教科版物理高考第一輪復(fù)習(xí)——電阻定律與歐姆定律（學(xué)案）

1、.年 級高三學(xué) 科物理版 本教育科學(xué)版內(nèi)容標(biāo)題高考第一輪復(fù)習(xí)電阻定律與歐姆定律問題綜合一、教學(xué)內(nèi)容：高考第一輪復(fù)習(xí)電阻定律與歐姆定律問題綜合二、學(xué)習(xí)目的：1. 掌握電流的概念及其特點(diǎn)，可以在詳細(xì)問題中靈敏運(yùn)用歐姆定律分析電路的構(gòu)造特點(diǎn)及相關(guān)物理量。2. 掌握電阻定律的內(nèi)容及其本質(zhì)，突出理解電阻定律在實(shí)驗(yàn)過程中所表達(dá)的物理思想。3. 重點(diǎn)掌握伏安特性曲線類習(xí)題的解題思路和方法。考點(diǎn)地位：本節(jié)的內(nèi)容是電學(xué)理論的根底，在高考中占有相當(dāng)重要的地位，近幾年的高考中，電學(xué)實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)考察的重點(diǎn)，學(xué)習(xí)好這部分的內(nèi)容是理解好電學(xué)實(shí)驗(yàn)的根底，本部分內(nèi)容在高考中既可以通過選擇或計算題的形式單獨(dú)考察知識點(diǎn)，可以把本部

2、分的內(nèi)容與電學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合在一起考察，如對于電路構(gòu)造的分析，對于伏安特性曲線問題的考察，都是近幾年高考的熱點(diǎn)。一電流1. 定義：電荷的定向挪動形成電流. 注：此處的“電荷指自由電子、正電荷、負(fù)電荷. 電荷的無規(guī)那么運(yùn)動形不成電流，只有定向挪動才能形成電流. 2. 形成電流的條件：導(dǎo)體兩端存在電壓；存在可自由挪動的電荷. 3. 電流的方向：規(guī)定正電荷定向挪動的方向?yàn)殡娏鞯姆较? 如電流是靠自由電子的定向挪動形成的，那么電流方向與自由電子的定向挪動方向相反. 4. 電流的定義式：，其中Q是通過導(dǎo)體截面的電荷量. 在國際單位制中電流的單位是安培. .5. 電流的微觀本質(zhì)：如下圖，AD表示粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)

3、體l，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向挪動的速率為v，設(shè)導(dǎo)體橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q. AD導(dǎo)體中的自由電荷總數(shù)：N=nlS總電荷量：Q=Nq=nlSq所有這些電荷都通過橫截面D所需要的時間：導(dǎo)體AD中的電流：由此可見，從微觀上看，電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、電荷量、定向挪動速度，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān). 問題1、電流概念的理解及其微觀表達(dá)式的運(yùn)用：如以下圖所示電解池內(nèi)有一價離子的電解液，在時間ts通過溶液截面S的正離子數(shù)為n1，負(fù)離子數(shù)為n2，設(shè)元電荷電量為e，那么以下說法正確的選項(xiàng)是 A. 溶液內(nèi)電流方向從A到B，電流

4、強(qiáng)度為B. 溶液內(nèi)電流方向從B到A，電流強(qiáng)度為C. 溶液內(nèi)正、負(fù)離子反方向挪動，產(chǎn)生的電流互相抵消D. 溶液內(nèi)電流方向從A到B，電流強(qiáng)度為答案：D變式1：在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。電子的電量為e、質(zhì)量為m，那么在剛射出加速電場時，一小段長為的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是 A. B. C. D. 答案：B二電阻、電阻定律1. 電阻1定義：導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體中的電流的比值叫導(dǎo)體的電阻. 2定義式：. 3單位：歐姆，國際符號. 注：對給定的導(dǎo)體，它的電阻是一定的，因此，不管導(dǎo)體兩端有無電壓，電壓大

5、小如何，電阻是一定的；不管導(dǎo)體內(nèi)是否有電流流過，電流強(qiáng)弱如何，電阻是一定的，所以不能說電阻與電壓成正比，與電流大小成反比. 2. 電阻定律1公式：注意：電阻是導(dǎo)體本身的屬性，跟導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流無關(guān)。2電阻率計算公式：與物體的長度l、橫截面積S無關(guān)，由物體的材料決定，與溫度有關(guān). 物理意義：反映了材料對電流的阻礙作用，在數(shù)值上等于用這種材料制成1m長、截面積為1m2的導(dǎo)線的電阻值。與溫度的關(guān)系：有些材料如金屬的電阻率隨溫度的升高而增大，有些材料如絕緣體、半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小，也有些材料如錳銅、康銅的電阻率幾乎不受溫度的影響. 當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時，某種材料的電阻率突然減

6、小到零，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象，處于這種狀態(tài)的導(dǎo)體叫超導(dǎo)體. 問題2、電阻定律的理解與運(yùn)用問題：如下圖，厚薄均勻的矩形金屬片，邊長ab=10cm，bc=5cm，當(dāng)A與B間接入的電壓為U時，電流為1A，當(dāng)C與D間接入的電壓為U時，其電流為 A. 4AB. 2AC. 0.5AD. 0.25A答案：A變式2：如圖，某一導(dǎo)體的形狀為長方體，其長、寬、高之比為。在此長方體的上下、左右四個面上分別通過導(dǎo)線引出四個接線柱1、2、3、4。在1、2兩端加上恒定的電壓U，通過導(dǎo)體的電流為I1；在3、4兩端加上恒定的電壓U，通過導(dǎo)體的電流為I2，求I1：I2。解析：1、2兩端加上恒定的電壓U時，導(dǎo)體的長度是c，橫截面積

