《湖北省红安一中高三物理书联版资料 恒定电流》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖北省红安一中高三物理书联版资料 恒定电流（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十二章恒定电流第一课时知识梳理一、考点要求内容要求说明电流，欧姆定律，电阻和电阻定律电阻率与温度的关系半导体及其应用,超导体及其应用电阻的串、并联,串联电路的分压作用,并联电路的分流作用电功和电功率,串联、并联电路的功率分配电源的电动势和内电阻,闭合电路欧姆定律,路端电压电流、电压和电阻的测量,电流表、电压表和多用电表的使用,伏安法测电阻测定金属的电阻率描绘小灯泡的伏安特性曲线把电流表改装为电压表用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻二、知识结构 电流：I=q/t方向：外电路，正极负极，内电路：负极正极 电压：U=W/q又称电势差（或电势降落）公式：I=U/R或U=IR注意：必须是对同一电路
2、，电路中不含电源，只适应于金属导体或电解液导电。 部分电路欧姆定律 电阻：R=由导体本身决定，与材料和温度有关。 欧姆定律 稳恒电流 电动势：数值上等于电路中通过一库仑电量时电源所提供的能量，由电源本身决定。 闭合电路 路端电压：U=E-Ir 欧姆定律 欧姆定律：公式：I=E/（R+r）或E=IR+Ir=U外+U内 注意：该定律是能的转化和守恒定律在电学中的特例，E、r由电源本身决定 串联 电路的连接 并联 电功：W=qU=IUt 电功率：P=W/t=IU 焦耳定律：Q=I2Rt 电路中的能量转化 电源：P游=IE；P出=I U端；P内=I2r；IE=I U端+ I2r 用电器：P电=IU P
3、热= I2R 描绘小灯泡的伏安特性曲线 测定金属的电阻率 实验 把电流表改装成伏特表 测定电源的电动势和内电阻 用多用电表探索黑箱内的电学元件 传感器的简单应用三、本章知识考查特点及高考命题趋势 本章是电路的基础知识,是电学部分的重要内容,高考中对本章内容的考查热点在于基本概念,例如电流、电动势、功率等.基本规律,例如欧姆定律、电阻定律、焦耳定律等.基本方法,例如等效思维方法、动态电路的逻辑分析、电路的故障判断等.另外,本章内容跟日常生活用电联系十分紧密,许多题目都源自日常生活用电的实际,关注这类理论联系实际的题目对考生来说很有必要。本章的知识也容易跟化学中的电解、电镀、电化学腐蚀等内容综合,
4、也容易跟生物中的神经活动内容综合.本章的复习首先要扎扎实实地打好基础,深刻理解物理概念的含义,正确应用物理规律,并能熟练地进行有关的计算.要特别注意由于电路某一部分结构的变化而引起电流、电压、电阻、电功率等电路特征量的变化的分析和计算;还要注意能量的转化问题,要从能量转化和守恒的角度去解决这些问题;另外还要掌握好电路的测量和仪表的使用,如滑动变阻器的连接及其作用,电压表、电流表的使用等. 四、课前预习 1.电荷的 移动形成电流,电流的方向规定为 电荷定向移动的方向.电路中,电源外部的电流方向是从电源的 极到 极,电源内部的电流方向是从电源的 极到 极.2.导体中含有大量的自由电荷.金属导体中的
5、自由电荷是 ,电解液和酸、碱、盐溶液中的自由电荷是 和 .1m3铜内自由电子的个数约为8.51028个.3.金属导体中,自由电子定向运动时的三个速率是:无规则热运动的平均速率约为 .定向移动的平均速率约为 .电场的传播速率约为 .4.一电子沿顺针方向做匀速圆周运动,周期为10-10s,则等效电流多大?方向怎样?5.某电解池中,若在2s内各有1.01019个二价正离子和2.01019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是( ).A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.2A6.某金属导体两端的电压为24V,在30s内有36C的电量通过该导体的某个横截面.(1)在30s内有多少个自由电
6、子通过该导体的横截面?(2)电流多大? (3)该导体的电阻有多大?7.如图所示,电路工作时,要测量电路中的电流,需要什么电表?怎样用该电表测量回路中的电流大小?由于电表内阻的影响,测量的电流与测量前电流的真实值有怎样的关系?怎样的情况下测量值可看作与真实值相等?8.上题中,要测量电阻R1两端的电压,需要什么电表?怎样用该电表测量电阻R1两端的电压?由于电表内阻的影响,测量的电压值与测量前R1两端电压的真实值有怎样的关系?怎样的情况下测量值可看作与真实值相等?9.(1995全国)两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上.有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1
7、两端,如图电压表的示数为8V.如果他把此电压表改接在R2两端,则电压表的示数将( )A.小于4V B.等于4VC.大于4V小于8V D.等于或大于8V10.(1995上海)如图电路中,电阻R1、R2、R3的阻值都是1,R4、R5的阻值都是0.5,ab端输入电压U=6V. 当cd端接电压表时,其读数是 V.当cd端接电流表时,其示数是 A. 第二课时欧姆定律 电阻定律 半导体 超导体 一、考点理解 (一)欧姆定律1.内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻成反比.2.表达式:或U=IR.3.适用范围:对于金属导体导电和电解液导电适用,对气体导电、半导体导电不适用.4.说明:表达
