【步步高】2020年高考物理大一輪 第七章 第1課時 電阻定律　歐姆定律 新人教版選修3-1

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1、【步步高】2020年高考物理大一輪 第七章 第1課時 電阻定律　歐姆定律 新人教版選修3-1 考點(diǎn)內(nèi)容 要求 考綱解讀 歐姆定律 Ⅱ 1.應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律，閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進(jìn)行電路動態(tài)分析． 2．非純電阻電路的分析與計算，將結(jié)合實際問題考查電功和電熱的關(guān)系．能量守恒定律在電路中的應(yīng)用，是高考命題的熱點(diǎn)，多以計算題或選擇題的形式出現(xiàn)． 3．穩(wěn)態(tài)、動態(tài)含電容電路的分析，以及電路故障的判斷分析，多以選擇題形式出現(xiàn)． 4．實驗及相關(guān)電路的設(shè)計，幾乎已成為每年必考的題型. 電阻定律 Ⅰ 電阻的串、并聯(lián) Ⅰ 電源的電動勢和內(nèi)阻 Ⅱ 閉合電路的歐姆定律

2、 Ⅰ 電功率、焦耳定律 Ⅰ 實驗：測定金屬絲的電阻率(同時練習(xí)使用螺旋測微器) 實驗：描繪小電珠的伏安特性曲線 實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻 實驗：練習(xí)使用多用電表 第1課時　電阻定律　歐姆定律 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.會利用電阻定律、歐姆定律進(jìn)行相關(guān)的計算與判斷.2.會用導(dǎo)體伏安特性曲線I－U圖象及U－I圖象解決有關(guān)問題 一、電流 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 關(guān)于電流，判斷下列說法的正誤： (1)電荷的運(yùn)動能形成電流 (　　) (2)要產(chǎn)生恒定電流，導(dǎo)體兩端應(yīng)保持恒定的電壓 (　　) (3)電流雖有方向，但不是矢量

3、(　　) (4)電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動速率 (　　) [知識梳理] 1．電流形成的條件：(1)導(dǎo)體中有能夠自由移動的電荷；(2)導(dǎo)體兩端存在持續(xù)的電壓． 2．電流的方向：與正電荷定向移動的方向________，與負(fù)電荷定向移動的方向________． 電流雖然有方向，但它是________． 3．電流 (1)定義式：I＝________. (2)微觀表達(dá)式：I＝________，式中n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q是自由電荷的電荷量，v是自由電荷定向移動的速率，S為導(dǎo)體的橫截面積． (3)單位：安培(安)，符號是A,1 A＝1 C/s. 二、

4、電阻定律 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 導(dǎo)體的電阻由哪些因素決定？與導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)系嗎？ [知識梳理] 1．電阻定律：R＝ρ，電阻的定義式：R＝. 2．電阻率 (1)物理意義：反映導(dǎo)體____________的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性． (2)電阻率與溫度的關(guān)系 ①金屬的電阻率隨溫度升高而________； ②半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而________； ③超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到____________附近時，某些材料的電阻率突然____________成為超導(dǎo)體． 三、歐姆定律 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] R＝U/I的物理意義是 (　　) A．導(dǎo)體的

5、電阻與電壓成正比，與電流成反比 B．導(dǎo)體的電阻越大，則電流越大 C．加在導(dǎo)體兩端的電壓越大，則電流越大 D．導(dǎo)體的電阻等于導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流的比值 [知識梳理] 部分電路歐姆定律 (1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成________，跟導(dǎo)體的電阻R成________． (2)公式：____________. (3)適用條件：適用于________和電解液導(dǎo)電，適用于純電阻電路． (4)導(dǎo)體的伏安特性曲線：用橫坐標(biāo)軸表示電壓U，縱坐標(biāo)軸表示________，畫出的I-U關(guān)系圖線． ①線性元件：伏安特性曲線是________________________

