11.2 教学设计：《导体的电阻》

11.2教学设计：《导体的电阻》题型1电阻的基本概念与特性核心知识点物理意义：导体对电流的阻碍作用，是导体本身的固有属性。定义：导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值。定义式：R=UI（注：R仅由导体本身性质决定，与通过的电流I及所加电压U无关单位：国际单位制为欧姆（Ω），常用单位换算关系：1\\text{k}\Omega=10^3\\Omega1\\text{M}\Omega=10^6\\Omega例题精讲关于导体的电阻，下列说法中正确的是（）A.由R=UI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B.由I=UR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C.比较几只电阻的I−U图象可知，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，电阻就越小关于导体的电阻及电阻率的说法，正确的是（）A.导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，因此，只有导体有电流通过时，才有电阻B.由R=UI可知，导体的电阻跟导体两端电压成正比，跟导体中的电流成C.将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的1D.以上说法都不正确某导体的伏安特性曲线如图所示（横坐标为电压U/V，纵坐标为电流I/A，图中标记b点，电流值依次为0.1、0.2、0.3、0.4A，电压值依次为1、2、3、4、5、6V），直线a是伏安特性曲线上b点的切线，关于导体的电阻，下列说法中正确的是（）A.当电压是4V时，导体的电阻为22.5ΩB.当电压是4V时，导体的电阻为0.1ΩC.导体的电阻随着电压的增大而减小D.导体的电阻随着电压的增大而增大（多选）4.某一导体的伏安特性曲线如图中的AB段（曲线）所示（横坐标为电压U/V，纵坐标为电流I/×10−1A，A点对应电压1V、电流0.5×10^{1}A，B点对应电压6V、电流1.5×10^{1}A），关于导体的电阻，下列说法正确的是（A.A点对应的导体的电阻为120ΩB.在AB段，导体的电阻变化了20ΩC.B点对应的导体的电阻为8ΩD.在AB段，导体的电阻随电压的增大而增大（多选）5.关于导体的电阻，下列说法正确的是（）A.根据R=UI，可知R与U成正比，与I成B.根据R=ρLS，可知R与L成正比，与S成C.白炽灯温度上升电阻变大，是因为灯丝的电阻率变大D.将一圆柱形导体均匀拉长为原来的两倍，则电阻变为原来的4倍题型2影响导体电阻的因素（实验探究）核心知识点实验装置：如图所示，a、b、c、d为四条不同的金属导体，b、c、d与a相比，仅分别改变一个因素（长度、横截面积、材料）。实验原理：四条导体串联，通过的电流I相同，由U=IR可知，电阻之比等于两端电压之比（R1R采用控制变量法，分别探究电阻与长度、横截面积、材料的定量关系。探究结论（实验数据关系）：不同导体长度横截面积材料两端电压alS铁Ub2lS铁2Ucl2S铁UdlS镍铜合金5U例题精讲如图所示为“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的电路（电路中包含电源、滑动变阻器、四条导体a、b、c、d及四个理想电压表，分别测量各导体两端电压）。b、c、d与a相比，分别只有一个因素不同：b与a长度不同，c与a横截面积不同，d与a材料不同。下列操作正确的是（）A.开关闭合前，移动滑片使滑动变阻器的阻值最小B.研究电阻与长度的关系时，需分别测量a、b两条导体两端的电压值C.研究电阻与横截面积的关系时，需分别测量b、c两条导体两端的电压值D.研究电阻与材料的关系时，需分别测量c、d两条导体两端的电压值如图所示是“探究导体电阻与其影响因素”的装置图（a、b、c、d为四条不同金属导体，电路串联）。b、c、d跟a相比，分别只有一个因素不同：b与a的长度不同；c与a横截面积不同；d与a材料不同。用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压。则下列说法正确的是（）A.根据a、c两端的电压的关系可知导体电阻与导体长度有关B.根据a、b两端的电压的关系可知导体电阻与横截面积有关C.根据a、d两端的电压的关系可知导体电阻与材料有关D.