57部编物理专题 电阻解析版.docx
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57部编物理专题电阻解析版
16.3电阻
1、容易导电的物体叫导体，如铅笔芯、金属、人体、大地等；不容易导电的物体叫绝缘体，如橡胶、塑料、陶瓷等。
导电能力介于两者之间的叫半导体，如硅金属等。
2、导体对电流的阻碍作用叫电阻，用R表示，国际制单位的主单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。
常用单位有千欧（KΩ）和兆欧（MΩ），1MΩ=1000KΩ=106Ω。
电阻在电路图中的符号为
。
3、影响电阻大小的因素有：
材料；长度；横截面积；温度。
电阻是导体本身的一种特性，它不会随着电压、电流的变化而变化。
4、某些导体在温度下降到某一温度时，就会出现其电阻为零的情况，这就是超导现象，这时这种导体就叫超导体。
类型一对电阻的理解
例1．关于电压、电流和电阻，下列说法正确的是（ ）
A．导体的电阻是由通过它的电流决定的B．电荷的移动就能形成电流
C．电压的作用是电路中产生自由电荷D．电路中有电流时它两端一定有电压
【答案】D。
【解析】
A、导体的电阻是导体本身的一种性质，导体的电阻跟导体的材料、横截面积、长度、温度有关，其大小与电流和电压无关，故A错误；
B、只有电荷的定向移动才能形成电流，故B错误；
CD、电压使电荷发生定向移动，使电路中形成了电流，有电流则一定有电压，故C错误、D正确。
例2．下列有关电阻的说法，错误的是（ ）
A．电阻是导体对电流的阻碍作用B．通过导体的电流越大，导体的电阻越大
C．电阻是导体本身的一种性质D．一般情况下导体都有电阻
【答案】B。
【解析】A、电阻指的就是导体对电流的阻碍作用，故A正确；
B、导体的电阻是导体本身具有的一种性质，导体一定，导体的电阻与通过导体的电流无关，故B错误；
C、导体电阻的大小和导体的材料、长度、横截面积都有关，故C正确；
D、导体的电阻是导体本身具有的一种性质，与导体是否通电是无关的，即使导体不通电，导体依然存在电阻，故D正确。
类型二影响电阻大小的因素
例3.如图所示，将三个相同的空烧瓶瓶口分别用完全相同的气球密封，现用粗细相同但长度依次变长的铜丝R1、锰铜合金丝R2和镍铬合金丝R，分别给三个烧瓶中的空气加热。
请结合表中给出的数据判断：
通电一段时间后气球的体积膨胀情况是（ ）
A．a最大B．b最大C．c最大D．三个一样大
【答案】C。
【解析】实验中将三电阻丝串联接入电路，控制电流和通电时间相同；在电流和通电时间相同的情况下，通电一段时间后，c瓶中的电阻丝阻值最大，放出的热量最多，瓶中气体温度最高，气球的体积变化最大。
例4．电热毯内的电阻丝断了，如果将电阻丝的两个断头接上后继续使用，电热毯的接头处很容易被烧焦，这样做很不安全，接头处的电阻常称为“接触电阻”。
下列关于“接触电阻”的判断正确的是（ ）
A．接触电阻较大，是因为搭接处的接触面积较大
B．接触电阻较大，是因为搭接处的接触面积较小
C．接触电阻较小，是因为搭接处的接触面积较大
D．接触电阻较小，是因为搭接处的接触面积较小
【答案】B。
【解析】电热毯内的电阻丝断了，将电阻丝的两个断头接上后，接头处是两根导线相连，由于搭接处的接触面积较小，电阻就较大，根据焦耳定律公式Q＝I2Rt知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，因此接头处烧焦就是因为电阻过大造成的。
例5．小波在探究影响导体电阻大小的因素时，选择了如图所示的器材，在实验板上固定有a、b、c、d四根金属丝，其中a、b、c三根的长度均为2L，d的长度为L，a、b、d的横截面积均为S，c的横截面积为2S；a、c、d的材料相同，b的材料与另外三根的材料不同，电源两端的电压保持不变。
小波分别将四根金属丝的两端接入电路M、N两点间进行实验，并将实验过程与数据记录如下表。
实验顺序
1
2
3
4
MN两端连接的金属丝
a
b
c
d
电流表示数I/A
0.4
1.5
0.8
0.8
（1）如果要研究导体的长度对电阻大小的影响，应选择第的两组数据进行比较 1和4 （选填“1”“2”“3”“4”）；
（2）比较第2和3的两组数据， 不能 （选填“能”或“不能”）得出导体的电阻与其横截面积有关的结论。
