资源简介

(共21张PPT)
第十一章
电路及其应用
课时2　导体的电阻
核心 目标 1．理解电阻的定义，了解电阻率的物理意义及其与温度的关系，初步了解超导现象及其应用．
2．通过实验探究，了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，体会控制变量法．
3．能由伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别，体会电阻率在科技、生活中的应用．
目标导学 各个击破
对电阻定律的理解
1．公式R＝ρ中，l是沿电流方向的导体长度，S是垂直于电流方向的横截面积．
2．适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液．
3．电阻定律是通过大量实验得出的规律．
考向
1
　　　如图所示，两完全相同的金属导体的长、宽、高之比4∶2∶1，通以图示方向电流时，甲、乙电阻之比为 (　　)
A．1∶4　　　　B．4∶1　　　　C．16∶1　　　　D．1∶16
1
解析：由电阻定律R＝ρ，可得R1＝ρ，故 ，C正确，A、B、D错误．
C
　　　电导测量仪也可以用来测定溶液的电阻率，其中一个零件如图所示，将两块平行正对的极板放于被测溶液中，每块极板的面积均为1×10-4 m2，板间距离为0.01 m．给两极板加上6 V的电压，测出极板间流过的
电流为1 μA，这种液体的电阻率为(　　)
A．6×10-2 Ω·m　　　　 B．0.6 Ω·m
C．6×104 Ω·m D．6×106 Ω·m
解析：由欧姆定律可得液体的电阻R＝ Ω＝6×106 Ω，由电阻定律R＝ρ可得液体电阻率ρ＝ Ω·m＝6×104 Ω·m，故C正确．
C
2
R＝ρ与R＝的比较
公式
区别 电阻的决定式 电阻的定义式
说明了电阻由导体的哪些因素决定，可以说R与l成正比，与S成反比 提供了求电阻的方法，并不能说电阻与U和I有关系
适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体 适用于纯电阻元件
联系 对电阻率的理解
1．电阻R和电阻率ρ的比较
考向
2
电阻R 电阻率ρ
描述对象 导体 材料
物理意义 反映导体对电流阻碍作用的大小，R大，阻碍作用大 反映材料导电性能的好坏，ρ大，导电性能差
决定因素 由材料、温度和导体形状决定 由材料、温度决定，与导体形状无关
单位 欧姆(Ω) 欧姆·米(Ω·m)
联系
(1) 导体的电阻越大，说明导体对电流的阻碍作用越大，不能说明导体的电阻率一定越大．
(2) 电阻率越大，材料的导电性能越差，但用这种材料制成的电阻不一定大，决定电阻大小的因素和决定电阻率大小的因素是不同的．
2．各种材料的电阻率与温度的关系
(1) 金属的电阻率随温度升高而增大．
(2) 有些半导体的电阻率随温度升高而减小，且随温度的改变变化较大，常用于制作热敏电阻．
(3) 有些合金，如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用于制作标准电阻．
(4) 当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然降低到0，成为超导体．
　　　(多选)金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属的电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响．下列说法中正确的是
(　　)
A．连接电路用的导线一般不用合金来制作
B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
C．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作
3
AB
解析：电路中导线输送电能，但由于导线本身有电阻，所以导线也要消耗电能，并转化为热量，导线电阻越小，在其他条件一定的情况下，损耗的电能也越小，故应选择电阻率小的材料制作导线，由提供的信息知纯金属较合适；电炉等电热器是利用电流的热效应工作，流过电热器的电流与导线上的电流相等，但电热器却能明显发热，说明其电阻大，选择电阻率大的合金丝较合适；电阻温度计是利用材料的电阻率随温度有明显变化的原理工作的，电阻率几乎不受温度的影响的材料显然不能制作电阻温度计；标准电阻应使其阻值尽量不变，所以应选用电阻率随温度变化小的材料．综上所述，A、B正确．
对导体的伏安特性曲线的理解
　　　(多选)一小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上的一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是 (　　)
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝
D．对应P点，小灯泡的电阻为R＝
考向
3
4
AD
解析：根据电阻的定义式R＝，电阻等于图线上的点与原点连线斜率的倒数，图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，A正确，B错误；对应P点，由图可知，小灯泡两端的电压是U1，流过小灯泡的电流是I2，所以电阻R＝，C错误，D正确．
　　　如图所示为两元件甲、乙的伏安特性曲线，两图线交于A点，A点坐标为(12 V，1.5 A)，甲的图线(直线)与横轴所成夹角θ为30°.下列说法中正确的是
(　　)
A．甲元件的电阻为R＝ Ω
B．在A点，甲的电阻大于乙的电阻
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1 A时，甲、乙
元件的总电压为13 V
5
D
解析：根据I-U图像可知，甲元件的电阻R甲＝ Ω＝8 Ω，故A错误；在A点，甲、乙两元件的电压、电流相同，由欧姆定律可知，甲的电阻等于乙的电阻，故B错误；根据欧姆定律可知，I-U图像上点与原点连线斜率的倒数等于电阻，由题图可知，元件乙对应I-U图像上点与原点连线斜率逐渐减小，则乙元件电阻随电压增大而增大，故C错误；若将甲、乙元件串联，电流为1 A时，此时甲元件的电压为U甲＝IR甲＝8 V，由I-U图像可知，乙元件的电压为5 V，则甲、乙元件的总电压为
U总＝8 V＋5 V＝13 V，故D正确.
