电阻定律欧姆定律

第第 1 1 课时课时电阻定律电阻定律欧姆定律欧姆定律 [导学目标] 1.会利用电阻定律、欧姆定律进行相关的计算与判断.2.会用导体伏安特性曲线 I－U 图象及 U－ I 图象解决有关问题 一、电流一、电流 [基础导引] 关于电流，判断下列说法的正误： (1)电荷的运动能形成电流() (2)要产生恒定电流，导体两端应保持恒定的电压 (3)电流虽有方向，但不是矢量 () () (4)电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率 [知识梳理] () 1．电流形成的条件：(1)导体中有能够自由移动的电荷；(2)导体两端存在持续的电压． 2．电流的方向：与正电荷定向移动的方向________，与负电荷定向移动的方向________． 电流虽然有方向，但它是________． 3．电流 (1)定义式：I＝________. (2)微观表达式：I＝________，式中 n 为导体单位体积内的自由电荷数，q 是自由电荷的电荷量，v 是 自由电荷定向移动的速率，S 为导体的横截面积． (3)单位：安培(安)，符号是 A,1 A＝1 C/s. 二、电阻定律二、电阻定律 [基础导引] 导体的电阻由哪些因素决定？与导体中的电流、导体两端的电压有关系吗？ [知识梳理] lU 1．电阻定律：R＝ρ，电阻的定义式：R＝ . SI 2．电阻率 (1)物理意义：反映导体____________的物理量，是导体材料本身的属性． (2)电阻率与温度的关系 ①金属的电阻率随温度升高而________； ②半导体的电阻率随温度升高而________； ③超导体：当温度降低到____________附近时，某些材料的电阻率突然____________成为超导体． 三、欧姆定律三、欧姆定律 [基础导引] R＝U/I 的物理意义是() A．导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 B．导体的电阻越大，则电流越大 C．加在导体两端的电压越大，则电流越大 D．导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体的电流的比值 [知识梳理] 部分电路欧姆定律 (1)内容：导体中的电流 I 跟导体两端的电压 U 成________，跟导体的电阻 R 成________． (2)公式：____________. (3)适用条件：适用于________和电解液导电，适用于纯电阻电路． (4)导体的伏安特性曲线：用横坐标轴表示电压 U，纵坐标轴表示________，画出的 I-U 关系图线． ①线性元件：伏安特性曲线是________________________________的电学元件，适用于欧姆定律． ②非线性元件：伏安特性曲线是______________的电学元件，____________(填适用、不适用)于欧姆定 律 Ul 思考 ：R＝ 与 R＝ρ 有什么不同？ IS 考点一对电阻定律、欧姆定律的理解 [考点解读] 1．电阻与电阻率的区别 (1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率是反映 制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好． (2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导 体对电流的阻碍作用不一定小． (3)导体的电阻、电阻率均与温度有关． 2．电阻的决定式和定义式的区别 公式 l R＝ρS 电阻定律的决定式 说明了电阻的决定因素 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均 匀的电解液 例 1如图 1 甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q 为电极，设 a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m，当里 面注满某电解液，且P、Q 加上电压后，其U－I 图线如图乙所示，当U＝10 V 时，求电解液的电阻率ρ. U R＝ I 电阻的定义式 提供了一种测定电阻的方法，并不说明 电阻与 U 和 I 有关 适用于任何纯电阻导体 区别 图 1 l 思维突破应用公式 R＝ρ 解题时，要注意公式中各物理量的变化情况，特别是 l 和 S 的变化情况，通常有 S 以下几种情况： (1)导线长度 l 和横截面积 S 中只有一个发生变化，另一个不变． (2)l 和 S 同时变化，有一种特殊情况是 l 与 S 成反比，即导线的总体积 V＝lS 不变． 考点二对伏安特性曲线的理解 [考点解读] 比较图 2 甲中 a、b 两导体电阻的大小，说明图乙中 c、d 两导体的电阻随电压增大如何变化？ 图 2 归纳提炼 1．图线 a、b 表示线性元件．图线 c、d 表示非线性元件． 2．图象的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故 RaRb(如图甲所示)． 3．图线 c 的斜率增大，电阻减小，图线 d 的斜率减小，电阻增大(如图乙所示)． 注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数． 4．由于导体的导电性能不同，所以不同的导体有不同的伏安特性曲线． 5．伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值，对应这一状态下的电阻． 例 2小灯泡通电后其电流 I 随所加电压 U 变化的图线如图 3 所示，P 为图线上一点，PN 为图线在 P 点的切线，PQ 为 U 轴的垂线，PM 为 I 轴的垂线，则下列说法中正确的是() A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应 P 点，小灯泡的电阻为 R＝ C．对应 P 点，小灯泡的电阻为 R＝ U1 I2 U1 图 3 I2－I1 D．对应 P 点，小灯泡的功率为图中矩形 PQOM 所围的面积 思维突破伏安特性曲线常用于：(1)表示电流随电压的变化；(2)表示电阻值随电压的变化；(3)计算某个状 态下的电功率 P＝UI，此时电功率为纵、横坐标围成的矩形面积，而不是曲线与坐标轴包围的面积． 考点三利用“柱体微元”模型求解电流大小 例 3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．已知质子电荷量 e＝1.60×10－ 19 C．这束质子流每秒打到靶上的个数为________．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 n1∶n2＝________. 模型建立粗细均匀的一段导体长为 l，横截面积为 S，导体单位体积内的自由电荷数为 n，每个自由电 荷的电荷量为 q，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为 v. (1)导体内的总电荷量：Q＝nlSq. l (2)电荷通过截面 D 的时间：t＝ . v Q (3)电流表达式：I＝ ＝nqSv. t 建模感悟本题是利用流体模型求解问题．在力学中我们曾经利用此模型解决风能发电功率问题，也是 取了一段空气柱作为研究对象．请同学们自己推导一下． 跟踪训练如图 4 所示，一根横截面积为 S 的均匀长直橡胶棒上带有均 图 4 匀分布的负电荷，设棒单位长度内所含的电荷量为 q，当此棒沿轴线 方向做速度为 v 的匀速直线运动时，由于棒的运动而形成的等效电流大 小为() qvq A．vqB. C．qvSD. vS A 组对电流的理解 1．某电解池，如果在 1 秒钟内共有 5.0×1018个二价