第二章6導(dǎo)體的電阻

1、.6導(dǎo)體的電阻學(xué)習(xí)目的1.掌握探究影響導(dǎo)體電阻的因素的方法，知道導(dǎo)體電阻與哪些因素有關(guān).2.掌握電阻定律，并能進(jìn)展有關(guān)計(jì)算.3.理解電阻率的概念及決定因素一、影響導(dǎo)體電阻的因素1導(dǎo)體電阻與其影響因素的定性關(guān)系挪動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片可以改變它的電阻，這說(shuō)明導(dǎo)體電阻跟它的長(zhǎng)度有關(guān)；同是220 V的燈泡，燈絲越粗用起來(lái)越亮，說(shuō)明導(dǎo)體電阻跟它的橫截面積有關(guān)；電線常用銅絲制造而不用鐵絲，說(shuō)明導(dǎo)體電阻跟它的材料有關(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)，我們保持三個(gè)因素中的兩個(gè)不變，看電阻和另一個(gè)的關(guān)系，即用控制變量法進(jìn)展實(shí)驗(yàn)探究3探究方案：1實(shí)驗(yàn)探究；2邏輯推理探究二、導(dǎo)體的電阻1電

2、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，式中是比例系數(shù)，叫做這種材料的電阻率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(wú)關(guān)2單位是歐姆·米，符號(hào)為·m.3影響電阻率的兩個(gè)因素是材料和溫度即學(xué)即用1判斷以下說(shuō)法的正誤1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×2由R知，材料一樣的兩段導(dǎo)體，長(zhǎng)度大的導(dǎo)體的電阻一定比長(zhǎng)度小的導(dǎo)體的電阻大×3把一根長(zhǎng)導(dǎo)線截成等長(zhǎng)的三段，那么每段的電阻率都是原來(lái)的.×4

3、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)體導(dǎo)電性能越差2一根阻值為R的均勻電阻絲，均勻拉長(zhǎng)至原來(lái)的2倍，電阻變?yōu)開(kāi)答案4R一、電阻定律導(dǎo)學(xué)探究探究導(dǎo)體電阻與其影響因素的定量關(guān)系1探究方案一實(shí)驗(yàn)探究法如圖1所示，a、b、c、d是四條不同的金屬導(dǎo)體導(dǎo)體b、c、d在長(zhǎng)度、橫截面積、材料三個(gè)因素方面，分別只有一個(gè)因素與導(dǎo)體a不同圖1如下表所示為四個(gè)串聯(lián)導(dǎo)體的各方面因素關(guān)系及導(dǎo)體兩端的電壓關(guān)系. 三個(gè)因素 及電壓不同導(dǎo)體長(zhǎng)度橫截面積材料電壓alS鐵Ub2lS鐵2Ucl2S鐵dlS鎳銅合金5U四段導(dǎo)體串聯(lián)接入電路，每段導(dǎo)體兩端的電壓與電阻有什么關(guān)系？比照導(dǎo)體a和b說(shuō)明什么？比照導(dǎo)體a和c說(shuō)明什

4、么？比照導(dǎo)體a和d說(shuō)明什么？答案 正比導(dǎo)體電阻和長(zhǎng)度成正比導(dǎo)體電阻和橫截面積成反比導(dǎo)體電阻和材料有關(guān)2探究方案二邏輯推理法分析導(dǎo)體的電阻與它的長(zhǎng)度的關(guān)系一條長(zhǎng)度為l，電阻為R的導(dǎo)體，可以看成是由n段長(zhǎng)度均為l1、電阻均為R1的導(dǎo)體串聯(lián)而成l與l1的數(shù)量關(guān)系為n，由串聯(lián)電路的性質(zhì)知R與R1的數(shù)量關(guān)系是什么？你有什么發(fā)現(xiàn)？研究導(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(zhǎng)度一樣，橫截面積均為S1，電阻均為R1.把它們緊緊地束在一起，組成一橫截面積為S、電阻為R的導(dǎo)體S與S1的數(shù)量關(guān)系為n，由并聯(lián)電路的性質(zhì)知R與R1的數(shù)量關(guān)系是什么？你有什么發(fā)現(xiàn)？答案n，即導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度成正比n，即導(dǎo)體的電阻

