高考物理一轮复习第十部分-恒定电流(共44页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上恒定电流 电动势欧姆定律基础知识归纳1.导线中的电场(1)形成因素：是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的.(2)方向：导线与电源连通后，导线内很快形成了沿导线方向的恒定电场.(3)性质：导线中恒定电场的性质与静电场的性质不同.2.电流(1)导体形成电流的条件：要有自由电荷；导体两端形成电压.(2)电流定义：通过导体横截面的电荷量跟这些电荷量所用时间的比值叫电流.(3)电流的宏观表达式：I，适用于任何电荷的定向移动形成的电流.(4)电流是标量但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向(或与负电荷定向移动的方向相反).单位：A， 1 A103mA106A.(

2、5)电流的微观表达式：InqvS，n是单位体积内的自由电荷数，q是每个自由电荷电荷量，S是导体的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率.说明：导体中三种速率：定向移动速率非常小，约105 m/s；无规律的热运动速率较大，约105 m/s；电场传播速率非常大，为3×108 m/s.3.电动势(1)电源是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)电源电动势是表示电源将其他形式的能转化为电能的本领的大小的物理量；(3)电源电动势E在数值上等于非静电力把1 C正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，即EW/q；(4)电源电动势和内阻都由电源本身的性质决定，与所接的外电路无关.4.

3、部分电路的欧姆定律(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.(3)适用条件：金属导电或电解液导电.对气体导电和晶体管导电不适用.(4)图象注意I-U曲线和U-I曲线的区别：对于电阻一定的导体，图中两图都是过原点的直线，I-U图象的斜率表示电阻的倒数，U-I图象的斜率表示电阻.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，但部分电路的欧姆定律还是适用.重点难点突破一、公式Iq/t和InqSv的理解Iq/t是电流的定义式，适用于任何电荷的定向移动形成的电流.注意：在电解液导电时，是正、负离子向相反方向定向移动形成电流，q应是两种电荷的

4、电荷量绝对值之和，电流方向为正电荷定向移动的方向.InqvS是电流的微观表达式(n为单位体积内的自由电荷个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率，约105 m/s).二、电动势和电压的关系电动势和电压这两个物理量尽管有着相同的单位，而且都是描述电路中能量转化的物理量，但在能量转化方式上和决定因素上有本质的区别：1.电压表示电场力做功(UAB)，是将电能转化为其他形式的能的本领；电源电动势表示非静电力做功(E)，是把其他形式的能转化为电势能的本领.2.决定因素不同：电压由电源和导体的连接方式决定；电动势由电源本身的性质决定，与所接的外电路无关.三、伏安特性曲线及其应用1.伏安特性曲线

5、电阻恒定不变的导体，它的伏安特性曲线是直线，如右图中a、b两直线所示，具有这种伏安特性曲线的电学元件叫线性元件，直线的斜率等于电阻的倒数.电阻因外界条件变化而变化的导体，它的伏安特性曲线是曲线，如图中c所示，这类电学元件叫非线性元件，导体c的电阻随电压升高而减小.2.利用伏安特性曲线的斜率求电阻时，不能用直线的倾角的正切来求，原因是物理图象坐标轴单位长度是可以表示不同大小的电压或电流，而应用R求电阻.3.一般金属导体的电阻随温度的升高而增大，其伏安特性如下图所示.由于金属导体是纯电阻，所以欧姆定律仍然适用，伏安特性曲线上某一点的纵坐标和横坐标的比值，即曲线的割线斜率表示了导体的电阻(图甲)或导

6、体的电阻的倒数(图乙).典例精析1.公式Iq/t和I nqvS的理解和应用【例1】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e1.60×1019 C.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.【解析】按定义，I，所以6.25×1015由于各处电流相同，设这段长度为l，其中的质子数为n个，则由I和t得I，所以n.而v22as，所以v，所以【答案】6

7、.25×1015；21【思维提升】解决本题的关键是：(1)正确把握电流强度的概念 Iq/t和qne.(2)善于将运动学知识和电流强度的定义式巧妙整合，灵活运用.【拓展1】试研究长度为l、横截面积为S，单位体积自由电子数为n的均匀导体中电流的流动，在导体两端加上电压U，于是导体中有匀强电场产生，在导体内移动的自由电子(e)受匀强电场作用而加速，和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复进行边向前移动，可以认为阻碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速度v成正比，其大小可以表示成kv(k是常数).(1)电场力和碰撞的阻力相平衡时，导体中电子的速率v成为一定值，这时v为B.A. B. C. D