随堂内化 即时巩固
1．如图所示为某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法中正确的是(　　)
A．加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大
B．加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小
C．无论是加正向电压还是加反向电压，电压和
电流都不成正比，所以二极管是非线性元件
D．二极管加正向电压时，电阻不变
C
解析：根据欧姆定律有I＝U，可知I-U图线的斜率表示电阻的倒数．由题图可知，二极管加正向电压时电流较大，电阻较小，且随电压的增大，图线与原点连线的斜率在增大，故电阻在减小；加反向电压时开始电流很小，但当反向电压很大时，二极管被击穿，电流剧增，C正确．
2．(多选)研究发现电解液导电时也满足欧姆定律．图甲为一测量电解液的电阻率的长方体玻璃容器，X、Y为电极，边长a＝40 cm，b＝20 cm，c＝10 cm，当里面注满待测电解液，在X、Y间加上不同电压后，其U-I图线如图乙所示．下列说法中正确的是 (　　)
A．电压U增大时，电解液的电阻率减小
B．电压U＝15 V时，通过电解液的电流为5 A
C．电压U＝15 V时，电解液的电阻是1 000 Ω
D．电压U＝15 V时，电解液的电阻率是150 Ω·m
AD
解析：U-I图像中，图线上某点与坐标原点连线的斜率表示电阻，根据图乙可知，电压U增大时，电解液的电阻减小，即电压U增大时，电解液的电阻率减小，故A正确；根据图乙可知，电压U＝15 V时，通过电解液的电流为5×10-3 A，故B错误；结合上述可知，电压U＝15 V时，电解液的电阻R＝ Ω＝3 000 Ω，故C错误；根据R＝，结合题中所给数据解得ρ＝150 Ω·m，故D正确．课时2　导体的电阻
1. (多选)关于材料的电阻率，下列说法中正确的是(　　)
A. 电阻率是反应材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体的电阻越大
B. 金属材料的电阻率随温度的升高而增大
C. 银材料的电阻率较锰铜合金的电阻率小
D. 金属丝拉长为原来的两倍，电阻率变为原来的4倍
2. 关于公式R＝和公式R＝ρ，下列说法中正确的是(　　)
A. 两式在任何情况下都成立
B. R＝在金属导体中成立，R＝ρ在任何导体中均成立
C. 导体的电阻R与U成正比，与I成反比
D. 同种导体的电阻在温度一定时与导体长度成正比，与导体的横截面积成反比
3. 如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线，横轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标为(U1，I1)，过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2，小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于(　　)
