第7章 第1课时（整理）

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1、学 海 无 涯 考点内容 要求 考纲解读 欧姆定律 1 应用串 并联电路规律 闭合电路欧姆定 律及部分电路欧姆定律进行电路动态分 析 2 非纯电阻电路的分析与计算 将结合实 际问题考查电功和电热的关系 能量守恒 定律在电路中的应用 是高考命题的热点 多以计算题或选择题的形式出现 3 稳态 动态含电容电路的分析 以及电 路故障的判断分析 多以选择题形式出现 4 实验及相关电路的设计 几乎已成为每 年必考的题型 电阻定律 电阻的串 并联 电源的电动势和内阻 闭合电路的欧姆定律 电功率 焦耳定律 实验 测定金属丝的电阻率 同 时练习使用螺旋测微器 实验 描绘小电珠的伏安特性曲 线 实验 测定电源的电

2、动势和内阻 实验 练习使用多用电表 第第 1 课时课时 电阻定律电阻定律 欧姆定律欧姆定律 导学目标 1 会利用电阻定律 欧姆定律进行相关的计算与判断 2 会用导体伏安特性曲线 I U 图象及 U I 图象解决有关问题 一 电流 基础导引 关于电流 判断下列说法的正误 1 电荷的运动能形成电流 学 海 无 涯 2 要产生恒定电流 导体两端应保持恒定的电压 3 电流虽有方向 但不是矢量 4 电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率 知识梳理 1 电流形成的条件 1 导体中有能够自由移动的电荷 2 导体两端存在持续的电压 2 电流的方向 与正电荷定向移动的方向 与负电荷定向移动的方向 电流虽

3、然有方向 但它是 3 电流 1 定义式 I 2 微观表达式 I 式中 n 为导体单位体积内的自由电荷数 q 是自由电荷的 电荷量 v 是自由电荷定向移动的速率 S 为导体的横截面积 3 单位 安培 安 符号是 A 1 A 1 C s 二 电阻定律 基础导引 导体的电阻由哪些因素决定 与导体中的电流 导体两端的电压有关系吗 知识梳理 1 电阻定律 R l S 电阻的定义式 R U I 2 电阻率 1 物理意义 反映导体 的物理量 是导体材料本身的属性 2 电阻率与温度的关系 金属的电阻率随温度升高而 半导体的电阻率随温度升高而 超导体 当温度降低到 附近时 某些材料的电阻率突然 成 为超导体 三

4、 欧姆定律 基础导引 R U I 的物理意义是 A 导体的电阻与电压成正比 与电流成反比 B 导体的电阻越大 则电流越大 C 加在导体两端的电压越大 则电流越大 D 导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体的电流的比值 知识梳理 部分电路欧姆定律 学 海 无 涯 1 内容 导体中的电流 I 跟导体两端的电压 U 成 跟导体的电阻 R 成 2 公式 3 适用条件 适用于 和电解液导电 适用于纯电阻电路 4 导体的伏安特性曲线 用横坐标轴表示电压 U 纵坐标轴表示 画出的 I U 关 系图线 线性元件 伏安特性曲线是 的电学元件 适用于欧 姆定律 非线性元件 伏安特性曲线是 的电学元件 填适用 不

5、适用 于欧姆定律 思考 R U I 与 R l S有什么不同 考点一 对电阻定律 欧姆定律的理解 考点解读 1 电阻与电阻率的区别 1 电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量 电阻大的导体对电流的阻碍作用 大 电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量 电阻率小的材料导电性能好 2 导体的电阻大 导体材料的导电性能不一定差 导体的电阻率小 电阻不一定小 即 电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小 3 导体的电阻 电阻率均与温度有关 2 电阻的决定式和定义式的区别 公式 R l S R U I 区别 电阻定律的决定式 电阻的定义式 说明了电阻的决定因素 提供了一种测定电阻的方法 并不 说明

