第11講導(dǎo)體的電阻（原卷版）

第十一章電路及其應(yīng)用考點(diǎn)知識(shí)精講考點(diǎn)知識(shí)精講考點(diǎn)一、電阻1．電阻的概念導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流大小之比．2．定義式：R＝eq\f(U,I).3．單位：歐姆(Ω)，常用的單位還有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)，且1Ω＝10－3kΩ＝10－6MΩ.4．物理意義：反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大?。?．導(dǎo)體U－I圖像的斜率反映電阻大?。键c(diǎn)二、影響導(dǎo)體電阻的因素1．導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積、材料有關(guān)．2．探究思路為探究導(dǎo)體電阻是否與導(dǎo)體橫截面積、長(zhǎng)度和材料有關(guān)，我們采用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．考點(diǎn)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與它的長(zhǎng)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＝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)單位是歐姆·米，符號(hào)為Ω·m.(3)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．(4)應(yīng)用：電阻溫度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電阻等．(5)超導(dǎo)現(xiàn)象：一些金屬在溫度特別低時(shí)電阻降為0的現(xiàn)象．【考點(diǎn)深化一】1．導(dǎo)體的電阻(1)電阻定義式：R＝eq\f(U,I)；(2)意義：比值eq\f(U,I)表示一段導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用．對(duì)給定的導(dǎo)體，它的電阻是一定的，與導(dǎo)體兩端是否加電壓，導(dǎo)體中是否有電流無關(guān)．2．歐姆定律(1)表達(dá)式I＝eq\f(U,R)；(2)意義：表示通過導(dǎo)體的電流I與電壓U成正比，與電阻R成反比；(3)適用條件：金屬或電解質(zhì)溶液導(dǎo)電(純電阻電路)．【考點(diǎn)深化二】1．導(dǎo)體電阻的決定式R＝ρeq\f(l,S)l是導(dǎo)體的長(zhǎng)度，S是導(dǎo)體的橫截面積，ρ是比例系數(shù)，與導(dǎo)體材料有關(guān)，叫作電阻率．2．R＝eq\f(U,I)與R＝ρeq\f(l,S)的區(qū)別與聯(lián)系兩個(gè)公式區(qū)別與聯(lián)系R＝eq\f(U,I)R＝ρeq\f(l,S)區(qū)別適用于純電阻元件適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解液、等離子體聯(lián)系R＝ρeq\f(l,S)是對(duì)R＝eq\f(U,I)的進(jìn)一步說明，即導(dǎo)體的電阻與U和I無關(guān)，而是取決于導(dǎo)體本身的材料、長(zhǎng)度和橫截面積【考點(diǎn)深化三】1．電阻率是一個(gè)反映導(dǎo)體材料導(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．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)大部分半導(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)一些導(dǎo)體在溫度特別低時(shí)電阻率可以降到零，這個(gè)現(xiàn)象叫作超導(dǎo)現(xiàn)象．四、導(dǎo)體的伏安特性曲線1．伏安特性曲線：用縱坐標(biāo)表示電流I，用橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫出的導(dǎo)體的I－U圖像叫作導(dǎo)體的伏安特性曲線．2．線性元件和非線性元件：(1)線性元件：伏安特性曲線是一條過原點(diǎn)的直線、歐姆定律適用的元件，如金屬導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液．(2)非線性元件：伏安特性曲線是一條曲線、歐姆定律不適用的元件，如圖4.如氣態(tài)導(dǎo)體(日光燈、霓虹燈管中的氣體)和半導(dǎo)體元件．圖4注意：如圖5所示，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，圖甲中R2＜R1，圖乙中R2＞R1.圖5題型歸納分類題型歸納分類題型一：電阻定理1．如圖所示是電阻R的I－U圖象，圖中α=45°，由此得出（）A．導(dǎo)體的電阻與與電阻兩端的電壓成正比B．電阻R=0.5ΩC．因I－U圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，故R==1.0ΩD．在R兩端加上6.0V的電壓時(shí)，每秒通過電阻橫截面的電荷量是3.0C2．兩個(gè)電阻R1、R2的伏安特性曲線如圖所示，由圖可知（）A．當(dāng)U=1V時(shí)，R2的電阻小于R1的電阻B．R1的電阻R1=tan45°Ω=1ΩC．R2的電阻隨電壓的增大而減小D．R1的電阻為2Ω3．某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示，則下列說法中正確的是（