5、與橫截面積成反比知識(shí)深化1電阻定律表達(dá)式R中各符號(hào)的含義1表示導(dǎo)體材料的電阻率，與材料和溫度有關(guān)反映了導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，越大，說(shuō)明導(dǎo)電性能越差；越小，說(shuō)明導(dǎo)電性能越好2l表示沿電流方向?qū)w的長(zhǎng)度3S表示垂直于電流方向?qū)w的橫截面積2R與R的區(qū)別與聯(lián)絡(luò)兩個(gè)公式區(qū)別與聯(lián)絡(luò)RR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)絡(luò)R是對(duì)R的進(jìn)一步說(shuō)明，即導(dǎo)體的電阻與U和I無(wú)關(guān)，而是取決于導(dǎo)體本身的材料、長(zhǎng)度和橫截面積例1如圖2甲為一測(cè)量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，設(shè)a1 m，b0.2 m，c0.1 m，當(dāng)里面注滿某電解液，且P、Q間加上電壓后，其UI圖線如圖乙所示，當(dāng)U

6、10 V時(shí)，電解液的電阻率是多少？圖2答案40 ·m解析由題圖乙可求得U10 V時(shí)，電解液的電阻為R 2 000 由題圖甲可知電解液長(zhǎng)為la1 m，橫截面積為Sbc0.02 m2，結(jié)合電阻定律R得 ·m40 ·m.針對(duì)訓(xùn)練1如圖3所示，厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)ab2bc.當(dāng)將A與B接入電路或?qū)與D接入電路中時(shí)電阻之比RABRCD為圖3A14 B12C21 D41答案D解析設(shè)沿AB方向橫截面積為S1，沿CD方向的橫截面積為S2，那么有，A、B接入電路時(shí)電阻為RAB，C、D接入電路時(shí)電阻為RCD，那么有·，D選項(xiàng)正確二、電阻和電阻率的比較導(dǎo)學(xué)探究1導(dǎo)體的

7、電阻率的大小與什么因素有關(guān)？2電阻率大，導(dǎo)體的電阻一定大嗎？導(dǎo)體的電阻大，電阻率一定大嗎？答案1電阻率與導(dǎo)體的材料、溫度有關(guān)2導(dǎo)體的電阻率大，導(dǎo)體的電阻不一定大，由R知，導(dǎo)體的電阻還與導(dǎo)體沿電流方向的長(zhǎng)度和垂直電流方向的橫截面積有關(guān)；導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的材料、溫度有關(guān)，與導(dǎo)體的電阻無(wú)關(guān)，所以電阻大，電阻率不一定大知識(shí)深化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(wú)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

8、受溫度變化的影響，常用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻3電阻和電阻率的比較物理量比較項(xiàng)電阻R電阻率物理意義反映導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用大小，R大，阻礙作用大反映材料導(dǎo)電性能的好壞，大，導(dǎo)電性能差決定因素由材料、溫度、長(zhǎng)度和橫截面積決定由材料、溫度決定，與導(dǎo)體形狀無(wú)關(guān)單位歐姆歐姆·米·m聯(lián)絡(luò)大，R不一定大，導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用不一定大；R大，不一定大，導(dǎo)電性能不一定差例2多項(xiàng)選擇以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A據(jù)R可知，假設(shè)通過(guò)導(dǎo)體的電流不變，加在電阻兩端的電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí)，導(dǎo)體的電阻也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B導(dǎo)體的電阻是其本身的屬性，通過(guò)導(dǎo)體的電流及加在導(dǎo)體兩端的電壓改變時(shí)導(dǎo)體的電阻不變C據(jù)可知，導(dǎo)體的電阻率

9、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(zhǎng)度l成反比D導(dǎo)體的電阻率與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l、橫截面積S、導(dǎo)體的電阻R皆無(wú)關(guān)答案BD解析R是電阻的定義式，導(dǎo)體電阻由導(dǎo)體自身性質(zhì)決定，與U、I無(wú)關(guān)當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓U加倍時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)的電流I也加倍，但比值R仍不變，故A錯(cuò)誤，B正確；由電阻定律R可知，導(dǎo)體電阻決定于、l、S，與、l成正比，與S成反比，但由材料、溫度決定，與l、S、R無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤，D正確針對(duì)訓(xùn)練2多項(xiàng)選擇關(guān)于材料的電阻率，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A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(duì)電流的阻礙作用越大B金屬的電阻率隨溫度的升高而增大C銀材料的電阻率比錳銅合金的電阻率小D金屬絲

10、拉長(zhǎng)為原來(lái)的兩倍，電阻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍答案BC解析電阻率是材料本身的一種電學(xué)特性，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤；金屬材料的電阻率隨溫度升高而增大，B正確；錳銅合金的電阻率比銀材料的電阻率大，電阻率大說(shuō)明材料的導(dǎo)電性能差，不能說(shuō)明對(duì)電流的阻礙作用一定大，因?yàn)殡娮璨攀欠从硨?dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量，而電阻除跟電阻率有關(guān)外還跟導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)，故A錯(cuò)誤，C正確.1對(duì)電阻率的理解多項(xiàng)選擇關(guān)于電阻率的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A電阻率與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l和橫截面積S有關(guān)B電阻率反映材料導(dǎo)電才能的強(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