由实验结论可得出电压与导体的长度、横截面积、材料无关在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中，以下操作正确的是（）A.用刻度尺测量金属丝的直径，只测一次B.用刻度尺测量金属丝的长度，只测一次C.实验中通电电流不宜过大，通电时间不宜过长D.读各电表的示数时，一般不需要估读（多选）4.在“探究决定导线电阻的因素”的实验中，以下操作中错误的是（）A.用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C.用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值D.实验中应保持金属丝的温度不变（多选）5.如图所示为“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的电路（a、b、c、d为四条不同导体，串联接入电路，各导体两端接理想电压表，示数分别为Ua、Ub、Uc、Ud）。b、c、d与a相比，分别只有一个因素不同：b与a长度不同，c与a横截面积不同，d与a材料不同。下列A.开关闭合前，需移动滑片使滑动变阻器的阻值最大B.研究电阻与长度的关系时，需分别测量a、b两条导体两端的电压值C.如果Ua<Uc，说明导体c的横截面积大于导体a的D.如果Ua<Ud，说明导体d材料的电阻率大于导体a材料题型3电阻定律与电阻率核心知识点电阻定律：内容：同种材料的导体，其电阻R与长度L成正比，与横截面积S成反比；还与材料的电阻率ρ有关（适用于粗细均匀、温度不变的金属导体及浓度均匀的电解液）。表达式：R=ρLS（决定式，反映电阻的本质决定因素电阻率（ρ）：物理意义：反映材料导电性能的固有属性，单位为\Omega\cdot\text{m}。与温度的关系及应用：金属：ρ随温度升高而增大，可制作电阻温度计。半导体：ρ随温度升高而显著减小，可制作热敏电阻。合金（如锰铜、镍铜）：ρ几乎不受温度影响，可制作标准电阻。超导现象：部分金属在极低温度下ρ=0，电阻消失。定义式与决定式的区别与联系：比较维度定义式：R=决定式：R=ρ适用范围所有纯电阻元件粗细均匀、温度不变的金属导体、浓度均匀的电解液等核心意义反映电阻的测量定义，与U、I无关揭示电阻的本质决定因素（材料、长度、横截面积、温度）联系决定式是对定义式的本质补充，二者计算结果一致，均反映导体固有属性例题精讲关于导体的电阻及电阻率的说法中，正确的是（）A.由R=UI可知，导体的电阻与电压成正比，与电流成B.由R=ρLS可知，导体的电阻与长度L、电阻率ρ成正比，与横截面积S成C.将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D.将一根电阻丝均匀拉长为原来2倍，则电阻丝的电阻变为原来的2倍将横截面相同、材料不同的两段导体L1、L2无缝连接成一段导体，总长度为0.6m，接入如图甲电路（电源内阻忽略不计）。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电流表读数的倒数1I随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙，则导体L1、L2的电阻A．2：3B．3：2C．3：1D．4：3人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪不容易导电。如图所示为某脂肪测量仪，其原理是根据人体电阻的大小判断人体脂肪所占比例。根据以上信息，下列说法正确的是（）A．同一人变瘦以后电阻会变小B．通常肥胖的人比消瘦的人电阻小一些C．人体脂肪的电阻率比其他组织要小一些D．剧烈运动出汗时人体的电阻一定会变大如图1所示，金属丝ab的横截面积为S，接触点P可移动。cd两端电压恒为U，理想电流表示数I随ap间距离x的变化关系如图2所示，若图像斜率的大小为K。则金属丝的电阻率为（）A．KUSB．KSUC．KUSD（多选）5.将上下表面均为正方形、高度相等、用同种材料制成的甲、乙导体串联接在电压为U的电源上，已知电流大小为I，电流方向如图所示，甲、乙导体上下表面边长分别为a和b、高均为h，则（）A．电流沿图中方向流过两导体时，甲、乙分别产生的电热之比是1：1B．电流沿图中方向流过两导体时，甲、乙中电子的平均定向移动速率相等C．导体电阻率为ρ=D．导体电阻率为ρ=（多选）6.将横截面积相同、材料不同的两段导体无缝隙连接成一段导体，总长度为60cm，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙所示，则左右两段导体的描述正确的有（）A．