高中物理人教版 (2019)必修第三冊2 導(dǎo)體的電阻精品課時(shí)作業(yè)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

（一）課前閱讀：
1．如圖所示的圖像為金屬導(dǎo)體A、B的U－I圖像，思考：
(1)對導(dǎo)體A(或?qū)wB)來說，電流與它兩端的電壓有什么關(guān)系？U與I的比值怎樣？
(2)對導(dǎo)體A、B，在電壓U相同時(shí)，誰的電流??？誰對電流的阻礙作用大？
答案 (1)對導(dǎo)體A(或?qū)wB)，電流與它兩端的電壓成正比，導(dǎo)體A或?qū)wB的電壓與電流的比值是定值，但兩者的比值不相等．
(2)電壓相同時(shí)，A的電流小，說明A對電流的阻礙作用大．
2．根據(jù)圖猜想導(dǎo)體電阻大小與哪些因素有關(guān)？
答案導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料有關(guān)．
3．探究多個(gè)變量之間關(guān)系的方法是什么？
答案控制變量法．
4．實(shí)驗(yàn)探究：如圖所示，a、b、c、d是四條不同的金屬導(dǎo)體．導(dǎo)體b、c、d在長度、橫截面積、材料三個(gè)因素方面，分別只有一個(gè)因素與導(dǎo)體a不同．
下表所示為四個(gè)串聯(lián)導(dǎo)體的各方面因素關(guān)系及導(dǎo)體兩端的電壓關(guān)系．
①對比導(dǎo)體a和b說明什么？
②對比導(dǎo)體a和c說明什么？
③對比導(dǎo)體a和d說明什么？
答案 ①導(dǎo)體電阻和長度成正比 ②導(dǎo)體電阻和橫截面積成反比 ③導(dǎo)體電阻和材料有關(guān)
（二）基礎(chǔ)梳理
電阻
【典例精析】
例1．根據(jù)歐姆定律，下列說法中正確的是( )
A．由關(guān)系式U＝IR可知，導(dǎo)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(guān)系式I＝eq \f(U,R)可知，導(dǎo)體中電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比
C．由關(guān)系式R＝eq \f(U,I)可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比
D．由R＝eq \f(U,I)可知，導(dǎo)體兩端電壓為0時(shí)，導(dǎo)體的電阻也為0
答案 B
解析由U＝IR知，對于一個(gè)確定的導(dǎo)體來說，通過的電流越大，則導(dǎo)體兩端的電壓也越大，但是，不能說導(dǎo)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，A錯(cuò)誤；由I＝eq \f(U,R)知，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比，B正確；關(guān)系式R＝eq \f(U,I)是定義式，導(dǎo)體電阻由導(dǎo)體本身決定，與導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)，C、D錯(cuò)誤．
二、電阻定律電阻率
1．導(dǎo)體電阻的決定式R＝ρeq \f(l,S)
l是導(dǎo)體的長度，S是導(dǎo)體的橫截面積，ρ是比例系數(shù)，與導(dǎo)體材料有關(guān)，叫作電阻率．
2．電阻率
(1)電阻率是一個(gè)反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的形狀、大小無關(guān)．
(2)電阻率與溫度的關(guān)系及應(yīng)用
①金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，可用于制作電阻溫度計(jì)．
②大部分半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小，半導(dǎo)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，常用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻．
④一些導(dǎo)體在溫度特別低時(shí)電阻率可以降到零，這個(gè)現(xiàn)象叫作超導(dǎo)現(xiàn)象．
3．R＝eq \f(U,I)與R＝ρeq \f(l,S)的區(qū)別與聯(lián)系
【典例精析】
例2．如圖所示為一塊長方體銅塊，使電流沿I1，I2兩個(gè)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)
答案 B
解析當(dāng)電流沿I1方向時(shí)，銅塊的長度為a，橫截面積為bc，其電阻R1＝ρeq \f(a,bc)；當(dāng)電流沿I2方向時(shí)，銅塊的長度為c，橫截面積為ab，其電阻R2＝ρeq \f(c,ab)，故eq \f(R1,R2)＝eq \f(a2,c2).選B.