7、是ab；3、4兩端加上恒定的電壓U時，導(dǎo)體的長度是a，橫截面積是bc，所以兩種情況下導(dǎo)體的電阻之比為4：25，又兩種情況下電壓相等，由歐姆定律可得，.答案：25：4變式3：材料的電阻率隨溫度變化的規(guī)律為，其中稱為電阻溫度系數(shù)，是材料在t=0時的電阻率. 在一定的溫度范圍內(nèi)是與溫度無關(guān)的常量. 金屬的電阻一般隨溫度的增加而增加，具有正溫度系數(shù)；而某些非金屬如碳等那么相反，具有負(fù)溫度系數(shù)，利用具有正負(fù)溫度系數(shù)的兩種材料的互補(bǔ)特性，可制成阻值在一定溫度范圍內(nèi)不隨溫度變化的電阻. ：在0時，銅的電阻率為，碳的電阻率為；在0附近，銅的電阻溫度系數(shù)為，碳的電阻溫度系數(shù)為。將橫截面積一樣的碳棒與銅棒串接成長

8、1.0m的導(dǎo)體，要求其電阻在0附近不隨溫度變化，求所需碳棒的長度忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化. 分析：主要考察電阻定律、電阻與溫度的關(guān)系。解析：設(shè)所需碳棒的長度為L1，電阻率為，電阻溫度系數(shù)為；銅棒的長度為L2，電阻率為，電阻溫度系數(shù)為。根據(jù)題意有式中、分別為碳和銅在0時的電阻率。設(shè)碳棒的電阻為R1，銅棒的電阻為R2，有式中S為碳棒與銅棒的橫截面積。碳棒與銅棒連接成的導(dǎo)體的總電阻和總長度分別為式中聯(lián)立以上各式得要使R不隨t變化，式中t的系數(shù)必須為零，即聯(lián)立式得代入數(shù)據(jù)解得三部分電路的歐姆定律：1內(nèi)容：導(dǎo)體中電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比。公式為或?qū)懗蒛=IR。2適用范圍：只適用

9、于金屬、電解液導(dǎo)電，不適用于氣體導(dǎo)電；只適用于純電阻電路，不適用于非純電阻電路。3伏安特性：線性電學(xué)元件的伏安特性在I-U圖上是過原點(diǎn)的直線而非線性電學(xué)元件的I-U圖線不是直線。電阻恒定不變的導(dǎo)體，它的伏安特性曲線是直線，如圖中a、b兩直線所示，直線的斜率等于電阻的倒數(shù)，斜率大的電阻小。電阻因外界條件變化而變化的導(dǎo)體，它的伏安特性曲線是曲線，如圖中c所示，曲線c隨電壓的增大，曲線上的任一點(diǎn)與原點(diǎn)的連線的斜率變大，那么對應(yīng)的導(dǎo)體電阻減小。問題3、部分電路的歐姆定律的應(yīng)用問題：AB兩地間鋪有通訊電纜，長為L，它是由兩條并在一起彼此絕緣的均勻?qū)Ь€組成的，通常稱為雙線電纜，在一次事故中經(jīng)檢查斷定是電纜

10、上某處的絕緣保護(hù)層損壞，導(dǎo)致兩導(dǎo)線之間漏電，相當(dāng)于該處電纜的兩導(dǎo)線之間接了一個電阻，檢查人員經(jīng)過下面的測量，可以確定損壞的位置：1令B端雙線斷開，在A處測出雙線兩端的電阻RA；2A端的雙線斷開，在B處測出雙線兩端的電阻RB；3在A端的雙線間加一電壓UA，在B端的雙線間用內(nèi)阻很大的電壓表測量出兩線間電壓UB。試由以上測量結(jié)果確定害處的位置。解析：設(shè)雙線電纜每單位長度電阻為r、漏電處電阻為R，漏電處距A端為x，等效電路如以下圖所示，由電阻定律： 由歐姆定律： 解以上三式，消去r、R得答案：變式4：一個T型電路如下圖，電路中的電阻R110，R2120，R3=40。另有一測試電源，電動勢為100V，內(nèi)

11、阻忽略不計。那么 A. 當(dāng)cd端短路時，ab之間的等效電阻是40B. 當(dāng)ab端短路時，cd之間的等效電阻是40C. 當(dāng)ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為80VD. 當(dāng)cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓為80V答案：AC問題4、歐姆定律及伏安特性曲線的綜合：以下圖甲為某一熱敏電阻電阻隨溫度的改變而改變，且對溫度很敏感的I-U關(guān)系曲線圖：在圖乙所示的電路中，電源電壓恒為9V，電流表讀數(shù)為70mA，定值電阻，由熱敏電阻的I-U關(guān)系曲線圖可知，熱敏電阻兩端的電壓為_V，電阻的阻值為_。解析：由圖甲可以看出，熱敏電阻的阻值不是定值，因此，對于此題中的兩個問題，必須通過圖象才能順利求解。如圖乙電路，可求得通過電阻的電流強(qiáng)度，從而得出通過和熱敏電阻中的電流強(qiáng)度。再由圖甲所示的I-U關(guān)系曲線圖，讀出當(dāng)通過熱敏電阻中的電流強(qiáng)度為34mA時對應(yīng)的電壓值為5.2V。最后求出電阻的阻值為。答案：5.2112變式5：小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如下圖，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，那么以下說法中正確的選項(xiàng)是 A. 隨