：一、電阻1． 電壓 電流．2． 阻礙．3． 導(dǎo)體電阻的大小．二、影響導(dǎo)體電阻的因素控制變量．三、導(dǎo)體的電阻率1． 電阻定律(1) 長度l 橫截面積S 材料．2． 電阻率(1) 導(dǎo)電．(2) 材料和溫度．(3) 小，大．0.3．超導(dǎo)現(xiàn)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解析對于阻值一定的導(dǎo)體，根據(jù)U＝IR可知，I越大，U越大，A正確；導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，與U、I無關(guān)，故B、D錯誤；對于電阻一定的導(dǎo)體，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，故C正確． 答案B解析若通以電流I1，則導(dǎo)體的長度為a、橫截面積為bc，由電阻定律知其電阻為R1＝ρeq\f(a,bc)；若通以電流I2時，則導(dǎo)體的長度為c、橫截面積為ab，由電阻定律知其電阻為R2＝ρeq\f(c,ab)，故eq\f(R1,R2)＝eq\f(a2,c2)，故選B.答案C解析電阻率是材料本身的一種電學(xué)特性，與導(dǎo)體的長度、橫截面積無關(guān)，A錯誤；金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，半導(dǎo)體材料則相反，B錯誤；合金的電阻率比任一組分的純金屬的電阻率大，C正確；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，因為電阻才是反映對電流阻礙作用大小的物理量，而電阻還跟導(dǎo)體的長度、橫截面積等因素有關(guān)，D錯誤．答案A解析根據(jù)歐姆定律得R＝eq\f(U,I)，過橫軸上任一不為零的點作一平行于縱軸的直線，交R1、R2的伏安特性曲線分別于A、B點，分別過A、B點作平行于橫軸的直線，交縱軸于I1、I2，表明電阻R1、R2兩端加上相同電壓U0時，流過R1、R2的電流不同，如圖所示，結(jié)合數(shù)學(xué)知識，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).應(yīng)用練習(xí)1． 答案B2． 答案BC解析當(dāng)兩導(dǎo)體兩端電壓相等時，由I＝eq\f(U,R)得I1∶I2＝R2∶R1＝1∶2，B正確，A錯誤；當(dāng)兩導(dǎo)體中電流相等時，由U＝IR得，U1∶U2＝R1∶R2＝2∶1，C正確，D錯誤．3． 答案AC解析由歐姆定律得R＝eq\f(U,I)＝eq\f(20,5)Ω＝4Ω，該電阻的阻值為4Ω，A正確；由于該電阻的阻值不受溫度的影響，則僅將電壓升高到30V，通過該電阻的電流應(yīng)為I1＝eq\f(U1,R)＝eq\f(30,4)A＝7.5A，B錯誤；如果僅將電阻換為阻值為10Ω的定值電阻，由歐姆定律得I′＝eq\f(U,R′)＝eq\f(20,10)A＝2A，C正確；定值電阻的阻值是一定的，與其兩端是否加電壓無關(guān)，D錯誤．4． 答案BD解析導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，與加在導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)，所以A錯誤，B正確；ρ＝eq\f(RS,l)僅是導(dǎo)體電阻率的定義式，電阻率只與導(dǎo)體本身及溫度有關(guān)，與式中的各物理量都無關(guān)，所以C錯誤，D正確．5． 答案BD解析常溫下，若將電阻絲均勻拉長為原來的10倍，則橫截面積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,10)，根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，則電阻變?yōu)?00R，故A錯誤；常溫下，若將電阻絲從中點對折，長度為原來的一半，橫截面積為原來的2倍，則電阻變?yōu)閑q\f(R,4)，故B正確；隨著溫度變化電阻絲阻值會發(fā)生變化，故C錯誤；根據(jù)超導(dǎo)現(xiàn)象知，若把溫度降到絕對零度附近，電阻絲的電阻突然變?yōu)榱?，故D正確．6． 答案C解析一根均勻?qū)Ь€，現(xiàn)將它均勻拉長，使導(dǎo)線的直徑減小為原來的一半，則橫截面積變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,4)，因為導(dǎo)線的體積不變，則長度變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)知電阻變?yōu)樵瓉淼?6倍，所以導(dǎo)線原來的電阻為4Ω，選項C正確．7． 答案A解析設(shè)正方形導(dǎo)體表面的邊長為L，厚度為d，材料的電阻率為ρ，根據(jù)電阻定律得R＝ρeq\f(L,S)＝ρeq\f(L,Ld)＝eq\f(ρ,d)，可見導(dǎo)體的電阻只與材料的電阻率及厚度有關(guān)，與導(dǎo)體的其他尺寸無關(guān)，即R1＝R2，A正確．8. 答案ABD解析由題圖可知，電流隨著導(dǎo)體兩端的電壓的增大而增大，通過該導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，選項A正確；由I＝eq\f(U,R)可知，I－U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，則導(dǎo)體的電阻R不變，且R＝2Ω，選項B正確，C錯誤；在該導(dǎo)體的兩端加6V的電壓時，電路中電流I＝eq\f(U,R)＝3A，每秒通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q＝It＝3×1C＝3C，選項D正確．9. 答案A10. 答案BC解析由R＝eq\f(U,I)知，A點對應(yīng)導(dǎo)體的電阻RA＝eq\f(3,0.1)Ω＝