A. B.
C. D.
4. 人体含水量约为70%，水中有钠、钾等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电.某脂肪测量仪(如图所示)，其原理就是根据人体电阻的大小来判断人体脂肪所占比例，一般情况下(　　)
A. 肥胖的人比消瘦的人电阻大
B. 肥胖的人比消瘦的人电阻小
C. 激烈运动之后人的电阻不会改变
D. 激烈运动对脂肪测量仪测量的结果没有影响
5. (多选)A、B两个电阻，它们的伏安特性曲线如图所示，由图可知(　　)
A. 电阻A的阻值小于电阻B
B. 电阻A的阻值大于电阻B
C. 两电阻串联时，两电阻两端的电压关系UA>UB
D. 两电阻并联时，流过两电阻的电流关系IA>IB
6. 如图所示，某一导体的形状为长方体，其长、宽、高之比为a∶b∶c＝5∶3∶2.在此长方体的上下、左、右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4.在1、2两端加上恒定电压，导体的电阻为R1；在3、4两端加上恒定电压，导体的电阻为R2，则R1∶R2为(　　)
A. 1∶1　 B. 9∶25
C. 25∶4 D. 4∶25
7. 两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为1 m和2 m，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示，则A和B导线的横截面积之比为(　　)
A. 2∶3　　　　 B. 1∶3　　　
C. 1∶2　　　　 D. 3∶1
8. 如图所示，两段长度和材料相同、粗细均匀的金属导线A、B，单位体积内的自由电子数相等，横截面积之比SA∶SB＝1∶2.已知5 s内有5×1018个自由电子通过导线A的横截面，元电荷e＝1.60×10－19 C，则下列说法中错误的是(　　)
A. 流经导线A的电流为0.16 A
B. 导线A、B的电阻之比为2∶1
C. 5 s内有1×1018个自由电子通过导线B的横截面
D. 自由电子在导线A和B中移动的平均速率之比vA∶vB＝2∶1
9. 由导电介质制成的电阻的截面图如图所示，导电介质的电阻率为ρ，制成内、外半径分别为a和b的半球壳层形状(图中阴影部分)，半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质的球心作为一个引出电极，在导电介质的外层球壳镀上一层电阻不计的金属膜作为另外一个电极.设该电阻的阻值为R，通过一定的物理分析，下列表达式中合理的是(　　)
A. R＝ B. R＝
C. R＝ D. R＝
10. 如图所示，P是一个表面镶有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为L，直径为D，镀膜的厚度为d.管两端有导电金属箍M、N.现将其接入电路中，测得两端电压为U，通过的电流为I，则电热膜的电阻为多少？镀膜材料的电阻率为多少？
课时2　导体的电阻
1. BC　解析：电阻率大表明材料的导电性能差，不能表明对电流的阻碍作用一定大，因为电阻才是反映对电流阻碍作用大小的物理量，而电阻除跟电阻率有关，还跟导体的长度、横截面积有关，A错误；金属材料的电阻率随温度升高而增大，B正确；合金的电阻率比纯金属的电阻率大，则银材料的电阻率较锰铜合金的电阻率小，C正确；电阻率是材料本身的一种电学特性，与导体的长度、横截面积无关，D错误.
2. D　解析：R＝ρ在金属导体和电解液中均成立，A、B错误；导体的电阻由导体本身决定，与U、I均无关，C错误，D正确.
3. B　解析：小灯泡两端的电压为U1时，电阻等于R＝，故B正确.
4. A　解析：脂肪不容易导电，说明肥胖的人的电阻大，消瘦的人的电阻小，故A正确，B错误；人在激烈运动之后，体脂率变小，测量此人体的电阻会变小，激烈运动对脂肪测量仪测量的结果有影响，故C、D错误.
5. AD　解析：由图可知，该图像为I U图像，故图线的斜率表示电阻的倒数，所以电阻A的阻值小于电阻B，故A正确，B错误；两电阻串联时，流过两电阻的电流相等，根据U＝IR可知，两电阻两端的电压关系为UAIB，故D正确.
6. D　解析：根据电阻定律R＝ρ得，当在1、2两端加上恒定电压时，R1＝ρ；当在3、4两端加上恒定电压时，R2＝ρ，所以＝＝，D正确.
7. B　解析：A、B两端的电势差分别为6 V、4 V，电流相等，根据欧姆定律R＝，得 ＝，根据电阻定律R＝ρ，S＝，则横截面积之比＝，故B正确.
8. C　解析：流过A的电流为I＝＝ A＝0.16 A，故A正确；根据电阻定律RA＝，RB＝，可得 ＝＝，故B正确；因两段串联，通过两棒的电流相等，所以在相等时间内通过每段导线横截面的电荷量是相等的，故C错误；因两段串联，通过两棒的电流相等，又I＝neSv，则有 ＝＝，故D正确.