8、式中,U为R两端的电压,I为流过R的电流.(二)电阻定律1.电阻(R)(1)金属导体中自由电子在定向移动时,不断地与金属正离子发生碰撞,这种碰撞阻碍自由电子的定向移动,形成电阻.(2)由得,即导体两端的电压U跟流过导体的电流I成正比,其比值等于导体的电阻.导体的电阻R与导体两端电压U和流过导体的电流I无关,其大小由导体本身的结构决定.(3)导体的伏安特性曲线为一条经过坐标原点的直线.如图所示,具有这一伏安特性曲线的电学元件叫做线性元件.对欧姆定律不适用的导体和器件,电流和电压不成正比,伏安特性曲线不是直线,这种电学元件叫做非线性元件.2.电阻定律内容:导体的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积
9、S成反比,即.表达式:.比例常量为金属导体的电阻率.3.电阻率()(1)电阻率与导体的长度、横截面积和导体的电阻都无关,只跟导体的材料有关.(2)各种材料的电阻率都随温度而变化,金属的电阻率随温度的升高而增大.不同金属的电阻率随温度的变化情况不同.有的金属电阻率随温度变化显著,电阻温度计就是利用这类金属做成的.有的金属电阻率随温度变化不明显,甚至几乎不受温度的影响,标准电阻就是利用这种材料做成的.由几种金属形成合金的电阻率大于构成该种合金的任一纯金属的电阻率.(3)国际单位:欧姆米,符号m.(4)铜的电阻率的含义是:长为1m、横截面积为1m2的铜导线的电阻是.(三)半导体1.有些材料,它们的导
10、电性能介于导体和绝缘体之间,而且电阻不随温度的升高而增大,反随温度的升高而减小,这种材料称为半导体.2.半导体的导电特性:光敏特性、热敏特性和掺杂特性,分别用于制成光敏电阻、热敏电阻和晶体管等.3.由半导体材料制成各种电子元件,已发展成为集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路,半导体材料在现代科学技术中发挥了重要作用.(四)超导体1.有的金属导体在温度降低到绝对零度附近时,其电阻率突然减小到零,这种现象叫做超导现象.能够发生超导现象的物质称为超导体.2.材料由正常状态变为超导状态的温度,叫做超导材料的转变温度.3.超导材料的应用前景非常诱人,我国科学家在超导材料的研究方面走在世界前列. 二
11、、方法讲解 1.紧扣导体电阻的定义.在导体的温度变化不大或导体的电阻率随温度变化很小的情况下,导体的电阻与U、I无关,其伏安特性为线性关系.处理这类问题运用来分析解决.在导体的温度变化大,或导体的电阻率随温度变化显著,或者半导体R与U、I有关,其伏安特性为非线性关系,但每个电压下仍然有,只不过U、I改变,R的值不同.2.通常用I-U图线(或U-I图线)来描述导体或半导体的伏安特性,要弄清楚特性曲线的意义,从图线上获取所需的信息,伏安特性曲线上每一个点对应一组U、I值, 为该状态下的电阻值,UI为该状态下的电功率. 三、考点应用 例1:如图所示,在相距40km的A、B两地架有两条输电线,电阻共为
12、800.如果在A、B间的某处发生短路,这时接在A地的电压表示数为10V,电流表示数为40mA.求发生短路处距A地有多远?解析:设A地与短路处的电阻为RX,由欧姆定律.A地与短路处的距离可认为A地与短路处单根导线的长度,设这个长度为x,导线的截面积为S,材料的电阻率为,由电阻定律.而A、B两地间距离L=40km,电阻R=800,同理有由RX和R的表达式可得.即短路处距A地12.5km.小结:1.将A地与短路处一段导体作为研究对象,由欧姆定律求出它的电阻值是解决问题的关键.2.输电线路一般由相线和零线两根导线构成,输电线的长度是输电距离的2倍.3.对同一输电线,电阻率和截面积相同,由电阻定律知,R
13、与成正比.思考:若在A、B间某处发生漏电事故(漏电事故相当于在两点间接了一个电阻),应该怎样估测漏电处与A地的距离?例2:家用电热驱蚊器中电热部分的主要元件是PTC,它是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器,其电阻率与温度T的关系图象如图所示.电热驱蚊器的原理是:通电后电阻器开始发热,温度上升,使药片散发出驱蚊药,当电热器产生的热与向外散发的热平衡时,温度达到一个稳定值.由图象可以判定:通电后,PTC电阻器的功率变化情况是 ,稳定时的温度应取 区间的某一值.解析:通电后应认为电压U不变.随着温度的升高,在T0T1范围内,电阻率随温度的升高而减小,因此电阻减小,电功率增大,驱蚊器温度持续上升;在T1T2范围内,电阻率随温度的升高而增大,因此电阻增大,电功率减小.当电热器产生的热与向外散发的热平衡时,温度、电阻、电功率都稳定在某一值.故整个过程功率的变化情况是先增大后减小,最后稳定在某一值,这时温度应在T1T2间.例3:影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减小.某课题研究组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时,利用如图(a)所示的分压电路测得其电压与电流的关系如表所示:U/V0.400.600.801.001.201.501.60I/A0.