11、，可用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻答案BD解析電阻率反映材料導(dǎo)電才能的強(qiáng)弱，只與材料及溫度有關(guān)，與導(dǎo)體的長(zhǎng)度l和橫截面積S無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤，B正確；由R知，大R不一定大，故C錯(cuò)誤；有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻，故D正確2電阻定律的理解與應(yīng)用兩段材料和質(zhì)量都一樣的均勻電阻線，它們的長(zhǎng)度之比為l1l223，那么它們的電阻之比R1R2為A23 B49 C94 D32答案B解析材料和質(zhì)量都一樣的均勻電阻線的體積是一樣的，又因長(zhǎng)度之比l1l223，故橫截面積之比S1S232.由電阻定律得電阻之比為·×，故B正確3. 電阻定律的理解和應(yīng)用如圖4所示，a、b、c為同一種材料

12、做成的電阻，b與a的長(zhǎng)度相等但橫截面積是a的兩倍；c與a的橫截面積相等但長(zhǎng)度是a的兩倍當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，三個(gè)理想電壓表的示數(shù)關(guān)系是圖4AV1的示數(shù)是V2的2倍BV1的示數(shù)是V3的2倍CV2的示數(shù)是V1的2倍DV2的示數(shù)是V3的2倍答案A解析由題意可知：Lc2La2Lb，Sb2Sa2Sc；設(shè)b的電阻RbR，由電阻定律R得：Ra2Rb2R，Rc2Ra4R，RcRaRb421.由題圖電路圖可知，a、b、c三個(gè)電阻串聯(lián)，通過(guò)它們的電流相等，由UIR得：UcUaUb421，V1的示數(shù)是V2的2倍，故A正確，C錯(cuò)誤；V3的示數(shù)是V1的2倍，故B錯(cuò)誤；V3的示數(shù)是V2的4倍，故D錯(cuò)誤4電阻定律的理解與應(yīng)用如圖5

13、所示，P是一個(gè)外表鑲有很薄電熱膜的長(zhǎng)陶瓷管，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為D，鍍膜的厚度為d.管兩端有導(dǎo)電金屬箍M、N.現(xiàn)把它接入電路中，測(cè)得它兩端電壓為U，通過(guò)它的電流為I.那么金屬膜的電阻為多少？鍍膜材料的電阻率為多少？圖5答案解析由歐姆定律可得，金屬膜的電阻R，沿著L的方向?qū)⒛诱归_(kāi)，如下圖，那么膜層等效為一電阻，其長(zhǎng)為L(zhǎng)，橫截面積為管的周長(zhǎng)與厚度d的乘積由電阻定律R可得：R，那么，解得：.一、選擇題考點(diǎn)一對(duì)電阻率的理解1以下關(guān)于電阻和電阻率的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A把一根均勻?qū)Ь€分成等長(zhǎng)的兩段，那么每部分的電阻、電阻率均變?yōu)樵瓉?lái)的一半B由可知，與R、S成正比，與l成反比C所有材料的電阻率都隨溫度的升高而

14、增大D對(duì)某一確定的導(dǎo)體，當(dāng)溫度升高時(shí)，假設(shè)不計(jì)導(dǎo)體的體積和形狀變化，發(fā)現(xiàn)它電阻增大，說(shuō)明該導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而增大答案D解析導(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，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤；假設(shè)導(dǎo)體溫度升高時(shí)，電阻增大，又不考慮導(dǎo)體的體積和形狀變化，那么說(shuō)明該導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而增大，選項(xiàng)D正確2多項(xiàng)選擇以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A把一根金屬導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的4倍，電阻相應(yīng)增大為原來(lái)的16倍B導(dǎo)體中的電流越大，導(dǎo)體的電阻越小C所謂超導(dǎo)體，是當(dāng)其溫度降低到某個(gè)臨界溫度時(shí)，它的電阻率突然變?yōu)闊o(wú)窮大D某些合金的電阻率幾

15、乎不受溫度變化的影響，通常用它們制作標(biāo)準(zhǔn)電阻答案AD解析拉伸的過(guò)程中體積不變，故長(zhǎng)度增加為原來(lái)的4倍，橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的四分之一，由電阻定律可知電阻增大為原來(lái)的16倍，A正確；電阻為導(dǎo)體本身的屬性，與電流大小無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；超導(dǎo)體是當(dāng)溫度降低到某個(gè)臨界溫度時(shí)，電阻率突然變?yōu)榱?，C錯(cuò)誤；某些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，通常用于制作標(biāo)準(zhǔn)電阻，D正確3一只白熾燈泡，正常發(fā)光時(shí)的電阻為121 ，當(dāng)這只燈泡停頓發(fā)光一段時(shí)間后的電阻應(yīng)是A大于121 B小于121 C等于121 D無(wú)法判斷答案B解析由于金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，故白熾燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻大，停頓發(fā)光一段時(shí)間后，燈絲溫度降低，電阻

