高三一轮复习物理31稳恒电流欧姆定律、电阻定律和电阻率

1、3-1第二章稳恒电流第一讲欧姆定律、电阻定律和电阻率【计划课时】2课时【学习目标】1、会计算电流的大小，会分析电流的方向。2、理解欧姆定律，会应用欧姆定律解答相关问题。3、理解电阻率的概念，会应用电阻定律进行相关计算。【使用说明与方法指导】1.第一节课：让学生自学学案上的知识点，完成学案上问题。2.第二节课：合作讨论学案上的问题，展示题目，做好点评。一.电流1.电流的形成电流的形成：电荷的定向移动形成电流(注意它和热运动的区别).形成电流的三种电荷分别是自由电子、正离子和负离子，其中金属导体导电中定向移动的电荷是自由电子，液体导电中定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电中定向移动的电荷有自由

2、电子、正离子和负离子.形成电流的条件：存在自由电荷；存在电势差(或说导体两端存在电势差).电流的分类：方向不改变的电流叫直流电，方向和大小都不改变的电流叫恒定电流，方向改变的电流叫交变电流.2.电流强度：定义：把单位时间内通过导体某截面的电荷量叫该导体上的电流强度.国际单位：安培(A) 公式：I=q/t金属导体中电流的微观表达式：I=neSv其中n为导体单位体积中的自由电子数，e为电子电荷量.s为导体截面积.v为电子定向移动的平均速率.注意它不是电流的传导速率，电流的传导速率是光速.而定向移动的速率数量级是10-5 ms。（如果n为导体单位长度内的自由电子数，则I=nev，应用时注意n的含义.

3、）(5)电流的定义式中，如果是正、负离子同时定向移动，q应为正负离子的电荷量和。(6)I有大小、方向，但属于标量。【例1】在电解液中：(1)若5s内沿相反方向通过面积为0.5m的横截面积的正、负离子的电量均为5C，则电解液中的电流为 A；(2)若5s内到达阳极的负离子和到达阴极的正离子均为5C，则电流为 A.【解析】(1)因I=q/t中q是通过整个截面的电量，并非单位面积通过的电量，且因正负离子沿相反方向定向移动形成的电流方向是相同的，所以q应为正、负离子电量绝对值之和故I=q/t=(2×5)/5A=2A (2)对阳极进行讨论：据电解液导电原理得知到达阳极的电荷只有负离子，则：I=q

4、/t=5/5A=1A【练1-1】如图所示,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,形成电流为1 mA的细柱形质子流.已知质子电荷量e=1.60×10-19 C.这束质子流每秒打到靶上的质子数为 个.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和4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= . 【练1-2】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两端加上电压

5、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.而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A B C D(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).二.部分电路欧姆定律 ：1内容：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。2公式：.公式中U、R和I三者的对应关系，即它们必须是同一段电路中的三

6、个物理量，不能搞混。3用图像表示：在I-U图像中，是过原点的一条直线，直线的斜率.在U-I图像中，也是过原点的一条直线，直线的斜率。4适用条件：适用于金属导电和电解液导电.对气体电离后导电和晶体二极管、晶体三极管导电不适用。5应用欧姆定律须注意对应性：选定研究对象电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U必须是这只电阻R两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。【例2】如图所示的图像所对应的两个导体：(1)电阻关系R1R2为 ；【解析】(1)因为在I-U图像中R=1/k=U/I， 所以R1=(10×10-3)/(5×10-3)W

7、, R2=(10×10-)/15×10-3W/3W 故R1R2=2(2/3)=31.【练2-1】已知某导体的伏安特性曲线为直线,若加在该导体两端的电压变为原来的3/5时,导体中的电流减少了0.4A.如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大? 【练2-2】一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线的电流为I，导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将导线均匀拉长，使它的横截面半径变为原来的1/2，再给它两端加上电压U，则( )A通过导线的电流为I/4 B通过导线的电流为I/16C导线中自由电子定向移动的速率为v/4 D导线中自由电子定向移动的速率为v/2三.电阻定律

8、 1电阻：导体对电流的阻碍作用，加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值。即：R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U、I无关。只是可以由U、I的比值度量。2电阻定律：导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比. RL/S3 材料的电阻率： r=（RS）/L，即在数值上等于这种材料制成的长为1m、横截面积为1m2的导体的电阻。r反映材料导电性能的好坏， r决定于材料和温度两个因素，金属的电阻率随温度的升高而增大。其单位是：·m.4半导体：（1）导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为105·m 106·m；（2）常见的半导体：热敏电阻、

9、光敏电阻、晶体二极管、晶体三极管、电容等。5超导体（1）超导现象：某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象。（2）转变温度(TC)：材料由正常状态转变为超导状态的温度 （3）应用:超导电磁铁、超导电机等【例3】一段粗细均匀的镍铬丝，横截面的直径是d，电阻为R，把它拉长成直径为d/10的均匀细丝后，它的电阻变成（ D ）A B C100R D10000R【解析】由电阻定律RL/S可知：导体的电阻率不变，导体可以看成圆柱体，无论怎样拉，它的体积是不变的，当拉长成直径为d/10的均匀细丝后，面积是原来的，则长度是原来的100倍，故电阻是原来的10000倍。【练3-1】把两根同种

10、材料的电阻丝分别连在两个电路中，甲电阻丝长L，直径为d，乙电阻丝长2L，直径为2d，要使它们消耗的电功率相等，加在两电阻丝上的电压比应是( )A1：1 B2：1 C D【练3-2】金属材料的电阻率有以下特点:一般而言,纯金属的电阻率小,合金的电阻率大;有的金属的电阻率随温度变化而显著变化,有的合金的电阻率几乎不受温度的影响.根据以上的信息,判断下列说法中正确的是（ ）A.连接电路用的导线一般用合金来制作 B.电炉、电热器的电阻丝一般用合金来制作C.电阻温度计一般用电阻率几乎不受温度影响的合金来制作v压敏电阻REAItt1t2t30（a）（b）D.标准电阻一般用电阻率随温度变化而显著变化的金属材

11、料制作【练3-3】压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，右位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b）所示，下列判断正确的是（ ）A从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动 B从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动 D从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动【针对训练】 1如图所示,厚度均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm,bc=5 cm.当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1 A；若将C与D接入同一电路中,则电流为（

12、）A.4 A B.2 A C. A D. A2甲、乙两根铜导线，质量比2:1，长度比1:2，则甲、乙两导线电阻之比是（ ）A1:1 B1:4 C1:8 D4:13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中有n个自由电子，电子的电量为q，此时电子的定向移动速度为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 B C D4在显象管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电场为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，一小段长为的电子束内的电子个数（ ） A B C D5

13、一个标有“220V，60W”的白炽灯炮，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)的关系可用图线表示。图中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是（ ）6一粗细均匀的镍铬丝，截面直径为d，接在某恒压电路中电流为I。把它拉制成直径为d10的均匀细丝后，接在同一恒压电路中电流为 ( )A1000I B100I C I100 D I/100007用电器离电源L米，线路上的电流为I，为使在线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为。那么，输电线的横截面积的最小值是 ( )ALR B2LIU CULI D2ULI82007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用在下列有关其它电阻应用的说法中。错误的是（ ） A热敏电阻可应用于温度测控装置中 B光敏电阻是一种光电传感器 C电阻丝可应用于电热设备中 D电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用。123456789材料的电阻率随温度变化的规律为=0（l+t)，其称为电阻恒温系数，0是材料在t=0时的电阻率。在一定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