《高二物理 电学专题提升 专题13 电阻定律、欧姆定律的理解及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理 电学专题提升 专题13 电阻定律、欧姆定律的理解及应用（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、安全教育学习是提高员工安全防范意识的重要措施。“百日安全活动”开展以来，保卫部从自身着手对本部门所有员工开展集中安全教育培训专题13 电阻定律、欧姆定律的理解及应用一：专题概述1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R成反比。(2)公式：I。(3)适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路。2电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻跟它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关。(2)表达式：R。二：典例精讲1对电阻、电阻率的理解典例1：关于电阻和电阻率的说法中，正确的是( )A. 导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，因此只有
2、在导体中有电流通过时才有电阻B. 由R=U/I可知导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C. 电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，材料导电性能越差D. 将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一【答案】C典例2：对于常温下一根阻值为R的均匀金属丝，下列说法中正确的是( )A常温下，若将金属丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10RB常温下，若将金属丝从中点对折起来，电阻变为RC给金属丝加上的电压逐渐从零增大到U0，则任一状态下的比值不变D金属材料的电阻率随温度的升高而增大【答案】BD【解析】当l10l，SS时，由R知R100R.故A错；若将金属
3、丝从中点对折，Ll，S2S，RR，故B对；给金属丝加的电压逐渐增大时，其电阻率会随温度升高而增大，电阻值也增大，故C错、D对2电阻定律等应用典例3：一根长为L，横截面积为S的金属棒，其材料的电阻率为，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为v，则金属棒内的电场强度大小为( ) A. B. Cnev D.【答案】C典例4：直径d1=0.3mm的细铅丝通过1.5A的电流将被熔断，而直径d2=0.6mm的粗铅丝通过4A的电流将被熔断。假设这两种铅丝的长度和电阻率相同，选取上述20根细铅丝和1根粗铅丝并联接入电路，运行
4、通过的最大电流为_A。【答案】24【解析】由公式可知；则两电阻丝的电阻之比为： ，即R1=4R2；当细丝恰好熔断时，电路中所加电压为：U1=I1R1=1.5AR1时，粗熔丝中的电流： ，此时粗熔丝早已熔断，细熔丝刚好熔断；当粗丝恰好熔断时，电路中加的电压为：U2=I2R2=4AR2，此时流过细熔丝的电流为： ，所以细熔丝未熔断此时电路中的总电流I总=201A+4A=24A。3电阻定律、欧姆定律的综合应用典例5：两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )A14 B18 C116
5、D161【答案】C三 总结提升1电阻与电阻率的区别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导体形变后电阻的分析方法某一导体的形状改变后，讨论其电阻变化应抓住以下三点：(1)导体的电阻率不变(2)导体的体积不变，由VlS可知l与S成反比(3)在、l、S都确定之后，应用电阻定律R求解3电阻的决定式和定义式的区别公式RR区别电阻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 四 提升专练1
6、关于电阻和电阻率下列说法正确的是（ ）A. 电阻率是表征材料导电性能的物理量，电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大B. 一根粗细均匀的电阻丝，电阻为R. 若将电阻丝均匀拉长，使它的横截面的半径变为原来的,则电阻丝的电阻变为4RC. 由可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比D. 对某一确定的导体当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大【答案】D2.有一段长1 m的电阻丝，电阻是10 ，现把它均匀拉伸到长为5 m，则电阻变为( )A10 B50 C150 D250 【答案】D【解析】电阻丝无论怎样拉长其体积不变，但随着
7、长度增加，截面面积在减小，即满足VSl关系式把电阻丝由1 m均匀拉伸到5 m时，截面面积变成原来的，由电阻定律R可知电阻变成原来的25倍，D正确3.欧姆不仅发现了欧姆定律，还研究了电阻定律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abc电流沿以下方向流过该金属电阻，其中电阻阻值最小的是A. B. C. D. 【答案】D【解析】由电阻的决定式可知，A中电阻，B中电阻；C中电阻；D中电阻；故电阻最小的为D；故选D4.关于下列电阻和电阻率的说法正确的是（ ）A. 把一根均匀导线分成等长的两段，则每部分的电阻、电阻率均变为原来的一半。B. 由可知，R， C. 所有材料的电阻率随温度的