6、________的電學(xué)元件，適用于歐姆定律． ②非線性元件：伏安特性曲線是______________的電學(xué)元件，____________(填適用、不適用)于歐姆定律 ：R＝與R＝ρ有什么不同？ 考點(diǎn)一　對電阻定律、歐姆定律的理解 考點(diǎn)解讀 1．電阻與電阻率的區(qū)別 (1)電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量，電阻大的導(dǎo)體對電流的阻礙作用大．電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率小的材料導(dǎo)電性能好． (2)導(dǎo)體的電阻大，導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能不一定差；導(dǎo)體的電阻率小，電阻不一定小，即電阻率小的導(dǎo)體對電流的阻礙作用不一定小． (3)導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)

7、． 2．電阻的決定式和定義式的區(qū)別 公式 R＝ρ R＝ 區(qū)別 電阻定律的決定式 電阻的定義式 說明了電阻的決定因素 提供了一種測定電阻的方法，并不說明電阻與U和I有關(guān) 只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解液 適用于任何純電阻導(dǎo)體 典例剖析 例1　如圖1甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，設(shè)a＝1 m，b＝0.2 m，c＝0.1 m，當(dāng)里面注滿某電解液，且P、Q加上電壓后，其U－I圖線如圖乙所示，當(dāng)U＝10 V時，求電解液的電阻率ρ. 　 圖1 思維突破　應(yīng)用公式R＝ρ解題時，要注意公式中各物理量的變化情況，特別是l和S的變化情況，通常有以下幾種

8、情況： (1)導(dǎo)線長度l和橫截面積S中只有一個發(fā)生變化，另一個不變． (2)l和S同時變化，有一種特殊情況是l與S成反比，即導(dǎo)線的總體積V＝lS不變． 考點(diǎn)二　對伏安特性曲線的理解 考點(diǎn)解讀 比較圖2甲中a、b兩導(dǎo)體電阻的大小，說明圖乙中c、d兩導(dǎo)體的電阻隨電壓增大如何變化？ 　　 　　 圖2 歸納提煉 1．圖線a、b表示線性元件．圖線c、d表示非線性元件． 2．圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，斜率越大，電阻越小，故Ra

9、不是電阻的倒數(shù)． 4．由于導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不同，所以不同的導(dǎo)體有不同的伏安特性曲線． 5．伏安特性曲線上每一點(diǎn)的電壓坐標(biāo)與電流坐標(biāo)的比值，對應(yīng)這一狀態(tài)下的電阻． 典例剖析 例2　小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖3 所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U 軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中正確的是(　　) 圖3 A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大 B．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ C．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ D．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積 思維突破　伏安特性曲線常用于：(1)表示電流隨電壓的變化

10、；(2)表示電阻值隨電壓的變化；(3)計算某個狀態(tài)下的電功率P＝UI，此時電功率為縱、橫坐標(biāo)圍成的矩形面積，而不是曲線與坐標(biāo)軸包圍的面積． 　　　　　　　　　7.利用“柱體微元”模型求解 電流大小 例3　來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)一加速電壓為800 kV的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1 mA的細(xì)柱形質(zhì)子流．已知質(zhì)子電荷量e＝1.60×10－19 C．這束質(zhì)子流每秒打到靶上的個數(shù)為________．假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1∶n2＝_______

11、_. 模型建立　粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體長為l，橫截面積為S，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，當(dāng)導(dǎo)體兩端加上一定的電壓時，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率為v. (1)導(dǎo)體內(nèi)的總電荷量：Q＝nlSq. (2)電荷通過截面D的時間：t＝. (3)電流表達(dá)式：I＝＝nqSv. 建模感悟　本題是利用流體模型求解問題．在力學(xué)中我們曾經(jīng)利用此模型解決風(fēng)能發(fā)電功率問題，也是取了一段空氣柱作為研究對象．請同學(xué)們自己推導(dǎo)一下． 圖4 跟蹤訓(xùn)練　如圖4所示，一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上帶有均 勻分布的負(fù)電荷，設(shè)棒單位長度內(nèi)所含的電荷量為q，當(dāng)此棒沿軸線 方向做速度

