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专题19-欧姆定律-电阻定律

专题19 欧姆定律 电阻定律
教学目标：1．理解电流的概念
2．掌握部分电路欧姆定律，理解导体的伏安特性曲线
3．理解电阻和电阻定律
4．知道电阻率与温度的关系
本讲重点：1．欧姆定律
2．电阻定律
本讲难点：欧姆定律和电阻定律的应用
考点点拨：1．电流
2．欧姆定律
3．电阻定律
4．导体的伏安特性曲线
第一课时
（二）重难点阐释
1．电流
对于金属导体有I=nqvS（n为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率，约10 -5m/s，远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率3×108m/s），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。[来源:Z,xx,k.Com]
注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I=q／t计算电流强度时应引起注意。
2．欧姆定律
I
O U O I
U
1 2 1 2
R1<R2 R1>R2
（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。
电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。
3．电阻定律
导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比。
（1）ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是ٞm。
（2）纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
二、高考要点精析
（一）电流[来源:学科网]
☆考点点拨[来源:学科网ZXXK]
注意电流的微观解释。对于金属导体有I=nqvS（n为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率，约10 -5m/s，远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率3×108m/s），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。
注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I=q／t计算电流强度时应引起注意。
【例1】来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。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=_______。
解析：L
4L
质子源
v1 v2
按定义，
由于各处电流相同，设这段长度为L，其中的质子数为n个，
则由。而
☆考点精炼
1．某电解质溶液，如果在1 s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？
（二）欧姆定律
☆考点点拨
[来源:学|科|网Z|X|X|K]
第二课时
（三）电阻定律
☆考点点拨
导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比。
要注意ρ和R的区别。前者描述材料的导电性能，后者描述导体的导电性能。材料的电阻率与温度有关系，金属的电阻率随温度的升高而增大，半导体的电阻率随温度的升高而减小。
【例3】一段均匀导线对折两次后并联在一起，测得其电阻为0.5 Ω，导线原来的电阻多大？若把这根导线的一半均匀拉长为三倍，另一半不变，其电阻是原来的多少倍？
答案：8 Ω；5倍
解析：一段导线对折两次后，变成四段相同的导线，并联后的总电阻为0.5 Ω，设每段导线的电阻为R，则=0.5 Ω，R=2 Ω，所以导线原来的电阻为4R=8 Ω。
若把这根导线的一半均匀拉长为原来的3倍，则这一半的电阻变为4Ω×9=36 Ω，另一半的电阻为4 Ω，所以拉长后的总电阻为40 Ω，是原来的5倍。

【例4】在相距40 km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 Ω，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10 V，电流表的示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远？如下图所示.
☆考点精炼
3．如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm，bc=5 cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流强度为1 A，若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为 （ ）
A．4 A B．2 A
C．A D．A
4．某用电器离电源L m，线路上电流为I A，若要求线路上电压不超过U V，输电线电阻率为ρΩ·m，则该输电线的横截面积需满足什么条件?
（四）导体的伏安特性曲线
I
O U O I
U
1 2 1 2
R1<R2 R1>R2
☆考点点拨
电阻的伏安特性曲线：注意I-U曲线和U-I曲线的区别。还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。
【例5】 实验室用的小灯泡灯丝的I-U特性曲线可用以下哪个图象来表示：
A. B. C. D.
I I I I
o U o U o U o U

解：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，。U越大I-U曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小，选A。
☆考点精炼
5．两电阻R1、R2的伏安特性曲线如右图所示，由图可知：
（1）这两电阻的大小之比R1∶R2为_______
A．1∶3 B．3∶1 C．1∶ D．∶1
（2）当这两个电阻上分别加上相同电压时，通过的电流之比为_______
A．1∶3 B．3∶1 C．1∶ D．∶1

解答二：
由 得 A
又，所以 A

三、考点落实训练
1．关于电流的方向，下列叙述中正确的是 （ ）
A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定
C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同
5．一个标有“220 V、60W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220 V，在此过程中，电压（U）和电流（I）的关系可用图象表示，题中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是 （ ）

6．一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则 （ ）
A．通过导线的电流为 B．通过导线的电流为
C．自由电子定向移动的平均速率为 D．自由电子定向移动的平均速率为
[来源:学+科+网]
发热板
S
B
A
×
×
红
黄
~220V
R2
R1

12．电饭锅的原理图如图所示，煮饭时开关S是闭合的，红色指示灯亮；饭煮熟后（当时的温度大约为103℃）保温时开关S自动断开，黄灯亮。（1）电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁，与电饭锅发热板的等效电阻相比二者的大小应有什么关系？为什么？（2）通常情况下，用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能能否起作用，这是为什么？

考点落实训练参考答案
1．C（电流是有方向的，电流的方向是人为规定的。物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。）
2．A 
3．D 利用I=neSv及R=ρ进行分析.
4．CD
5．ACD
6．BC
7．5 A
8．1.2 A
9．（1）3∶1 （2）3∶1 （3）1∶3
10．64