高中物理選修3-1部分電路歐姆定律

1、部分電路歐姆定律學(xué)習(xí)目標(biāo).明確導(dǎo)體電阻的決定因素，能夠從實(shí)驗和理論的兩個方而理解電阻定律，能夠熟練地運(yùn)用電阻 定律進(jìn)行計算。.理解部分電路歐姆定律的意義，適用條件并能熟練地運(yùn)用。.金屬導(dǎo)體中電流決定式的推導(dǎo)和一些等效電流的計算。.線性元件和非線性元件的區(qū)別以及部分電路歐姆定律的適用條件?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、電阻定義及意義要點(diǎn)進(jìn)階：.導(dǎo)體電阻的定義及單位導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫做導(dǎo)體的電阻，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體本身性質(zhì)有關(guān)，與電壓、電流均無關(guān)。（1）定義：導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流大小之比叫導(dǎo)體的電阻。（2）公式：R斗.（3）單位：歐姆（。），常用單位還有千歐（k。）、兆歐（M。）.lQ=10-3

2、k2=10-6M.物理意義反映導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。說明：導(dǎo)體對電流的阻礙作用，是由于自由電荷在導(dǎo)體中做定向運(yùn)動時，跟導(dǎo)體中的金屬正離子或原子 相碰撞發(fā)生的。電流流經(jīng)導(dǎo)體時，導(dǎo)體兩端出現(xiàn)電壓降，同時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?；鸲W(xué)提供了測量電阻大小的方法，但導(dǎo)體對電流的這種阻礙作用是由導(dǎo)體本身性質(zhì)決定的，與 所加的電壓，通過的電流均無關(guān)系，決不能錯誤地認(rèn)為“導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與電流 成反比。”對R = g,因U與/成正比，所以R=?.要點(diǎn)二、電阻定律要點(diǎn)進(jìn)階.電阻定律的內(nèi)容及適用對象（1）內(nèi)容：同種材料制成的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度/成正比，與它的橫截面積S成反比：導(dǎo)體 電阻與構(gòu)成

3、它的材料有關(guān)。（2）公式：Rp.S說明：式中/是沿電流方向?qū)w的長度，S是垂直電流方向的橫截而積，P是材料的電阻率。（3）適用條件：溫度一定，粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體或濃度均勻的電解質(zhì)溶液。說明：電阻定律是通過大量實(shí)驗得出的規(guī)律，是電阻的決定式，導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，由導(dǎo)體本身的因素決定。.電阻率的意義及特性（1）物理意義：電阻率。是一個反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性，與導(dǎo)體的 形狀、大小無關(guān)。（2）大?。簆=拳.說明：各種材料的電阻率在數(shù)值上等于用該材料制成的長度為1m，橫截面積為In?的導(dǎo)體的電阻。（3）單位是歐姆米，符號為。m.（4）電阻率與溫度的關(guān)系：各種材料的

4、電阻率都隨溫度的變化而變化。金屬的電阻率隨溫度升高而增大，可用于制造電阻溫度計。有些合金如鎰銅、鍥銅的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，可用來制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。各種金屬中，銀的電阻率最小，其次是銅、鋁，合金的電阻率大于組成它的任何一種純金屬的電坦餐要點(diǎn)三、部分電路歐姆定律要點(diǎn)進(jìn)階.歐姆定律的內(nèi)容及表達(dá)公式（1）內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比。（2）公式：/ =.R.定律的適用條件及注意事項（1）運(yùn)用條件：金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電的純電阻電路（不含電動機(jī)、電解槽、電源的電路）。（2）注意事項歐姆定律中說到的電流、導(dǎo)體兩端的電壓、電阻都是對應(yīng)同一導(dǎo)體在同一時刻的物理量。歐姆定律不適用

5、于氣體導(dǎo)電。用歐姆定律可解決的問題：4.用來求導(dǎo)體中的電流。氏計算導(dǎo)體兩端應(yīng)該加多大電壓。c.測定導(dǎo)體的電啊要點(diǎn)四.元件的伏安特性曲線要點(diǎn)進(jìn)階.伏安特性曲線的定義及意義定義：建立平面直角坐標(biāo)系，用縱軸表示電流/,用橫軸表示電壓U,畫出導(dǎo)體的/-U圖線叫做 導(dǎo)體的伏安特性曲線，在/-。圖線中，圖線的斜率表示導(dǎo)體電阻的倒數(shù)，圖線斜率越大，電阻越小：斜率越小，電阻越大。同弓在U/圖線中，圖線的斜率表示電阻，.線性元件與非線性元件（1）線性元件：當(dāng)導(dǎo)體的伏安特性曲線為過原點(diǎn)的直線，即電流與電壓成正比的線性關(guān)系，具有 這種特點(diǎn)的元件稱為線性元件，如金屬導(dǎo)體、電解液等。（2）非線性元件：伏安特性曲線不是直

