高中物理选修3-1部分电路欧姆定律

1、部分电路欧姆定律学习目标.明确导体电阻的决定因素，能够从实验和理论的两个方而理解电阻定律，能够熟练地运用电阻 定律进行计算。.理解部分电路欧姆定律的意义，适用条件并能熟练地运用。.金属导体中电流决定式的推导和一些等效电流的计算。.线性元件和非线性元件的区别以及部分电路欧姆定律的适用条件。【要点梳理】要点一、电阻定义及意义要点进阶：.导体电阻的定义及单位导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，导体的电阻与导体本身性质有关，与电压、电流均无关。（1）定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比叫导体的电阻。（2）公式：R斗.（3）单位：欧姆（。），常用单位还有千欧（k。）、兆欧（M。）.lQ=10-3

2、k2=10-6M.物理意义反映导体对电流阻碍作用的大小。说明：导体对电流的阻碍作用，是由于自由电荷在导体中做定向运动时，跟导体中的金属正离子或原子 相碰撞发生的。电流流经导体时，导体两端出现电压降，同时将电能转化为内能。火二学提供了测量电阻大小的方法，但导体对电流的这种阻碍作用是由导体本身性质决定的，与 所加的电压，通过的电流均无关系，决不能错误地认为“导体的电阻与导体两端的电压成正比，与电流 成反比。”对R = g,因U与/成正比，所以R=?.要点二、电阻定律要点进阶.电阻定律的内容及适用对象（1）内容：同种材料制成的导体，其电阻R与它的长度/成正比，与它的横截面积S成反比：导体 电阻与构成

3、它的材料有关。（2）公式：Rp.S说明：式中/是沿电流方向导体的长度，S是垂直电流方向的横截而积，P是材料的电阻率。（3）适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。说明：电阻定律是通过大量实验得出的规律，是电阻的决定式，导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，由导体本身的因素决定。.电阻率的意义及特性（1）物理意义：电阻率。是一个反映导体导电性能的物理量，是导体材料本身的属性，与导体的 形状、大小无关。（2）大小：p=拳.说明：各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1m，横截面积为In?的导体的电阻。（3）单位是欧姆米，符号为。m.（4）电阻率与温度的关系：各种材料的

4、电阻率都随温度的变化而变化。金属的电阻率随温度升高而增大，可用于制造电阻温度计。有些合金如镒铜、锲铜的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制作标准电阻。各种金属中，银的电阻率最小，其次是铜、铝，合金的电阻率大于组成它的任何一种纯金属的电坦餐要点三、部分电路欧姆定律要点进阶.欧姆定律的内容及表达公式（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：/ =.R.定律的适用条件及注意事项（1）运用条件：金属导电和电解液导电的纯电阻电路（不含电动机、电解槽、电源的电路）。（2）注意事项欧姆定律中说到的电流、导体两端的电压、电阻都是对应同一导体在同一时刻的物理量。欧姆定律不适用

5、于气体导电。用欧姆定律可解决的问题：4.用来求导体中的电流。氏计算导体两端应该加多大电压。c.测定导体的电啊要点四.元件的伏安特性曲线要点进阶.伏安特性曲线的定义及意义定义：建立平面直角坐标系，用纵轴表示电流/,用横轴表示电压U,画出导体的/-U图线叫做 导体的伏安特性曲线，在/-。图线中，图线的斜率表示导体电阻的倒数，图线斜率越大，电阻越小：斜率越小，电阻越大。同弓在U/图线中，图线的斜率表示电阻，.线性元件与非线性元件（1）线性元件：当导体的伏安特性曲线为过原点的直线，即电流与电压成正比的线性关系，具有 这种特点的元件称为线性元件，如金属导体、电解液等。（2）非线性元件：伏安特性曲线不是直

6、线的，即电流与电压不成正比的电学元件，称为非线性元 件，如气态导体，二极管等。.小灯泡的伏安特性曲线小灯泡的伏安特性曲线.二极管的伏安特性曲线及特点二极管在伏安特性曲线，如图所示:10反向电压/v .4, .邛，0三_/坦理血电U 5正向电压八，二极管在伏安特性曲线（1）二极管具有单向导向性，加正向电压时，二极管电阻较小，通过二极管的电流较大；加反向 电压时，二极管的电阻较大，通过二极管的电流很小.（2）由图象可以看出随电压的增大，图线的斜率在增大，表示其电阻随电压升高而减小。【典型例题】类型一、电阻定律例L两根完全相同的金属裸导线，如果把其中一根均匀的拉长到原来的两倍，把另一根导线对折后绞