电阻之比为2：1B．电阻之比为2：3C．电阻率之比为4：1D．电阻率之比为4：3题型4导体的伏安特性曲线核心知识点伏安特性曲线定义：以电压U为横坐标、电流I为纵坐标绘制的I−U图像，用于直观反映导体的导电特性。线性元件与非线性元件：线性元件：I−U图线为过原点的直线，遵循欧姆定律（I∝U），如温度稳定的金属导体、电解液。非线性元件：I−U图线为曲线，不遵循欧姆定律，如半导体、气态导体（注：U=0时I=0，不会出现不过原点的直线）。I−U图线与U−I图线的对比：比较内容I−U图线U−I图线斜率物理意义图线中某点与原点连线的斜率表示1R（电阻的倒数图线中某点与原点连线的斜率表示R（电阻）线性元件图线过原点直线，R1>R2时过原点直线，R1>R2时非线性元件图线曲线，斜率随U增大而减小→R随U增大而增大曲线，斜率随I增大而减小→R随I增大而减小例题精讲如图甲所示是某种电阻率恒定的材料制成的长方体导体，其长、宽、高分别为a、b、c（a>b>c），在其各个面上分别有PQ、EF、MN三对接线柱。现沿PQ、EF、MN方向依次通入电流，分别测得如图乙的伏安特性曲线，按通电顺序依次对应的曲线是（）A．①、②、③B．①、③、②C．③、②、①D．③、①、②某同学用如图甲所示的容器测量电解液的电阻率，其左右两侧面为带有接线柱的金属薄板（电阻极小），其余四面均为绝缘材料，容器内部长为a，宽为b，高为c。将容器内注满待测电解液后接入电路，测得其I−U图线如图乙所示。则I=4A时电解液的电阻率为（）A．3ac2bB．3ab2cC．2bc3a某同学通过实验，描绘出了两个电阻R1、R2的伏安特性曲线。如图所示，两条图线交于P点，R2的图像在P点的切线与纵轴的交点坐标为0.4A。下列说法正确的A．R1的电阻为0.5B．R2的电阻随电压的增大而增C．当U=1V时，R2的电阻小于R1的D．当U=1V时，R2的电阻为2.5图甲为测绘小灯泡伏安特性曲线实验电路图，图乙为实验所得伏安特性曲线，小灯泡额定电压为3V。则以下说法正确的是（）A．开关闭合前滑动变阻器的滑片应该置于最右端B．图线表明小灯泡的电阻随温度的升高而减小C．小灯泡正常工作时的电阻为15.0ΩD．由于电压表分流影响，小灯泡电阻的测量值始终大于真实值，该误差为系统误差（多选）5.图甲为测绘小灯泡伏安特性曲线实验电路图，图乙为实验所得伏安特性曲线，小灯泡额定电压为3V。以下说法正确的是（）A．开关闭合前滑动变阻器的滑片应该置于最左端B．图线表明小灯泡的电阻随温度的升高而减小C．小灯泡正常工作时的电阻为15.0ΩD．电流表的分压作用导致该实验有误差（多选）6.小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示，图（b）中电源E0（电动势4V，内阻1.00Ω）、滑动变阻器R（阻值0～9.0Ω）。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的功率可能为（A．0.05WB．0.50WC．1.05WD．2.50W（多选）7.如图为两元件甲、乙的伏安特性曲线，两图线交于A点，A点坐标为（12V，1.5A），甲的图线（直线）与横轴所成夹角θ为30°。下列说法正确的是（）A．甲元件的电阻为R=B．在A点，甲的电阻等于乙的电阻C．由图可知乙元件电阻随电压增大而减小D．若将甲、乙元件串联，电流为1A时，甲、乙元件的总电压为13V课时精练一、选择题（共8小题）某粗细均匀的金属导线的电阻率为ρ，电阻为R，现将它均匀拉长到原来长度的2倍，在温度不变的情况下，则（）A．该导线的电阻率不变B．该导线的电阻率变为2ρC．该导线的电阻不变D．该导线的电阻为2R图甲为测绘小灯泡伏安特性曲线实验电路图，图乙为实验所得伏安特性曲线，小灯泡额定电压为3V。则以下说法正确的是（）A．开关闭合前滑动变阻器的滑片应该置于最右端B．图线表明小灯泡的电阻随温度的升高而减小C．小灯泡正常工作时的电阻为15.0ΩD．由于电压表分流影响，小灯泡电阻的测量值大于真实值，该误差为系统误差下列说法正确的是（）A．由公式I=qt可知，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流B．由公式C=QU可知，电容器的电容与其所带的电荷量成正比，与两极板间的电压成C．由公式E=Fq可知，电场强度的大小与试探电荷所受电场力成正比，与试探电荷的带电量成D．