2019第二章第1節(jié).doc

1、第 1節(jié)歐姆定律學習目標核心提煉1.知道形成持續(xù)電流的條件及電流的計算公式。2個概念 電流、電阻2.理解歐姆定律及適用條件。qU3.了解電阻的定義式。2 個公式 I tI R4.會描繪導體的伏安特性曲線，能根據(jù)導體的伏1 個圖像 導體的伏安特性安特性曲線分析電阻特點。曲線一、電流1.自由電荷： 導體中可自由運動的電荷，稱為自由電荷。金屬中的自由電荷是自由電子；電解質溶液中自由電荷是可自由運動的正負離子。2.形成電流的條件： 導體中有自由電荷、導體內存在電場。3.電流(1)定義：通過導體橫截面的電荷量q 跟通過這些電荷所用時間t 的比值。q(2)定義式： I t 。(3)單位：國際單位是安培(A

2、) ；常用單位還有毫安(mA) 和微安 ( A)等， 1 mA 3610A，1 A10A。(4)方向：電流是標量，但有方向。規(guī)定導體內正電荷定向移動的方向為電流方向，即電流方向與負電荷定向移動的方向相反。(5)電流強度的微觀解釋如圖 1 所示，導體長為l ，兩端加一定的電壓，導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為 v，導體的橫截面積為 S，導體每單位體積內的自由電荷數(shù)為 n，每個自由電荷的電荷量為 q。圖 1導體 AD 中的自由電荷總數(shù)： N nlS?？傠姾闪?Q NqnlSq。這些電荷都通過橫截面 D 所需要的時間： tvl。由 qIt 可得，導體 AD 中的電流為 IQt nqSv，即導體

3、中電流取決于n、q、S、v。第 1頁4.直流和恒定電流方向不隨時間改變的電流叫做直流，方向和強弱都不隨時間改變的電流叫做恒定電流。思考判斷1.靜電場中的電勢、電勢差與電場強度的關系，在恒定電場中同樣適用。( )2.電流既有大小，又有方向，是矢量。( ×)3.電流的方向與電荷定向移動的方向相同。( ×)4.恒定電流的大小、方向均不變。( )q5.由于 I t ，所以說 I 正比于 q，反比于 t。( ×)二、歐姆定律電阻1.電阻(1)定義：電壓 U 和電流 I 的比值是一個跟導體本身性質有關的量，我們稱之為電阻。U(2)定義式： R I 。(3)單位：國際單位制：歐

4、姆，簡稱歐，符號是。常用單位還有千歐和兆歐等，1 k 103 ；1 M 106 。(4)物理意義：反映導體對電流的阻礙作用。2.歐姆定律(1)內容：導體中電流強度跟它兩端電壓U 成正比，跟它的電阻R 成反比。U(2)表達式： I R。(3)適用條件：適用于金屬導電和電解液導電，對氣態(tài)導體和半導體元件不適用。思考判斷1.任何情況下導體的電阻與兩端的電壓成正比，與通過的電流成反比。( ×)2.對于某個電阻而言，它兩端的電壓越大，通過它的電流越大。( )3.歐姆定律適用于金屬導體，也適用于半導體元件。( ×)第 2頁4.電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大，導體的導電能力越強。

5、( ×)三、伏安特性曲線1.伏安特性曲線：通過某種電學元件的電流隨電壓變化的圖線叫做這種元件的伏安特性曲線。2.線性元件導體的伏安特性曲線是一條直線，即電流與電壓成正比， 如金屬導體、 電解液等。3.非線性元件伏安特性曲線不是直線的，即電流與電壓不成正比的電學元件，如氣態(tài)導體、半導體等。對電流的理解要點歸納 1.電流的形成電荷的定向移動形成電流。當把導體和電源連接后，導體中形成恒定電場，導體中的自由電荷在電場力的作用下定向移動形成電流。(1)產生電流的條件：導體兩端有電壓。(2)形成持續(xù)電流的條件：電路中有電源且電路閉合。2.電流的方向規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向，則負電荷定

6、向移動的方向與電流的方向相反，金屬導體中自由移動的電荷是自由電子，故電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。3.電流的大小q(1)I t 是電流的定義式， I neSv是電流的決定式， 故電流的大小與通過導體橫截面的電荷量以及通電時間無關。(2)電解液中正、負離子定向移動的方向雖然相反，但正、負離子定向移動形成的q電流方向是相同的，應用I t 時， q 為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和。(3) q It 是求電荷量的重要公式。4.電流是標量第 3頁電流雖然有方向，但是它遵循代數(shù)運算法則，所以電流不是矢量而是標量。精典示例 例 1在某種帶有一價離子的水溶液中，正、負離子在定向移動，方

