1、第二节 决定导体电阻大小的因素 核心素养点击 物理观念 知道影响导体电阻的因素，掌握电阻定律和电阻率的概念 科学思维 学会应用电阻定律进行分析和计算 科学探究 通过控制变量法探究决定导体电阻大小的因素 科学态度与责任 通过实验分析得出导体的电阻大小的决定因素，学会科学的研究方法，了解超导现象，体会电阻率在科技、生活中的应用 一、电阻定律 1填一填(1)探究影响导体电阻的因素。电路图：(如图所示)。结 论：对 于 同 种 材 料 的 导 体，在 横 截 面 积 保 持 不 变 时，导 体 的 电 阻 与_成正比；在长度保持不变时，导体的电阻与_成反比；在导体的长度和横截面积保持不变时，导体的电阻
2、与_有关。(2)电阻定律。内容：在一定温度下，均匀导体的电阻R与它的_成正比，与它的_成反比。导体的长度导体的横截面积材料长度l横截面积S公式：R_，式中 为比例常量，反映_对导体电阻的影响。2判一判(1)由 RUI 可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比。()(2)导体的电阻仅由导体的长度和横截面积两个因素决定。()(3)导体的长度、横截面积以及导体的材料都是影响导体电阻的因素。()材料lS3想一想 如图所示是一块长方体导体，电阻率为，现从不同方向给导体通电，则通过电流I1和I2时导体的电阻分别是多少？提示：若通过电流 I1，则 R1 abc；若通过电流 I2，则 R2 cab。二、电阻率1
3、填一填(1)电阻率的计算：_。(2)电阻率的单位：_，符号_。(3)不同导体的电阻率是_的，是一个反映材料_的物理量，材料的电阻率随温度的变化而变化，一般金属材料的电阻率随温度的升高而_。2判一判(1)长度、粗细相同的两根导线，电阻一定相等。()(2)电阻率越大，其电阻一定越大。()(3)一种材料的电阻率是固定不变的。()SRl欧姆米m不同导电性能增大3选一选 下列关于电阻率的说法正确的是()A电阻率与导体的长度l和横截面积S有关 B电阻率表征了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关 C电阻率大的导体，电阻一定很大 D有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计
4、解析：电阻率反映材料导电能力的强弱，只与材料及温度有关，与导体的长度 l和横截面积 S 无关，故 A 错，B 对；由 RlS知，大，R 不一定大，故 C 错；有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成标准电阻，故 D 错。答案：B探究(一)电阻定律的理解和应用 问题驱动 滑动变阻器是利用材料对电流产生阻碍作用的特性制造的电路元件，是电器设备中应用最多的元件之一。如图所示的滑动变阻器，它有四个接线柱A、B、C、D，为什么当滑动触头P滑动时可以改变接入电路的电阻呢？提示：当滑动触头P滑动时，滑动变阻器接入电路中电阻丝的有效长度发生了变化，故电阻发生改变。重难释解(1)导体的电阻反映了导体阻
5、碍电流的性质，是由导体本身性质决定的。(2)公式 RlS的适用条件：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)RlS与 RUI 的比较项目RlSRUI意义电阻定律的表达式，也是电阻的决定式电阻的定义式，R 与 U、I 无关作用提供了测定电阻率的一种方法：RSl提供了测定电阻的一种方法：伏安法适用范围适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解液、等离子体纯电阻元件联系导体的电阻取决于导体本身的材料、长度和横截面积，而不是 U 和 I续表两根完全相同的金属导线 A 和 B，如果把其中的一根导线 A 均匀拉长到原来的 2 倍，把另一根导线对折后绞合起来，则它们的电阻之比为多少？解题指导
6、(1)导线拉长为原来的 2 倍后，导线的电阻率 不变，长度 l 变为原来 2 倍，体积不变，横截面积 S 变为原来的12。(2)R、l、S 满足 RlS。解析：金属导线原来的电阻为 RlS，拉长后 l2l，因为体积 VlS 不变，所以 SS2，RlS4lS4R。对折后 ll2，S2S，所以 RlSl22SR4，则 RR161。答案：161 迁移发散 上例中，若将变化后的A、B两个导线串联在同一电路中，则它两端的电压之比为多少？提示：两电阻串联时，电压之比等于电阻之比，故电压之比为161。应用 RlS解题的技巧(1)明确导体的形状改变后，电阻率不会发生变化。(2)导体的形状改变后，体积不变，由
7、Vl1S1l2S2 确定 l2 与 l1、S2 与 S1 的关系。(3)由 RlS确定电阻关系。素养训练1如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长 ab2bc。当将 A 与B 接入电压为 U 的电路中时，电流为 I；若将 C 与 D 接入电压为 U 的电路中，则电流为()A4IB2IC12ID14I解析：设沿 AB 方向的横截面积为 S1，沿 CD 方向的横截面积为 S2，则有S1S212，AB 接入电路时电阻为 R1，CD 接入电路时电阻为 R2，则有R1R2labS1lbcS241，由欧姆定律得电流之比I1I2R2R114，解得 I24I14I，故 A 正确。答案：A 2两根材料相同的粗细均匀