例3．R1和R2是材料相同、厚度相同的正方形導(dǎo)體片，R1的邊長為R2邊長的2倍．在兩導(dǎo)體片加上相同的電壓，通過兩導(dǎo)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
答案 A
解析根據(jù)電阻定律可得導(dǎo)體的電阻為R＝eq \f(ρL,S)＝ρeq \f(L,Ld)＝eq \f(ρ,d)，則可知R與邊長L無關(guān)，又R1與R2厚度d相同，知R1＝R2，根據(jù)I＝eq \f(U,R)，由題意可得I1∶I2＝1∶1，B、C、D錯(cuò)誤，A正確．
三、導(dǎo)體的伏安特性曲線
1．伏安特性曲線：用縱坐標(biāo)表示電流I，用橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫出的導(dǎo)體的I－U圖像叫作導(dǎo)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(diǎn)的直線，歐姆定律適用的元件，如金屬導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液．
(2)非線性元件：伏安特性曲線是一條曲線，歐姆定律不適用的元件．如氣態(tài)導(dǎo)體和半導(dǎo)體元件．
3．I－U圖像與U－I圖像
【典例精析】
例4．(多選)兩個(gè)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(dāng)U＝1 V時(shí)，R2的電阻等于R1的電阻
答案 AD
解析由題圖可知R1的伏安特性曲線為過原點(diǎn)的直線，故R1為線性元件，R2的伏安特性曲線為曲線，故R2是非線性元件，故A正確；R1的電阻為2 Ω，故B錯(cuò)誤；由題圖可知，當(dāng)U＝1 V時(shí)，R2的電阻等于R1的電阻，都為2 Ω，故D正確；I－U圖像上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，由題圖可知R2的電阻隨電壓的增大而增大，故C錯(cuò)誤．
1．R＝ eq \f(U,I) 是電阻的定義式，比值表示一段導(dǎo)體對電流的阻礙作用。對給定的導(dǎo)體，它的電阻是一定的，與導(dǎo)體兩端是否加電壓，導(dǎo)體中是否有電流無關(guān)。
2．I＝ eq \f(U,R) 是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，表示通過導(dǎo)體的電流I與電壓U成正比，與電阻R成反比，常用于計(jì)算一段電路加上一定電壓時(shí)產(chǎn)生的電流，適用條件是金屬或電解質(zhì)溶液導(dǎo)電(純電阻電路)。
3．在導(dǎo)體的U-I圖像中，斜率反映了導(dǎo)體電阻的大小。
4．R＝ρ eq \f(l,S) 中ρ、l、S的含義
(1)ρ表示導(dǎo)體材料的電阻率，與材料和溫度有關(guān)。反映了導(dǎo)體的導(dǎo)電性能，ρ越大，說明導(dǎo)電性能越差；ρ越小，說明導(dǎo)電性能越好。
(2)l表示沿電流方向?qū)w的長度。
(3)S表示垂直于電流方向?qū)w的橫截面積。
5．常見材料的電阻率與溫度的關(guān)系
(1)金屬的電阻率隨溫度升高而增大。
(2)有些半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小，且隨溫度的改變變化較大，常用于制作熱敏電阻。
(3)有些合金，如錳銅合金、鎳銅合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常用于制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。
(4)當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時(shí)，某些材料的電阻率突然降低到零，成為超導(dǎo)體。
一、單選題
1．2019年3月19日，復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)宣稱已成功制備出具有較高電導(dǎo)率的砷化銀納米帶材料，據(jù)介紹該材料的電導(dǎo)率是石墨烯的1000倍。電導(dǎo)率 SKIPIF 1 < 0 就是電阻率 SKIPIF 1 < 0 的倒數(shù)，即 SKIPIF 1 < 0 。下列說法正確的是（）
A．電導(dǎo)率的單位是Ω·m
B．材料的電導(dǎo)率越大，其導(dǎo)電性能越強(qiáng)
C．材料的電導(dǎo)率只與材料本身有關(guān)，與溫度等因素?zé)o關(guān)
D．材料的電導(dǎo)率大小與材料的長度、橫截面積等因素有關(guān)
【答案】B
【解析】A．電阻率的單位是Ω·m，電導(dǎo)率的單位是（Ω·m）-1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．材料的電導(dǎo)率越大，電阻率越小，則其導(dǎo)電性能越強(qiáng)，選項(xiàng)B正確；
C．材料的電導(dǎo)率與材料本身以及溫度等因素都有關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．材料的電導(dǎo)率大小由材料本身決定，與材料的長度、橫截面積等因素?zé)o關(guān)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選B。