7、向如圖2所示。如果測得 2 s 內分別有 1.0 ×1018 個正離子和 1.0 ×1018 個負離子通過溶液內部的橫截面 M，則溶液中電流的方向如何？電流為多大？圖 2解析水溶液中導電的是自由移動的正、負離子，它們在電場的作用下向相反方向定向移動。電學中規(guī)定，電流的方向為正電荷定向移動的方向，所以溶液中電流的方向與正離子定向移動的方向相同，即由A指向 B。每個離子的電荷量是e1.60 ×1019 C。該水溶液導電時負離子由B 向 A 運動，負離子的定向移動可以等效看做是正離子反方向的定向移動。所以，一定時間內通過橫截面 M 的電荷量應該是正、負兩種離子電荷量的絕

8、對值之和。q|q | |q |I t 12t1.0 ×1018×1.6×10 191.0 ×1018×1.6 ×1019A2 0.16 A。答案由A指向 B0.16A對金屬來講，是自由電子的定向移動，q 為通過橫截面的自由電子的電荷量。對電解質溶液來講，是正、負離子同時向相反方向定向移動，q 為正、負離子電荷量的絕對值之和。針對訓練 1 北京正負電子對撞機的儲存環(huán)是長為240 m 的近似圓形軌道，當環(huán)中的電流為 10 mA 時，若電子的速率為光速的十分之一，則在整個環(huán)中運行的電子數(shù)目為 ()A.5 ×1011 個B.5

9、15;1019 個C.1.0 ×1013 個D.1.0 ×103 個第 4頁解析設在整個環(huán)中運行的電子數(shù)目為n，這些電子每兩次通過某一截面時間間2406qneIt3610×10 ×8×10隔為 t，則 t18s8×10s，由 I t t ，解得 n e1.6 ×101910×3.0 ×1011個 5×10個，故 A 正確。對歐姆定律的理解要點歸納 1.歐姆定律的適用情況歐姆定律僅適用于純電阻(將電能全部轉化為內能 )電路，非純電阻 (電能部分轉化為內能 )電路不適用。2.歐姆定律的兩性U(1)同

10、體性：表達式 I R中的三個物理量U、 I、R 對應于同一段電路或導體。(2)同時性：三個物理量U、I、 R 對應于同一時刻。公式U和 RU的比較3.I RI比較項目IUURRI意義歐姆定律的表達式電阻的定義式前后物理I與 U 成正比，與 R成反R 是導體本身的性質，不隨U、量的關系比I 的改變而改變適用條件適用于金屬導體、電解液適用于計算一切導體的電阻等精典示例 例 2(多選 )下列說法正確的是 ()UA. 由 R I 可知，一段導體的電阻跟它兩端的電壓成正比，跟通過它的電流成反比第 5頁UUB.比值 I 反映了導體阻礙電流的性質，即電阻R IC.通過導體的電流越大，導體的電阻越小UD.由

11、I R可知，通過同一段導體的電流跟加在它兩端的電壓成正比U解析導體的電阻跟它兩端的電壓、 通過它的電流均無關， 選項 A 、C 錯誤；由 IU可知，在U 一定時， I 越大， I 越小，說明導體對電流的阻礙作用越弱，反之IUU越小， I 越大，說明導體對電流的阻礙作用越強，故比值 I 反映了導體阻礙電流的UU性質，即電阻 R I ，選項 B 正確；由歐姆定律I R可知，通過同一段導體的電流跟加在它兩端的電壓成正比，故選項D 正確。答案BD例 3某金屬導體兩端所加電壓為8 V 時，10 s內通過某一橫截面的電荷量為 0.16C，求導體的電阻及10 s 內通過導體橫截面的電子數(shù)；若導體兩端電壓為1

12、0 V，求通過導體的電流。解析電壓 U18 V，10 s內通過電荷量Q，0.16 C1 Q0.16A 0.016 A，則電流 I t 10U18電阻 R I 1 0.016 500 。10 s 內通過導體橫截面的電子數(shù)為Q0.1618n e 1.6 ×10 19個 1.0 ×10個。若導體兩端電壓為U2 10 V，U210則電流 I2 R500 A 0.02 A。答案 500 1.0 ×1018 個 0.02 A導體的伏安特性曲線第 6頁要點歸納 1.UI 圖像與 IU 圖像(1)坐標軸意義不同： I U 圖線為導體的伏安特性曲線，表示電流I 隨電壓 U 的變化規(guī)

