一、電阻
如圖所示的圖像為金屬導體A、B的U-I圖像,思考:
(1)對導體A(或導體B)來說,電流與它兩端的電壓有什么關系?U與I的比值怎樣?
(2)對導體A、B,在電壓U相同時,誰的電流?。空l對電流的阻礙作用大?
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1.物理意義:反映導體對電流的________作用。
2.定義:導體兩端的電壓U與通過導體的電流I的比值。
3.定義式:R=eq \f(U,I)(R只與導體本身性質有關,而與通過的電流及所加電壓無關)。
4.單位:國際單位制單位為歐姆(Ω),常用單位還有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)
1 kΩ=________ Ω;1 MΩ=________ Ω。
如圖所示,A、B、C三個導體的阻值關系是怎樣的?其大小分別為多少?
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例1 電路中有一段導體,給它加上3 V的電壓時,通過它的電流為2 mA,可知這段導體的電阻為________Ω;如果給它兩端加6 V的電壓,則通過它的電流為______ mA;如果在它兩端不加電壓,它的電阻為________ Ω。
例2 根據歐姆定律,下列說法中正確的是( )
A.由關系式U=IR可知,導體兩端的電壓U由通過它的電流I和它的電阻R共同決定
B.由關系式I=eq \f(U,R) 可知,導體中電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比
C.由關系式R=eq \f(U,I) 可知,導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比
D.由R=eq \f(U,I) 可知,導體兩端電壓為0時,導體的電阻也為0
二、影響導體電阻的因素
1.實驗裝置:如圖所示,a、b、c、d是四條不同的金屬導體。導體b、c、d在長度、橫截面積、材料三個因素方面,分別只有一個因素與導體a不同。
2.實驗原理
(1)四個不同的導體串聯(lián),電流相同,因此,電阻之比等于相應的電壓之比。
(2)用控制變量法,探究導體的電阻與長度、橫截面積、材料的關系。
3.探究過程及結論:
下表所示為四個串聯(lián)導體的各方面因素關系及導體兩端的電壓關系。
(1)對比導體a和b說明什么?
(2)對比導體a和c說明什么?
(3)對比導體a和d說明什么?
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三、導體的電阻率
1.電阻定律:
(1)內容:同種材料的導體,其電阻R與它的________成正比,與它的______________成反比;導體電阻還與構成它的________有關。
(2)表達式:R=ρeq \f(l,S),此式為電阻的決定式,式中ρ是比例系數,ρ叫作這種材料的________。
2.電阻率:
(1)電阻率是反映導體________性能的物理量,是導體材料本身的屬性。
(2)電阻率與溫度的關系及應用
①金屬的電阻率隨溫度的升高而________,可用于制作電阻溫度計。
②大部分半導體的電阻率隨溫度的升高而減小,半導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,電阻率幾乎不受溫度變化的影響,常用來制作________________。
④一些金屬在溫度特別低時電阻可以降到零,這種現(xiàn)象叫作________________。
例3 關于材料的電阻率,下列說法中正確的是( )
A.把一根長導線截成等長的三段,則每段的電阻率都是原來的三分之一
B.材料的電阻率隨溫度的升高而增大
C.合金的電阻率大于構成該合金的任一純金屬的電阻率
D.電阻率是反映材料導電性能好壞的物理量,電阻率越大的導體對電流的阻礙作用越大
例4 如圖所示為一塊長方體銅塊,使電流沿I1、I2兩個方向通過該銅塊,則兩次銅塊的電阻之比為( )
A.1 B.eq \f(a2,c2) C.eq \f(a2,b2) D.eq \f(b2,c2)
R=eq \f(U,I)與R=ρeq \f(l,S)的區(qū)別與聯(lián)系
針對訓練 (2022·北京市延慶區(qū)高二期末)R1和R2是材料相同、厚度相同的正方形導體片,R1的邊長是R2邊長的2倍。在兩導體片兩端加上相同的電壓,通過兩導體片的電流方向如圖所示,則通過兩者的電流的大小之比I1∶I2為( )
A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.4∶1
四、導體的伏安特性曲線
1.伏安特性曲線:在實際應用中,常用橫坐標表示________,縱坐標表示________,這樣畫出的I-U圖像叫作導體的伏安特性曲線。
2.線性元件和非線性元件
(1)線性元件:伏安特性曲線是一條過原點的________,如金屬導體(在溫度沒有顯著變化時)、電解質溶液。
(2)非線性元件:伏安特性曲線是一條曲線,如氣態(tài)導體和半導體元件。(不會出現(xiàn)不過原點的直線,U為0,I也為0 )
3.I-U圖像與U-I圖像
例5 (多選)兩個電阻R1、R2的伏安特性曲線如圖所示,由圖可知( )
A.R1為線性元件,R2為非線性元件
B.R1的電阻R1=tan 45° Ω=1 Ω
C.R2的電阻隨電壓的增大而減小
D.當U=1 V時,R2的電阻等于R1的電阻三個因素及電壓
不同導體
長度
橫截面積
材料
電壓
a
l
S

U
b
2l
S

2U
c
l
2S

eq \f(U,2)
d
l
S
鎳銅合金
5U
區(qū)別與聯(lián)系
定義式:R=eq \f(U,I)
決定式:R=ρeq \f(l,S)
區(qū)別
適用于純電阻元件
適用于粗細均勻的金屬導體或濃度均勻的電解液、等離子體
聯(lián)系
R=ρeq \f(l,S)是對R=eq \f(U,I)的進一步說明,即導體的電阻與U和I無關,而是取決于導體本身的材料、長度和橫截面積
圖線
比較內容
I-U圖線
U-I圖線
斜率
圖線上的點與坐標原點連線的斜率表示導體電阻的倒數
圖線上的點與坐標原點連線的斜率表示導體的電阻
線性元件圖線的形狀
R1>R2
R1<R2
非線性元件圖線的形狀
電阻隨U的增大而增大
電阻隨I的增大而減小

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2 導體的電阻

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