2．某電路中用到了一個(gè)特殊的滑動(dòng)變阻器，其截面示意圖如圖甲所示，其主體為兩段長度相同、材料相同的圓柱形導(dǎo)體拼接成的電阻，滑片P可以自由滑動(dòng)，A、B間的電阻R與電阻右端到P間的距離x的關(guān)系如圖乙所示，則左、右兩側(cè)的圓柱形導(dǎo)體橫截面的半徑之比為（）

A．3：4B．1：2C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】根據(jù)題意可知，當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí)，由電阻定律有
SKIPIF 1 < 0
當(dāng) SKIPIF 1 < 0 時(shí)，由電阻定律有
SKIPIF 1 < 0
結(jié)合圖像可得
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
又有
SKIPIF 1 < 0
聯(lián)立解得
SKIPIF 1 < 0
可得左、右兩側(cè)的圓柱形導(dǎo)體橫截面的半徑之比為 SKIPIF 1 < 0 。
故選C。
3．如圖所示，一根長為L、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n，電子的質(zhì)量為m、電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時(shí)，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速率為v，則金屬棒內(nèi)的電場強(qiáng)度大小為（）

A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0
C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】根據(jù)電流的微觀定義式有
SKIPIF 1 < 0
根據(jù)電阻的定義式有
SKIPIF 1 < 0
根據(jù)歐姆定律有
SKIPIF 1 < 0
則金屬棒內(nèi)的電場強(qiáng)度大小
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
故選B。
4．將碳均勻涂在圓柱形實(shí)心瓷棒的外側(cè)面形成均勻的碳膜，做成碳膜電阻。已知碳的電阻率為 SKIPIF 1 < 0 ，瓷棒的長為l，瓷棒橫截面的直徑為D，所涂碳膜的厚度為d。將該電阻沿軸線方向接入電路時(shí)，阻值為（）
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】根據(jù)電阻定律
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
故選A。
5．在實(shí)驗(yàn)室中有兩個(gè)定值電阻R1和R2，小明同學(xué)對兩個(gè)電阻串聯(lián)和并聯(lián)的伏安特性進(jìn)行了測量，分別為圖中的圖線 1和2，則以下定值電阻R1和R2滿足要求的是（）

A．R1=10Ω R2=10ΩB．R1=10Ω R2=20Ω
C．R1=20Ω R2=30ΩD．R1=30Ω R2=40Ω
【答案】A
【解析】由伏安特性曲線可知，定值電阻 R1和 R2串聯(lián)、并聯(lián)后的阻值之比為4：1，則可知
SKIPIF 1 < 0
解得
R1=R2
故選A。
6．晶體二極管是一種半導(dǎo)體元件，在生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，某二極管的伏安特性曲線如圖所示，下列說法正確的是（）

A．二極管是非線性元件
B．加正向電壓時(shí)，二極管阻值不變
C．加正向電壓時(shí)，二極管阻值隨著電壓的增大而增大
D．加反向電壓時(shí)，無論加多大電壓，電流都很小
【答案】A
【解析】根據(jù)歐姆定律有
SKIPIF 1 < 0
可知I—U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)。由題圖可知，二極管加正向電壓時(shí)電流較大，電阻較小，且隨電壓的增大，圖線與原點(diǎn)連線的斜率在增大，故電阻在減小，則二極管是非線性元件；加反向電壓時(shí)開始電流很小，但當(dāng)反向電壓很大時(shí)，二極管被擊穿，電流劇增。
故選A。
7．一長方體金屬電阻，邊長分別為a、b、c，且a＞b＞c。電流分別沿以下圖方向流過該金屬電阻，則（）

A．（1）（2）（3）圖電阻相等B．（1）圖電阻最小
C．（2）圖電阻最小D．（3）圖電阻最小
【答案】D
【解析】根據(jù)電阻定律可得
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
由此可知，（1）圖電阻R1最大，（3）圖電阻R3最小。
故選D。
8．兩根相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中一根均勻拉長到原來的2倍，把另一根對折，則它們的電阻之比為（）
A．16：1B．8：1C．4：1D．2：1
【答案】A
【解析】把其中一根均勻拉長到原來的2倍，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?SKIPIF 1 < 0 ，根據(jù)電阻定律 SKIPIF 1 < 0 可知電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，把另一根對折，橫截面積變?yōu)樵瓉淼?倍，長度變?yōu)樵瓉淼?SKIPIF 1 < 0 ，根據(jù)電阻定律 SKIPIF 1 < 0 可知電阻變?yōu)樵瓉淼?SKIPIF 1 < 0 倍，則它們的電阻之比為16：1。
