第十六章 第3节 电阻-【教材解读】2022-2023学年人教版物理九年级全册（有详解）

第3节 电阻
基础知识·细解读
知识点一 电阻
1.实验：比较小灯泡的亮度
2.电阻
(1)概念：物理学中用电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。导体的电阻通常用字母R表示。
(2)电阻的单位及换算关系
(3)电阻在电路图中的符号
具有一定电阻值的元件称为电阻器，也叫定值电阻，简称电阻。电阻在电路图中的符号是“”。
(4)对电阻的理解
【拓展】 由电阻理解导体和绝缘体
导体具有双重性，既能导电，又对电流有阻碍作用。导体容易导电，是因为导体的电阻较小；绝缘体能起绝缘的作用，是由于绝缘体的电阻很大，不容易导电。也就是说，导体与绝缘体的本质区别就是电阻大小的不同。
思想方法
转换法
电阻的大小是看不见的，我们通过小灯泡的亮暗或电流表的示数来间接显示电阻的大小，这里运用了转换法。
生活物理
常见的电阻器
当拆开半导体功放机时，喜欢物理的你会发现以下电阻器件。
电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。
电阻由导体本身的性质决定，与电流、电压无关。
【例1】下列关于电阻的说法正确的是 ( )
A．导体没有连人电路时没有电阻
B．导体的电阻与通过的电流有关，电流越大，电阻越小；电流越小，电阻越大
C．加在导体两端的电压越大，导体电阻就越大
D．电阻是导体对电流的阻碍作用，导体的电阻由导体本身的性质决定
解析：电阻是导体本身的一种性质，其大小与导体本身有关，而与其是否接入电路中无关，与导体两端的电压及导体中的电流无关。
答案：D
知识点二 影响电阻大小的因素 【重点+难点】
实验：探究影响电阻大小的因素
【提出问题】
电阻的大小与哪些因素有关呢
【猜想与假设】
导体的电阻可能与导体的材料、长度、横截面积、温度有关。
【进行实验及分析】
(1)在温度和导体两端电压保持不变时：
实验一：探究导体电阻与材料之间的关系
实验二：探究导体电阻与横截面积之间的关系
实验三：探究导体电阻与长度之间的关系
思想方法
控制变量法
实验中控制材料、长度、横截面积三个因素中两个相同，让另外一个因素发生变化，观察灯泡亮度或电流表示数的变化，来分析导体电阻的大小。
因为电压的变化会导致电流的变化，所以实验中还要控制电压不变。
导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关。
提醒
导体电阻与长度和横截
面积的关系
导体电阻的大小符合这样的规律：在导体的材料相同时，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比。
(2)温度变化，电压保持不变时：
实验四：探究导体的电阻与温度的关系
【实验结论】
导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积及温度。
【拓展】 半导体与超导现象
(1)半导体
①概念：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料称作半导体。
②特点
a．电阻比导体的大得多，比绝缘体的小得多。
b．半导体的导电性能受温度、压力、光照等因素的影响较大。
③应用：光敏电阻、力敏电阻、热敏电阻、二极管、三极管等。
(2)超导现象
①超导现象：某些物质在很低的温度时，电阻变成0的现象。在一定条件下能发生超导现象的材料就是超导材料。
②应用：超导电机、超导电缆、磁浮列车等。
提醒
(1)做本实验时注意观察电流表的示数不能超过其量程。
(2)并不是所有电阻的阻值都随着温度的升高而增大，应具体问题具体分析。
生活物理
超导现象
利用超导体可以实现磁悬浮。
【例2】(广西贺州中考)如图所示，在探究影响导体电阻大小的因素的实验中，导线a、b、c粗细相同，b、d粗细不同，a、b、d长度相同：
(1)该实验是通过观察 的示数间接比较导线电阻的大小。
(2)选用导线a、b分别接人电路中，是为了探究电阻大小跟导体的 的关系。
(3)选用导线b、c分别接人电路中，是为了探究电阻大小跟导体的 的关系。
(4)选用导线 分别接人电路中，是为了探究电阻大小跟导体的横截面积的关系。
(5)影响导体电阻大小的因素除了上述因素外，还可能跟 有关。
