高中物理第二章直流電路第1講歐姆定律

第二章直流電路第1講歐姆定律1/321.知道形成電流條件，了解電流定義式I＝

，并能分析相關(guān)問題.2.掌握歐姆定律內(nèi)容及其適用范圍.3.知道導(dǎo)體伏安特征和I－U圖像，并經(jīng)過描繪小燈泡伏安特征曲線掌握利用分壓電路改變電壓技巧.目標(biāo)定位2/32二、歐姆定律電阻三、伏安特征曲線對(duì)點(diǎn)檢測(cè)自查自糾欄目索引一、電流3/321.自由電荷：導(dǎo)體中可

電荷，稱為自由電荷.金屬中自由電荷是

；電解質(zhì)溶液中自由電荷是可自由運(yùn)動(dòng)

.2.形成電流條件：

、

.3.電流(1)定義：經(jīng)過導(dǎo)體橫截面

跟經(jīng)過這些電荷所用時(shí)間

比值.答案一、電流知識(shí)梳理(2)定義式：I＝.自由運(yùn)動(dòng)自由電子正負(fù)離子導(dǎo)體中有自由電荷導(dǎo)體內(nèi)存在電場(chǎng)電荷量qt4/32(3)單位：國際單位是

；慣用單位還有毫安(mA)和微安(μA)等，1mA＝

A,1μA＝

A.(4)方向：電流是標(biāo)量，但有方向.導(dǎo)體內(nèi)

定向移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较?，即電流方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)方向

.答案10－310－6正電荷相反安培(A)5/32(5)電流強(qiáng)度微觀解釋①如圖1所表示，導(dǎo)體長為l，兩端加一定電壓，導(dǎo)體中自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)速率為v，導(dǎo)體橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷電荷量為q.圖16/32答案②導(dǎo)體AD中自由電荷總數(shù)：N＝

.總電荷量Q＝Nq＝

.這些電荷都經(jīng)過橫截面D所需要時(shí)間：t＝

.由q＝It可得，導(dǎo)體AD中電流為I＝

＝

，即導(dǎo)體中電流取決于n、q、S、v.4.直流和恒定電流

不隨時(shí)間改變電流叫做直流，

都不隨時(shí)間改變電流叫做恒定電流.nlSnlSqnqSv方向和強(qiáng)弱方向7/32判斷以下說法是否正確，并說明理由.(1)電流有方向，所以說電流是矢量.答案【深度思索】答案不正確，電流計(jì)算遵照代數(shù)運(yùn)算法則，所以是標(biāo)量.8/32例1在某種帶有一價(jià)離子水溶液中，正、負(fù)離子在定向移動(dòng)，方向如圖2所表示.假如測(cè)得2s內(nèi)分別有1.0×1018個(gè)正離子和1.0×1018個(gè)負(fù)離子經(jīng)過溶液內(nèi)部橫截面M，則溶液中電流方向怎樣？電流為多大？典例精析解析答案圖2總結(jié)提升9/32解析水溶液中導(dǎo)電是自由移動(dòng)正、負(fù)離子，它們?cè)陔妶?chǎng)作用下向相反方向定向移動(dòng).電學(xué)中要求，電流方向?yàn)檎姾啥ㄏ蛞苿?dòng)方向，所以溶液中電流方向與正離子定向移動(dòng)方向相同，即由A指向B.每個(gè)離子電荷量是e＝1.60×10－19C.該水溶液導(dǎo)電時(shí)負(fù)離子由B向A運(yùn)動(dòng)，負(fù)離子定向移動(dòng)能夠等效看做是正離子反方向定向移動(dòng).所以，一定時(shí)間內(nèi)經(jīng)過橫截面M電荷量應(yīng)該是正、負(fù)兩種離子電荷量絕對(duì)值之和.答案由A指向B

0.16A總結(jié)提升10/32總結(jié)提升對(duì)金屬來講，是自由電子定向移動(dòng)，q為經(jīng)過橫截面自由電子電荷量.對(duì)電解質(zhì)溶液來講，是正、負(fù)離子同時(shí)向相反方向定向移動(dòng)，q為正、負(fù)離子電荷量絕對(duì)值之和.11/32例2銅摩爾質(zhì)量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個(gè)自由電子，每個(gè)自由電子電荷量為e，今有一根橫截面積為S銅導(dǎo)線，經(jīng)過電流為I時(shí)，電子定向移動(dòng)平均速率為(

)解析答案總結(jié)提升返回12/32答案D總結(jié)提升返回13/32總結(jié)提升(1)電流微觀表示式I＝nqSv，其中n為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)，q為每個(gè)自由電荷電荷量，S為導(dǎo)體橫截面積，v為自由電荷定向移動(dòng)速率.即從微觀上看，電流取決于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)、每個(gè)自由電荷電荷量、自由電荷定向移動(dòng)速率大小，還與導(dǎo)體橫截面積相關(guān).(2)區(qū)分三種速率：①電子定向移動(dòng)速率：電流就是由電荷定向移動(dòng)形成.電流I＝nqSv中v就是電荷定向移動(dòng)速率，大小約為10－5m/s.②電子熱運(yùn)動(dòng)速率：導(dǎo)體內(nèi)部電子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不能形成電流，大小約為105m/s.③電流傳導(dǎo)速率：等于光速.返回14/321.電阻(1)定義：

