(人教版)2012届高三物理一轮复习讲义：恒定电流.doc

（人教版）2012届高三物理一轮复习讲义：恒定电流一、知识概述本次主要学习恒定电流的1，2，3，6节内容，是初中部分电路知识的充实和提高，主要讲述了两个重要的定律：部分电路欧姆定律和电阻定律；三个重要的概念：电流、电阻和电压；以及了解半导体和超导体的性能在技术中的应用及发展前景，本部分是电学的基础。二、重点知识归纳及讲解（一）电流1、电流的一层含义（1）大量自由电荷定向移动形成电流的现象；（2）物体中有大量的自由电荷是形成电流的内因，电压是形成电流的外因。2、电流的另一层含义（1）意义：表示电流强弱的物理量（2）定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间的比值叫电流。（3）公式：（定义式）（4）单位：安培（A）毫安（mA）微安（A）（5）是标量，方向规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向（6）方向不随时间而改变的电流叫直流电：方向和强弱都不随时间而改变的电流叫恒定电流。3、电流的微观表达式：I=nqSv n单位体积内电荷数 q自由电荷量 S导体的横截面 v电荷定向移动的速率4、导线中的电场：导线中的电场是两部分电荷共同作用的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可以将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使只有电子沿导线做定向移动，形成电流；垂直导线方向的分量使自由电子向导线的某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。（二）电动势1、电源：通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。2、电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移动到正极所做的功3、表达式：4、内阻：电源内部也是由导体组成，这个电阻叫做电源的内阻。（三）欧姆定律内容：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,即（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。还要注意：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。（四）电阻定律：导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比。（1）是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是m。（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。 （3）材料的电阻率与温度有关系：金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。）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，可用于做标准电阻。半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。有些物质当温度接近0 K时，电阻率突然减小到零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。我国科学家在1989年把TC提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。注意：公式R是电阻的定义式，而R=是电阻的决定式。R与U成正比或R与I成反比的说法是错误的，导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U0，它的电阻仍然存在。三、难点知识剖析例 1、一个标有“220V、60W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220V，在此过程中，电压U和电流I的关系可用图象表示，题中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是（）例 2、如图所示在NaCl水溶液中，如在t秒内分别有n1和n2个正负离子通过液体的横截面S，试问：溶液中的电流方向如何？电流强度多大？例3、如图所示，由一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关闭合.在增大电容器两极板间距离的过程中（）A电阻R中没有电流 B电容器的电容变小C电阻R中有从a流向b的电流 D电阻R中有从b流向a的电流例4、来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。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n1n2=_。 高考真题 在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为 U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为 S、电流为 I的电子束。已知电子的电量为 e、质量为 m，则在刚射出加速电场时，一小段长为L的电子束内电子个数是 （）A B C D例1、解析：本题的思路是 UI图像中，图线的斜率表示电阻，斜率越大，电阻越大。如果图线是曲线，则表示导体中通过不同的电压、电流时它的电阻是变化的，这时电阻可以用该点曲线的切线斜率来表示。灯泡在电压加大的过程中，灯丝中的电流增大，温度升高，而金属的电阻率随着温度的升高而增大，所以灯丝在加大电压的过程中电阻不断增大， UI图线中曲线的斜率应不断增大。A图中斜率不变，表示电阻不变，C图中斜率减小，表示电阻减小，D图中斜率先变大后变小。只有B图中斜率不断增大，符合电压不断变大的实际情况。 答案： ACD说明：本题的难点在于是对 UI图的物理意义的理解；是由计算的电阻值只是灯泡正常发光的阻值，而不是整个过程中的阻值。例2、解析：在导体两端加上电压后， NaCl溶液中的Na离子和Cl离子在电场力的作用下向相反的方向作定向移动。正离子Na的定向移动方向与电流的方向相同，如图所示电流方向AB。由于 NaCl水溶液中正、负离子都是一价离子，电量均为e，所以在t秒内有n1个一价正离子沿着AB的方向通过S，同时有n2个一价负离子沿相反的方向通过S，负离子的运动可等效看成正离子沿相反方向运动，即溶液中的电流相当于t秒内有(n1n2)e的正电荷通过横截面S，由得.例3、解析：图中电容器被充电，A极板带正电，B极板带负电。根据平行板电容器的大小决定因等可知，当增大电容器两极板间距离d时，电容C变小.由于电容器始终与电池相连，电容器两极板间电压UAB保持不变，根据电容的定义，当C减小时电容器两极板所带电荷量Q都要减少，A极板所带正电荷的一部分从a到b经电阻流向电源正极，即电阻R中有从a流向b的电流.所以选项B、C正确.答案：BC例4、解：按定义，由于各处电流相同，设这段长度为l，其中的