【步步高】2020年高考物理大一轮 第七章 第1课时 电阻定律　欧姆定律 新人教版选修3-1

【步步高】2020年高考物理大一轮 第七章 第1课时 电阻定律欧姆定律 新人教版选修3-1 考点内容要求考纲解读欧姆定律1.应用串、并联电路规律，闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析2非纯电阻电路的分析与计算，将结合实际问题考查电功和电热的关系能量守恒定律在电路中的应用，是高考命题的热点，多以计算题或选择题的形式出现3稳态、动态含电容电路的分析，以及电路故障的判断分析，多以选择题形式出现4实验及相关电路的设计，几乎已成为每年必考的题型.电阻定律电阻的串、并联电源的电动势和内阻闭合电路的欧姆定律电功率、焦耳定律实验：测定金属丝的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)实验：描绘小电珠的伏安特性曲线实验：测定电源的电动势和内阻实验：练习使用多用电表第1课时电阻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IU图象及UI图象解决有关问题一、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 A1 C/s.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1电阻定律：R，电阻的定义式：R.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金属的电阻率随温度升高而_；半导体的电阻率随温度升高而_；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、欧姆定律基础导引RU/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IU关系图线线性元件：伏安特性曲线是_的电学元件，适用于欧姆定律非线性元件：伏安特性曲线是_的电学元件，_(填适用、不适用)于欧姆定律：R与R有什么不同？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RR区别电阻定律的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体典例剖析例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a1 m，b0.2 m，c0.1 m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其UI图线如图乙所示，当U10 V时，求电解液的电阻率.图1思维突破应用公式R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VlS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典例剖析例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()图3A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RC对应P点，小灯泡的电阻为RD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PUI，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7.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e1.601019 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n1n2_.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：QnlSq.(2)电荷通过截面D的时间：t.(3)电流表达式：InqSv.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图4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 ()Avq B. CqvS D.A组对电流的理解1某电解池，如果在1秒钟内共有5.01018个二价正离子和1.01019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是 ()A0 B0.8 A C1.6 A D3.2 A2一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流强度为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则此时 ()A通过金属导线的电流为B通过金属导线的电流为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B组电阻定律、欧姆定律的应用3一个内电阻可以忽略的电源，给一个绝缘的圆管子内装满的水银供电，电流为0.1 A，若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里，那么通过的电流将是 ()A0.4 A B0.8 AC1.6 A D3.2 A4电位器是变阻器的一种如图5所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯的亮度，下列说法正确的是 ()A连接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗图5B连接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮C连接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗D连接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮C组伏安特性曲线的应用5如图6所示是某导体的IU图线，图中45，下列说法正确的是 ()图6A通过电阻的电流与其两端的电压成正比B此导体的电阻R2 CIU图线的斜率表示电阻的倒数，所以Rcot 451.0 D在R两端加6.0 V电压时，每秒通过电阻截面的电荷量是3.0 C6某导体中的电流随其两端电压的变化如图7所示，则下列说法中正确的是 ()图7A加5 V电压时，导体的电阻约是5 B加11 V电压时，导体的电阻约是1.4 C由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小课时规范训练(限时：30分钟)1导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是 ()A横截面积一定，电阻与导体的长度成正比B长度一定，电阻与导体的横截面积成正比C电压一定，电阻与通过导体的电流成正比D电流一定，电阻与导体两端的电压成反比2下列关于电阻率的说法中正确的是 ()A电阻率与导体的长度以及横截面积有关B电阻率由导体的材料决定，且与温度有关C电阻率大的导体，电阻一定大D有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制造电阻温度计3关于电流，下列说法中正确的是()A导线内自由电子定向移动速率等于电流的传导速率B电子运动的速率越大，电流越大C电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向D在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位A是基本单位4横截面的直径为d、长为l的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向运动的平均速率的影响是()A电压U加倍时，自由电子定向运动的平均速率不变B导线长度l加倍时，自由电子定向运动的平均速率加倍C导线横截面的直径加倍时，自由电子定向运动的平均速率不变D导线横截面的直径加倍时，自由电子定向运动的平均速率加倍5.如图1所示是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的IR图象现将甲、乙串联后接入电路中，则 ()A甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小图1B甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小C在相同时间内，电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少D甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率少6有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速率为v，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为 ()AnvS Bnvt C. D.7一只标有“220 V,60 W”的白炽灯泡，加在其两端的电压U由零逐渐增大到220 V，在这一过程中，电压U和电流I的关系与选项中所给的四种情况比较符合的是 ()图28两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图2所示，则A和B导线的横截面积之比为()A23 B13 C12 D31图39压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某同学利用压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置，该装置的示意图如图3所示，将压敏电阻平放在电梯内，其受压面朝上，在受压面上放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0；当电梯运动时，电流表的示数I随时间t变化的规律如图甲、乙、丙、丁所示则下列说法中正确的是 ()A甲图表示电梯在做匀速直线运动B乙图表示电梯可能向上做匀加速运动C丙图表示电梯可能向上做匀加速运动D丁图表示电梯可能向下做匀减速运动图410. 在如图4所示电路中，AB为粗细均匀、长为L的电阻丝，以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标，各点离A点的距离x为横坐标，则 U随x变化的图线应为 ()复习讲义基础再现一、基础导引(1)(2)(3)(4)知识梳理2.相同相反标量3(1)(2)nqvS二、基础导引导体的电阻由导体自身的长度、横截面积、自身的材料决定，也与温度有一定关系，但与导体中的电流、导体两端的电压没有必然的关系知识梳理2.(1)导电性能(2)增大减小绝对零度减小为零三、基础导引CD知识梳理(1)正比反比(2)I(3)金属(4)电流I通过坐标原点的直线曲线不适用思考：R是电阻的定义式，提供了一种测量电阻的方法，R与U、I都无关公式R是电阻的决定式，即电阻率一定时，R正比于l，反比于S.课堂探究例140 m例2ABD例36.25101521跟踪训练A分组训练1D2BC3C4AD5ABD6AD课时规范训练1A2B3D4C5C6C7B8B9AC10A