和

比值是一個(gè)跟導(dǎo)體本身性質(zhì)相關(guān)量，我們稱之為電阻.(2)定義式：R＝

.(3)單位：國際單位制：歐姆，簡(jiǎn)稱歐，符號(hào)是Ω.慣用單位還有千歐和兆歐等，1kΩ＝

Ω；1MΩ＝

Ω.答案知識(shí)梳理二、歐姆定律電阻電壓U電流I10310615/322.歐姆定律(1)經(jīng)過電流I跟導(dǎo)體兩端

成正比，跟導(dǎo)體

成反比.(2)公式：I＝

.(3)適用條件：適合用于

和

導(dǎo)電，不適于

和半導(dǎo)體.答案電壓U電阻R金屬電解質(zhì)溶液氣體16/32導(dǎo)體兩端電壓為零時(shí)，導(dǎo)體電阻也為零嗎？導(dǎo)體兩端電壓增大時(shí)，電阻也會(huì)增大嗎？答案【深度思索】答案電阻是導(dǎo)體本身固有屬性，利用電壓和電流計(jì)算電阻只是一個(gè)比值定義法，電壓為零時(shí)，導(dǎo)體電阻不為零；同理，電壓增大時(shí)，電阻不變.17/32例3對(duì)于歐姆定律了解，以下說法中正確是(

)A.由I＝

，經(jīng)過電阻電流跟它兩端電壓成正比，跟它電阻成反比B.由U＝IR，對(duì)一定導(dǎo)體，經(jīng)過它電流越大，它兩端電壓也越大C.由R＝

，導(dǎo)體電阻跟它兩端電壓成正比，跟經(jīng)過它電流成

反比D.對(duì)一定導(dǎo)體，它兩端電壓與經(jīng)過它電流比值保持不變典例精析解析答案總結(jié)提升返回18/32解析依據(jù)歐姆定律可知，經(jīng)過電阻電流跟它兩端電壓成正比，跟它電阻成反比，A正確；對(duì)一定導(dǎo)體，它兩端電壓與經(jīng)過它電流比值保持不變，即電阻不變，電流與電壓成正比，經(jīng)過它電流越大，它兩端電壓也越大，B、D正確；導(dǎo)體電阻與電壓大小無關(guān)，是由導(dǎo)體本身決定，C錯(cuò)誤.故選A、B、D.答案ABD總結(jié)提升返回19/32返回總結(jié)提升20/321.伏安特征曲線：經(jīng)過某種電學(xué)元件

隨

改變圖線叫做這種元件伏安特征曲線.2.線性元件：伏安特征曲線是經(jīng)過

元件，其電阻為

，這種元件叫線性元件.3.非線性元件：伏安特征曲線

元件，叫非線性元件.答案三、伏安特征曲線知識(shí)梳理電流電壓坐標(biāo)原點(diǎn)直線定值不是直線21/32金屬導(dǎo)體電阻隨溫度升高會(huì)增大，它伏安特征曲線是向上彎曲還是向下彎曲？答案【深度思索】答案金屬導(dǎo)體電阻隨溫度升高而增大，所以它電阻增大，依據(jù)I－U圖像上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率能夠反應(yīng)出電阻倒數(shù)，所以圖線向下彎曲.22/32(1)電阻R1∶R2為多少？例4如圖3所表示圖像所對(duì)應(yīng)兩個(gè)導(dǎo)體：典例精析解析答案圖3答案3∶1

23/32(2)若兩個(gè)導(dǎo)體中電流相等(不為零)時(shí)，電壓之比U1∶U2為多少？解析答案圖3解析由歐姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2，因?yàn)镮1＝I2，則U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1.答案3∶1

24/32解析答案圖3總結(jié)提升(3)若兩個(gè)導(dǎo)體中電壓相等(不為零)時(shí)，電流之比I1∶I2為多少？因?yàn)閁1＝U2，則I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3.答案1∶3返回25/32總結(jié)提升I－U圖像與U－I圖像區(qū)分(1)坐標(biāo)軸意義不一樣：I－U圖像中，橫坐標(biāo)表示電壓U、縱坐標(biāo)表示電流I；U－I圖像中，橫坐標(biāo)表示電流I，縱坐標(biāo)表示電壓U.(2)圖線斜率意義不一樣.I－U圖像中，若圖像為直線斜率表示電阻倒數(shù)，若圖像是曲線，則曲線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率表示電阻倒數(shù)，曲線上各點(diǎn)切線斜率無意義.U－I圖像中，若圖像是直線，斜率表示電阻，若圖像是曲線，曲線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率表示電阻.返回26/32解析答案對(duì)點(diǎn)檢測(cè)1234A.1500個(gè) B.9.375×1019個(gè)C.9.375×1021個(gè) D.9.375×1020個(gè)C27/322.(電流微觀意義)如圖4所表示，一根橫截面積為S均勻長直橡膠棒上帶有均勻負(fù)電荷，每單位長度上電荷量為q，當(dāng)此棒沿軸線方向做速度為v勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)榘暨\(yùn)動(dòng)而形成等效電流大小為(

)解析答案1234圖4A28/323.(對(duì)歐姆定律了解)已知用電器A電阻是用電器B電阻2倍，加在A上電壓是加在B上電壓二分之一，那么經(jīng)過A和B電流IA和IB關(guān)系是(

)解析答案1234D29/324．(對(duì)伏安特