8、.(2)设自由电子在导体中以一定速率v运动时，该导体中所流过的电流是.(3)该导体电阻的大小为 (用k、l、n、S、e表示).【解析】 据题意可得kveE，其中E，因此v.据电流微观表达式IneSv，可得I，再由欧姆定律可知R2.电源电动势的理解【例2】关于电源电动势，以下说法正确的是() A.电动势表示电源把其他形式的能转化成电能的本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极板间的电压B.由电动势E可知电动势E的大小跟W和q的比值相等，跟W的大小和q的大小无关，由电源本身决定 C.1号干电池比5号干电池大，但是电动势相等，内电阻相同 D.电动势的大小随外电路的电阻增大而增大【解析】电动势由

9、电源本身的性质决定，与W、q无关，与所接的外电路无关，所以B对，D错.1号干电池和5号干电池电动势相等，但内电阻不同，所以C错.由电源电动势的本质知A正确.【答案】AB【思维提升】应正确理解电源电动势的物理意义和决定因素.【拓展2】关于电源电动势和电压，以下说法正确的是( A )A.在某电路中每通过20 C的电荷量，电池提供的电能是30 J，那么这个电池的电动势是1.5 VB.电源内，电源把其他形式的能转化为电能越多，其电源电动势一定越大C.电动势就是电源两极间的电压D.电动势公式E中的“W”和电压公式U中的“W”是一样的，都是电场力做的功3.伏安特性曲线的理解和应用【例3】如图所示为电阻R1

10、和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为、三个区域.现把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别用P1和P2表示；并联的总电阻设为R.下列关于P1与P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域的说法，正确的是()A.特性曲线在区，P1<P2 B.特性曲线在区，P1<P2C.特性曲线在区，P1P2 D.特性曲线在区，P1P2 【解析】并联之后电阻比R1和R2电阻都小，由于此图的斜率的倒数是电阻，所以并联之后的特性曲线在区，B、D错，由题图可得R1<R2，且两者并联，所以P1P2，C对.【答案】C【思维提升】导体的伏安特性曲线有两种画法：用纵坐标表示电压U，横坐标表示电流I，画出

11、的I-U关系图线，它的斜率的倒数为电阻；用纵坐标表示电压U，横坐标表示电流I，画出的U-I关系图线，它的斜率为电阻.一定要看清图象的坐标.【拓展3】一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图象如图(a)所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系有( C )A.P14P2 B.PDP/9 C.P14P2 D.PDP2易错门诊【例4】如图所示的图象所对应的两个导体：(1)两

12、导体的电阻的大小R1 ，R2； (2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1U2；(3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比I1I2.【错解】(1)因为在I-U图象中R1/kcot ，所以R1 ，R2 【错因】上述错误的原因，没有弄清楚图象的物理意义.【正解】(1)在I-U图象中R1/kU/I，所以R12 ，R2 (2)由欧姆定律得U1I1R1，U2I2R2，由于I1I2，所以U1U2R1R231(3) 由欧姆定律得I1U1/R1，I2U2/R2，由于U1U2，所以I1I2R2R113【答案】(1)2 ； (2)31(3)13【思维提升】应用图象的斜率求对应的物理量，这是图象法

13、讨论问题的方法之一，但应注意坐标轴的物理意义.在用斜率求解时U、I是用坐标轴上的数值算出的，与坐标轴的标度的选取无关，而角度只有在两坐标轴单位长度相同时才等于实际角的大小，从本图中量出的角度大小没有实际意义.串、并联电路焦耳定律基础知识归纳1.串联电路(1)电路中各处电流相等，即II1I2I3；(2)串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和，即UU1U2U3；(3)串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即RR1R2R3；(4)串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即；(5)串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即.2.并联电路(1)并联电路中各支路两端的电压相等，即UU1

14、U2U3；(2)并联电路干路中的电流等于各支路电流之和，即II1I2I3；(3)并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和，即.当并联电路是由n个相同的电阻r并联而成时，总电阻R；当并联电路只有两个支路时，则总电阻为R；(4)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比，即I1R1I2R2U；(5)并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比，即P1R1P2R2PnRnU2.注意：计算电功率，无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：PP1P2Pn.3.电路的简化原则：(1)无电流的支路可以除去；(2)等势点可以合并；(3)理想导线可以任意长短；(4)理想电压表断路，理想电流表

