高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 导体的电阻学案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册2 导体的电阻学案，共5页。
一、电阻
如图所示的图像为金属导体A、B的U－I图像，思考：
(1)对导体A(或导体B)来说，电流与它两端的电压有什么关系？U与I的比值怎样？
(2)对导体A、B，在电压U相同时，谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？
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1．物理意义：反映导体对电流的________作用。
2．定义：导体两端的电压U与通过导体的电流I的比值。
3．定义式：R＝eq \f(U,I)(R只与导体本身性质有关，而与通过的电流及所加电压无关)。
4．单位：国际单位制单位为欧姆(Ω)，常用单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)
1 kΩ＝________ Ω；1 MΩ＝________ Ω。
如图所示，A、B、C三个导体的阻值关系是怎样的？其大小分别为多少？
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例1 电路中有一段导体，给它加上3 V的电压时，通过它的电流为2 mA，可知这段导体的电阻为________Ω；如果给它两端加6 V的电压，则通过它的电流为______ mA；如果在它两端不加电压，它的电阻为________ Ω。
例2 根据欧姆定律，下列说法中正确的是( )
A．由关系式U＝IR可知，导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R共同决定
B．由关系式I＝eq \f(U,R) 可知，导体中电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比
C．由关系式R＝eq \f(U,I) 可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
D．由R＝eq \f(U,I) 可知，导体两端电压为0时，导体的电阻也为0
二、影响导体电阻的因素
1．实验装置：如图所示，a、b、c、d是四条不同的金属导体。导体b、c、d在长度、横截面积、材料三个因素方面，分别只有一个因素与导体a不同。
2．实验原理
(1)四个不同的导体串联，电流相同，因此，电阻之比等于相应的电压之比。
(2)用控制变量法，探究导体的电阻与长度、横截面积、材料的关系。
3．探究过程及结论：
下表所示为四个串联导体的各方面因素关系及导体两端的电压关系。
(1)对比导体a和b说明什么？
(2)对比导体a和c说明什么？
(3)对比导体a和d说明什么？
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三、导体的电阻率
1．电阻定律：
(1)内容：同种材料的导体，其电阻R与它的________成正比，与它的______________成反比；导体电阻还与构成它的________有关。
(2)表达式：R＝ρeq \f(l,S)，此式为电阻的决定式，式中ρ是比例系数，ρ叫作这种材料的________。
2．电阻率：
(1)电阻率是反映导体________性能的物理量，是导体材料本身的属性。
(2)电阻率与温度的关系及应用
①金属的电阻率随温度的升高而________，可用于制作电阻温度计。
②大部分半导体的电阻率随温度的升高而减小，半导体的电阻率随温度的变化较大，可用于制作热敏电阻。
③有些合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作________________。
④一些金属在温度特别低时电阻可以降到零，这种现象叫作________________。
例3 关于材料的电阻率，下列说法中正确的是( )
A．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的三分之一
B．材料的电阻率随温度的升高而增大
C．合金的电阻率大于构成该合金的任一纯金属的电阻率
D．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
例4 如图所示为一块长方体铜块，使电流沿I1、I2两个方向通过该铜块，则两次铜块的电阻之比为( )
A．1 B.eq \f(a2,c2) C.eq \f(a2,b2) D.eq \f(b2,c2)
R＝eq \f(U,I)与R＝ρeq \f(l,S)的区别与联系
针对训练 (2022·北京市延庆区高二期末)R1和R2是材料相同、厚度相同的正方形导体片，R1的边长是R2边长的2倍。在两导体片两端加上相同的电压，通过两导体片的电流方向如图所示，则通过两者的电流的大小之比I1∶I2为( )
A．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．4∶1
四、导体的伏安特性曲线
1．伏安特性曲线：在实际应用中，常用横坐标表示________，纵坐标表示________，这样画出的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线。
2．线性元件和非线性元件
(1)线性元件：伏安特性曲线是一条过原点的________，如金属导体(在温度没有显著变化时)、电解质溶液。
(2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，如气态导体和半导体元件。(不会出现不过原点的直线，U为0，I也为0 )
3．I－U图像与U－I图像
例5 (多选)两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知( )
A．R1为线性元件，R2为非线性元件
B．R1的电阻R1＝tan 45° Ω＝1 Ω
C．R2的电阻随电压的增大而减小
D．当U＝1 V时，R2的电阻等于R1的电阻三个因素及电压
不同导体
长度
横截面积
材料
电压
a
l
S
铁
U
b
2l
S
铁
2U
c
l
2S
铁
eq \f(U,2)
d
l
S
镍铜合金
5U
区别与联系
定义式：R＝eq \f(U,I)
决定式：R＝ρeq \f(l,S)
区别
适用于纯电阻元件
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
联系
R＝ρeq \f(l,S)是对R＝eq \f(U,I)的进一步说明，即导体的电阻与U和I无关，而是取决于导体本身的材料、长度和横截面积
图线
比较内容
I－U图线
U－I图线
斜率
图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数
图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻
线性元件图线的形状
R1＞R2
R1＜R2
非线性元件图线的形状
电阻随U的增大而增大
电阻随I的增大而减小