【答案】
（1）1和4；
（2）不能。
【解析】
（1）在研究导体的长度对电阻大小的影响时，应控制导体的材料和横截面积不变，编号1、4电阻丝符合要求；
（2）第2和3的两组数据中，选用b、c两根电阻丝可知，两者的长度相同、横截面积和材料不同，不能得出导体的电阻与其横截面积有关的结论。
类型三半导体和超导体
例6．2019年初，我国年仅22岁的年轻科学家曹原解决了困扰世界物理学家107年的难题，取得了在石墨烯超导领域中的重大突破，让超导科技向前迈出了一大步。
超导就是导体电阻为零的现象，可以大大减少电阻的电热损耗。
下列电器中不适用超导材料的是（ ）
A．电动机中的线圈B．发电机中的线圈C．热得快的电热丝D．输电导线
【答案】C。
【解析】超导体指的是导体温度降低到一定值时电阻为零的材料；
AB、用超导体做电动机、发电机中的线圈，可以减小由电能到内能的损耗，提高工作效率，故AB不符合题意；
C、热得快的电热丝是利用电流的热效应工作的，超导体电阻为零，无法将电能转化为内能，故超导体不能用来制作热得快的电热丝，故C符合题意；
D、输电导线若没有电阻，就不会出现由于电阻而引起的电能耗损，故D不符合题意。
例7．2019年2月，华为发布了折叠屏幕5G手机，如图折叠屏幕使用柔性OLED﹣﹣有机发光二极管LED材料，柔性OLED是（ ）
A．导体B．绝缘体C．半导体D．超导体
【答案】C。
【解析】半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，故折叠屏幕使用柔性OLED﹣﹣有机发光二极管LED材料，柔性OLED是半导体。
一．选择题（共10小题）
1．下列有关导体的说法中正确的是（ ）
A．导体都是通过自由电子导电的
B．导体中没有电流通过时，导体就没有电阻
C．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小
D．同一导体两端的电压增大几倍，通过它的电流也增大几倍，电压与电流的比值不变
【答案】D。
【解析】A、导体只所以能够导电，是因为有自由移动的电荷，但不一定是通过自由电子导电的，故A错误；
B、电阻是导体本身的一种性质，导体中没有电流通过时，导体同样有电阻，故B错误；
C、电阻是导体本身的一种性质，与导体中的电流无关，故通过导体的电流越大，导体的电阻不变，故C错误；
D、由欧姆定律可知，同一导体两端的电压增大几倍，通过它的电流也增大几倍，电压与电流的比值不变，故D正确。
2．在相同温度下，关于导体的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．铜线的电阻一定比铝线的小B．长度相同粗细也相同的铜线和铝线电阻相等
C．长度相同的两根铜线，粗的那根电阻较大D．粗细相同的两根铜线，长的那根电阻较大
【答案】D。
【解析】
A、导体电阻与导体的材料、长度与横截面积有关，只知道导体的材料，不知道导体的长度和横截面积关系，无法确定铜线与铝线电阻的大小，故A错误。
B、长度相同、粗细也相同的铜线和铝线，由于材料不同，则电阻不相等，故B错误；
C、在材料、长度相同的情况下，导体越粗，横截面积越大，电阻越小，所以，长度相同的两根铜线，粗的那根电阻较小，故C错误；
D、在材料、横截面积相同的情况下，导体越长，导体电阻越大，所以，粗细相同的两根铜线，长的那根电阻较大，故D正确。
3．相同材料制成的甲、乙、丙三个导体，相关数据如下表，根据表中提供的数据，下列判断正确的是（ ）
导体
长度/cm
横截面积/mm2
甲
10
10
乙
20
1
丙
30
0.1
A．甲导体电阻最大B．乙导体电阻最大
C．丙导体电阻最大D．三个导体电阻一样大
【答案】C。
【解析】由表中数据知，甲导体的长度最小，其横截面积最大，故甲导体的电阻最小，
丙导体的长度最大，且横截面积最小，故丙导体的电阻最大，故C正确，ABD错误。
4．一根铜导线的电阻为R，要使电路中的电阻变为4R，以下方法可行的是（ ）
A．将铜导线对折起来，接在电路中B．将铜导线用拉丝机缩短至原来
倍
C．将铜导线用拉丝机拉长至原来2倍D．将同样长，同样粗的铝导线代替铜导线接在电路中
【答案】C。
【解析】
A、将铜导线对折起来，导体的长度变小，横截面积变大，则电阻变小，故A不符合题意；
B、将铜导线用拉丝机缩短至原来