）A．該元件是非線性元件，所以不能用歐姆定律計(jì)算導(dǎo)體在某狀態(tài)下的電阻B．所加電壓為5V時(shí)，導(dǎo)體的電阻是5ΩC．所加電壓為12V時(shí)，導(dǎo)體的電阻是14ΩD．由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小題型二：影響電阻的因素4．如圖所示，a，b分別表示由相同材料制成的兩條長(zhǎng)度相同、粗細(xì)均勻電阻絲的伏安特性曲線，下列判斷中正確的是（）A．a(chǎn)電阻絲的阻值小于b電阻絲的阻值B．a(chǎn)、b并聯(lián)之后的總阻值的伏安特性曲線應(yīng)該落在Ⅱ區(qū)域C．b代表的電阻絲較粗D．圖線表示電阻絲的阻值與電壓成正比5．在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)研究方法，如控制變量法、等效法、類比法、理想模型法、微元法等等，這些方法對(duì)我們學(xué)好物理有很大幫助。以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法的敘述中正確的是（）A．在研究電場(chǎng)時(shí)，常用電場(chǎng)線來描述真實(shí)的電場(chǎng)，用的是微元法B．在探究電阻與材料、長(zhǎng)度和橫截面積三者之間的關(guān)系時(shí)，應(yīng)用了類比法C．在電路中，用幾個(gè)合適的小電阻串聯(lián)來代替一個(gè)大電阻，這利用了控制變量法D．在研究帶電體時(shí)，滿足一定條件可以把帶電體看成點(diǎn)電荷，這利用了理想模型法6．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(duì)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)突然減小為零題型三：計(jì)算電阻率7．圖甲為一測(cè)量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，容器長(zhǎng)，寬，高，當(dāng)容器里面注滿某電解液，且在P、Q間加上電壓后，其圖線如圖乙所示，當(dāng)時(shí)，該電解液的電阻率為（