7、合起来，则它们的电阻之比为多少？【变式】将截而均匀、长为电阻为R的金属导线截去4,再拉长至心 则导线电阻变为（） nD.nRa.3欧姆定律的基本应用例2.若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了 0.4A .如果所加电压变为 原来的2倍，则导体中的电流为多大？【变式1】如图所示电路，当两端接入100伏特的电压时，c、d两端为20伏，当c、两 TOC o 1-5 h z 端接入100伏特电压时，、两端电压为50伏，则与：&:是（）a o1I_I-IocR 1 R3出7,A IAbe1I-1_iio(lA.4：2：1B, 2：1：1C.3：2：1D, 1：2：1电器获得4伏特的

8、电压，变阻器的滑动触头应在（C.中点处【变式2】如图所示，滑动变阻器的总电阻R=3千欧，电压U=10伏，想使一个阻值为3千欧的用d.位置p(bp = Lab)3由伏安曲线进行分析计算例3.如图所示为通过某小灯泡的电流与其两端的电压关系图线，试分析计算出其电压为5V、10V时小灯泡的电阻，并说明电阻的变化规律。【变式1】两电阻鸟、&的电流/和电压U的关系图线如图所示，可知电阻大小之比与：&等于c. i：JT d. 61【变式2】如图所示对应的两个导体：（1）电阻关系与：&为:（2）若两个导体中的电流强度相等（不为零）时，电压之比q : u户：（3）若两个导体两端的电压相等（不为零）时，电流强度之

9、比人：/k类4部分电路欧姆定律的综合应用例4.如图所示电路，已知凡=30，& =15。，6=3。，&=60C，& =90Q , A、B间 的电压U一定，求：（1）电键K断开时A、6间的总电阻RA8及用与&上的电压之比G : U?是多少？K闭合时与q : 是多少?【变式1如图所示的电路中，各电阻的阻值已标出，当输入电压48=110丫时，输出电压 Ucd=V.91=-1=1|9八卷 R R UCDI【变式2】如图电路，已知/=3A, 4=2A, R = 10Q , & =5。，& =3OC,则通过电流表【变式3把“6V,3W”和“10V,6W”的两个电阻串联起来，在两端允许加的最大电压值是多 少伏

10、？能够通过的最大电流为多少安？【变式4】如图所示电路中，4个电阻阻值均为R ,电键S闭合时，有质量为小带电量为q的小球 静止于水平放置的平行板电容器的正中间,现在断开电键S,这个带电小球便向平行板电容器的一个极 板运动，并与该极板碰撞.碰撞过程中小球没有机械能损失，只是碰撞后小球所带电量发生变化，所带 电荷的性质与该板所带电荷相同.碰撞后小球恰好能运动至另一极板.设两极板间距离为“，不计电源内 阻.问：(1)电源电动势上多大？(2)小球与极板碰撞后所带电量/为多少？综合应用例5.如图所示的电路中，凡=4W, &= 6W,电源内阻，=0.6W,电源的输出功率为37.6W,电源消耗的总功率为40W

11、,求:(1)电源电动势七(2)电阻与，电功率A8点接地，A、C两点的电势必和先分别为多少?【变式1】如图所示电路，名=3000。，伏特表V、的内阻为6000。,伏特表Vb的内阻为30000已知(1) &断开，K2接A时，电压表的读数是4V; (2) &接通，K?接A时电压表的读数是8V：(3)接通，&接B时，电压表的读数是7.5V。求电源的电动势E和&0【变式2】一个灯泡L,标有“6V,12W”字样，一台直流电动机M,其线圈电阻为2W,把L与 何并联，当电动机正常工作时，灯泡也正常发光：把L与M串联，当电动机正常工作时，灯泡的实际 功率是额定功率的3/4。求这台电动机正常工作时转化为机械能的功

12、率。（假定灯泡灯丝电阻保持不变）【变式3】把一直流电动机接入0.2V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4A, 若把它接入2V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1A。求：1）电动机正常工作时的输出功率。（2）如在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中 转子不转动时为纯电阻用电器）【变式4】在如图图示的电路中，电源电压U=15V,电阻修、&、处的阻值均为10Q，S为单刀三 掷电键，求下列各种情况下电压表的读数：（1）电键S接队（2）电键S接A.（3）电键S接。.【变式5】“加速度计”作为测定物体运动加速度的仪器，已被广泛应用。如图1所示