解析：本题考查探究影响导体电阻大小因素的实验。影响电阻大小的因素有：材料、长度、横截面积、温度。电阻大小比较抽象，借助于电流袁示数的大小直观反映出来，用到转换法；导线a、b是控制了长度、横截面积相同，材料不同，所以选用导线a、b可以探究电阻大小与材料的关系；同理，导线b、c是控制了材料、横截面积相同，长度不同，所以选用b、c可以探究电阻大小与长度的关系；选用导线b、d可以探究电阻与横截面积的关系。影响导体电阻的因素除了材料、长度和横截面积，还有温度。
答案：(1)电流表 (2)材料 (3)长度 (4)b、d (5)温度
本实验在中考命题中常考。解答本类问题时注意观察题目中所给的材料、导体的长度、粗细等。另外。还考查两种思想方法的应用．即控制变量法和转换法。
常考题型·巧突破
题型一对电阻的含义及特性的理解
【例1】 关于导体对电流的阻碍作用，下列说法正确的是 ( )
A．导体中有电流，导体才能有电阻
B．导体电阻的大小取决于通过它的电流的大小
C．导体的电阻是导体本身的一种性质，与通过的电流无关
D．导体的电阻只与导体的横截面积有关
解析：
选项 结论 分析
A × 导体的电阻是导体自身的一种性质，与是否通过电流及通过电流的大小无关
B ×
C √
D × 导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关
答案：C
针对训练
1．关于电阻，下列说法正确的是 ( )
A．绝缘体不容易导电，是因为 它们没有电阻
B．导体和绝缘体的电阻大小只跟材料有关
C．导体的电阻与温度有关
D．铜导线的电阻一定比铝导线的电阻小
题型二 影响电阻大小的因素
角度1对影响电阻大小因素结论的考查
【例2】(四川成都中考)下列因素中，对导体电阻大小有决定作用的是 ( )
A．导体是否接人电路
B．导体两端的电压
C．通过导体的电流
D．导体的长度
解析：导体电阻的大小与导体的长度、横截面积、材料和温度有关，而与导体中的电流、导体两端的电压、导体是否接入电路无关，故D正确。
答案：D
针对训练
2．(天津中考)将一根金属导线均匀拉长后，其电阻 ( )
A.变大
B．变小
C．不变
D．无法判断
3．(四川乐山中考)现需要研究的课题有：①导体的电阻跟它的横截面积的关系；②导体的电阻跟它的长度的关系；③导体的电阻跟它的材料的关系。给出三根镍铬合金线a、b、C(其长度关系为，横截面积关系为Sa>Sb=Sc)，电源、电流表、开关各一个，若干根导线。可以完成的研究课题是 ( )
A．只有①
B．只有②
C．①和②
D．①②和③
规律总结
电阻是导体对电流的阻碍作用，它与导体自身的长度、横截面积、材料和温度有关，而与其他外界因素无关。
角度2 对探究影响电阻大小因素过程的考查
【例3】在探究影响导体电阻大小的因素时，小明做出了如下猜想：导体的电阻可能与①导体的长度有关、②导体的横截面积有关、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)按下图所示的探究影响导体电阻大小因素的实验电路，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，应该选用编号为 的两根电阻丝分别接入电路进行实验。
(3)分别将a和d两电阻丝接人上图所示电路中M、N两点问，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。
解析：(1)在M、N，之间分别接上不同的导体，通过观察电流表示数或灯泡的亮暗来比较导体电阻的大小。
(2)要验证猜想①，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)由表中数据可知，a、d两电阻丝的长度、横截面积相同，而材料不同，分别将a和d两电阻丝接入电路中M、N之间，电流表示数不相同，由此可知：当长度和横截面积相同时，导体电阻跟导体的材料有关。
答案：(1)电流表示数或灯泡的亮暗 (2)a、b (3)导体的材料
针对训练
4．在探究决定电阻大小的因素时，研究小组中甲、乙、丙三位同学提出如下猜想：
甲：导体的电阻与导体的长度有关。
乙：导体的电阻与导体的材料有关。
丙：导体的电阻与导体的横截面积有关。
实验室备有几种电阻丝，参数如下表。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金丝 1.0 0.2