）A． B． C． D．8．如圖所示，一塊均勻的長(zhǎng)方體樣品，長(zhǎng)為a，寬為b，厚為c、電流沿方向時(shí)測(cè)得樣品的電阻為R，則下列選項(xiàng)中不正確的是（）A．該樣品的電阻率是B．當(dāng)電流沿方向時(shí)，可測(cè)得樣品的電阻為C．不論電流沿方向還是沿方向樣品的電阻率都不變D．當(dāng)電流沿方向，且保持樣品的長(zhǎng)寬相等（即），測(cè)得樣品的電阻會(huì)隨著a、b值的增大而增大9．常見的描述導(dǎo)電性能的物理量為電阻率，而電導(dǎo)率也可以用來描述導(dǎo)電性能，二者之間的關(guān)系為。則用國(guó)際單位制中的基本單位應(yīng)表示為（）A． B． C． D．題型四：影響電阻率的因素10．下列有關(guān)說法正確的是（）A．材料的電阻率取決于導(dǎo)體的電阻、橫截面積和長(zhǎng)度C．電源電動(dòng)勢(shì)總等于內(nèi)、外電路上的電壓之和，所以它的數(shù)值與外電路的組成有關(guān)D．將滿偏電流內(nèi)阻的電流表G改裝成量程為10V的電壓表需串聯(lián)一個(gè)1600Ω的電阻11．取一段額定電壓為，額定功率大于的廢燈泡的燈絲約長(zhǎng)。燈絲與兩節(jié)干電池及小燈泡的電路連接如圖所示，閉合開關(guān)燈泡發(fā)光并且較亮，再用點(diǎn)燃的蠟燭給燈絲加熱，則（）A．小燈泡和燈絲是并聯(lián)連接B．觀察到的現(xiàn)象是小燈泡變亮C．燈絲的電阻率由材料、長(zhǎng)度和橫截面積決定D．上述現(xiàn)象說明了溫度升高，燈絲的電阻率變大12．在溫度恒定的條件下，決定導(dǎo)體電阻率大小的因素是（）A．導(dǎo)體的電阻 B．導(dǎo)體的長(zhǎng)度C．導(dǎo)體的橫截面積 D．導(dǎo)體的材料高分突破精練高分突破精練一、單選題13．如圖所示為滑動(dòng)變阻器示意圖，下列說法中正確的是（）①a和b串聯(lián)接入電路中，P向右移動(dòng)時(shí)電阻增大②b和d串聯(lián)接入電路中，P向右移動(dòng)時(shí)電阻減?、踒和c串聯(lián)接入電路中，P向右移動(dòng)時(shí)電阻增大④a和c串聯(lián)接入電路中，P向右移動(dòng)時(shí)電阻增大A．①② B．②③ C．①③ D．②④14．如圖所示，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是R1，定值電阻的阻值是R2，A、B兩端的電壓恒定為U，R2兩端的電壓用U2表示，則（）A．開關(guān)S斷開時(shí)，滑片P從a移動(dòng)到b，U2從0變化到UB．開關(guān)S閉合時(shí)，滑片P從a移動(dòng)到b，U2從0變化到UC．若R1比R2小很多，開關(guān)S斷開時(shí)，滑片P從a移動(dòng)到b，U2的改變量遠(yuǎn)小于UD．若R1比R2小很多，開關(guān)S閉合時(shí)，滑片P從a移動(dòng)到b，U2的改變量遠(yuǎn)小于U15．如圖，用校準(zhǔn)的兩個(gè)電壓表和分別測(cè)量串聯(lián)電路中電阻R兩端a、b的電壓，兩表的示數(shù)分別為和，由此可知，下列判斷中正確的是（）A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的實(shí)際電壓可能為B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)間的實(shí)際電壓可能為C．電壓表的內(nèi)阻小于電壓表的內(nèi)阻D．電壓表和電壓表的內(nèi)阻大小無法比較16．如圖甲所示，電源E=12V，內(nèi)阻不計(jì)，燈泡L的額定電壓為9V，其伏安特性曲線如圖乙所示，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為．下列判斷正確的是A．燈泡L的阻值隨電流的增大而減小B．燈泡LC．燈泡L消耗電功率的最小值是4WD．滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)至少為17．下列敘述正確的是（）A．由可知，電流越大，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量就越多B．電源的作用是保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差，使電路中有持續(xù)的電流C．把一根長(zhǎng)導(dǎo)體截成等長(zhǎng)的3段，則每段的電阻率都是原來的D．由可知，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18．截面直徑為d，長(zhǎng)為l的導(dǎo)線，兩端電壓為U，當(dāng)這三個(gè)量中的一個(gè)改變時(shí)，對(duì)自由電子定向移動(dòng)的平均速度的影響是：