12、為v的勻速直線運(yùn)動時，由于棒的運(yùn)動而形成的等效電流大 小為 (　　) A．vq B. C．qvS D. A組　對電流的理解 1．某電解池，如果在1秒鐘內(nèi)共有5.0×1018個二價正離子和1.0×1019個一價負(fù)離子通過某橫截面，那么通過這個橫截面的電流是 (　　) A．0 B．0.8 A C．1.6

13、 A D．3.2 A 2．一根粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線，兩端加上恒定電壓U時，通過金屬導(dǎo)線的電流強(qiáng)度為I，金屬導(dǎo)線中自由電子定向移動的平均速率為v，若將金屬導(dǎo)線均勻拉長，使其長度變?yōu)樵瓉淼?倍，仍給它兩端加上恒定電壓U，則此時 (　　) A．通過金屬導(dǎo)線的電流為 B．通過金屬導(dǎo)線的電流為 C．自由電子定向移動的平均速率為 D．自由電子定向移動的平均速率為 B組　電阻定律、歐姆定律的應(yīng)用 3．一個內(nèi)電阻可以忽略的電源，給一個絕緣的圓管子內(nèi)裝滿的水銀供電，電流為0.1 A，若把全部水銀倒在一個內(nèi)徑大一倍的絕緣

14、圓管子里，那么通過的電流將是 (　　) A．0.4 A B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A 4．電位器是變阻器的一種．如圖5所示，如果把電位器與燈泡串 聯(lián)起來，利用它改變燈的亮度，下列說法正確的是 (　　) A．連接A、B使滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動，燈泡變暗 圖5 B．連接A、C使滑動觸頭逆時針轉(zhuǎn)動，燈泡變亮 C．連接A、C使滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動，燈泡變暗 D．連接B、C使滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動，燈泡變亮 C組　伏安特性曲線的應(yīng)用 5．如圖6所示是某導(dǎo)體的I－U圖線，圖中α＝45°，下列說法正確的

15、是 (　　) 圖6 A．通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比 B．此導(dǎo)體的電阻R＝2 Ω C．I－U圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以R＝cot 45°＝1.0 Ω D．在R兩端加6.0 V電壓時，每秒通過電阻截面的電荷量是3.0 C 6．某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖7所示，則下列說法中正確的是 (　　) 圖7 A．加5 V電壓時，導(dǎo)體的電阻約是5 Ω B．加11 V電壓時，導(dǎo)體的電阻約是1.4 Ω C．由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小 D．由圖可知，隨著電壓的減小，導(dǎo)體的電阻不斷減小 課時規(guī)范訓(xùn)練 (限時：30分鐘)

16、 1．導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對于同種材料的導(dǎo)體，下列表述正確的是 (　　) A．橫截面積一定，電阻與導(dǎo)體的長度成正比 B．長度一定，電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比 C．電壓一定，電阻與通過導(dǎo)體的電流成正比 D．電流一定，電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比 2．下列關(guān)于電阻率的說法中正確的是 (　　) A．電阻率與導(dǎo)體的長度以及橫截面積有關(guān) B．電阻率由導(dǎo)體的材料決定，且與溫度有關(guān) C．電阻率大的導(dǎo)體，電阻一定大 D．有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制造電阻溫度計 3．關(guān)于電流，下列說

17、法中正確的是 (　　) A．導(dǎo)線內(nèi)自由電子定向移動速率等于電流的傳導(dǎo)速率 B．電子運(yùn)動的速率越大，電流越大 C．電流是一個矢量，其方向就是正電荷定向移動的方向 D．在國際單位制中，電流是一個基本物理量，其單位A是基本單位 4．橫截面的直徑為d、長為l的導(dǎo)線，兩端電壓為U，當(dāng)這三個量中的一個改變時，對自由電子定向運(yùn)動的平均速率的影響是 (　　) A．電壓U加倍時，自由電子定向運(yùn)動的平均速率不變 B．導(dǎo)線長度l加倍時，自由電子定向運(yùn)動的平均速率加倍 C．導(dǎo)線橫截面的直徑加倍時，自由電子定向運(yùn)動的平均速率不變 D．導(dǎo)線橫截面的直徑加倍時，自由電