故選A。
二、多選題
9．如圖甲所示，電源電壓恒為5V，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 SKIPIF 1 < 0 ，電流在0.2A~0.8A之間時(shí)電子元件均能正常工作。若通過此電子元件的電流I與其兩端電壓U的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A．通過電子元件的電流為0.4A時(shí)，其電阻為 SKIPIF 1 < 0
B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電子元件與滑動(dòng)變阻器的兩端電壓之比為1:1
C．電子元件處于正常工作狀態(tài)時(shí)，電子元件的電阻隨電流的增大而減小
D．為使電子元件處于正常工作狀態(tài)，滑動(dòng)變阻器的阻值范圍應(yīng)控制在 SKIPIF 1 < 0
【答案】CD
【解析】A．電壓電流圖像上某一點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻，根據(jù)圖像可知，當(dāng)電子元件的電流為0.4A時(shí)，其電壓為 SKIPIF 1 < 0 ，則電阻為
SKIPIF 1 < 0
故A錯(cuò)誤；
B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電阻為 SKIPIF 1 < 0 ，滑動(dòng)變阻器與電子元件串聯(lián)，所以電壓之比等于電阻之比，若電子元件與滑動(dòng)變阻器的電壓之比為 SKIPIF 1 < 0 ，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓應(yīng)為2.5V，根據(jù)歐姆定律
SKIPIF 1 < 0
此時(shí)電子元件兩端電壓應(yīng)為 SKIPIF 1 < 0 ，通過電子元件的電流應(yīng)為 SKIPIF 1 < 0 ，根據(jù)圖像可知電流為 SKIPIF 1 < 0 時(shí)，對應(yīng)電壓小于 SKIPIF 1 < 0 ，故B錯(cuò)誤；
C．電子元件處于正常工作狀態(tài)時(shí)，它的U-I圖像的斜率表示電阻R，由圖像可知它的斜率越來越小，故電子元件的電阻隨電流的增大而減小，故C正確；
D．電子元件處于正常工作狀態(tài)時(shí)，電路最小電流為0.2A，電子元件兩端的最小電壓為1.0V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電路電壓之和，所以滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓
SKIPIF 1 < 0
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大
SKIPIF 1 < 0
電路電流最大為0.8A時(shí)，電子元件兩端的電壓最大為2.0V，則滑動(dòng)變阻器兩端的最小電壓
SKIPIF 1 < 0
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最小
SKIPIF 1 < 0
所以滑動(dòng)變阻器的阻值范圍應(yīng)控制在 SKIPIF 1 < 0 ，故D正確。
故選CD。
10．一小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線．則下列說法中正確的是（）

A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大
B．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻減小
C．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為 SKIPIF 1 < 0
D．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為 SKIPIF 1 < 0
【答案】AD
【解析】AB．根據(jù)電阻的定義
SKIPIF 1 < 0
電阻等于圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率的倒數(shù)，圖線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率逐漸減小，說明電阻逐漸增大，故A正確，B錯(cuò)誤；
CD．對應(yīng)P點(diǎn)，由圖可知，小燈泡兩端的電壓是U1，流過小燈泡的電流是I2，所以電阻
SKIPIF 1 < 0
故C錯(cuò)誤，D正確。
故選AD。
11．我國已經(jīng)于2012年10月1日起禁止銷售100W及以上的白熾燈，以后將逐步淘汰白熾燈．假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的U-I圖線如圖所示．圖象上A點(diǎn)與原點(diǎn)的連線與橫軸成α角，A點(diǎn)的切線與橫軸成β角，則（）
A．白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大B．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為tanβ
