【步步高】年高考物理大一輪 第七章 第1課時(shí) 電阻定律　歐姆定律 新人教版選修31

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1、 【步步高】2013年高考物理大一輪 第七章 第1課時(shí) 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(dòng)態(tài)分析． 2．非純電阻電路的分析與計(jì)算，將結(jié)合實(shí)際問(wèn)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(jì)算題或選擇題的形式出現(xiàn)． 3．穩(wěn)態(tài)、動(dòng)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(shí)驗(yàn)及相關(guān)電路的設(shè)計(jì)，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(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 Ⅱ 閉合電路的歐姆定

2、律 Ⅰ 電功率、焦耳定律 Ⅰ 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定金屬絲的電阻率(同時(shí)練習(xí)使用螺旋測(cè)微器) 實(shí)驗(yàn)：描繪小電珠的伏安特性曲線 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表 第1課時(shí)　電阻定律　歐姆定律 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 1.會(huì)利用電阻定律、歐姆定律進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算與判斷.2.會(huì)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(wèn)題 一、電流 [基礎(chǔ)導(dǎo)引] 關(guān)于電流，判斷下列說(shuō)法的正誤： (1)電荷的運(yùn)動(dòng)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(dòng)速率 (　　) [知識(shí)梳理] 1．電流形成的條件：(1)導(dǎo)體中有能夠自由移動(dòng)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(dòng)的方向________，與負(fù)電荷定向移動(dòng)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(dòng)的速率，S為導(dǎo)體的橫截面積． (3)單位：安培(安)，符號(hào)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(shí)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(shí)，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

5、的電阻與電壓成正比，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(guò)導(dǎo)體的電流的比值 [知識(shí)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IU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(duì)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(duì)電流阻礙作用大小的物理量，電阻大的導(dǎo)體對(duì)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(duì)電流的阻礙作用不一定?。? (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(shuō)明了電阻的決定因素 提供了一種測(cè)定電阻的方法，并不說(shuō)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(cè)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(shí)，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(shí)，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(zhǎng)度l和橫截面積S中只有一個(gè)發(fā)生變化，另一個(gè)不變． (2)l和S同時(shí)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(duì)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(shuō)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(duì)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(shuō)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(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ C．對(duì)應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝ D．對(duì)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(jì)算某個(gè)狀態(tài)下的電功率P＝UI，此時(shí)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(lái)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＝1.6010－19 C．這束質(zhì)子流每秒打到靶上的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______．假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(gè)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(shí)，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v. (1)導(dǎo)體內(nèi)的總電荷量：Q＝nlSq. (2)電荷通過(guò)截面D的時(shí)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(wèn)題．在力學(xué)中我們?cè)?jīng)利用此模型解決風(fēng)能發(fā)電功率問(wèn)題，也是取了一段空氣柱作為研究對(duì)象．請(qǐng)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(zhǎng)直橡膠棒上帶有均 勻分布的負(fù)電荷，設(shè)棒單位長(zhǎng)度內(nèi)所含的電荷量為q，當(dāng)此棒沿軸線 方向做速度為

12、v的勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于棒的運(yùn)動(dòng)而形成的等效電流大 小為 (　　) A．vq B. C．qvS D. A組　對(duì)電流的理解 1．某電解池，如果在1秒鐘內(nèi)共有5.01018個(gè)二價(jià)正離子和1.01019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某橫截面，那么通過(guò)這個(gè)橫截面的電流是 (　　) A．0 B．0.8 A C．1.6 A

13、 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(shí)，通過(guò)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(dòng)的平均速率為v，若將金屬導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng)，使其長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，仍給它兩端加上恒定電壓U，則此時(shí) (　　) A．通過(guò)金屬導(dǎo)線的電流為 B．通過(guò)金屬導(dǎo)線的電流為 C．自由電子定向移動(dòng)的平均速率為 D．自由電子定向移動(dòng)的平均速率為 B組　電阻定律、歐姆定律的應(yīng)用 3．一個(gè)內(nèi)電阻可以忽略的電源，給一個(gè)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(gè)內(nèi)徑大一倍的絕緣圓管子

14、里，那么通過(guò)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(lái)，利用它改變燈的亮度，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．連接A、B使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗 圖5 B．連接A、C使滑動(dòng)觸頭逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變亮 C．連接A、C使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡變暗 D．連接B、C使滑動(dòng)觸頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shuō)法正確的是

15、 (　　) 圖6 A．通過(guò)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(shí)，每秒通過(guò)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(shuō)法中正確的是 (　　) 圖7 A．加5 V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是5 Ω B．加11 V電壓時(shí)，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(shí)規(guī)范訓(xùn)練 (限時(shí)：30分鐘) 1．導(dǎo)

16、體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，對(duì)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(zhǎng)度成正比 B．長(zhǎng)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(guò)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(shuō)法中正確的是 (　　) A．電阻率與導(dǎo)體的長(zhǎng)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(lái)制造電阻溫度計(jì) 3．關(guān)于電流，下列說(shuō)法中正確

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

18、動(dòng)的平均速率加倍 5.如圖1所示是橫截面積、長(zhǎng)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(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)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(gè)自由電子，電子的電荷量為q.此時(shí)電子的定向移動(dòng)速率為v，在Δt時(shí)間內(nèi)，通過(guò)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(guò)程中，電壓U和電流I的關(guān)系與選項(xiàng)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(zhǎng)度分別為L(zhǎng)和2L，串聯(lián)在電路中 時(shí)沿長(zhǎng)度方向電勢(shì)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 D．3

20、∶1 圖3 9．壓敏電阻的阻值會(huì)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(jì)了一個(gè)探究電梯運(yùn)動(dòng)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(shí)電流表示數(shù)為I0；當(dāng)電梯運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表的示 數(shù)I隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖甲、乙、丙、丁所示．則下列說(shuō)法中正確的是 (　　) 　 A．甲圖表示電梯在做勻速直線運(yùn)動(dòng) B．乙圖表示電梯可能向上做勻加速運(yùn)動(dòng) C．丙圖表示電梯可能向上做勻加速運(yùn)動(dòng) D．丁圖表示電梯可能向下做勻減速運(yùn)動(dòng) 圖4 10. 在如圖4所示電路中，AB為粗細(xì)均勻、長(zhǎng)為L(zhǎng)的電阻絲，以

21、A、B 上各點(diǎn)相對(duì)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(shí)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(zhǎng)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(méi)有必然的關(guān)系． 知識(shí)梳理　2.(1)導(dǎo)電性能　(2)①增大　②減小?、劢^對(duì)零度　減小為零 三、 基礎(chǔ)導(dǎo)引　CD 知識(shí)梳理　(1)正比　反比　(2)I＝　(3)金屬　(4)電流I?、偻ㄟ^(guò)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(cè)量電阻的方法，R與U、I都無(wú)關(guān)．公式R＝ρ是電阻的決定式，即電阻率一定時(shí)，R正比于l，反比于S. 課堂探究 例1　40 Ωm 例2　ABD　 例3　6.251015　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(shí)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　 11