18、子定向運(yùn)動的平均速率加倍 5.如圖1所示是橫截面積、長度均相同的甲、乙兩根電阻絲的I－R 圖象．現(xiàn)將甲、乙串聯(lián)后接入電路中，則 (　　) A．甲電阻絲兩端的電壓比乙電阻絲兩端的電壓小 圖1 B．甲電阻絲的電阻率比乙電阻絲的電阻率小 C．在相同時間內(nèi)，電流通過乙電阻絲產(chǎn)生的焦耳熱少 D．甲電阻絲消耗的電功率比乙電阻絲消耗的電功率少 6．有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線，流經(jīng)其中的電流為I，設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個自由電子，電子的電荷量為q.此時電子的定向移動速率為v，在Δt時間內(nèi)，通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為

19、 (　　) A．nvS B．nvΔt C. D. 7．一只標(biāo)有“220 V,60 W”的白熾燈泡，加在其兩端的電壓U由零逐漸增大到220 V，在這一過程中，電壓U和電流I的關(guān)系與選項中所給的四種情況比較符合的是 (　　) 圖2 8．兩根材料相同的均勻?qū)Ь€A和B，其長度分別為L和2L，串聯(lián)在電路中 時沿長度方向電勢的變化如圖2所示，則A和B導(dǎo)線的橫截面積之比為 (　　) A．2∶3 B．1∶3 C．1∶2

20、 D．3∶1 圖3 9．壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小，某同學(xué)利用壓敏電阻的 這種特性設(shè)計了一個探究電梯運(yùn)動情況的裝置，該裝置的示意圖如 圖3所示，將壓敏電阻平放在電梯內(nèi)，其受壓面朝上，在受壓面上放 一物體m，電梯靜止時電流表示數(shù)為I0；當(dāng)電梯運(yùn)動時，電流表的示 數(shù)I隨時間t變化的規(guī)律如圖甲、乙、丙、丁所示．則下列說法中正確的是 (　　) 　 A．甲圖表示電梯在做勻速直線運(yùn)動 B．乙圖表示電梯可能向上做勻加速運(yùn)動 C．丙圖表示電梯可能向上做勻加速運(yùn)動 D．丁圖表示電梯可能向下做勻減速運(yùn)動 圖4 10. 在如圖4所示電路中，AB為粗細(xì)均勻、長為L的電

21、阻絲，以A、B 上各點(diǎn)相對A點(diǎn)的電壓為縱坐標(biāo)，各點(diǎn)離A點(diǎn)的距離x為橫坐標(biāo)，則 U隨x變化的圖線應(yīng)為 (　　) 復(fù)習(xí)講義 基礎(chǔ)再現(xiàn) 一、 基礎(chǔ)導(dǎo)引　(1)×　(2)√　(3)√　(4)× 知識梳理　2.相同　相反　標(biāo)量 3．(1)　(2)nqvS 二、 基礎(chǔ)導(dǎo)引　導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體自身的長度、橫截面積、自身的材料決定，也與溫度有一定關(guān)系，但與導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體兩端的電壓沒有必然的關(guān)系． 知識梳理　2.(1)導(dǎo)電性能　(2)①增大?、跍p小?、劢^對零度　減小為零 三、 基礎(chǔ)導(dǎo)引　CD 知識梳理　(1)正比　反比　(2)I＝　(3)金屬　(4)電流I?、偻ㄟ^坐標(biāo)原點(diǎn)的直線?、谇€　不適用 思考：R＝是電阻的定義式，提供了一種測量電阻的方法，R與U、I都無關(guān)．公式R＝ρ是電阻的決定式，即電阻率一定時，R正比于l，反比于S. 課堂探究 例1　40 Ω·m 例2　ABD　 例3　6.25×1015　2∶1 跟蹤訓(xùn)練　A　 分組訓(xùn)練 1．D　 2．BC　 3．C　 4．AD　 5．ABD 6．AD　 課時規(guī)范訓(xùn)練 1．A　 2．B　 3．D　 4．C　 5．C　 6．C　 7．B　 8．B　 9．AC　 10．A