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第十四章 欧姆定律
14.1 电阻
1. 知道电阻是导体本身的一种属性,电阻的大小和材料、长度、横截面积以及温度有关;
2. 知道电阻的单位和单位换算;
3. 会用控制变量法探究电阻大小的决定因素。
题型汇总:电阻、影响电阻大小的因素、电阻的串联、电阻的并联。
电阻
定义:物理学中用电阻表示导体对电流的阻碍作用。不同导体对电流的阻碍不同。
符号和单位:电阻常用字母R表示,国际单位欧姆,简称欧,符号Ω。
探究影响导体电阻大小的因素
一、导体的电阻是导体本身的一种属性,其大小决定于导体的材料、长度、横截面积,
与电压电流的大小无关。
(1) 在导体的长度、横截面积相同的前提下,导体的材料不同,导体的电阻不同。
(2) 在导体的材料、长度相同的前提下,导体的横截面积越大,导体的电阻越小。
(3) 在导体的材料、横截面积相同的前提下,导体的长度越长,导体的电阻越大。
二、另外,导体的电阻还与温度有关
(1) 对于大部分导体而言,温度越高,导体的电阻越大,如:常见的金属等。
(2) 少数导体的电阻随着温度的升高而减小,如:石墨类导体。
实验结论:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度、横截
面积等因素有关。长度越长,横截面积越小,电阻越大。
物质的导电性能
(1) 导体:容易导电的物体,如金属、人体、大地及酸、碱、盐的水溶液等。
(2) 绝缘体:不容易导电的物体,如橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。
(3) 半导体:有一些材料(如硅、锗)的导电性能介于导体和绝缘体之间,常常称为
半导体。半导体的特性是导电性能易受温度、光照、杂质等因素的影响。半导体是制造电
子元件的重要材料,二极管、三极管都是由半导体制成的。
(4) 超导现象:某些物质在很低的温度时,电阻会变为零,这称为超导现象。
考点一 电阻
1.下列有关电阻的说法,正确的是( )
A.导体的电阻越大,对电流的阻碍作用就越大B.通过导体的电流越大,导体的电阻越小
C.导体的电阻越大,导电性能越强
D.导体未接入电路中时没有电阻
【解答】解:导体的电阻越大,表示对电流的阻碍作用就越大,故A正确。
B、电阻的大小与电流大小无关,故B错误。
C、导体的电阻越大,导电性能越弱,故C错误。
D、导体的电阻是导体的特性,与是否接入电路无关,所以未接入电路中时电阻不变,
故D错误。
故选:A。
2.如图所示,将导体接到电路A、B之间时,开关应该是 的。如果将不同的导体
分别接到A、B之间,闭合开关,可通过观察、比较 来判断不同导体电阻的
大小。若两个导体的电阻差异不大,则可以用 表替换灯泡,作进一步的判断。
【解答】解:
为了保护电路,在连接电路的过程中,开关应该是断开的;
将不同导体接到电路A、B之间时,电路中接入的电阻不同,会导致电路中电流也不同,
所以灯泡的亮度也不同,因此我们可以通过灯泡的亮暗比较两个电阻的阻值大小;
若两个导体的电阻差异不大,则必须用电流表替换灯泡,作更为准确的判断。
故答案为:断开;灯泡的亮度;电流。
3.在一次实验中,某同学分别测量了通过电阻R 和R 的电流,发现通过R 的电流比通过
1 2 1
R 的电流大,则他下列判断电阻对电流的阻碍作用的说法正确的是( )
2
A.R 对电流的阻碍作用大
1
B.R 对电流的阻碍作用大
2
C.R 和R 对电流的阻碍作用一样大
1 2
D.大小关系无法判断
【解答】解:已知通过R 的电流比通过R 的电流大,但不知道两只电阻两端电压大小,
1 2
由公式R= 知,R 和R 的阻值大小关系不能确定。
1 2
故选:D。考点二 影响电阻大小的因素
4.有一根金属丝,它两端间电阻为R。下列说法正确的是( )
A.把它对折成两股后作为一根导线,其两端间电阻等于R
B.把它对折成两股后作为一根导线,其两端间电阻大于R
C.把它牵拉伸长后作为一根导线,其两端间电阻大于R
D.把它牵拉伸长后作为一根导线,其两端间电阻等于R
【解答】解:导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比;
AB、把它对折成两股后作为一根导线,横截面积变为原来的 2倍,长度变为原来的一
半,则电阻变为原来的四分之一,即为0.25R,要小于R,故AB错误;
CD、把它牵拉伸长后作为一根导线,横截面积变小,长度变大,则电阻变大,大于R,
故C正确,D错误。