8、导线甲和乙，其横截面积之比为13，阻值之比为32，则导线甲、乙的长度之比为()A13B12 C23D31 解析：由导体电阻的决定式 RlS可知，导线长度 lRS，则导线甲、乙的长度之比l甲l乙R甲S甲R乙S乙R甲S甲R乙S乙R甲R乙S甲S乙321312，故 B 正确，A、C、D 错误。答案：B 探究(二)电阻率的理解和计算 问题驱动 工业上采用一种称为“电导仪”的仪器测量液体的电阻率，其中一个关键部件如图所示，A、B是两片面积为1 cm2的正方形铂片，间距为d1 cm，把它们浸在待测液体中，若通过两根引线在两铂片上加上U6 V的电压时，测出电流I1 A，则这种液体的电阻率为多少？提示：RUI
9、6106 6106，由题意知：ld102 m，S104 m2，由RlS得 RSl 6106104102m6104 m。重难释解 电阻率和电阻R的比较 项目电阻率 电阻 R意义反映材料导电性能的好坏反映导体对电流的阻碍作用的大小决定因素由材料和温度决定由材料、温度、导体的长度和横截面积共同决定单位欧姆米(m)欧姆()描述的对象材料导体类比物质的密度物体的质量关系RlS关于电阻和电阻率，下列说法正确的是()A把一根均匀导线分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半B由 RSl 可知，R，1lC材料的电阻率随温度的升高而增大D对某一确定的导体，当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发
10、现它的电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大解析：导体的电阻率由材料本身决定，并随温度的变化而变化，但并不都是随温度的升高而增大，则A、B、C错误；若导体温度升高时，电阻增大，若不计导体的体积和形状变化，其原因就是电阻率随温度的升高而增大，则D选项正确。答案：D 素养训练 1如图所示，a、b分别表示由相同材料制成的两条长度相同、粗细均匀电阻丝的伏安特性曲线，下列判断中正确的是()Aa的电阻丝较粗 Bb的电阻丝较粗 Ca电阻丝的阻值小于b电阻丝的阻值 D图线表示的电阻丝的阻值与电压成正比 解析：b 图线的斜率大，表示电阻小，由电阻定律 RlS，可知 b 的电阻丝较粗，B正确，A、C
11、错误；电阻是电阻丝本身的性质，与电阻两端的电压无关，D 错误。答案：B 2(2021昆明三校联考)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，根据以上的信息，下列说法中正确的是()A连接电路用的导线一般用合金来制作 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：纯金属的电阻率小，故连接电路用的导线一般用纯金属来制作，故A错误；合金的电阻率大，故电炉、电阻
12、器的电阻丝一般用合金来制作，故B正确；有的金属电阻率随温度变化而显著变化，故电阻温度计一般用纯金属来制作，故C错误；有的合金的电阻率几乎不受温度的影响，故标准电阻一般用合金材料制作，故D错误。答案：B 一、培养创新意识和创新思维 1在“研究导体电阻与长度、横截面积及材料的定量关系”实验中，某实验小组提出了如下猜想。猜想一：导体电阻跟导体长度有关；猜想二：导体电阻跟导体粗细有关；猜想三：导体电阻跟导体材料有关。同学们想利用如图所示的电路和表中的导体特征验证上述猜想。导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料 A 1.0 0.2 锰铜 B 1.0 0.4 锰铜 C 1.0 0.6 锰铜 D 0.5
13、 0.4 锰铜 E 1.5 0.4 锰铜 F 1.0 0.6 镍铬合金 G 1.0 0.6 铁(1)请将猜想一的实验设计思路补充完整。选取_和_相同、_不同的导体，分别将其接入如图电路中，通过比较电路中_的大小，判断导体电阻的大小。(2)验证猜想三时，若需对比三个实验数据，则应从上表中选取导体_(填写导体代号)来进行实验。解析：(1)为了研究导体电阻与导体长度的关系，则需使导体的材料和横截面积相同，长度不同，应选用的三种导体是B、D、E，分别将其接入题图电路中。通过比较电路中电流的大小，判断导体电阻的大小。(2)为了研究导体电阻与导体材料的关系，则需使导体的长度和横截面积相同，材料不同，应选用
14、的三种导体是C、F、G，分别将其接入题图所示的电路中。通过比较电路中电流的大小，判断导体电阻的大小。答案：(1)材料 横截面积 长度 电流(2)C、F、G 二、注重学以致用和思维建模 2(2020浙江绍兴一中期中检测)鸟儿落在110 V的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露电线，但鸟儿仍安然无恙，这是因为()A鸟有耐高压的天性 B鸟儿是干燥的，所以鸟体不导电 C鸟两脚间的电压几乎为零 D鸟体电阻极大，所以无电流通过 解析：当小鸟两脚站在一根线上时，两脚之间的导线的距离非常小，故两脚之间的导线的电阻非常小，故小鸟两端的电压很小，接近于零，故不会对小鸟造成危害，故C正确。答案：C 3选自人教版新教材课后习题某同学想探究导电溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律。她拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。她量得盐水柱的长度是30 cm，并测出盐水柱的电阻等于R。现握住橡胶管的两端把它拉长，使盐水柱的长度变为40 cm。如果溶液的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，此时盐水柱的电阻应该等于多少？解析：盐水柱的体积不变，所以 l1S1l2S2。如果溶液的电阻也遵从电阻定律，得 R1l1S1，R2l2S2。因此，R2R1l2S1l1S2l2l12432169，R2169 R1169 R。答案：169 R