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1、部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律季季 军军南阳中学南阳中学2007年年7月月一、一、电流电流二、二、电阻、电阻定律电阻、电阻定律（1）电阻）电阻（2）电阻定律电阻定律 三、三、欧姆定律欧姆定律串联电路的特征串联电路的特征并联电路的特征并联电路的特征07年苏锡常镇四市一模年苏锡常镇四市一模 42007年物理海南卷年物理海南卷5苏北五市苏北五市07届调研考试届调研考试18 07年年1月海淀区期末练习月海淀区期末练习5苏北五市苏北五市07届调研考试届调研考试15 部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律一、电流一、电流电流强度的定义式：电流强度的定义式：适用于任何电荷的定向移动形成的电流。适用于任何电荷的定
2、向移动形成的电流。对于金属导体有对于金属导体有 I=nqvS（n为单位体积内的自由电子个数，为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截为导线的横截面积，面积，v为自由电子的定向移动速率，约为自由电子的定向移动速率，约10 -5m/s，远小于电子热运动的平均速率远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场，更小于电场的传播速率的传播速率3108m/s），这个公式只适用于金属导），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。体，千万不要到处套用。复习精要复习精要二、电阻、电阻定律二、电阻、电阻定律（1）电阻）电阻 表示导体对电流阻碍作用的物理量我们定表示导体对电流阻碍作用的物理量我们定义加在
3、导体两端的电压义加在导体两端的电压U与通过导体的电流与通过导体的电流I之间之间的比值，叫做导体的电阻，用的比值，叫做导体的电阻，用R表示表示写成公式为写成公式为 导导体体的的电电阻阻由由导导体体本本身身的的物物理理条条件件决决定定，而而与与加加在在导导体体两两端端的的电电压压及及通通过过导导体体的的电电流流无无关关（2）电阻定律）电阻定律 导导体体的的电电阻阻R跟跟它它的的长长度度l成成正正比比,跟跟它它的的横横截截面面积积S成成反比。反比。 是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率单位是单位是 m。纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。纯金属的电阻率小
4、，合金的电阻率大。 材料的电阻率与温度有关系：材料的电阻率与温度有关系：a.金属的电阻率随温度的升高而增大金属的电阻率随温度的升高而增大. 铂较明显，可用铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。可用于做标准电阻。b.半导体的电阻率随温度的升高而减小。半导体的电阻率随温度的升高而减小。c.有些物质当温度接近有些物质当温度接近0K时，电阻率突然减小到零时，电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象。这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度
5、叫超导材料的转变温度料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。三、欧姆定律三、欧姆定律导体中的电流跟它两端的电压成正比，导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比写成公式为跟它的电阻成反比写成公式为电阻的伏安特性曲线是过原点的直线。电阻的伏安特性曲线是过原点的直线。0IU比较伏安特性曲线所示的两电阻的大小比较伏安特性曲线所示的两电阻的大小0IUR2R1R1 R4当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。一些非线性元件线不再是过原点的直线。一些非线性元件(如二极管如二极管)的的伏安特性曲线也不是过原点
6、的直线。伏安特性曲线也不是过原点的直线。欧姆定律欧姆定律适用于金属导体和电解液适用于金属导体和电解液,不适用于气体导电不适用于气体导电. 串联电路的特征：串联电路的特征：四、串、并联电路的基本特征四、串、并联电路的基本特征1.1. I=I1=I2=I3= U=U1+U2+U3+ R=R1+R2+R3+并联电路的特征：并联电路的特征：2. I=I1+I2+I3+ U=U1=U2=U3= I1R1=I2R2=I3R3=IR=U P1R1=P2R2=P3R3=PR=U207年苏锡常镇四市一模年苏锡常镇四市一模 44电阻电阻R与两个完全相同的晶体二极管与两个完全相同的晶体二极管D1和和D2连接连接成如
7、图所示的电路，成如图所示的电路，a、b端加上的电压端加上的电压Uab=10V时，时，流经流经a点的电流为点的电流为0.01A；当；当Uab= - 0.2V时，流经时，流经a点点的电流仍为的电流仍为0.01A，则电阻，则电阻R的阻值为的阻值为 ( )（A）1020 （B）1000 （C）980 （D）20UabD1D2RbaC2007年物理海南卷年物理海南卷55.一一白白炽炽灯灯泡泡的的额额定定功功率率与与额额定定电电压压分分别别为为36W与与36V。若若把把此此灯灯泡泡接接到到输输出出电电压压为为18V的的电电源源两两端端，则灯泡消耗的电功率则灯泡消耗的电功率 （ ）A. 等于等于36W B.
