7.1电流、部分电路欧姆定律、探究决定导线电阻的因素(20210507113246)

1、R 7.1电流、部分电路欧姆定律、探究决定导线电阻的因素【考点透视】内容要求说明1电流I2部分电路欧姆定律n3电阻定律I4.决定导线电阻的因素 (实验、探究)n【知识网络】1.电流(1 )电流的形成：电荷的定向移动形成电流。方向：正电荷定向移动的方向，外电路由正极流向 负极，内电路由负极流向正极，电流是标量。(2) 电流的宏观表达式：匸q/t，适用于任何电 荷定向移动形成的电流。注意：在电解液导电时，正、负离子向相反方向定向移动形成电流，用公式1 = q/1计算电流强度时应注意电量的理解。(3) 电流的微观表达式：l=n qvSn为单位体积内的自由电荷个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定

2、向移动速率。2 .部分电路欧姆定律(1 )内容：导体中的电流跟导体两端电压成正 比，跟导体的电阻成反比。(2) 公式：I=U/R(3) 适用条件：金属导电或电解液导电，不适 用气体导电。(4) 图像注意：I-U曲线与U-I曲线的区别。对电阻一 定的导体，图线为过原点的直线， I-U图像的斜率 表示电阻的倒数，U-I图像的斜率表示导体的电阻。 当考虑电阻率随温度的变化时，电阻的伏安 特性曲线不是过原点的直线。3. 电阻定律(1) 内容：导体的电阻 R跟它的长度I成正比,跟它的横截面积S成反比，R =:。S(2) 电阻率 意义：p是反映材料导电性能的物理量， 数值上等于长度为 1m、横截面积为1m

3、2的导体的 电阻。单位：Q m 纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。 材料的电阻率与温度有关：金属的电阻率 随温度的升高而增大(铂较明显，可用于做温度 计);合金锰铜、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(热敏电阻、光敏电阻)。 超导现象：有些物质当温度接近 0K时，电 阻率突然减小到零的现象。能够发生超导现象的物 体叫超导体。4. 实验探究决定导线电阻的因素(1) 实验探究控制变量法一一单独改变影响电阻的因素，测 定阻值大小，寻求规律。实验方案：相同材料，S一定，改变L,测R,寻求R随L变化规律相同材料，L 一定，改变S,测R,寻求R随S 变化规

4、律不同材料，L和S均相同，测R,判断材料对R 的影响(2) 理论探究 两根电阻丝(L。、S。、Rg)串联，L=2Lo,R串=2Ro,则R与导体长度成正比 两根相同的电阻丝(Lo、So、Ro)并联，S=2Sg,r= RR2 =匹，则r与横截面积成反比R-iR22 结论：电阻 甘-，满足表达式 R=k丄SS公式变换：k =更L【典型例题】例1有一横截面积为 S的铜导线，流经其中的 电流强度为I，设每单位体积的导线内有n个自由电子，电子电量为 q,此时电子定向移动的速率为 v,在 t时间内，通过导线横截面的自由电子数目 可表示为A . nvs t B. nv t C. I Zt D. I t/sq例

5、2 根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为 v。若均匀拉长导线，使其 长度变为原来的2倍，再给它两端加上电压 U，则 次时A 通过导线的电流为1/2B 通过导线的电流为1/4C .自由电子定向移动的平均速率为v/2D .自由电子定向移动的平均速率为v/4例3实验表明，通过某种金属氧化物制成的均 匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I =kU 3的规律, 其中U表示棒两端的电势差，k=0.02A/V 3.现将该棒与一个可变电阻器 R串联在一起后，接在一个内 阻可以忽略不计，电动势为6.0V的电源上.求：(1) 当串联的可变电阻器阻值R多大时，电

6、路中 的电流为0.16A ?(2) 当串联的可变电阻器阻值R多大时，棒上消 耗的电功率是电阻 R上消耗电功率的1/5 ?3 .把两根同种材料电阻丝分连在两个电路中， 甲电阻丝长度为丨，直径为d ；乙电阻丝长度为21 , 直径为2d，要使两电阻丝消耗的功率相等，加在 两电阻丝上的电压应满足A. U甲/U乙=1B. U甲/U乙=.212C. U 甲 /U 乙-2 D. U 甲 /U 乙=、2丨24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6的电阻率则与之相反。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，测得其两端电 压与其中通过电流的关系如

7、下表所示：例4如图所示，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=1.60 x 10-19C。质子源QUII4L(1) 求这束质子流每秒打到靶上的质子数。(2) 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,求n1与门2的比值。U(V)0.400.600.801.001.201.501.60I(A)0.200.450.801.251.802.813.20(1) 根据表中数据，判断用电器件Z可能属于上

8、述哪类材料？(2) 把用电器件 Z接入图示的电路中，电流表的 读数为1.8A,电源输出电压恒为 3V，试求电阻R的电功率。(3) 根据表中的数据找出该用电器Z的电流随电 压变化的规律是I=kU n,试求出n和k的数值，并写出k的单位。【自我检测】1某电解槽中，如果在 1s内共有5x 1018个二 价正离子和1 x 1019个一价负离子通过面积为 0.1m2 的某横截面，则通过该横截面的电流为多大？2 .一个标有 220V60W ”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的的关系可用下图所示在给出的四个图线 中肯定符合实际的是u(C)(D)已知输电线的电阻