8、升高而增大D. 对某一确定的导体当温度升高时，若不计导体的体积和形状变化，发现它电阻增大，说明该导体材料的电阻率随温度的升高而增大。【答案】D5.如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab2bc，当将A与B接入电压为U(V)的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U(V)的电路中，则电流为( ) A. I B. 2IC. I D. 4I【答案】D【解析】设金属薄片的厚度为，当A与B接入电压为U（V）的电路中时， ，当C与D接入电压为U（V）的电路中时， ，可知，根据欧姆定律得，电流，知电流之比为，所以将C与D接入电压为U（V）的电路中，电流为4I，故选项D正确。6.(多选) R1和R2是材料相
9、同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但R1的尺寸比R2大得多，把它们分别连接在如图所示的电路的A、B两端，接R1时电压表的读数为U1，接R2时电压表的读数为U2，则下列判断正确的是( ) AR1R2 BR1R2CU1U2 DU1U2【答案】AD7. 如图1所示，两根材料相同、粗细不同的均匀导体A、B叠在一起串联接入电路，从上往下测得两导体沿长度方向的电势变化如图2所示，已知导体A的电阻为R，则导体B的电阻为( ) A. R B. 2R C. 3R D. 4R【答案】B【解析】由于两导线串联，电流相等，IAIB，由UIRI知UL图象的斜率k，又I相同，A、B两导体的横截面积之比，由题图知，A
10、、B导体的长度之比为1:4，根据R=知，导体B的电阻为2R，B正确，ACD错误；故选B. 8.(多选) 家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件。PTC元件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的关系如图所示，T0为室温。由于这种特性，PTC元件通电后，能够达到稳定状态，它的温度保持不变。对此，以下说法正确的是（ ） A. 通电后其消耗的功率先增大，后减小B. 通电后其消耗的功率先减小，后增大C. 稳定状态时，温度保持在T1T2的某一值不变D. 稳定状态时，温度保持在T1值不变【答案】AC9. 如图所示，灯泡L标欧“2V 02A”，定值电阻阻值未知，闭合开关，当滑动变阻器R
11、的滑片P滑至某位置时，灯泡L恰好正常发光，此时电流表示数为03A，现断开开关，此时电流表示数变为，电压表示数变为，电流表、电压表均为理想电表，求： （1）定值电阻的阻值；（2）滑动变阻器接入电路的阻值；【答案】（1）（2） 10. 一根镍铬合金丝的两端加6V的电压时，通过它的电流是2A，求：（1）它的电阻是多少？（2）若通电时间为20s，那么有多少库仑的电荷量通过它？（3）如果在它两端加8V的电压，则这合金丝的电阻是多少？【答案】（1）3（2）40C（3）3【解析】（1）根据欧姆定律得，合金丝的电阻R=U/I=3（2）通过合金丝的电荷量Q=It=220=40C（3）导体的电阻与其两端的电压及通
12、过它的电流无关，所以电阻仍为R3。11. 加在某段导体两端的电压变为原来的3倍时，导体中的电流就增加09A，如果所加电压变为原来的时，导体中的电流变为多少？【答案】0225A【解析】设该段导体的电阻为R，根据题意可得，当 导体两端的电压变为原来的3倍时，根据题意可得，当电源变为原来的时，导体中的电流应为，可解得，从而可知12. 如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a=1m，b=0.2m，c=0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其UI图线如图乙所示，当U=10V时，求电解液的电阻率是多少？ 【答案】40m 13.材料的电阻率随温度变化的规律为=0 (1+t)，其中
13、称为电阻温度系数，0是材料在t=0时的电阻率。在一定的温度范围内是与温度无关的常量。金属的电阻一般随温度的增加而增加，具有正温度系数；而某些非金属如碳等则相反，具有负温度系数。利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性，可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻。已知：在0时，铜的电阻率为1710-8m，碳的电阻率为3510-5m；在0附近，铜的电阻温度系数为3910-3-1，碳的电阻温度系数为-5010-4-1。将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长10m的导体，要求其电阻在0附近不随温度变化，求所需碳棒的长度（忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化）。【答案】3810-3m【解析】设所需碳棒的长度为L1，电阻率为1，电阻恒温系数为1；铜棒的长度为L2，电阻率为2，电阻恒温系数为2。根据题意有1=10（l+1t) 2=20（l+2t) 式中10、20分别为碳和铜在0时的电阻率。 碳棒和铜棒连接成的导体的总电阻和总长度分别为R=R1+R2 L0=L1+L2 式中L0=10m联立以上各式得： 要使电阻R不随温度t变化，式中t的系数必须为零。即 联立得： 代入数据解得：L1=3810-3m 在治安防范工作中保卫部要求治安员按照“全覆盖、零容忍”的工作原则，明确责任、清晰目标，坚持对重点要害部位进行“地毯式”巡查