8、 小于小于36W，大于，大于9 WC. 等于等于9W D. 小于小于36W解：解：电压减小，灯丝温度降低，电阻减小。电压减小，灯丝温度降低，电阻减小。B苏北五市苏北五市07届调研考试届调研考试18 18按照经典的电子理论，电子在金属中运动的情形按照经典的电子理论，电子在金属中运动的情形是这样的：在外加电场的作用下，自由电子发生定向是这样的：在外加电场的作用下，自由电子发生定向运动，便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地运动，便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞，将动能交给金属离子，而自己与金属离子发生碰撞，将动能交给金属离子，而自己的动能降为零，然后在电场的作用下重新开
9、始加速运的动能降为零，然后在电场的作用下重新开始加速运动（可看作匀加速运动）动（可看作匀加速运动）, ,经加速运动一段距离后，再经加速运动一段距离后，再与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均与金属离子发生碰撞。电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程距离叫自由程, ,用用l 表示。电子运动的平均速度用表示。电子运动的平均速度用 表表示示, ,导体单位体积内自由电子的数量为导体单位体积内自由电子的数量为n, ,电子的质量为电子的质量为m, ,电子的电荷量为电子的电荷量为e, ,电流的表达式电流的表达式 。请证明金属导体的电阻率请证明金属导体的电阻率自由程自由程l电压电压U证明：证明：导体中
10、电流强度的微观表达式为：导体中电流强度的微观表达式为：根据电阻定律：根据电阻定律：根据欧姆定律：根据欧姆定律：自由程内，电子在加速电场作用下，速度从自由程内，电子在加速电场作用下，速度从0增加到增加到v，由动能定理：由动能定理：又由于又由于可得出电阻率的表达式为：可得出电阻率的表达式为：07年年1月海淀区期末练习月海淀区期末练习55有有一一内内电电阻阻为为4.4的的电电解解槽槽和和一一盏盏标标为为“110V 60W”的的灯灯泡泡串串联联后后接接在在电电压压为为220V的的直直流流电电路路两两端端，灯泡正常发光，则灯泡正常发光，则 （ ）A电解槽消耗的电功率为电解槽消耗的电功率为120WB电解槽
11、发热功率为电解槽发热功率为60W C电解槽消耗的电功率为电解槽消耗的电功率为60W D电路消耗总功率为电路消耗总功率为60W C苏北五市苏北五市07届调研考试届调研考试15 15现现有有两两个个电电阻阻元元件件，其其中中一一个个是是由由金金属属材材料料制制成成的的，它它的的电电阻阻随随温温度度的的升升高高而而增增大大，而而另另一一个个是是由由某某种种半半导导体体材材料料制制成成的的，其其电电阻阻随随温温度度的的升升高高而而减减小小。现现对对其其中中一一个个元元件件R0进进行行测测试试，测测得得通通过过其其中中的的电电流流与加在它两端的电压数据如下表所示：与加在它两端的电压数据如下表所示：I/A
12、0.200.450.801.251.802.813.20U/V0.400.600.801.001.201.501.60根据表中数据，判断元件根据表中数据，判断元件R0可能是由上述哪类材料可能是由上述哪类材料制成的，并简要说明理由。制成的，并简要说明理由。解：解： 该元件该元件R0是由半导体材料制成的是由半导体材料制成的对对数数据据计计算算分分析析后后发发现现,随随着着电电流流增增大大,元元件件R0的的发发热热功功率越大率越大,对应电压与电流的比值越小对应电压与电流的比值越小,即电阻值越小即电阻值越小.R0RSA把元件把元件R0接入如图所示的电路中，闭合开关后，电流接入如图所示的电路中，闭合开关
13、后，电流表读数为表读数为1.80A。已知电路中电源的电动势为。已知电路中电源的电动势为3V，内阻，内阻不计。此时定值电阻不计。此时定值电阻R的电功率为多大的电功率为多大?解：解：由表中数据可知由表中数据可知,当电流为当电流为1.80A时，时，U0=1.20V定值电阻两端的电压定值电阻两端的电压UR = UU0 =1.80V定值电阻消耗的功率定值电阻消耗的功率P = UR I = 3.24W（a）I/AU/V00.4 0.81.21.60.81.62.43.2 请请根根据据表表中中数数据据在在(a)图图中中作作出出IU图图线线。为为了了求求出出通通过过该该元元件件R0的的电电流流I与与电电压压U
14、间间的的具具体体关关系系式式,请请你你适适当当选选取取坐坐标标轴轴,将将表表中中有有关关数数据据进进行行适适当当计计算算,在在(b)图图中中作出线性图线作出线性图线,并求出并求出I和和U之间的具体关系式。之间的具体关系式。 I/A0.200.450.801.251.802.813.20U/V0.400.600.801.001.201.501.60(b)解：解：IU图线如图图线如图根据根据IU图图线线的形状可以猜想的形状可以猜想I与与U2成线性关系成线性关系, ,如图如图. .I/AU2/V00.81.6 2.43.20.81.62.43.2从图从图(b)可得直线的斜率为可得直线的斜率为1.25，所以，所以I = 1.25U2 题目题目