9、率为 积最小为p那么，输电线的横截面PLIA .UUC .11的阻值为Q。【课后练习】 7.1电流、部分电路欧姆定律、探究决定导线电阻的因素1 .关于电流下列说法正确的是A .由l=q/t可知，电流I与电量q成正比B .由I =nqvS可知，电流I与电量q成正比C.电流有方向，因而电流是矢量D .电流单位安培是国际单位制中的基本单位2 .若不考虑电阻随温度的变化，下列说法正 确的是A .电流通过导体时沿电流方向电势逐渐降低B .由R= U/I可知，一段导体的电阻跟它两端 的电压成正比，跟通过它的电流强度成反比C .由l=U/R可知，通过一段导体的电流强度 跟加在它两端的电压成正比D .对一段确

10、定的导体来说，比值U/I恒定，不随U或I的改变而改变3. 计数器因射线照射，内部气体电离，在时间 t内有n个二价正离子到达阴极，有 2n个电子到达 阳极，则计数器中的电流强度为A . 0 B. 2ne/t C. 3ne/t D . 4ne/t4. 北京正负电子对撞机的储存环是长240m的近似圆形轨道，当环中的电流强度为10mA时，若电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的 电子数目为1119A . 5 X10B . 5 X10C . 10 XI0-D . 10 XI05 .关于电阻率，下列说法中不正确的是A. 电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量， 电阻率越大，其导电性能越好B .各种材料

11、的电阻率都与温度有关，金属的 电阻率随温度升高而增大C .所谓超导体，当其温度降低到接近绝对 零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零D .某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影 响，通常都用它们制作标准电阻6. 下图所列的4个图象中，最能正确地表示家 庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U2之间的图象，是以下哪个？7. 下列说法正确的是A.导体的电阻可以通过测量它两端的电压和 电流而得到B. 导体的电阻由本身物理条件决定，与电压、 电流无关C. 欧姆定律不适用交流电D .某一电动机工作时两端电压为U，通过电流为I，则电动机电阻为 R=U/I&在截面积为S的粗细均匀的铜导体中流

12、过恒 定电流I，铜的电阻率为 p,电子电量为e,则电子 在铜导体中运动时受到的电场力大小为I PeA . 0B .sIsIeC . D.PePs9.用电器由距离它为 L的电源供电，输电线 上的电流为I，若要输电线上的电压损失不超过U ,2 41B .UULD .I?10 .如图所示，电源可提供U=6 V的恒定电压, Ro为定值电阻，某同学实验时误将一电流表(内阻忽略)并联于Rx两端，其示数为2 A,当将电流表换成电压表(内阻无限大)后，示数为 3 V,则Rx11 .在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在104V的高电压下被加速，形成1mA的平均电流.电子束的强弱受图像信号控制，并按一定

13、的规律在荧光屏扫描，形成电视画面。电视机以每 秒钟显现25张画面的速率进行扫描，由于画面更 换较快和视觉暂留原因，我们便看到了活动的景 象.已知电子的质量为 0.9 xo-30Kg,电子的电量为-19,e=1.60 X0 C。求：(1) 电子以多大的动能轰击荧光屏？(2) 平均每幅画面有多少电子打在屏上？12 .设氢原子中电子在半径为 r的轨道上做圆 周运动，电子的电量为 e,质量为m,静电力常量 为k，试求等效电流的电流强度。14 有一种测量人体重的电子秤，其原理图如 图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压 力杠杆ABO、压力传感器R (是一个阻值可随压力 大小而变化的电阻器)、显示体

14、重的仪表 G (其实 质是电流表)其中AO : BO=5 ： 1已知压力传感 器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：13.相距20km的A、B两地用两根导线输电， 由于受到暴风雨的影响，在两地之间某处有一棵树 压在两根电线上，相当于在两根电线之间接上了一 个电阻.为迅速查明事故地点， 先在A端加18V电 压，在B处测得电压为6V ;再在B端加18V电压， 在A处测得电压为15V，问A端距事故地点多远？压力F/N050100150200250300电阻R/Q300270240210180150120设踏板和杠杆组件的质量可忽略不计，接通电源(1) 该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线) 应标在电流

15、表刻度盘多少毫安处？(2) 利用表中的数据归纳出电阻 R随压力F变 化的函数式.(3) 如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20毫安，传感器受到的压力是多少？.1电流、部分电路欧姆定律、 探究决定导线电阻的因素 参考答案ne，代入数据解得n=5X1011)10l/c【典型例题】 例1 ACl=Q/ A,t可知Q=l At故At寸间内通过导线横 截面的自由电子数为 I At/q选项C正确；又因为 单位体积内有n个自由电子，在At寸间内，体积为 导线长度x导线横截面面积 可通过导线的某个横截面， 横截面的自由电子的总数为 确。例2 BC例3画出示意图如图.=vA t 中的自由电子均所以At寸间内

16、通过导线nvA ts即选项A也正(1 )由 I =kU 3 和 I=0.16A , 二:,可求得棒两端电压为 2V ,因此变 阻器两端电压为 4V，由欧姆定律得阻值为 25Q.串联关系，电流相等，1V，由 I =kU35V,因此电阻(2)由于棒和变阻器是 电压跟功率成正比，棒两端电压为 得电流为0.02A ,变阻器两端电压为 为 250Q .例4按定义有I 二唱,.卩=6.25 1015 t t e由于各处电流相同，设这段长度为 质子数为n个，nel则由I =和t =得Itvl，其中的v2 二 2as, v 尤.s, n1S2SiACABI eF =s9. B10. 311. 1.612.13.14.-1514X0 J 2.5 X02k2 =m(-)r,所以 Ir TT2二 r . mre2k18.2km1)依题意可知，电子秤空载时压力传感 器受到的压力为 0,由表可知，此时压力传感器的 电阻R1=300 Q,电路中的电流为UI15.6 mA .R所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的15.6毫安处.(2) 由表中数据可归纳得出：R =