15、短路；(5)电容充、放电完毕时断路.方法：两种方法经常一起使用(3)等效法注意：不漏掉任何一个元件，不重复用同一个元件.4.电路中有关电容器的计算(1)电容器充、放电稳定后跟与它并联的用电器的电压相等.(2)在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两极板的极性，并标在图上.(3)在充、放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷的变化情况来判断电流方向.(4)如果变化前后极板带的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始、末状态电容器所带电荷量的之差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始、末状态电容器所带电荷量的绝对值之和.5.电功与电热(焦耳定律)

16、(1)电功：电流所做的功，计算公式为WqUUIt(适用于一切电路)，考虑到纯电阻电路中有UIR，所以还有WI2RtU2t/R(适用于纯电阻电路).(2)电热(焦耳定律)：电流通过导体时，导体上产生热量.计算公式为QI2Rt(适用于一切电路)，考虑到纯电阻电路中有UIR，所以也有QUItU2t/R(适用于纯电阻电路).(3)电功与电热的关系：纯电阻电路：电流做功将电能全部转化为内能，所以电功等于电热，即QW.非纯电阻电路：电流做功将电能转化为热能和其他形式的能(如机械能、化学能等)，所以电功大于电热，由能量守恒可知WQE其他或UItI2RtE其他6.电功率与热功率(1)电功率：单位时间内电流做的

17、功.计算公式PW/tUI(适用于一切电路)，对于纯电阻电路PI2RU2/R.用电器的额定功率是指用电器在额定电压下工作时的功率；而用电器的实际功率是指用电器在实际电压下工作时的功率.(2)热功率：单位时间内电流通过导体时产生的热量.计算公式PQ/tI2R(适用于一切电路)，对于纯电阻电路还有PUI U2/R.(3)电功率与热功率的关系：纯电阻电路中，电功率等于热功率；非纯电阻电路中，电功率大于热功率.重点难点突破一、含电容器电路的分析与计算在直流电路中，当电容器充(放)电时，电路里有充(放)电电流.一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件.分析和计算含有电容器的直流电路

18、时，需注意以下几点：1.电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压.2.当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极板间的电压与其并联电阻两端的电压相等.3.电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电.二、电路中的能量转化和守恒定律电功和电热都是电能和其他形式的能的转化的量度.遵循能量的转化和守恒定律.在纯电阻(电阻、灯泡、电炉、电烙铁等)电路中电功等于电热，即 QW.在非纯电阻电路(电动机、电解槽、电感线圈、电容)中WQE其他

19、或UItI2RtE其他三、电表的改装1.电流表原理和主要参数电流表G是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指针的偏转角与电流强度I成正比，即kI，故表的刻度是均匀的.电流表的主要参数有，表头内阻Rg，即电流表线圈的电阻；满偏电流Ig，即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U，即指针满偏时，加在表头两端的电压，故UgIgRg.2.电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻R，如图所示，若量程扩大n倍，即n，则根据分压原理，需串联的电阻值RRg(n1)Rg，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大.3.电流表改装成量程更大的电流表方法：并联一个分流电阻R，如图所示

20、，若量程扩大n倍，即n，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值RRg，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小.4.说明(1)改装后，表盘刻度要相应变化，但电流表主要参数(Ig、Ug、Rg)不变.(2)改装后的电流表的读数为通过表头和分流小电阻所组成并联电路的实际电流强度；改装后的电压表读数是指表头与分压大电阻所组成串联电路两端的实际电压.(3)电流表指针的偏转角度与通过电流表的实际电流成正比.(4)非理想电流表接入电路后起分压作用，故测量值偏小；非理想电压表接入电路后起分流作用，故测量值偏小.(5)考虑电表对电路影响时，把电流表和电压表当成普通的电阻，只是其读数反映了流过电流表的电流强度或

21、是电压表两端的电压.典例精析1.含电容器的电路的分析与计算【例1】在如图所示的闪光灯电路中，电源的电动势为E，电容器的电容为C.当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光，则可以判定()A.电源的电动势E一定小于击穿电压UB.电容器所带的最大电荷量一定为CEC.闪光灯闪光时，电容器所带的电荷量一定增大D.在一个闪光周期内，通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等【解析】电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压U时，闪光灯被击穿，电容器放电，放电后闪光灯两端电压小于U，断路，电源再次给电容器充电，达到电