C．在A點(diǎn)，白熾燈的電功率小于 SKIPIF 1 < 0 D．在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為 SKIPIF 1 < 0
【答案】AD
【解析】ABD．根據(jù)歐姆定律可知白熾燈的電阻 SKIPIF 1 < 0 ，可知白熾燈的電阻隨電壓的增大而增大，在A點(diǎn)，白熾燈的電阻可表示為 SKIPIF 1 < 0 ，故AD正確，B錯(cuò)誤；
C．在A點(diǎn)，白熾燈的電功率 SKIPIF 1 < 0 ，故C錯(cuò)誤；
故選AD。
12．如圖甲所示的電路，小燈泡通電后其兩端電壓U隨所通過的電流I變化的圖線如圖乙所示（圖中U1、I1、I2均為已知量），P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，PM為U軸的垂線，PQ為I軸的垂線，定值電阻的阻值R0為已知量，下列說法中正確的是（）
A．隨著所通電流的增大，小燈泡的電阻增大
B．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ SKIPIF 1 < 0
C．在電路中燈泡L兩端的電壓為U1時(shí)，電阻R0兩端的電壓為I1R0
D．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電功率為圖中矩形PQOM所圍的面積
【答案】ABD
【解析】A．由歐姆定律知，U-I圖像中任意一點(diǎn)的電阻可用該點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率表示，由圖乙并結(jié)合數(shù)學(xué)知識可知，隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大，故A正確；
B．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻可用O、P兩點(diǎn)連線的斜率表示，即
SKIPIF 1 < 0
故B正確；
C．在電路中燈泡L兩端電壓為U1時(shí)，通過電阻R0的電流為I2，則電阻R0兩端的電壓為I2R0，故C錯(cuò)誤；
D．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電功率為 SKIPIF 1 < 0 ，即圖像中矩形PQOM所圍成的面積，故D正確。
故選ABD。
三、解答題
13．如圖所示，是一段長為L、粗細(xì)均勻的金屬直導(dǎo)體，當(dāng)導(dǎo)體兩端加上恒定電壓時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部即建立起恒定的勻強(qiáng)電場，此時(shí)流經(jīng)導(dǎo)體的電流大小為I。已知導(dǎo)體中電量為e的自由電子受到恒定電場對它的作用力大小為F。
（1）求導(dǎo)體的電阻。
（2）若在一段時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的電量為q，求這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生的電熱。

【答案】（1） SKIPIF 1 < 0 ；（2） SKIPIF 1 < 0
【解析】（1）電子受到電場的作用力
SKIPIF 1 < 0
由勻強(qiáng)電場的性質(zhì)有
SKIPIF 1 < 0
由歐姆定律有
SKIPIF 1 < 0
由以上各式可得
SKIPIF 1 < 0
（2）由焦耳定律有
SKIPIF 1 < 0
又有
SKIPIF 1 < 0
由以上各式和（1）中結(jié)果可得
SKIPIF 1 < 0
14．一個(gè)標(biāo)有“12V”字樣、功率未知的燈泡，測得燈絲電阻R隨燈泡兩端電壓變化的關(guān)系圖線如圖所示，利用這條圖線計(jì)算：
（1）在正常發(fā)光情況下，燈泡的電功率P為多少？
（2）若一定值電阻R0與該燈泡串聯(lián)，接在E=20V，r=1Ω的電源上，燈泡恰能正常發(fā)光，則串聯(lián)電阻R0此時(shí)消耗的電功率為多少？
（3）假設(shè)燈絲電阻R與溫度t滿足R=K（273+t）的關(guān)系，其中K為比例系數(shù)，室溫為t0=20℃，則燈泡在正常發(fā)光情況下，燈絲的溫度為多少？
【答案】（1）24W；（2）12W；（3）1485℃
【解析】（1）由圖像可知，燈泡正常發(fā)光情況下，電壓為12V，電阻為6Ω，電功率為
SKIPIF 1 < 0
（2）燈泡正常發(fā)光情況下，電路中電流為
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
電阻R0此時(shí)消耗的電功率
SKIPIF 1 < 0
（3）由圖像可看出，燈泡不通電時(shí)電阻為R1=1Ω，即室溫下小燈泡的電阻為1Ω，正常發(fā)光時(shí)的電阻為6Ω，設(shè)正常發(fā)光時(shí)燈泡溫度為t，有
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
課程標(biāo)準(zhǔn)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解金屬導(dǎo)體的電阻與材料、長度和橫截面積的定量關(guān)系。會測量金屬絲的電阻率。
1．理解電阻的定義，會用歐姆定律分析電流、電壓與電阻之間的關(guān)系.
