高中物理全套讲义选修3-1 第4讲 电阻(简单版) 教师版讲义
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电阻
一、电阻
1.电阻
电阻定义为导体两端的电压与导体中电流的比值,即U R I
=。电阻的单位是欧姆,符号是Ω。 2.电阻定律
实验表明,同种材料的导体,其电阻R 与它的长度l 成正比,与它的横截面积S 成反比,即l R S
ρ=。其中比例系数ρ与导体的材料有关,是表征材料导电能力......的物理量,称为导体的电阻率。
3.部分电路的欧姆定律 导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比,即U I R
=。 典例精讲
【例2.1】(2019春•苍南县校级月考)一段长为l ,电阻为R 的均匀电阻丝,把它拉制成2l 长的均匀细丝后,其电阻值为( )
A .R 3
B .4R
C .R 9
D .2R
【分析】把电阻丝拉制成2L 长的均匀细丝,截面积发生变化,根据电阻定律判断。
【解答】解:一段长为L ,电阻为R 的均匀电阻丝,把它拉制成2L 长的均匀细丝后,截面积变为原来的一半,则根据R =
ρL S 可知,电阻变成原来的4倍;故B 正确ACD 错误。
故选:B 。
【例2.2】(2019春•宿迁期末)关于电阻和电阻率,下列说法正确的是( )
A .导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟通过导体的电流成反比
B.同种材料的导体,其电阻与它的横截面积成正比,与它的长度成反比
C.所有材料的电阻率都随温度的升高而增大
D.电阻率是反映材料导电性能的物理量
【分析】导体的电阻电压和电流没有关系;同种材料的导体,其电阻与它的横截面积成反比,与它的长度成正比;并非所有材料的电阻率都随温度的升高而增大。
是比值来定义电阻的,导体的电阻跟导体两端的电压,跟通过导体的【解答】解:A、R=U
I
电流成没有关系。故A错误;
,同种材料的导体,其电阻与它的横截面积成反比,与它的长度B、根据电阻定义式R=ρL
S
成正比。故B错误;
C、金属的电阻率随温度升高而增大,半导体的电阻率随温度升高而减小。故C错误;
D、电阻率是反映材料导电性能的物理量。故D正确;
故选:D。
【例2.3】(2019春•孝感期末)某兴趣小组探究发现导电液体电阻变化规律与金属电阻相同。如图所示,将横截面积之比为3:5,长度相同的两段玻璃管注满相同的盐水,封闭构成盐水柱a和b并联接入电路中,忽略温度对电阻的影响,则下列说法正确的是()
A.盐水柱a和b电阻之比为3:5
B.通过盐水柱a和b电流之比为3:5
C.盐水柱a和b中自由电荷移动速率之比3:5
D.电路稳定时盐水柱中电场强度处处为零
【分析】由电阻定律可得两个电阻之间的关系,然后结合欧姆定律求出电流关系,由电流的微观表达式求出自由电荷移动速率之比。
可知,横截面积之比为3:5,电阻之比为5:3,故A 【解答】解:A、根据电阻定律R=p L
S
错误;
B、两个导体两端得电压相同,由欧姆定律得电流之比为3:5,故B正确;
C、由电流的微观表达式I=nesv,结合电流与横截面积关系可知电荷移动速率之比1:1,
故C错误;
D、导体中自由电荷在电场力作用下沿力的方向定向运动形成持续电流,电场强度不为零,故D错误。
故选:B。
【例2.4】(2019春•菏泽期末)如图,电路中R1.R2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体,R1R2厚度相同,R1的上下表面积大于R2的上下表面积。闭合开关后,以下判断正确的是()
A.通过R1的电流大于通过R2的电流
B.R1两端的电压大于R2两端的电压
C.R1两端的电压等于R2两端的电压
D.R1的电功率小于R2的电功率
【分析】根据电阻定律可明确两电阻的大小与体积和厚度的关系,从而明确电阻大小,再根据串联电路的特点和电功率公式进行分析,明确它们的功率以及电压关系。
【解答】解:A、由于两电阻串联在电路中,因此两电阻中电流一定相等,故A错误;
BC、设电阻的表面边长为a,厚度为d,根据R=ρL
S 可知,R=ρa
ad
=ρ
d
,则可知电阻与厚度d
有关,与体积无关,因此R1的电阻等于R2的电阻;由U=IR可知,P1两端的电压等于P2两端的电压,故B错误,C正确;
D、二者电阻值相等,由P=I2R可知,R1的电功率等于R2的电功率,故D错误。
故选:C。