16、減小，應(yīng)選B.4多項(xiàng)選擇溫度能影響金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能，在如圖1所示的圖象中分別為某金屬和某半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的關(guān)系曲線，那么圖1A圖線1反映半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變化B圖線2反映金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化C圖線1反映金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化D圖線2反映半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變化答案CD 解析金屬導(dǎo)體隨著溫度升高，電阻率變大，從而導(dǎo)致電阻增大，對(duì)于半導(dǎo)體材料，電阻隨著溫度升高而減小，因此由題圖可知，圖線1表示金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化，圖線2表示半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變化，故C、D正確，A、B錯(cuò)誤考點(diǎn)二對(duì)電阻定律的理解與應(yīng)用5多項(xiàng)選擇如圖2所示，R1和R2是同種材料、厚度

17、一樣、外表為正方形的導(dǎo)體，但R1的尺寸比R2的尺寸大，在兩導(dǎo)體上加一樣的電壓，通過(guò)兩導(dǎo)體的電流方向如下圖，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是圖2AR1中的電流小于R2中的電流BR1中的電流等于R2中的電流CR1中自由電荷定向挪動(dòng)的速率大于R2中自由電荷定向挪動(dòng)的速率DR1中自由電荷定向挪動(dòng)的速率小于R2中自由電荷定向挪動(dòng)的速率答案BD6一根細(xì)橡膠管中灌滿鹽水，兩端用短粗銅絲塞住管口管中鹽水柱長(zhǎng)為40 cm時(shí)測(cè)得電阻為R.假設(shè)溶液的電阻隨長(zhǎng)度、橫截面積的變化規(guī)律與金屬導(dǎo)體一樣現(xiàn)將管中鹽水柱均勻拉長(zhǎng)至50 cm鹽水體積不變，仍充滿橡膠管那么鹽水柱電阻變?yōu)锳.R B.R C.R D.R答案D解析由于總體積不

18、變，設(shè)40 cm長(zhǎng)時(shí)鹽水柱的橫截面積為S.所以長(zhǎng)度變?yōu)?0 cm后，橫截面積變?yōu)镾，由電阻定律知，R，R，聯(lián)立兩式得RR，選項(xiàng)D正確7多項(xiàng)選擇額定電壓為U0的電燈，其均勻燈絲常溫下的電阻為R，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A常溫下，假設(shè)將燈絲均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的10倍，那么電阻變?yōu)?00RB常溫下，假設(shè)將燈絲從中點(diǎn)對(duì)折起來(lái)，電阻變?yōu)镽C給燈絲加上從0到U0逐漸增大的電壓，其比值不變D將燈絲溫度降低到絕對(duì)零度時(shí)其電阻才會(huì)突變?yōu)?答案AB解析將燈絲均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的10倍，燈絲的橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的，由電阻定律R得電阻變?yōu)樵瓉?lái)的100倍，A對(duì)將燈絲從中點(diǎn)對(duì)折起來(lái)，相當(dāng)于燈絲長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的，橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，

19、故電阻變?yōu)樵瓉?lái)的，B對(duì)加在燈絲上的電壓增大時(shí)，燈絲的溫度升高，電阻率變大，電阻變大，由R知，比值變大，C錯(cuò)由超導(dǎo)知識(shí)知，溫度下降到某一值時(shí)，該溫度不是絕對(duì)零度，燈絲的電阻就會(huì)變?yōu)?，D錯(cuò)8.有些材料沿不同方向物理性質(zhì)不同，我們稱之為各向異性如圖3所示，長(zhǎng)方體材料長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，由于其電阻率各向異性，將其左右兩側(cè)接入電源時(shí)回路中的電流，與將其上下兩側(cè)接入該電源時(shí)回路中的電流一樣，那么該材料左右方向的電阻率與上下方向的電阻率之比為圖3A. B. C. D.答案C解析電流相等，那么說(shuō)明兩種接法中電阻相等，根據(jù)電阻定律可得1·2·，故可得·，C正確9. 多項(xiàng)選擇兩根材料一樣的均勻?qū)Ь€A和B，其長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)和2L，串聯(lián)在電路中時(shí)，其電勢(shì)的變化如圖4所示，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是圖4AA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