22、压U时，闪光灯又被击穿，电容器放电，如此周期性充、放电，使得闪光灯周期性短暂闪光.要使得充电后达到电压U，则电源电动势一定大于或等于U，A项错误；电容器两端的最大电压为U，故电容器所带的最大电荷量为CU，B项错误；闪光灯闪光时电容器放电，所带电荷量减少，C项错误；充电时电荷通过R，通过闪光灯放电，故充放电过程中通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等，D项正确.【答案】D【思维提升】理解此电路的工作过程是解决本题的关键.找出题意(当闪光灯两端电压达到击穿电压U时，闪光灯才有电流通过并发光，正常工作时，闪光灯周期性短暂闪光)中的内涵，就是我们的突破口.【拓展1】如图所示的电路中，电源电动势

23、E 6 V，内阻r1 ，电阻R13 ，R26 ，电容器的电容C3.6 F，二极管D具有单向导电性，开始时，开关S1闭合，S2断开.(1)合上S2，待电路稳定以后，求电容器上电荷量变化了多少？(2)合上S2，待电路稳定以后再断开S1，求断开S1后流过R1的电荷量是多少？【解析】(1)设开关S1闭合，S2断开时，电容两端的电压为U1，干路电流为I1，根据闭合电路欧姆定律有I11.5 AU1 I1 ×R14.5 V合上开关S2后，电容电压为U2，干路电流为I2.根据闭合电路的欧姆定律有I22 AU2I2·4 V所以电容器上电荷量变化了Q(U2U1)C1.8×106 C或

24、电容器上电荷量减少了Q(U1U2)C1.8×106 C(2)合上S2后，电容上的电荷量为QCU21.44×105 C断开S1后，R1和R2的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比，故流过电阻R1的电荷量为Q1Q9.6×106 C【拓展2】如图所示的电路中，4个电阻的阻值均为R，E为直流电源，其内阻可以不计，没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d.在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m、电荷量为q的带电小球.当电键K闭合时，带电小球静止在两极板间的中点O上.现把电键打开，带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰撞，设在

25、碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电荷量发生变化.碰后小球带有与该极板相同性质的电荷，而且所带的电荷量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷量.【解析】由电路图可以看出，因R4支路上无电流，电容器两极板间电压，无论K是否闭合始终等于电阻R3上的电压U3，当K闭合时，设此两极板间电压为U，电源的电动势为E，由分压关系可得UU3E小球处于静止，由平衡条件得mg当K断开，由R1和R3串联可得电容两极板间电压为U由式得UUUU表明K断开后小球将向下极板运动，重力对小球做正功，电场力对小球做负功，表明小球所带电荷与下极板的极性相同，由功能关系可知mgmv20因

26、小球与下极板碰撞时无机械能损失，设小球碰后电荷量变为q，由功能关系得qUmgd0mv2联立上述各式解得qq即小球与下极板碰后电荷符号未变，电荷量变为原来的.2.电路中能量的转化与守恒【例2】微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3 V的电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0 V时，电流为0.8 A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？【解析】当加0.3 V电压时，电动机不转，说明电动机无机械能输出，它消耗的电能全部转化为内能，此时电动机也可视为纯电阻，则rU1/I11 ，当加2.0 V电压，电流为0.8 A时，电动机正常工作，有机械能输出，此时

27、的电动机为非纯电阻用电器，消耗的电能等于转化机械能和热能之和.转化的热功率由PIr0.82×1 W0.64 W计算，总功率由 P0 I2U20.8×2.0 W1.6 W计算.所以电动机的效率为(PP0)/P60%【思维提升】电动机不转时为纯电阻，UIR；电动机转动时为非纯电阻，U>IR.【拓展3】如图所示为电解水的实验装置，闭合开关S后观察到电压表的示数为6.0 V，电流表的示数为100 mA.(1)在实验过程中消耗了何种形式的能量？转化成了何种形式的能量？(2)若通电10 min， A管中将生成多少毫升气体.(3)已知每摩尔水被电解消耗280.8 kJ的能量，则10

28、 min内增加了多少化学能？(4)在电解池中产生了多少内能，在该实验中电解池两极间液体的电阻是多大？【解析】(1)在电解水的过程中，消耗了电能，转化成了化学能和内能，由能量转化及守恒定律，消耗的电能等于化学能和内能的总和.(2)因Iq/t，故qIt0.1×600 C 60 C到达阴极的氢离子和电子结合成氢原子，再结合成氢分子.每个电子带电e1. 6×1019 C，在10 min内，在阳极生成氢气的物质的量为nq/(2eNA)60/(2×1.6×1019×6.02×1023) mol3.11×104 mol在标准状况下每摩尔氢