由公式R=ρlS可知，同一材料制成的金属导体的电阻与导体长度成正比，与导体横截面积成如图所示，图线1表示导体A的电阻R1，图线2表示导体B的电阻R2（I−U图线，横坐标为U/V，纵坐标为I/A，图线1、2均为过原点直线，图线1在U=2V时I=1A，图线2在U=3V时I=1A），则下列说法正确的是（A．RB．把A拉长为原来的3倍后其电阻等于B的电阻RC．将A与B串联后接在电源上，二者两端的电压之比UD．将A与B并联后接于电源上，通过二者的电流之比IA、B导体的伏安特性曲线如图实线所示（U−I图线，横坐标为I/A，纵坐标为U/V，A图线为过原点直线，B图线为曲线；当I=0.2A时，A的U=1.8V，B的U=0.6V；当I=0.3A时，A的U=2.7V），下列判断正确的是（）A．A导体的电阻随着电流的增大而减小B．B导体的电阻是3ΩC．当电流为0.3A时，A导体的电阻是6ΩD．当电流为0.3A时，A导体的电阻等于图像在该点切线的斜率为描绘小灯泡L的伏安特性曲线，连好图示的电路后闭合开关，通过移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光，则应选用的电路图是（）A．（电路图特征：滑动变阻器分压式接法，电流表外接法，电源、开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表串联，电压表并联在小灯泡两端）B．（电路图特征：滑动变阻器限流式接法，电流表外接法）C．（电路图特征：滑动变阻器分压式接法，电流表内接法）D．（电路图特征：滑动变阻器限流式接法，电流表内接法）某同学想通过测绘一只额定电压为2.5V小灯泡的I−U图像来研究小灯泡的电阻随电压变化的规律。实验电路如图甲所示（滑动变阻器分压式接法，电流表外接法），根据实验数据描绘的I−U图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A．小灯泡正常工作时的电阻约为5.8ΩB．随着小灯泡两端电压的增大，小灯泡的电阻变小C．该实验的系统误差主要是由电流表的分压引起的D．图甲中开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑片置于A处将横截面相同、材料不同的两段等长导体R1、R2无缝连接为一段导体，导体总长度为1.00m，接入图甲电路。闭合开关S，滑片P从M端滑到N端，理想电压表读数U随滑片P滑动的距离x的变化关系如图乙，则导体R1、R2的电阻率A．4：5B．5：4C．4：1D．1：4二、多选题（共3小题）（多选）9．两根材料相同的均匀金属导线A和B，其长度分别为1m和2m，串联在电路中时其沿长度方向电势的变化如图所示（横坐标为长度l/m，纵坐标为电势\varphi/V；A导线对应长度01m，电势从8V降至2V；(B)导线对应长度13m，电势从2V降至0V），下列说法正确的是（）A．A和B导线中的电流之比为1：2B．A和B导线两端的电阻之比为3：1C．A和B导线的横截面积之比为1：6D．A和B导线中自由电荷定向移动的平均速率之比为1：6（多选）10．如图甲所示为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=0.1m，b=0.2m，c=0.8m，当里面注满某种电解液，且P、Q加上电压后，其U−I图线如图乙所示（过原点直线，U=10V时I=5mA），当U=10V时，下列说法正确的是（）A．电解液的电阻为1000ΩB．电解液的电阻为2000ΩC．电阻率是50Ω·mD．电阻率是25Ω·m（多选）11．小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示，图（b）中电源E0（电动势4V，内阻1.00Ω）、滑动变阻器R（阻值0～9.0Ω）。闭合开关S，在R的变化范围内，小灯泡的功率可能为（A．0.05WB．0.50WC．1.05WD．2.50W三、实验题（共2小题）12．为了描绘小电珠（标有“2.5V0.5W“字样）的伏安特性曲线，现提供如下器材：电压表V1（量程0～3V，内阻约3kΩ电压表V2（量程0～15V，内阻约15kΩ电流表A1（量程0～0.6A，内阻约1.0Ω电流表A2（量程0～3A，内阻约0.1Ω电流表A3（量程0～300mA，内阻约5Ω滑动变阻器R1（0～10Ω，3A滑动变阻器R2（0～1kΩ，0.1A电源E（电动势约为6V，内阻可不计）开关S、导线若干为了尽可能减小实验误差，测量时方便得到多组数据，请回答下列问题：（1）电流表应选用，滑动变阻器应选用；（填器材代号）（2