倍，横截面积变为原来的2倍，则电阻变小，故B不符合题意；
C、将铜导线用拉丝机拉长至原来2倍，由于铜导线的体积不变，长度变为原来的2倍，横截面积变为原来的二分之一，所以电阻变为原来的4倍，故C符合题意；
D、其它条件相同，铝导线的电阻大于铜导线的电阻，但不是4倍的关系，所以将同样长，同样粗的铝导线代替铜导线，电阻不会变为原来的4倍铝的电阻率不是铜的4倍，故D不符合题意。
5．利用如图所示的电路“探究影响电阻大小的因素”，则说法中正确的是（ ）
A．该实验运用了转换法
B．利用该电路只能探究电阻与长度的关系
C．将电流表换成小灯泡，实验效果会更明显
D．用电流表示数反映电阻大小，说明电阻大小与电流有关
【答案】A。
【解析】
A、实验中通过电流表示数大小反映电阻大小，用到了转换法，故A正确；
B、电阻与导体的长度、横截面积、材料有关，实验中通过改变AB在镍铬合金丝上的位置改变连入电阻丝的长度，从而探究电阻与长度的关系；将电阻丝的一半接入电路和对折后接入电路相比，控制了长度相同，改变了电阻丝的横截面积，可以探究电阻与横截面积的关系，故B错误；
C、实验中通过电流表示数大小反映电阻大小，电流表示数越大，表示电阻越小，由于小灯泡的电阻大于电流表的电阻，电路中的电流更小，实验效果会更不显著，故C错误；
D、电阻是导体本身的一种性质，电阻的大小与材料、长度、横截面积、温度有关，与电压和电流无关，故D错误。
6．国家启动“绿色照明”工程，城乡居民和企业使用中标企业节能灯，可以享受一定比例的补助。
近年来LED灯深受广大群众的喜爱，LED灯的核心元件是发光二极管。
发光二极管的主要材料是（ ）
A．绝缘体B．半导体C．导体D．超导体
【答案】B。
【解析】LED灯的核心元件是发光二极管，发光二极管的主要材料是半导体，可以将电能转化为光能。
7．电子体温计由温度传感器、液晶显示器、纽扣电池、专用集成电路及其他电子元器件组成，通过感温头中电流的大小来反映人的体温。
感温头是用半导体材料制成的，这是应用了半导体的（ ）
A．良好的绝缘特性B．单向导电特性
C．电阻随压力变化而变化的特性D．电阻随温度变化而变化的特性
【答案】D。
【解析】半导体的阻值随着温度的变化而发生变化，根据欧姆定律，流过感温头的电流也随之发生变化，以此来反映人的体温，故D正确。
8．现代生产生活中需要各种各样的材料，下列说法正确的是（ ）
A．超导体是一种电阻超级大的材料
B．橡胶、铝、塑料都是很好的绝缘材料
C．用半导体材料可以制成性能优良的输电导线
D．有些半导体材料对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻
【答案】D。
【解析】
A、超导是在温度极低时电阻为零的现象，故A错误；
B、橡胶、塑料是绝缘体，而铝是导体，故B错误；
C、半导体材料的导电能力介于导体和绝缘体之间；而输电线应选用导电能力强的材料；故C错误；
D、根据半导体对光比较敏感，可制造光敏电阻；故D正确；
9．2018年3月5日，国际顶级期刊《Nature》主刊在其网站连发两篇第一作者为中国21岁博士生曹原的长文，对有关石墨烯超导的最新成果予以报道，毫不夸张的说，这项研究打开了非常规超导体研究的大门，或将引发一场超导材料领域的新革命。
以下各项适合用超导材料制作的是（ ）
A．高压输电线B．电热毯内的电阻丝C．白炽灯泡的灯丝D．滑动变阻器的线圈
【答案】A。
【解析】A、导体有电阻时，输电线会产生热量，把部分电能转化为内能浪费掉；如果没有电阻，输电线不会产生热量，不需要浪费电能，所以超导体适合做高压输电线，故A符合题意；
BC、电热毯内的电阻丝、白炽灯泡的灯丝是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，通电时，电热毯内的电阻、白炽灯泡的灯丝不会产生电热，故BC不符合题意；
D、滑动变阻器是靠改变连入电路电阻丝的长度来改变电阻，若用超导体做，电阻为零，移动滑片时，不能起到变阻的作用，故D不符合题意。
10．晓宇用如图所示的器材探究“影响电阻大小的因素”a、b为长度一样的镍铬合金丝，a比b细。
关于此实验，以下说明正确的是（ ）
A．断开开关，镍铬合金丝a和b没有电阻
B．利用此装置还可以探究导体电阻大小与长度的关系
C．为了准确比较两条合金丝的电阻，可以在电路中串联一个电压表