13、律，橫軸表示U 為自變量， 縱軸表示 I 為因變量； U I 圖線的橫軸表示電流 I，縱軸表示電壓U。(2)圖像上任意一點與坐標原點連線的斜率的意義不同：如圖3 甲中， R1>R2；而在圖乙中 R2 >R1。圖 32.非線性元件電阻的確定Un如圖 4 所示，非線性元件的I U 圖線是曲線，導體電阻Rn In ，即電阻等于圖線上點 (Un，I n)與坐標原點連線的斜率的倒數(shù)，而不等于該點切線斜率的倒數(shù)。圖 4精典示例 例 4如圖 5所示的圖像所對應的兩個導體為1、R2，則：R圖 5(1)電阻 R1R2 為多少？(2)若兩個導體中的電流相等(不為零 )時，電壓之比 U1 U2 為多少？

14、(3)若兩個導體中的電壓相等(不為零 )時，電流之比 I1I 2 為多少？1 U解析 (1)因為在 IU 圖像中， Rk I ，110×103210×1032，所以 R32 ，R335×1015×10所以 1R2 2。R233 1(2)由歐姆定律得 U1I 1R1 ，U2 I2R2，由于 I1I2，則 U1U2R1R231。U1U2(3)由歐姆定律得 I1R1，I2R2，由于 U1U2，則 I1I2R2R113。第 7頁答案(1)31(2)31(3)13關于 “伏安特性曲線 ”的兩點注意1(1)IU 圖像中的斜率 k R，斜率 k 不能理解為 k tan

15、 (為圖線與 U 軸的夾角 )。因坐標軸的單位可根據(jù)需要人為確定，同一電阻在坐標軸單位不同時傾角是不同的。(2)某些電阻在電流增大時， 由于溫度升高而使電阻變化， 伏安特性曲線不是直線，但對某一狀態(tài)，歐姆定律仍然適用。針對訓練 2 某一導體的伏安特性曲線如圖6(AB 段曲線 )所示，關于導體的電阻，以下說法正確的是 ()圖 6A.B 點的電阻為 12 B.B 點的電阻為 40 C.導體的電阻因溫度的影響改變了1 D.導體的電阻因溫度的影響改變了9 解析A 點電阻 RAUA330，B點電阻BUB6IA1RIB1.5 ×1011.0 ×1040 ，故 A 錯誤， B 正確； R

16、RB RA10 ，故 C、D 錯誤。答案B公式q的理解與應用 )電路中有一電阻，通過電阻的電流為5 A。當通電 5 分1.(I t鐘時，通過電阻橫截面的電子數(shù)為()A.1 500 個B.9.375 ×1019 個C.9.375 ×1021 個D.9.375 ×1020 個解析qIt ，nqIt 9.375×21個。e e10答案C2.(對歐姆定律的理解 )根據(jù)歐姆定律，下列判斷正確的是()A.導體兩端的電壓為零，電阻即為零第 8頁B.導體中的電流越大，電阻就越小C.當電壓增大 2 倍時，電阻增大2 倍UD.由 I R可知，通過一段導體的電流跟加在它兩端的

17、電壓成正比U解析導體的電阻由導體本身的性質決定，公式R I 只提供了測定電阻的方法，UR 與 I 只是在數(shù)值上相等，當我們不給導體兩端加電壓時，導體的電阻仍存在，因此不能說導體的電阻與加在它兩端的電壓成正比，與導體中的電流成反比，A 、B、C 錯誤， D 正確。答案D3.(歐姆定律的應用 )取阻值分別為1 和 R2 的電阻，現(xiàn)在兩電阻兩端分別施加電壓R3R1U1、U2，已知 U12U2，此時流過 R1 的電流為流過 R2 的電流的 3 倍。則R2為()1922A.2B.2C.1D.9解析設 R2 兩端的電壓為U，通過2 的電流為I，則1 兩端的電壓為3，通過RR2U3U12×3I1，

18、A 正確。R1 的電流為 3I，由歐姆定律知 R U，所以 R UIR22I答案A4.(對伏安特性曲線的理解)(多選 )某同學在探究通過導體的電流與其兩端電壓的關系時，將記錄的實驗數(shù)據(jù)通過整理作出了如圖7 所示的圖像。根據(jù)圖像，下列說法正確的是 ()圖 7A.導體甲的電阻大于導體乙的電阻B.在導體乙的兩端加 1 V 的電壓時，通過導體乙的電流為0.1 AC.當通過導體甲的電流為0.9 A 時，導體甲兩端的電壓為4 VD.將導體乙連接到電壓為5 V 的電源上時，通過導體的電流為 0.5 AU 2U2解析 I U 圖像的斜率表示電阻的倒數(shù)， 則 R 甲 I 0.4 5 ，R 乙 I0.2第 9頁1