6、电阻与 U 和 I 有关 只适用于粗细均匀的金属导体和 浓度均匀的电解液 适用于任何纯电阻导体 典例剖析 学 海 无 涯 例 1 如图 1 甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器 P Q 为电极 设 a 1 m b 0 2 m c 0 1 m 当里面注满某电解液 且 P Q 加上电压后 其 U I 图线如图乙所示 当 U 10 V 时 求电解液的电阻率 图 1 思维突破 应用公式 R l S解题时 要注意公式中各物理量的变化情况 特别是 l 和 S 的变 化情况 通常有以下几种情况 1 导线长度 l 和横截面积 S 中只有一个发生变化 另一个不变 2 l 和 S 同时变化 有一种特殊情况是 l 与

7、S 成反比 即导线的总体积 V lS 不变 考点二 对伏安特性曲线的理解 考点解读 比较图 2 甲中 a b 两导体电阻的大小 说明图乙中 c d 两导体的电阻随电压增大如何变 化 图 2 归纳提炼 1 图线 a b 表示线性元件 图线 c d 表示非线性元件 2 图象的斜率表示电阻的倒数 斜率越大 电阻越小 故 Ra Rb 如图甲所示 3 图线 c 的斜率增大 电阻减小 图线 d 的斜率减小 电阻增大 如图乙所示 注意 曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数 4 由于导体的导电性能不同 所以不同的导体有不同的伏安特性曲线 5 伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值 对应这一状态下的电阻

8、典例剖析 学 海 无 涯 图 3 图 4 例 2 小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图 3 所示 P 为图线上一点 PN 为图线在 P 点的切线 PQ 为 U 轴的垂线 PM 为 I 轴的垂线 则下列说法中正确的是 A 随着所加电压的增大 小灯泡的电阻增大 B 对应 P 点 小灯泡的电阻为 R U1 I2 C 对应 P 点 小灯泡的电阻为 R U1 I2 I1 D 对应 P 点 小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围的面积 思维突破 伏安特性曲线常用于 1 表示电流随电压的变化 2 表示电阻值随电压的变化 3 计算某个状态下的电功率 P UI 此时电功率为纵 横坐标围成的矩形

9、面积 而不是 曲线与坐标轴包围的面积 7 利用 柱体微元 模型求解 电流大小 例 3 来自质子源的质子 初速度为零 经一加速电压为 800 kV 的直线加速器加速 形成电 流强度为 1 mA 的细柱形质子流 已知质子电荷量 e 1 60 10 19 C 这束质子流每秒打 到靶上的个数为 假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的 在质子束中 与质子源相距 L 和 4L 的两处 各取一段极短的相等长度的质子流 其中的质子数分别为 n1和 n2 则 n1 n2 模型建立 粗细均匀的一段导体长为 l 横截面积为 S 导体单位体积内的自由电荷数为 n 每个自由电荷的电荷量为 q 当导体两端加上一定的电

10、压时 导体中的自由电荷沿导体定 向移动的速率为 v 1 导体内的总电荷量 Q nlSq 2 电荷通过截面 D 的时间 t l v 3 电流表达式 I Q t nqSv 建模感悟 本题是利用流体模型求解问题 在力学中我们曾经利用此模型解决风能发电功 率问题 也是取了一段空气柱作为研究对象 请同学们自己推导一下 跟踪训练 如图 4 所示 一根横截面积为 S 的均匀长直橡胶棒上带有均 学 海 无 涯 图 5 匀分布的负电荷 设棒单位长度内所含的电荷量为 q 当此棒沿轴线 方向做速度为 v 的匀速直线运动时 由于棒的运动而形成的等效电流大 小为 A vq B q v C qvS D qv S A 组

11、对电流的理解 1 某电解池 如果在 1 秒钟内共有 5 0 1018个二价正离子和 1 0 1019个一价负离子通过 某横截面 那么通过这个横截面的电流是 A 0 B 0 8 A C 1 6 A D 3 2 A 2 一根粗细均匀的金属导线 两端加上恒定电压 U 时 通过金属导线的电流强度为 I 金 属导线中自由电子定向移动的平均速率为 v 若将金属导线均匀拉长 使其长度变为原 来的 2 倍 仍给它两端加上恒定电压 U 则此时 A 通过金属导线的电流为I 2 B 通过金属导线的电流为I 4 C 自由电子定向移动的平均速率为v 2 D 自由电子定向移动的平均速率为v 4 B 组 电阻定律 欧姆定律