D．用夹子分别将a、b接入电路，接入a时小灯泡更亮，原因是a的电阻比b小
【答案】B。
【解析】
A、导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，所以断开开关，镍铬合金丝a和b仍然有电阻，故A错误；
B、利用此装置中的一根电阻丝，用夹子改变电阻丝的长度，也可以探究导体电阻大小和长度的关系，故B正确；
C、为了准确比较两条合金丝的电阻，可在电路中串联一个电流表，根据电流的大小来判断电阻的大小，故C错误；
D、a、b为长度一样的镍铬合金丝，a比b细，所以a的电阻大于b的电阻，故D错误。
二．填空题（共3小题）
11．周末，小明发现家里连接空调和台灯的电源线虽然都是铜线，但规格明显不同，这主要是因为 横截面积 （选填“长度”或“横截面积”）对导线电阻的影响。
【答案】甲；甲。
【解析】
空调与台灯的电源线虽然都是铜线，但规格明显不同，因为空调线的横截面积大，电阻小，故这主要是因为横截面积对导线电阻的影响。
【答案】横截面积。
12．如图所示，有一个长方体金属电阻，材料分布均匀，边长分别为a、b、c，且a＞b＞c．电流分别沿图中的甲、乙两种方式流过该金属电阻时，其中电阻值较小的是 甲 （选填“甲”或“乙”）图，把这个长方体金属电阻分别按图中的两种方式接在同一电源的两端，则流过 甲 （选填“甲”或“乙”）的电流较大。
【解析】由电阻的决定式可知，甲中电阻R甲＝ρ
；乙中电阻R乙＝ρ
；
因为a＞b＞c，所以乙中电阻R乙＝ρ
最小，
由I
可知，把这个长方体金属电阻分别按图中的两种方式接在同一电源的两端，流过甲的电流较大。
13．汽车在转向前，为起到安全警示的作用，司机会拨动动方向盘边的横杆，汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭，若一个灯泡坏了，另一个还能发光，这两个转向灯在电路中的连接方式为 并联 ；司机所拨动的这根横杆相当于电路中的 开关 。
家庭电路中传输电流的导线在导线芯外面包有一层橡胶或塑料，是因为橡胶和塑料是 绝缘 体，使用时比较安全；白炽灯用久了灯丝变细，则灯丝电阻会 变大 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】并联；开关；绝缘；变大。
【解析】
（1）拨动方向盘旁边的横杆，尽管汽车同侧的前后两个转向灯会同时闪亮、同时熄灭，但是为尽量起到安全警示的作用，应使同侧前后转向灯可以单独工作，若一个转向灯坏了，另一个仍能发光，则它们是并联的。
司机拨动这根横杆，转向灯才会工作，所以这根横杆起到了开关的作用。
（2）橡胶和塑料都是绝缘体。
（3）白炽灯用久了灯丝变细，是固态的钨升华为钨蒸气，由于灯丝发生升华现象而变细，即横截面积变小，则电阻变大；
三．实验探究题（共2小题）
14．小红在做“探究影响导体电阻大小的因素“实验时，做出了如下猜想：
猜想一：
导体的电阻可能与导体的长度有关：
猜想二：
导体的电阻可能与导体的横截面积有关；
猜想三：
导体的电阻可能与导体的材料有关；
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如下表所示：
编号
材料
横截面积S/（mm2 ）
长度L/（m）
A
镍铬合金
1.0
0.25
B
镍铬合金
1.0
0.50
C
镍铬合金
2.0
0.25
D
锰铜合金
1.0
0.25
（1）如图甲所示电路。
实验前最好在导线a、b间连接 电阻 （选填“导线”或“电阻”），闭合开关后，在M、N之间分别接上不同导体，通过观察 电流表示数 来比较导体电阻大小。
（2）为了验证猜想一，可依次把M、N跟 A、B （填“A“、“B、“C'或“D”）的两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小。
（3）依次把M、N跟电阻丝A、C的两端连接，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较A、C两根电阻丝电阻的大小，可探究电阻跟 导体横截面积 的关系，其结论是 其它条件相同时，横截面积越小，电阻越大 。
（4）若某次实验电流表示数是0.50A，请在乙图中标出电流表指针的位置。
（5）以上方法在研究物理问题吋经常用到，被称为控制变量法。