19、0 ，選項 A 錯誤；由 I U，得當導體乙兩端的電壓為1 V 時，I1 U11RR10乙U25A 0.1 A，選項 B 正確；乙連接到電壓為 5 V 的電源上時， I2R乙10 A0.5 A，選項 D 正確；由 UIR，得當通過導體甲的電流為0.9 A 時，導體甲兩端的電壓UIR甲0.9 ×5 V4.5 V，選項 C 錯誤。答案BD基礎過關1.關于電流的說法正確的是()qA.根據(jù) I t ，可知 I 與 q 成正比B.如果在任何相等的時間內通過導體橫截面的電荷量相等，則導體中的電流是恒定電流C.電流有方向，電流是矢量D.電流的單位 “安培 ”是國際單位制中的基本單位解析依據(jù)電流的定

20、義式可知， 電流與 q、t 皆無關，顯然選項 A 錯誤；雖然電流是標量，但是卻有方向，因此在任何相等的時間內通過導體橫截面的電荷量雖然相等，但如果方向變化，電流也不是恒定電流，所以選項B 錯誤；電流是標量，故選項 C 錯誤。答案 D某電解池中， 若在2 s內各有19個二價正離子和2.0 ×1019 個一價負離子通2.1.0 ×10過某截面，那么通過這個截面的電流是()A.0B.0.8 AC.1.6 AD.3.2 A解析電荷的定向移動形成電流，但“”“ ”電荷同時向相反方向定向移動時，通過某截面的電荷量應是兩者絕對值的和。在2 s 內通過截面的總電荷量應為q 1.60 

21、15;1019×2×1.0 ×1019 C1.60 ×1019×1×2.0 ×1019 C6.4 C。由電流的定義式q6.4知 I t 2A 3.2 A。第10 頁答案D3.(2019 吉·林長春外國語學校高二月考)已知用電器 A 的電阻是用電器B 的電阻的2 倍，加在 A 上的電壓是加在B 上的電壓的一半， 那么通過 A 和 B 的電流 I A 和 IB的關系是 ()A.IA2IBB.IA1IBC.IAIBD.IA1IB24由 IAUA、BUB及A 11解析AB、UB 得A2UB UB 1B，D正確。RIRR2R

22、UI2RI24R 4ABBB答案D4.在電阻為 4的導體中通以恒定電流， 5 min 內通過導體橫截面的電荷量是45 C，這時加在導體兩端的電壓是()A.60 VB.6 VC.0.6 VD.3.6 Vq 45解析通過導體的電流為I t 5×60A 0.15 A；根據(jù)歐姆定律得，加在導體兩端的電壓是 UIR 0.15 ×4 V0.6 V，故選項 C 正確。答案C5.一個阻值為 R 的電阻兩端加上電壓U 后，通過電阻橫截面的電荷量q 隨時間變化的圖像如圖 1 所示，此圖像的斜率可表示為()圖 1U1A.UB.RC.RD.R解析qt 圖像的斜率表示流過電阻R 的電流，由此可知，通

23、過電阻 R 的電流不U變；由歐姆定律知， I R，故 C 正確。答案C能力提升6.將四個定值電阻a、b、c、d 分別接入電路，測得相應的電流、電壓值如圖2 所示。其中阻值最接近的兩個電阻是()圖 2A.a 和 bB.b 和 d第11 頁C.a 和 cD.c 和 dU解析根據(jù) R I 知，定值電阻的 U I 圖線的斜率表示定值電阻的阻值。在UI 圖中分別連接 O 與 4 個點，根據(jù)它們的傾斜度可知， a 和 b 的阻值最接近， 故 A正確。答案A7.如圖 3 所示，圖線和圖線所表示的電阻值分別是()圖 3A.4 和2 和 0.5C.4 k 和 2 k ×10 4 和 5.0 ×10 4 解析在 UI 圖中，斜率越大，電阻越大，且斜率大小與電阻阻值大小相等，U8所以 R1 k1 I 2×103 4 k ，同理 R22 k ，選項 C 正確。答案C8.(多選 )如圖 4 所示是某導體的I U 圖線，圖中 45°，下列說法正確的是 ()圖 4A.通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比B.此導體的電阻 R 2 圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，