13、为应变式加速 度计的原理图，其中支架A8固定在待测系统上，滑块穿在A6之间的光滑水平杆上，并用轻弹簧连接 在A端，其下端有一活动臂能使滑片尸在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动，滑 块相对于支架将发生位移，并通过电路转换成电信号从电压表输出。已知电压表量程为10V,滑块质量 /H=0.10kg,弹簧的劲度系数攵= 20N/m,电源电动势石=12V,内电阻不计。滑动变阻器R总的电阻值为R=40C,有效总长度/=8.0cm0当待测系统静止时，滑片P位于变阻器R的中点，取A f8 方向为速度正方向。（1）确定该加速度比测量加速度的范II九（2）为保证电压表能正常使用，电阻凡的阻值至少

14、为多大？（3）根据凡的最小值，写出待测系统沿A f 8做变速运动时，电压表输出电压与加速度。的 关系式。（4）根据R。的最小值，将电压表盘上的电压刻度改成相应的加速度刻度，将对应的加速度填入图 2中电压表盘的小圈内。【巩固练习】一、选择题.某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测数据，分别绘制了三种元件的/-U图象，如图 所示.下列判断正确的是（）A.只有乙图象是正确的B.甲、丙图象是曲线，肯定误差太大C.甲、丙为非线性元件，乙为线性元件D.甲、乙、丙三个图象都可能是正确的，并不一定有较大误差.小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，加在灯泡两端的电压较小时，通过灯泡的电流也较小, 灯丝的温度

15、较低.加在灯泡两端的电压较大时，通过灯泡的电流也较大，灯丝的温度较高.已知一只灯 泡两端的电压为IV时，通过灯泡的电流为0.5 A,灯泡两端的电压为3 V时，通过灯泡的电流是1A； 则当灯泡两端电压为2V时，通过灯泡的电流可能是（）A. 0.5 A B. 0.6AC. 0.8A D. 1 A.一只标有“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，的关系可用图线表示.在如图所示的四个图线中，肯定不符合实际的是（）正比，其大小可以表示成kv a是恒量）.（1）电场力和碰撞的阻力相平衡时, ekUeUelUA. B. C.Iklk（2）设单位体积的自由电

16、子数为,A.envB.enlvC. envS D. enlv.在研究长度为/、横截而积为S的均匀导体中自由电子的移动时，在导体两端加上电压U,于是 导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子受匀强电场作用而加速，和做热运动的阳离子碰撞而 减速，这样边反复碰撞边向前移动，可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成导体中的电子的速率v成为一定值.这一定值是（）D. elkU自由电子在导体中以一定速率1，运动时，流过该导体中的电流（ ）5. 一根金属导线，电阻为兄若将它均匀拉长到原来的2倍，则现在的电阻为（）A. R/ B. R C. 2R D. 4斤6.如图所示，用电池点亮几个相

17、同的小灯泡，以下说法正确的是（）A.当接入电路的电灯盏数越多，电池内部的发热功率越大B.当接入电路的电灯盏数越多，电池内部的发热功率越小C.当接入电路的电灯盏数越多，已接入电路的电灯会越亮D.当接入电路的电灯盏数越多，要使灯的亮度保持不变，变阻器后的滑片要向左移.如图7 2 22所示，用两节干电池（内阻不能忽略）点亮几个小灯泡，当逐一闭合开关，接入灯泡 多时，以下说法错误的是（）A.灯少时各灯较亮，灯多时各灯较暗B.各灯两端电压灯多时较低C.通过电池的电流灯多时较大D.电池输出功率灯多时一定较大.如图所示的电路中，已知电容Ci=C2,电阻R尸R2,电源内阻不计。A.当开关S断开时，电容器G、C

18、2都不带电.当开关S断开时，电容器Ci、C?带电量相同C.当开关S闭合时，电容器Ci、C2带电量相同D.电容器G在开关S闭合时带电量比断开时带电量少一半8.如图所示，直线A为电源的图线，曲线8为灯泡电阻的图线，则以F说法正确的是（）A.由图线A,电源的电动势为3V,内阻为2。.由图线A,当电流为2A时，电源输出功率为4WC.由图线B,随着灯泡两端电压增大，灯泡的电阻是增大的D.由图线B,当灯泡两端电压为2V时，电阻为1C.9.如图所示的电路中，O点接地，当原来断开的开关K闭合时，则下列说法正确的是（）A.电路中的总电流强度会增大B.电源路端电压会增大A点电势会升高B点电势会升高10.绝缘细线将质量为，、带正电的小球悬于电容器内部.闭合电小球静止时受到悬线的拉力为F.调节凡、必，关于厂的大小判断正确的是