29、气的体积为22.4 L，所以在A管中生成氢气的体积V3.11×104×22.4 L6.97 mL(3) 10 min内增加的化学能E化3.11×104×280.8×103 J87.3 J(4)由能量守恒定律求得电解池中产生的内能QE电E化IUtE化6×0.1×600 J87.3 J272.7 J再根据焦耳定律可求出电解池内两极间电阻R45.4 3.电表的改装【例3】电流电压两用电表的电路如图所示.已知图中S是双刀双掷开关，a、b、c、d、e、f为接线柱.双刀双掷开关的触刀掷向a、b，e与a接通，f与b接通；掷向c、d，e与c

30、接通，f与d接通.电流表G的量程是0.001 A，内阻是100 ，电阻R1的阻值为9 900 ， R2的阻值是1.01 .(1)触刀掷向a、b时，此两用表是什么表？量程是多大？(2)触刀掷向c、d时，此两用表是什么表？量程是多大？【解析】(1)触刀掷向a、b时，R1与电流表串联，是电压表，其量程为UIg( R1Rg)0.001×(1009 900) V10 V(2)触刀掷向c、d时，R2与电流表并联，是电流表，其量程为IIgIgRg/R2(0.001100×0.001/1.01) A0.1 A【思维提升】用表头改装成电流表时需要并联一个电阻，改装成电压表时需要串联一个电阻，

31、根据这个原理可以判断出是什么表，并算出其量程.另外弄清双刀双掷开关结构也是本题的一个重要细节. 【拓展4】四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表和两个电压表.已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按图示接入电路，则( D )电流表A1的读数大于电流表A2的读数；电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角；电压表V1的读数小于电压表V2的读数；电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角；A. B. C. D. 易错门诊【例4】有一起重机用的是直流电动机，如图所示，其内阻r0.8 ，线路电阻R10 ，电源电压U150 V，电压表示数为110 V，

32、求：(1)通过电动机的电流；(2)输入到电动机的功率P入；(3)电动机的发热功率Pr，电动机输出的机械功率.【错解】(1)IUM/r110/0.8 A137.5 A(2)P入IUM(137.5×110) kW15.12 kW(3)PrI2r(137.522×0.8) kW15.12 kWP机P入Pr0【错因】IU/r对电动机不适用.【正解】(1)I(UUM)/R4 A(2)P入UMI(110×4) W440 W(3)PrI2r(42×0.8) W12.8 WP机P入Pr427.2 W【思维提升】电功表示的是电流通过导体时消耗的全部电能都转化为其他形式的能

33、，电热仅表示电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分电能，两者是不同的物理量，不能混淆.计算公式不能通用，只有对纯电阻元件两者算出的结果才是一致的.两者可通过能量的转化与守恒定律联系起来.电阻定律基础知识归纳1.电阻定律(1)内容：同种材料的导体，其电阻R与导体的长度l成正比，与它的横截面积S成反比；导体的电阻还与构成它的材料及温度有关.(2)公式 ：.(3)上式中的比例系数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，不是每根具体的导体的性质).与导体的长度和横截面积无关，与导体的温度有关，单位是·m.(4)纯金属的电阻率小，合金的电阻率大.(5)材料的电阻率

34、与温度的关系：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.(6)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

35、度、横截面积及材料决定，一旦导体给定，即使它两端的电压U0，它的电阻仍然存在.重点难点突破一、滑动变阻器的使用1.滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点如图所示的两种电路中，滑动变阻器(最大阻值为R0)对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用，通常把图(a)电路称为限流接法，图(b)电路称为分压接法.负载RL上电压调节范围(忽略电源内阻)负载RL上电流调节范围(忽略电源内阻)相同条件下电路消耗的总功率限流接法EULEILEIL分压接法0ULE0ILE(ILIaP)比较分压电路调节范围较大分压电路调节范围较大限流电路能耗较小其中，在限流电路中，通过RL的电流IL，当R0RL时，IL主要取决于R0

36、的变化，当R0<RL时，IL主要取决于RL，特别是当R0RL时，无论怎样改变R0的大小，也不会使IL有较大变化.在分压电路中，不论R0的大小如何，调节滑动触头P的位置，都可以使IL有明显的变化.2.滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活选择.(1)下列三种情况必须选用分压式接法：要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路)，即大范围内测量时，必须采用分压接法.当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测