①電壓U加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率不變；②導(dǎo)線長(zhǎng)度l加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平勻速率減為原來一半；③導(dǎo)線截面直徑d加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)的平均速率不變；④導(dǎo)線截面直徑d加倍時(shí)，自由電子定向移動(dòng)平均速率加倍．其中正確的選項(xiàng)是（）A．①③ B．②③ C．③④ D．①④19．把兩根同樣材料制成的電阻絲分別連在兩個(gè)電路中。A電阻絲長(zhǎng)為L(zhǎng)，直徑為d；B電阻絲長(zhǎng)為3L，直徑為3d，要使兩電阻絲消耗的電功率相等，加在兩電阻絲上的電壓之比應(yīng)是（）A． B．C． D．20．如圖所示，材質(zhì)均勻的某種長(zhǎng)方體金屬材料樣品，長(zhǎng)為，寬為，厚為。恒定電流沿方向通過時(shí)，樣品兩端電壓大小為；恒定電流沿方向通過時(shí)，樣品兩端電壓大小為（）A． B． C． D．21．甲?乙兩個(gè)長(zhǎng)方體導(dǎo)體的邊長(zhǎng)均為a?b?c，將它們接入如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S，理想電流表A1、A2的示數(shù)相等，則導(dǎo)體甲?乙的電阻率之比為（）A．c2∶a2 B．a(chǎn)2∶c2 C．c∶a D．a(chǎn)∶c二、填空題22．一根粗細(xì)均勻的金屬絲的電阻為，將它對(duì)折后的電阻為，電阻率的單位是（用物理量的基本單位表示）23．南山高二物理課堂，一同學(xué)研究電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)，均勻電阻絲1兩端加上電壓，測(cè)得電流為，則內(nèi)通過電阻絲1橫截面積的電荷量為C，該電阻絲電阻為。測(cè)量另一根不同材料制成的均勻電阻絲2，電阻絲1與2長(zhǎng)度之比，直徑之比，給它們加相同的電壓，通過它們的電流之比為，則它們的電阻率之比為。24．有一長(zhǎng)方體導(dǎo)體，長(zhǎng)a、寬b、高h(yuǎn)之比為6∶3∶2，它的六個(gè)面的中心各焊接一根電阻不計(jì)的導(dǎo)線，如圖所示，分別將AA′、BB′、CC′接在同一恒壓電源上時(shí)，導(dǎo)體的電阻之比R1∶R2∶R3=；若導(dǎo)體中電荷定向移動(dòng)的速度分別為v1、v2、v3，則v1∶v2∶v3=。25．如圖甲所示的電路，電源電壓保持不變。閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，兩電壓表的示數(shù)隨電路中電流變化的圖線如圖乙所示。根據(jù)圖線的信息可知：（選填“甲”或“乙”）是電壓表V2示數(shù)變化的圖線，電源電壓為V，電阻R1的阻值為Ω。26．如圖所示，圖像中的兩條直線對(duì)應(yīng)兩個(gè)導(dǎo)體A、B，則：（1）兩個(gè)導(dǎo)體的電阻之比。（2）兩個(gè)導(dǎo)體兩端的電壓相等時(shí)，通過導(dǎo)體的電流之比。27．圖甲所示的電路中，電源電壓恒為。L1、L2、L3為規(guī)格相同的小燈泡，這種小燈泡的圖像如圖乙所示。當(dāng)開關(guān)

S閉合時(shí)，L2的電阻為，通過L1與L2的電流值比為。三、實(shí)驗(yàn)題28．如圖甲所示為測(cè)量小燈泡L電功率的電路圖，小燈泡L的額定電壓為2.5V，電源電壓恒為3V。實(shí)驗(yàn)中：（1）在連接電路時(shí)，開關(guān)S應(yīng)處于狀態(tài)；（2）連接完電路后，閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電流表示數(shù)始終為零，電壓表示數(shù)始終為3V。假設(shè)只有一處故障，則產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是。（填字母）A．小燈泡短路

B．小燈泡斷路C．滑動(dòng)變阻器短路

D．滑動(dòng)變阻器斷路（3）排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則此時(shí)通過小燈泡的電流是A，小燈泡的額定功率為W；（4）如果要使小燈泡兩端電壓由2.5V調(diào)到2V，應(yīng)該把滑動(dòng)變阻器的滑片向（填“左”或“右”）移動(dòng)；（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的電流I與電壓U的關(guān)系圖像，如圖丙所示。由圖像可知，當(dāng)電壓表示數(shù)變大時(shí)，燈絲溫度會(huì)發(fā)生變化，燈絲電阻將。（填字母）A．變大B．變小C．不變D．無法確定（6）能否用此實(shí)驗(yàn)電路探究電流與電壓的關(guān)系?（填“能”或“不能”）。四、解答題29．一個(gè)標(biāo)有“12V”字樣、功率未知的燈泡，測(cè)得燈絲電阻R隨燈泡兩