b 镍铬合金丝 1.0 0.1
c 镍铬合金丝 0.5 0.1
d 锰铜合金丝 0.5 0.1
下图是为完成探究连接的实验电路。
(1)实验中应通过比较 的大小，来比较电阻丝电阻的大小，达到验证猜想的目的。
(2)若要验证乙同学的猜想，则应该选用 (填编号)两根电阻丝进行对比实验。
(3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验，是为了验证 同学的猜想。
规律总结
探究导体电阻大小与哪些因素有关时的“两种方法、两点注意”
(1)本实验应用的两种科学研究方法是控制变量法和转换法。
(2)①在设计实验方案和实验步骤时，要注意正确运用控制变量法；②做出猜想时，要注意猜想全面，考虑到影响导体电阻大小的因素有导体的材料、长度、横截面积和温度。
易误易混·精辨析
易错点：对影响电阻大小的因素理解错误
【例题】下列关于电阻的说法正确的是 ( )
A．导体的电阻跟导体的长度无关
B．导体的电阻跟导体的横截面积有关，但与导体的材料无关
C．通过导体的电流越小，导体的电阻越小
D．导体的电阻与电流、电压无关
正解导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关，故A、B错误；导体的电阻与通过它的电流和导体两端的电压无关，故C错误，
D正确。
答案D
【防错妙招】由于对电阻是导体本身的一种性质和影响导体电阻大小的因素理解错误，可能误选C。对于这类题，应牢记电阻是导体本身的一种性质，与通过它的电流和导体两端的电压无关，只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。
高效训练·速提能
1.关于电流、电压和电阻，下列说法正确的是( )
A．只要将导体连人电路，电路中就有电流
B．导体中通过的电流为O时，它的电阻也为O
C．有电流通过的小灯泡，其两端不一定有电压
D.导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与通过它的电流、两端电压无关
2．用同种材料制成的粗细均匀的某段金属导体，对于其电阻大小，下列说法正确的是 ( )
A．当导体两端的电压或通过导体的电流为0时，导体的电阻为0
B．当导体被拉长时，其电阻变小
C．电阻是导体本身的一种性质，所以无论温度如何变化，它的电阻也不可能变为0
D．电阻是导体本身的一种性质，与电压和电流无关
3．硅、锗等半导体材料的导电能力比铜、铁等金属的导电能力 (选填“强”或“弱”)。
【能力锤炼】
4．在探究影响导体电阻大小的因素的活动中，小明发现实验器材中金属丝只有一根，其他器材足够，那么下面的一些探究活动他不能完成的是( )
A．探究导体电阻与材料的关系
B．探究导体电阻与长度的关系
C．探究导体电阻与横截面积的关系
D．探究导体电阻与温度的关系
5．小明在探究影响导体电阻大小的因素时，猜想导体的电阻可能与下列因素有关：
A．材料 B．长度 C．横截面积
为了验证上述猜想，小明用如图所示的器材进行实验，其中①②③是镍铬合金丝，④是锰铜合金丝。①③④长度相同，①②④横截面积相同。
(1)连接电路时，开关应处于 状态。
(2)实验中，在M、N之间接上不同的导体，闭合开关后通过观察 来比较导体的电阻大小。
(3)为了验证猜想A，应选用编号为 的两根金属丝，分别接入电路进行实验。
(4)分别将①③两根金属丝接入M、N两点间，通过观察比较可以发现，当导体的长度和材料一定时， 。
【素养提升】
6．我们已知电阻的大小和导体的材料、长度、横截面积等因素有关，进一步的研究表明，电阻定律的公式为，其中分别表示导体的电阻、导体的长度和横截面积，是与导体的材料有关的物理量，叫电阻率。下列关于电阻率的单位表述正确的是 ( )
A． B. c.Ω·m D．Ω·m2
本书参考答案
第3节 电阻
1.c解析：绝缘体不容易导电，是因为它们没有大量能够自由移动的电荷，它们的电阻很大；导体电阻的大小与材料、长度、横截面积及温度有关。所以C是正确的。
2．A解析：一根导线均匀拉长后，导体的材料不变，长度变长，横截面积变小，电阻变大。
3．C解析：(1)取a、b两根镍铬合金线，它们的材料、长度均相同，横截面积不同，可以研究导体的电阻跟它的横截面积的关系，故①可以完成；(2)取b、c两根镍铬合金线，它们的材料、横截面积均相同，长度不同，可以研究导体的电阻跟它的长度的关系，故②可以完成；(3)三根合金线的材料相同，故不能研究导体的电阻跟它的材料的关系，⑧不能完成。