37、量多组数据)时，必须采用分压接法.因为按图(b)连接时，因RLR0RaP，所以RL与RaP的并联值R并RaP，而整个电路的总电阻约为R0，那么RL两端电压ULIR并·RaP，显然ULRaP，且RaP越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作.若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时，只能采用分压接法.(2)下列情况可选用限流式接法：测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL与R0接近或RL略小于R0，采用限流式接法.电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用限流式接法.没有很高

38、的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.二、电阻的测量电阻的测量有多种方法，主要有伏安法、欧姆表法，除此以外，还有伏伏法、安安法、加R法、半偏法、电桥法、等效法等等.下面主要介绍伏安法测电阻的电路选择1.伏安法测电阻的两种电路形式(如图所示)2.实验电路(电流表内外接法)的选择测量未知电阻的原理是R，由于测量所需的电表实际上是非理想的，所以在测量未知电阻两端电压U和通过的电流I时，必然存在误差，即系统误差，要在实际测量中有效地减少这种由于电表测量所引起的系统误差，必须依照以下原则：(1)若，一般选电流表的内接法，如图(a)所示.由于该电路中，电

39、压表的读数U表示被测电阻Rx与电流表A串联后的总电压，电流表的读数I表示通过本身和Rx的电流，所以使用该电路所测电阻R测RxRA，比真实值Rx大了RA，相对误差a(2)若，一般选电流表外接法，如图(b)所示.由于该电路中电压表的读数U表示Rx两端电压，电流表的读数I表示通过Rx与RV并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻R测比真实值Rx略小些，相对误差a(3)试触判断法：当Rx、RA、RV大约值都不清楚时用此法.如图所示，将单刀双掷开关S分别接触a点和b点，若看到电流表读数变化较大，说明电压表分流影响较大，应该选用内接法；若看到电压表读数变化较大，说明电流表分压影响较大，应该选用外接法.在测

40、定金属电阻率电路中，由于电阻丝电阻较小，所以实验室采用电流表外接法；测电池的电动势和内阻，通常采用电流表外接法.3.实验仪器选用与实物图连接(1)仪器的选择一般应考虑三方面因素：安全因素，如：通过电源和电阻的电流不能超过其允许的最大电流，各电表读数不能超过量程.误差因素，如：选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差；电压表、电流表在使用时，要用尽可能使指针接近满刻度的量程，其指针应偏转到满刻度的1/32/3之间；使用欧姆表时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位.便于操作，如：选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求，又便于调节，滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线，否

41、则不便于操作.(2)选择仪器的一般步骤是：根据实验要求设计合理的实验电路；根据电路选择滑动变阻器；选定电源，选择电压表和电流表以及所用的量程.(3)连接实物图的基本方法是：画出实验电路图；分析各元件连接方式，明确电表量程；画线连接各元件，一般先从电源正极开始，到开关，再到滑动变阻器等，按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来；其次将要并联的元件再并联到电路中去；连接完毕，应进行检查，检查电路也应对照电路图按照连线的方法和顺序进行.典例精析1.电阻的测量【例1】检测一个标称值为5 的滑动变阻器.可供使用的器材如下：A.待测滑动变阻器Rx，总电阻约5 (电阻丝绕制紧密，匝数清晰可数)

42、B.电流表A1，量程0.6 A，内阻约0.6 C.电流表A2，量程3 A，内阻约0.12 D.电压表V1，量程15 V，内阻约15 k E.电压表V2，量程3 V，内阻约3 kF.滑动变阻器R，全电阻约20 G.直流电源E，电动势3 V，内阻不计H.游标卡尺I.毫米刻度尺J.电键S，导线若干(1)用伏安法测定Rx的全电阻值，所选电流表为(填“A1”或“A2”)，所选电压表为(填“V1”或“V2”).(2)在虚线框中画出测量电路的原理图，并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路.(3)为了进一步测量待测滑动变阻器电阻丝的电阻率，需要测量电阻丝的直径和总长度，在不破坏变阻器的前提下，请设计一个实