12、的应用 3 一个内电阻可以忽略的电源 给一个绝缘的圆管子内装满的水银供电 电流为 0 1 A 若 把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里 那么通过的电流将是 A 0 4 A B 0 8 A C 1 6 A D 3 2 A 4 电位器是变阻器的一种 如图 5 所示 如果把电位器与灯泡串 联起来 利用它改变灯的亮度 下列说法正确的是 A 连接 A B 使滑动触头顺时针转动 灯泡变暗 B 连接 A C 使滑动触头逆时针转动 灯泡变亮 C 连接 A C 使滑动触头顺时针转动 灯泡变暗 D 连接 B C 使滑动触头顺时针转动 灯泡变亮 学 海 无 涯 C 组 伏安特性曲线的应用 5 如图 6 所示是

13、某导体的 I U 图线 图中 45 下列说法正确的是 图 6 A 通过电阻的电流与其两端的电压成正比 B 此导体的电阻 R 2 C I U 图线的斜率表示电阻的倒数 所以 R cot 45 1 0 D 在 R 两端加 6 0 V 电压时 每秒通过电阻截面的电荷量是 3 0 C 6 某导体中的电流随其两端电压的变化如图 7 所示 则下列说法中正确的是 图 7 A 加 5 V 电压时 导体的电阻约是 5 B 加 11 V 电压时 导体的电阻约是 1 4 C 由图可知 随着电压的增大 导体的电阻不断减小 D 由图可知 随着电压的减小 导体的电阻不断减小 学 海 无 涯 图 1 课时规范训练 限时 3

14、0 分钟 1 导体的电阻是导体本身的一种性质 对于同种材料的导体 下列表述正确的是 A 横截面积一定 电阻与导体的长度成正比 B 长度一定 电阻与导体的横截面积成正比 C 电压一定 电阻与通过导体的电流成正比 D 电流一定 电阻与导体两端的电压成反比 2 下列关于电阻率的说法中正确的是 A 电阻率与导体的长度以及横截面积有关 B 电阻率由导体的材料决定 且与温度有关 C 电阻率大的导体 电阻一定大 D 有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响 可用来制造电阻温度计 3 关于电流 下列说法中正确的是 A 导线内自由电子定向移动速率等于电流的传导速率 B 电子运动的速率越大 电流越大 C 电流是一个

15、矢量 其方向就是正电荷定向移动的方向 D 在国际单位制中 电流是一个基本物理量 其单位 A 是基本单位 4 横截面的直径为 d 长为 l 的导线 两端电压为 U 当这三个量中的一个改变时 对自由 电子定向运动的平均速率的影响是 A 电压 U 加倍时 自由电子定向运动的平均速率不变 B 导线长度 l 加倍时 自由电子定向运动的平均速率加倍 C 导线横截面的直径加倍时 自由电子定向运动的平均速率不变 D 导线横截面的直径加倍时 自由电子定向运动的平均速率加倍 5 如图 1 所示是横截面积 长度均相同的甲 乙两根电阻丝的 I R 图象 现将甲 乙串联后接入电路中 则 A 甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝

16、两端的电压小 B 甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小 C 在相同时间内 电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少 D 甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率少 6 有一横截面积为 S 的铜导线 流经其中的电流为 I 设每单位体积的导线中有 n 个自由 电子 电子的电荷量为 q 此时电子的定向移动速率为 v 在 t 时间内 通过导线横截面 的自由电子数目可表示为 学 海 无 涯 图 2 图 3 图 4 A nvS B nv t C I t q D I t Sq 7 一只标有 220 V 60 W 的白炽灯泡 加在其两端的电压 U 由零逐渐增大到 220 V 在 这一过程中 电压 U 和电流 I 的关系与选项中所给的四种情况比较符合的是 8 两根材料相同的均匀导线 A 和 B 其长度分别为 L 和 2L 串联在电路中 时沿长度方向电势的变化如图 2 所示 则 A 和 B 导线的横截面积之比为 A 2 3 B 1 3 C 1 2 D 3 1 9 压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小 某同学利用压敏电阻的 这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置 该装置的示意图如 图 3 所示 将压敏电阻平放在