故选:C。
5.材料、横截面积均相同的两根电阻丝(温度相同),a 的长度小于 b 的长度,则
( )
A.a的电阻小于b的电阻
B.a的电阻等于b的电阻
C.a的电阻大于b的电阻
D.无法判断a与b电阻的大小
【解答】解:
要比较电阻大小需要用到控制变量法,在导体材料、横截面积、温度一定时,导体的电
阻大小与长度有关,长度越长,电阻越大;
因为补充 a、b两根电阻丝材料、横截面积、温度均相同,a的长度小于b的长度,所以
a的电阻小于b的电阻,故A正确。
故选:A。
6.小明用如图所示实验装置“探究影响电阻大小的因素”,a、b为长度一样的镍铬合金,
b比a横截面积大,关于此实验,下列说法正确的是( )A.断开开关,镍铬合金丝a和b依然有电阻
B.利用此装置只能探究导体电阻大小和导体横截面积的关系
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
【解答】解: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正确;
B、此装置中两根电阻丝的材料、长度相同,横截面积不同,可以探究导体电阻大小和
横截面积的关系,也可以只利用一根电阻丝探究与长度的关系,故B错误;
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。
故选:A。
7.有一定值电阻丝接入电路中,以下不能明显改变电阻丝阻值的措施是( )
A.将电阻丝截去一半使用
B.将电阻丝对折后使用
C.将电阻丝均匀拉长后使用
D.改变电阻丝中电流
【解答】解:A、将电阻丝截去一半使用,电阻丝长度变短,电阻变小,故A能明显改
变电阻丝阻值。
B、将电阻丝对折后使用,电阻丝长度变短,横截面积变大,故电阻变小,故 B能明显
改变电阻丝阻值。
C、将电阻丝均匀拉长后使用,电阻丝长度变长,横截面积变小,故电阻变大,故 C能
明显改变电阻丝阻值。
D、改变电阻丝中电流,对电阻没有明显影响,故电阻丝阻值不变,故D不能明显改变
电阻丝阻值。
故选:D。
8.用图电路探究“影响电阻大小的因素”实验时,下列说法中正确的是( )A.该电路中小灯泡越亮代表电路中的电阻越大
B.该电路探究导体的电阻大小与导体横截面积的关系
C.该电路探究导体的电阻大小与导体长度的关系
D.该电路探究导体的电阻大小与导体材料的关系
【解答】解:
A、小灯泡越亮,说明电路中的电流越大,表示接入的合金丝电阻越小,故A错误;
BC、导线的材料不相同、长度相同,横截面积相同,所以由此实验可以验证导体的电
阻可能跟导体的材料是否有关,不能探究导体的电阻大小与导体横截面积、长度的关系,
故B、C错误;
D、要探究导体电阻大小与材料是否有关,应控制长度和横截面积一定,选用材料不同
的导体进行实验,故D正确。
故选:D。
9.某科技兴趣小组在某次科技活动中看到若干个长方体电阻,它们的材料相同,上下表面
均为正方形,外形都如图甲所示,接入实物电路的连接方式都如图乙所示,有电流通过
时都如图丙所示。他们想探究长方体电阻的阻值与厚度及边长的关系,在老师的帮助下,
他们测量了部分电阻的厚度h、边长a和电阻R,并记录在表格中(长方体电阻的阻值
不受温度影响)。
次数 厚度h/cm 边长a/cm 电阻R/
1 2 4 10 Ω
2 2 8 10
3 2 12 10
4 4 12 55 8 12
6 16 12 1.25
(1)该实验主要采用的研究方法是 法。
(2)由上方表中实验数据可知,材料相同,上下表面均为正方形的长方体电阻的阻值
与边长a (选填“有关”或“无关”)。
(3)根据表中数据进一步可以推知,相同条件下,其阻值与厚度 h成 比。并推
测第5次的电阻R= 。
(4)从已测的长方体电阻中选取其中两个电阻,分别为R 和R ,它们对应的厚度h之
Ω 1 2
比为1:2、边长a之比为2:3,将R 和R 并联接在同一电源上,设通过R 的电流为
1 2 1
I,通过R 的电流为I,则I:I= 。
1 2 2 1 2
【解答】解:(1)电阻的大小与材料、长度、横截面积等因素有关,探究电阻与其中
一个因素的关系时,采用的是控制变量法;
(2)由上方表中实验数据1、2和3可知,材料相同,厚度相同,边长不同,电阻相同,
即材料相同,上下表面均为正方形的长方体电阻的阻值与边长a无关;
(3)由上方表中实验数据3、4、6可知,材料相同,边长相同,厚度不同,电阻不同,
厚度越厚,电阻越小,即电阻与厚度成反比;
第5次实验和第6次实验对比,边长相同,第六次实验中的厚度是第五次实验中厚度的