43、验方案，写出所需器材及操作步骤，并给出直径和总长度的表达式.【解析】(1)所用电源的电动势为3 V，Rx约为5 ，故回路中最大电流约为0.6 A，为了读数精确，所以电流表应选A1，电压表应选V2.(2)电路原理图和对应的实物连线图如图所示.(3)方案一：需要的器材：游标卡尺、毫米刻度尺主要操作步骤：数出变阻器线圈缠绕匝数n.用毫米刻度尺(也可以用游标卡尺)测量所有线圈的排列长度L，可得电阻丝的直径为dL/n用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D，可得电阻丝总长度ln(D)；也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D，得电阻丝总长度ln(D)重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值.方案二：需

44、要的器材：游标卡尺主要的操作步骤：数出变阻器线圈缠绕匝数n.用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1和瓷管部分的外径D2，可得电阻丝的直径为d电阻丝总长度l(D1D2)重复测量三次，求出电阻丝直径和总长度的平均值.【答案】(1)A1；V2(2)、(3)见解析【拓展1】用伏安法测金属电阻Rx(约为5 )的值，已知电流表内阻为1 ，量程0.6 A，电压表内阻为几千欧，量程为3 V，电源电动势为9 V，滑动变阻器阻值为06 ，额定电流为5 A，试画出测量Rx的原理图.【解析】因，故应选用电流表外接电路.如果采用变阻器限流接法，负载Rx的电压变化范围约为45/129 V，显然所提供的电压表量程不够，应采

45、用分压接法，实际电路图应如图所示.2.电表的改装和使用【例2】将满偏电流Ig300 A、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对：(1) 利用如右图所示的电路测量表 的内阻(图中电源的电动势E4 V)：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R，使电流表指针偏转到满刻度的，读出此时R的阻值为200 ，则电流表内阻的测量值Rg.(2)将该表改装成量程为3 V的电压表，需 (填“串联”或“并联”)阻值为R0的电阻.(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试画出实验电路图和实物连接图.【解析】(1)在保证干路中电流几乎不变的情况下，由并联电路的特点可得：IgRg(

46、IgIg)R，故得RgR100 (2)将电流表改装成电压表，需串联一个分压电阻，分压电阻阻值为R09 900 (3)核对电路中，标准表与改装表应并联，核对范围应尽可能大，滑动变阻器应采用分压式连接. 电路图和实物图如下：【答案】(1)100(2)串联；9 900(3)见解析【思维提升】本题是一道综合性的基础题，只要同学们对基础知识了解得比较透彻，应该能较轻松解答此题.因此要求同学们务必夯实实验基础.3.电表内阻的测量【例3】某电流表的内阻在0.1 0.2 之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：A.待测电流表A1(量程0.6 A)B.电压表V1(量程3 V，内阻约2 k)C.电压表V2(量程1

47、5 V，内阻约10 k)D.滑动变阻器R1(最大电阻10 )E.定值电阻R2(阻值5 )F.电源E(电动势4 V)G.电键S及导线若干(1)电压表应选用；(2)画出实验电路图；(3)若测得电压表读数U，电流表读数I，则电流表A1内阻表达式为RA.【解析】利用电压表测电压，电流表测电流的功能，根据欧姆定律R计算电流表的内阻.由于电源电动势为4 V， 在量程为15 V的电压表中有的刻度没有利用，测量误差较大，因而不能选；量程为3 V的电压表其量程虽然小于电源电动势，但可在电路中接入滑动变阻器进行保护，故选用电压表V1.由于电流表的内阻在0.1 0.2 之间，量程为0.6 A ，电流表上允许通过的最

48、大电压为0.12 V，因而电压表不能并联在电流表的两端，必须将一个阻值为5 的定值电阻R2与电流表串联再接到电压表上，才满足要求.滑动变阻器在本实验中分压与限流的连接方式均符合要求，但考虑限流的连接方式节能些，因而滑动变阻器采用限流的连接方式 .故本题电压表选用V1，设计电路图如图所示.电流表A1内阻的表达式为RAR2【答案】(1)V1(2)见解析 (3) R2【思维提升】仔细分析，认真计算，知晓滑动变阻器两种不同接法的作用是分析这类题的关键. 易错门诊【例4】某电压表的内阻在20 k50 k之间，要测其内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测电压表V(量程3 V) 电流表A1(量程200 A)

49、电流表A2(量程5 mA) 电流表A3(量程0.6 A)滑动变阻器R(最大阻值1 k) 电源E(电动势4 V)电键S(1)所提供的电流表中，应选用；(2)为了尽量减小误差要求测多组数据，试画出符合要求的实验电路图.【错解】当电压表满偏时，通过它的电流I不超过3/20 A150 A，所以电流表选用A1.滑动变阻器选用限流接法.【错因】滑动变阻器阻值可有1 k，比RV小得多，用限流电路无法使表上电压在量程之内，更不用说取多组数据了. 【正解】(1)电流表选用A1.(2)采用分压电路.实验电路如图所示.【思维提升】在选择滑动变阻器的接法时，部分同学认为只要安全，都选用分压电路就可以了.虽然这样往往也