2．掌握電阻定律，知道影響電阻率大小的因素.
3．能根據(jù)I－U圖像或U－I圖像求導(dǎo)體的電阻．
不同導(dǎo)體
三個(gè)因素及電壓
長度
橫截面積
材料
電壓
a
l
S
鐵
U
b
2l
S
鐵
2U
c
l
2S
鐵
eq \f(U,2)
d
l
S
鎳銅合金
5U
一、電阻
1．定義：導(dǎo)體兩端電壓與通過導(dǎo)體的電流之比．
2．公式：R＝eq \f(U,I).
3．物理意義：反映了導(dǎo)體對電流的阻礙作用．
4．在導(dǎo)體的U－I圖像中，斜率反映了導(dǎo)體電阻的大?。?br>【拓展補(bǔ)充】兩個(gè)表達(dá)式的不同含義
1．R＝eq \f(U,I)是電阻的定義式，比值表示一段導(dǎo)體對電流的阻礙作用。對給定的導(dǎo)體，它的電阻是一定的，與導(dǎo)體兩端是否加電壓，導(dǎo)體中是否有電流無關(guān)。
2．I＝eq \f(U,R)是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，表示通過導(dǎo)體的電流I與電壓U成正比，與電阻R成反比，常用于計(jì)算一段電路加上一定電壓時(shí)產(chǎn)生的電流，適用條件是金屬或電解質(zhì)溶液導(dǎo)電(純電阻電路)。
二、導(dǎo)體的電阻率
1．電阻定律
(1)內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)．
(2)公式：R＝ρeq \f(l,S)，式中ρ是比例系數(shù)，叫作這種材料的電阻率．
2．電阻率
(1)電阻率是反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能好壞的物理量．
(2)影響電阻率的兩個(gè)因素是材料和溫度．
(3)純金屬電阻率較小，合金的電阻率較大．由于用電器的電阻通常遠(yuǎn)大于導(dǎo)線電阻，一般情況下，可認(rèn)為導(dǎo)線電阻為0.
3．超導(dǎo)現(xiàn)象
一些金屬在溫度特別低時(shí)電阻可以降到0，這種現(xiàn)象叫作超導(dǎo)現(xiàn)象．
【即學(xué)即練】
判斷下列說法的正誤.
(1)導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，跟導(dǎo)體兩端的電壓及流過導(dǎo)體的電流的大小無關(guān)．( √ )
(2)由R＝ρeq \f(l,S)知，材料相同的兩段導(dǎo)體，長度大的導(dǎo)體的電阻一定比長度小的導(dǎo)體的電阻大．( × )
(3)電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大的導(dǎo)體導(dǎo)電性能越差．( √ )
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(xì)均勻的金屬導(dǎo)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(jìn)一步說明，即導(dǎo)體的電阻與U和I無關(guān)，而是取決于導(dǎo)體本身的材料、長度和橫截面積
比較內(nèi)容
I－U圖線
U－I圖線
坐標(biāo)軸
橫坐標(biāo)表示電壓U、縱坐標(biāo)表示電流I
橫坐標(biāo)表示電流I、縱坐標(biāo)表示電壓U
斜率
圖線上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率表示導(dǎo)體電阻的倒數(shù)
圖線上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率表示導(dǎo)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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