2倍,则第六次实验中的电阻是第五次实验中电阻的二分之一,即第五次实验的电阻是
1.25 ×2=5 ;
(4)从已测的长方体电阻中选取其中两个电阻,分别为R 和R ,它们对应的厚度h之
Ω Ω 1 2
比为1:2、边长a之比为2:3,由于电阻与边长无关,与厚度有关,厚度h之比为1:
2,则电阻之比为R :R =2:1;将R 和R 并联接在同一电源上,设通过R 的电流为
1 2 1 2 1
I ,通过R 的电流为I ,由于并联电路各支路两端的电压相同,根据I= 可知,则I :
1 2 2 1
I=R :R =1:2。
2 2 1
故答案为:(1)控制变量;(2)无关;(3)反;2.5;(4)1:2。
10.在探究影响导体电阻大小的因素时,小明作出了如下猜想:
导体的电阻可能与①导体的长度、②导体的横截面积、③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 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.5 0.5
B 镍铬合金 1.0 0.5
C 镍铬合金 0.5 1.0
D 锰铜合金 0.5 0.5
(1)按照如图所示的实验电路,在M、N之间分别接上不同的导体,则通过观察来比较导体电阻的大小。
(2)为了验证上述猜想①,应该选用编号 两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将A和D两电阻丝接入电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此,初
步得到的结论是:当长度和横截面积相同时,导体电阻跟 有关。
【解答】解:
(1)在M、N之间分别接上不同的导体,导体的电阻不同,则阻碍电流的能力不同,
电流表示数不同,所以通过观察电流表示数来比较导体电阻的大小;
(2)要验证猜想①:导体的电阻可能与导体的长度有关,应控制导体的材料与横截面
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)由表中数据可知,A、D两电阻丝的长度、横截面积相同,材料不同;将A和D
两电阻丝接入电路中M、N两点间,电流表示数不相同,由此可知:当长度和横截面积
相同时,导体的电阻与导体的材料有关。
故答案为:(1)电流表的示数;(2)A和B;(3)导体的材料。
考点三 电阻的串联
11.有两根相同阻值的金属电阻丝,电阻都为R。把它们串联起来,等效为一个电阻,串
联后的总电阻 (变大/不变/变小),因为把它们串联后 。
【解答】解:导体串联后,相当于增加了导体的长度,当导体的横截面积和材料、温度
都不变时,导体的长度越长,导体的电阻越大;因此导体串联后,总电阻变大。
故答案为:变大;相当于增加了导体的长度。
12.几个电阻串联起来,总电阻比任何一个电阻都 ,这是因为把导体串联起来相当
于增加了导体的 。
【解答】解:导体与长度、横截面积以及材料的电阻率有关,两个电阻串联相当于长度
加长,长度越大,电阻越大。
故答案为:大;长度。13.阻值为10 和40 的两个电阻串联在电路中,其总电阻为 .引入“总电阻”
概念时运用的科学方法是 (选填“等效替代”或“控制变量”)法。
Ω Ω Ω
【解答】解:两电阻串联后的总电阻:R =R +R =10 +40 =50 ;
串 1 2
研究多个电阻组成的电路中,采取的是多个电阻组成的电路与一个电阻对电路产生的效
Ω Ω Ω
果相同时,从而引入“总电阻”概念的;这种方法就是“等效替代法”。
故答案为:50;等效替代法。
考点四 电阻的并联
14.两个电阻的阻值分别是R 和R ,将它们并联使用,相当于增大了导体的 ,所
1 2
以两个导体并联后的阻值将比单独使用时 。
【解答】解:导体的电阻取决于导体的长度、材料和横截面积,同种材料的导体越长、
横截面积越小,导体的电阻越大。
几个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,总电阻要变小,并且比任何一个
电阻都小。
故答案为:横截面积;小。
15.如图四个电路中,电源电压 U 相同,R <R ,电路的总电阻由大到小的顺序是
1 2
( )
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、乙、甲
C.丁、甲、乙、丙 D.丙、乙、甲、丁
【解答】解:因为电阻并联时阻值最小,串联时阻值最大,且 R <R ,所以:电路的总
1 2
电阻由大到小的顺序是:丙、乙、甲、丁。故选:D。