下列四个实验中没有用到此方法的有哪些：
AB 。
（只选填字母即可）
A．探究平面镜成像的特点实验B．探究重力的大小与质量关系实验
C．探究电流与电压、电阻的关系实验D．探究影响压力作用效果因素的实验
【答案】
（1）电阻；电流表示数；
（2）A、B；（3）导体横截面积；其它条件相同时，横截面积越小，电阻越大；（4）见上图；（5）AB。
【解析】
（1）为了保护电路，实验前最好在导线a、b间连接电阻；
在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小，这里用到了转换法；
（2）要验证猜想一：
导体的电阻可能与导体的长度有关，应控制导体材料与横截面积相同而长度不同，由表中数据可知，应选编号为A、B的两根电阻丝进行实验；
（3）分别将A和C两电阻丝接入电路中M、N两点间，导体A、C的材料与长度相同而横截面积不同，可以探究导体的电阻可能与导体的横截面积有关；实验中电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：
当导体的材料和长度相同时，电阻的横截面积越小，导体的电阻越大；
（4）电流表指针的位置如下图所示：
（5）A、在探究“平面镜成像特点”实验中用到的是等效替代法；
B、探究物体重力与质量的关系，需要改变物体质量，得到对应的重力，是采用多次实验得出普遍规律的方式进行的，没有用到控制变量法；
C、因为电流与电压、电阻都有关系，在探究电流与电压、电阻的关系实验中运用了控制变量法；
D、压力的作用效果跟压力大小、受力面积有关，在探究影响压力作用效果的因素实验中运用了控制变量法；
以上4个实验中没有运用控制变量法的是B。
15．为了探究方形金属导体的电阻大小与哪些因素有关。
小明同学选用同种材料制成的不同方形金属导体，利用电子万用表测量方形金属导体的电阻大小，如图所示，小明将测量的相关数据记录在如下表格中。
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
方形金属导体
A
B
C
D
E
F
G
长度（厘米）
10
10
10
10
20
10
20
宽度（厘米）
10
15
20
10
20
20
20
厚度（厘米）
5
5
5
20
5
10
10
电阻大小（×10欧）
6.0
4.0
3.0
1.5
6.0
1.5
6.0
①分析比较实验序号1、2、3中的相关数据，可得出的初步结论是：
同种材料制成的长度相同的方形金属导体， 厚度相同时，电阻大小与宽度成反比 。
②分析比较试验序号1、4中的相关数据，可得出的初步结论是：
同种材料制成的长度相同的方形金属导体， 宽度相同时，厚度越大，电阻越小 。
③根据实验序号4、6或5、7中的数据，分析比较方形金属导体宽度与厚度的乘积及相关条件，可得出的初步结论是：
同种材料制成的长度相同的方形金属导体， 宽度与厚度的乘积相同时，电阻大小相等 。
④小明认为方形金属导体的电阻可能还与材料有关，小明为了验证自己的想法，需添加 与金属导体A（或B）的长度、宽度和厚度均相同的不同材料 的方形金属导体继续实验。
【答案】
（1）厚度相同时，电阻大小与宽度成反比；
（2）宽度相同时，厚度越大，电阻越小；
（3）宽度与厚度的乘积相同时，电阻大小相等；
（4）与金属导体A（或B）的长度、宽度和厚度均相同的不同材料。
【解析】
（1）分析比较实验序号1、2、3中的相关数据，可得出的初步结论是：
同种材料制成的长度相同的方形金属导体，厚度相同时，宽度越大电阻越小，电阻大小与宽度成反比；
（2）分析比较试验序号1、4中的相关数据，可得出的初步结论是：
同种材料制成的长度相同的方形金属导体，宽度相同时，厚度越大，电阻越小；
（3）根据实验序号4、6或5、7中的数据，分析比较方形金属导体宽度与厚度的乘积及相关条件，可得出的初步结论是：
同种材料制成的长度相同的方形金属导体，宽度与厚度的乘积相同，电阻大小相等；
（4）小明认为方形金属导体的电阻可能还与材料有关，小明为了验证自己的想法，根据控制变量法，需控制金属块的长度、宽度、厚度相同，而材料不同，故需添加与金属导体A（或B）的长度、宽度和厚度均相同的不同材料的方形金属导体继续实验。
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