9. D　解析：电阻R的单位为Ω，B、C选项中单位错误，均不合理；由题可知b≥a，当b＝a时，电阻R＝0，A错误，D正确.
10. 　
解析：由欧姆定律可得，膜的电阻R＝.
沿着L的方向将膜层展开，如图所示，则膜层等效为一电阻，其长为L，横截面积为管的底面周长与厚度d的乘积.
由电阻定律R＝ρ可得
R＝
则 ＝
解得ρ＝课时2　导体的电阻
核心 目标 1．理解电阻的定义，了解电阻率的物理意义及其与温度的关系，初步了解超导现象及其应用．
2．通过实验探究，了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，体会控制变量法．
3．能由伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别，体会电阻率在科技、生活中的应用．
考向1　对电阻定律的理解
1．公式R＝ρ中，l是沿电流方向的导体长度，S是垂直于电流方向的横截面积．
2．适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液．
3．电阻定律是通过大量实验得出的规律．
　如图所示，两完全相同的金属导体的长、宽、高之比4∶2∶1，通以图示方向电流时，甲、乙电阻之比为(　C　)
甲 乙
A．1∶4　　　　B．4∶1　　　　C．16∶1　　　　D．1∶16
解析：由电阻定律R＝ρ，可得R1＝ρ，故 ，C正确，A、B、D错误．
　电导测量仪也可以用来测定溶液的电阻率，其中一个零件如图所示，将两块平行正对的极板放于被测溶液中，每块极板的面积均为1×10-4 m2，板间距离为0.01 m．给两极板加上6 V的电压，测出极板间流过的电流为1 μA，这种液体的电阻率为(　C　)
A．6×10-2 Ω·m　　　　 B．0.6 Ω·m
C．6×104 Ω·m　　　　　　　 D．6×106 Ω·m
解析：由欧姆定律可得液体的电阻R＝ Ω＝6×106 Ω，由电阻定律R＝ρ可得液体电阻率ρ＝ Ω·m＝6×104 Ω·m，故C正确．
R＝ρ与R＝的比较
公式 R＝ρ R＝
区别 电阻的决定式 电阻的定义式
说明了电阻由导体的哪些因素决定，可以说R与l成正比，与S成反比 提供了求电阻的方法，并不能说电阻与U和I有关系
适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体 适用于纯电阻元件
联系 R＝ρ对R＝补充说明了导体的电阻不取决于U和I，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积
考向2　对电阻率的理解
1．电阻R和电阻率ρ的比较
电阻R 电阻率ρ
描述 对象 导体 材料
物理 意义 反映导体对电流阻碍作用的大小，R大，阻碍作用大 反映材料导电性能的好坏，ρ大，导电性能差
决定 因素 由材料、温度和导体形状决定 由材料、温度决定，与导体形状无关
单位 欧姆(Ω) 欧姆·米(Ω·m)
联系 R＝ρ，ρ大，R不一定大，导体对电流阻碍作用不一定大；R大，ρ不一定大，导电性能不一定差
(1) 导体的电阻越大，说明导体对电流的阻碍作用越大，不能说明导体的电阻率一定越大．
(2) 电阻率越大，材料的导电性能越差，但用这种材料制成的电阻不一定大，决定电阻大小的因素和决定电阻率大小的因素是不同的．
2．各种材料的电阻率与温度的关系
(1) 金属的电阻率随温度升高而增大．
(2) 有些半导体的电阻率随温度升高而减小，且随温度的改变变化较大，常用于制作热敏电阻．
(3) 有些合金，如锰铜合金、镍铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用于制作标准电阻．
(4) 当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然降低到0，成为超导体．
　(多选)金属材料的电阻率有以下特点：一般而言，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；金属的电阻率随温度的升高而增大，有的金属的电阻率随温度变化而显著变化，有的合金的电阻率几乎不受温度的影响．下列说法中正确的是(　AB　)
A．连接电路用的导线一般不用合金来制作
B．电炉、电阻器的电阻丝一般用合金来制作
C．电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作