50、能用，但还应遵循精确性、节能性、方便性原则综合考虑.闭合电路的欧姆定律基础知识归纳1.闭合电路的欧姆定律(1)内、外电路内电路：电源两极(不含两极)以内，如电池内的溶液、发电机的线圈等.内电路的电阻叫做内电阻.外电路：电源两极，用电器和导线等.外电路的电阻叫做外电阻.(2)闭合电路的欧姆定律内容：闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，与内、外电路的电阻之和成反比.适用条件：纯电阻电路.闭合电路欧姆定律的表达形式有：.EU外U内.I(I、R间关系).UEIr(U、I间关系).UE(U、R间关系)2.闭合电路中的电压关系(1)电源电动势等于内、外电压之和.注意：U不一定等于IR.(纯电阻电路中UIR

51、，非纯电阻电路中UIR)(2)路端电压与电流的关系(如图所示).路端电压随总电流的增大而减小.电流为零时，即外电路断路时的路端电压等于电源电动势E.在图象中，U-I图象在纵轴上的截距表示电源的电动势.路端电压为零时(即外电路短路时)的电流Im (短路电流).图线斜率的绝对值在数值上等于内电阻.(3)纯电阻电路中，路端电压U随外电阻R的变化关系.外电路的电阻增大时，I减小，路端电压升高；外电路断开时，R，路端电压UE；外电路短路时，R0，U0，IImE/r.3.电动势与路端电压的比较：电动势路端电压U物理意义反映电源内部非静电力做功把其他形式能量转化为电能的情况反映电路中电场力做功把电能转化成为

52、其他形式能量的情况定义式E=，W为电源的非静电力把正电荷从电源负极移到正极所做的功U=，W为电场力把正电荷从电源外部由正极移到负极所做的功量度式EIRIrUUUIR测量运用欧姆定律间接测量用伏特表测量决定因素只与电源性质有关与电源和电路中的用电器有关特殊情况当电源开路时路端电压U值等于电源电动势E4.闭合电路中的功率关系(1)电源的总功率：P总IEIUIUP出P内(2)电源内耗功率：P内I2rIUP总P出(3)电源的输出功率：P出IUIEI2rP总P内(4)电源的输出功率与电路中电流的关系P出IU外IEI2rr(I)2，当I时，电源的输出功率最大，P出.P出-I图象如右图示.5.电源的输出功率

53、与外电路电阻的关系对于纯电阻电路，电源的输出功率P出I2R()2R由上式可以看出，当外电阻等于电源内电阻(Rr)时，电源输出功率最大，其最大输出功率为Pm.当Rr时，即IE/2r时，电源的输出功率最大，P出.P出-R图象如右图所示.由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有两个不同的外电阻R1和R2，不难证明r.由图象还可以看出，当R<r时，若R增大，则P出增大；当R>r时，若R增大，则P出减小.注意：对于内、外电路上的固定电阻，其消耗的功率仅取决于电路中的电流大小.5.电源的效率指电源的输出功率与电源功率之比.即×100%×100%×100%对纯

54、电阻电路，电源的效率×100%×100%×100%由上式看出，外电阻越大，电源的效率越高.6.电路的U-I图象右图中a为电源的U-I图象，b为外电阻的U-I图象.两者的交点坐标表示该电阻接入电路时电路的总电流和路端电压；该点和原点的连线为对角线的矩形的面积表示输出功率；a的斜率的绝对值表示内阻大小； b的斜率的绝对值表示外电阻的大小；当两个斜率相等时，即内、外电阻相等时，图中矩形面积最大，即输出功率最大(可以看出此时路端电压是电动势的一半，电流是最大电流的一半).重点难点突破一、闭合电路中的能量关系1.电源的功率、电源消耗的功率、其他形式的能转变为电能的功率、整个电路消耗的功率都是指EI或I2(R外r).2.电源的输出功率、外电路消耗的功率都是指IU或IEI2r或I2R外.3.电源内阻消耗的功率是I2r.4.整个电路中有P电源P外P内.这显然是能量的转化和守恒定律