4．(1)电流表示数 (2)c、d (3)甲
解析：(1)实验中采用了转换法来比较电阻大小，即通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小；(2)验证导体的电阻与导体的材料有关时，应控制导体的长度和横截面积相同，导体的材料不同，由表格数据可知，编号c、d电阻丝符合要求；(3)选用b、c两根电阻丝，由表格数据可知，二者的材料和横截面积均相同，长度不同，是验证导体的电阻与导体的长度是否有关，即验证甲同学的猜想。
高效训练·速提能
1.D解析：导体接八电路，如果开关没有闭合，电路没有构成通路，则电路中也没有电流，故A错误；电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，故B错误，D正确；电压是形成电流的首要条件，小灯泡有电流通过，则小灯泡两端一定有电压，故C错误。
2．D解析：电阻是导体本身的一种性质，电阻大小与导体的长度、材料、横截面积和温度有关，与电压和电流无关，故A错误，D正确；导体被拉长时，其材料不变，长度变长，横截面积变小，电阻变大，故B错误；电阻是导体本身的一种性质，但在一定的温度下，电阻可能变为O，如超导体，故C错误。
3．弱解析：半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间，比金属导体的导电能力弱。
4．A解析：当探究导体电阻与材料的关系时，需要控制长度和横截面积不变，改变金属丝材料，因为只有一根金属丝，所以无法改变材料，A不能够完成；当探究导体电阻与长度的关系时，可控制横截面积和材料不变，通过改变金属丝接入电路的长度来改变导体的长度，B能够完成；当探究导体电阻与横截面积的关系时，可控制长度和材料不变，通过对折金属丝改变导体的横截面积，C能够完成；探究导体电阻与温度的关系，可控制长度、材料和横截面积不变，改变温度，D能够完成。
5．(1)断开 (2)电流表示数或灯泡的亮度 (3)①④ (4)横截面积越大。电阻越小
解析：(1)在连接电路时，为避免误操作引起短路现象，连接电路时要求开关断开；(2)在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察灯的亮度或电流表示数来比较导体电阻的大小；(3)为研究电阻与导体材料的关系，要控制长度和横截面积一定，所以要选择编号①④两根金属丝；(4)①③两金属丝材料都是镍铬合金，长度相同，横截面积不同，所以是探完导体电阻跟横截面积的关系，探究发现，当导体的长度和材料一定时，横截面积越大，电阻越小。
6．c解析：根据可得，电阻率，电阻的单位是Ω，面积的单位是m2，长度的单位是m，所以电阻率的单位是，故c选项正确。
教材参考答案
第3节 电阻
教材第67页【动手动脑学物理】
1.导线B的电阻大。 解析：电阻是导体对电流阻碍作用的大小，在相同电压下，电阻越大，对电流的阻碍作用就越大，电流就越小。
2．24 0.024
3．在长度和横截面积都相同的情况下，铜导线的电阻要远远小于铁导线的电阻，而电阻越大对电流的阻碍作用就越大，所以家庭电路中用铜导线而不用铁导线。
4．B的电阻大；A剩下的一半再拉长到1 m后电阻大。
解析：导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关。导线A和B完全相同，当把A剪去一半后，长度变短，所以电阻变小，将小于B的电阻；当把A剩下的一半拉长后，长度与B相同，但横截面积变为原来的二分之一，电阻将变大，所以大于B的电阻。
5．(1)B、D、E。 理由是：要检验“导体电阻跟长度有关”的猜想，就必须控制导体的材料与横截面积相同，而长度不同。
(2)A、B、c。 理由是：要检验“导体电阻跟横截面积有关”的猜想，就要控制导体的材料与长度相同，而横截面积不同。
(3)C、F、G。 理由是：要检验“导体电阻跟材料有关”的猜想，就要控制长度和横截面积相同，而材料不同。
解析：根据题意，验证每一个猜想时都用三个实验数据进行对比，所以在选用导体时要选用三种导体；由于电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，所以在探究电阻的大小与其中一个因素之间的关系时，要注意运用控制变量法。