D．标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材料制作
解析：电路中导线输送电能，但由于导线本身有电阻，所以导线也要消耗电能，并转化为热量，导线电阻越小，在其他条件一定的情况下，损耗的电能也越小，故应选择电阻率小的材料制作导线，由提供的信息知纯金属较合适；电炉等电热器是利用电流的热效应工作，流过电热器的电流与导线上的电流相等，但电热器却能明显发热，说明其电阻大，选择电阻率大的合金丝较合适；电阻温度计是利用材料的电阻率随温度有明显变化的原理工作的，电阻率几乎不受温度的影响的材料显然不能制作电阻温度计；标准电阻应使其阻值尽量不变，所以应选用电阻率随温度变化小的材料．综上所述，A、B正确．
考向3　对导体的伏安特性曲线的理解
　(多选)一小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上的一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是(　AD　)
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大
B．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小
C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝
D．对应P点，小灯泡的电阻为R＝
解析：根据电阻的定义式R＝，电阻等于图线上的点与原点连线斜率的倒数，图线上的点与原点连线的斜率逐渐减小，说明电阻逐渐增大，A正确，B错误；对应P点，由图可知，小灯泡两端的电压是U1，流过小灯泡的电流是I2，所以电阻R＝，C错误，D正确．
　如图所示为两元件甲、乙的伏安特性曲线，两图线交于A点，A点坐标为(12 V，1.5 A)，甲的图线(直线)与横轴所成夹角θ为30°.下列说法中正确的是(　D　)
A．甲元件的电阻为R＝ Ω
B．在A点，甲的电阻大于乙的电阻
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1 A时，甲、乙元件的总电压为13 V
解析：根据I-U图像可知，甲元件的电阻R甲＝ Ω＝8 Ω，故A错误；在A点，甲、乙两元件的电压、电流相同，由欧姆定律可知，甲的电阻等于乙的电阻，故B错误；根据欧姆定律可知，I-U图像上点与原点连线斜率的倒数等于电阻，由题图可知，元件乙对应I-U图像上点与原点连线斜率逐渐减小，则乙元件电阻随电压增大而增大，故C错误；若将甲、乙元件串联，电流为1 A时，此时甲元件的电压为U甲＝IR甲＝8 V，由I-U图像可知，乙元件的电压为5 V，则甲、乙元件的总电压为U总＝8 V＋5 V＝13 V，故D正确.
1．如图所示为某晶体二极管的伏安特性曲线，下列说法中正确的是(　C　)
A．加正向电压时，二极管电阻较小，且随着电压的增大而增大
B．加反向电压时，二极管电阻较大，无论加多大电压，电流都很小
C．无论是加正向电压还是加反向电压，电压和电流都不成正比，所以二极管是非线性元件
D．二极管加正向电压时，电阻不变
解析：根据欧姆定律有I＝U，可知I-U图线的斜率表示电阻的倒数．由题图可知，二极管加正向电压时电流较大，电阻较小，且随电压的增大，图线与原点连线的斜率在增大，故电阻在减小；加反向电压时开始电流很小，但当反向电压很大时，二极管被击穿，电流剧增，C正确．
2．(多选)研究发现电解液导电时也满足欧姆定律．图甲为一测量电解液的电阻率的长方体玻璃容器，X、Y为电极，边长a＝40 cm，b＝20 cm，c＝10 cm，当里面注满待测电解液，在X、Y间加上不同电压后，其U-I图线如图乙所示．下列说法中正确的是(　AD　)
甲 乙
A．电压U增大时，电解液的电阻率减小
B．电压U＝15 V时，通过电解液的电流为5 A
C．电压U＝15 V时，电解液的电阻是1 000 Ω
D．电压U＝15 V时，电解液的电阻率是150 Ω·m
解析：U-I图像中，图线上某点与坐标原点连线的斜率表示电阻，根据图乙可知，电压U增大时，电解液的电阻减小，即电压U增大时，电解液的电阻率减小，故A正确；根据图乙可知，电压U＝15 V时，通过电解液的电流为5×10-3 A，故B错误；结合上述可知，电压U＝15 V时，电解液的电阻R＝ Ω＝3 000 Ω，故C错误；根据R＝，结合题中所给数据解得ρ＝150 Ω·m，故D正确．

展开更多......

收起↑