6、線的，即電流與電壓不成正比的電學(xué)元件，稱為非線性元 件，如氣態(tài)導(dǎo)體，二極管等。.小燈泡的伏安特性曲線小燈泡的伏安特性曲線.二極管的伏安特性曲線及特點(diǎn)二極管在伏安特性曲線，如圖所示:10反向電壓/v .4, .邛，0三_/坦理血電U 5正向電壓八，二極管在伏安特性曲線（1）二極管具有單向?qū)蛐?，加正向電壓時，二極管電阻較小，通過二極管的電流較大；加反向 電壓時，二極管的電阻較大，通過二極管的電流很小.（2）由圖象可以看出隨電壓的增大，圖線的斜率在增大，表示其電阻隨電壓升高而減小?！镜湫屠}】類型一、電阻定律例L兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線，如果把其中一根均勻的拉長到原來的兩倍，把另一根導(dǎo)線對折后絞

7、合起來，則它們的電阻之比為多少？【變式】將截而均勻、長為電阻為R的金屬導(dǎo)線截去4,再拉長至心 則導(dǎo)線電阻變?yōu)椋ǎ?nD.nRa.3歐姆定律的基本應(yīng)用例2.若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?/5時，導(dǎo)體中的電流減小了 0.4A .如果所加電壓變?yōu)?原來的2倍，則導(dǎo)體中的電流為多大？【變式1】如圖所示電路，當(dāng)兩端接入100伏特的電壓時，c、d兩端為20伏，當(dāng)c、兩 TOC o 1-5 h z 端接入100伏特電壓時，、兩端電壓為50伏，則與：&:是（）a o1I_I-IocR 1 R3出7,A IAbe1I-1_iio(lA.4：2：1B, 2：1：1C.3：2：1D, 1：2：1電器獲得4伏特的

8、電壓，變阻器的滑動觸頭應(yīng)在（C.中點(diǎn)處【變式2】如圖所示，滑動變阻器的總電阻R=3千歐，電壓U=10伏，想使一個阻值為3千歐的用d.位置p(bp = Lab)3由伏安曲線進(jìn)行分析計算例3.如圖所示為通過某小燈泡的電流與其兩端的電壓關(guān)系圖線，試分析計算出其電壓為5V、10V時小燈泡的電阻，并說明電阻的變化規(guī)律?！咀兪?】兩電阻鳥、&的電流/和電壓U的關(guān)系圖線如圖所示，可知電阻大小之比與：&等于c. i：JT d. 61【變式2】如圖所示對應(yīng)的兩個導(dǎo)體：（1）電阻關(guān)系與：&為:（2）若兩個導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度相等（不為零）時，電壓之比q : u戶：（3）若兩個導(dǎo)體兩端的電壓相等（不為零）時，電流強(qiáng)度之

9、比人：/k類4部分電路歐姆定律的綜合應(yīng)用例4.如圖所示電路，已知凡=30，& =15。，6=3。，&=60C，& =90Q , A、B間 的電壓U一定，求：（1）電鍵K斷開時A、6間的總電阻RA8及用與&上的電壓之比G : U?是多少？K閉合時與q : 是多少?【變式1如圖所示的電路中，各電阻的阻值已標(biāo)出，當(dāng)輸入電壓48=110丫時，輸出電壓 Ucd=V.91=-1=1|9八卷 R R UCDI【變式2】如圖電路，已知/=3A, 4=2A, R = 10Q , & =5。，& =3OC,則通過電流表【變式3把“6V,3W”和“10V,6W”的兩個電阻串聯(lián)起來，在兩端允許加的最大電壓值是多 少伏

10、？能夠通過的最大電流為多少安？【變式4】如圖所示電路中，4個電阻阻值均為R ,電鍵S閉合時，有質(zhì)量為小帶電量為q的小球 靜止于水平放置的平行板電容器的正中間,現(xiàn)在斷開電鍵S,這個帶電小球便向平行板電容器的一個極 板運(yùn)動，并與該極板碰撞.碰撞過程中小球沒有機(jī)械能損失，只是碰撞后小球所帶電量發(fā)生變化，所帶 電荷的性質(zhì)與該板所帶電荷相同.碰撞后小球恰好能運(yùn)動至另一極板.設(shè)兩極板間距離為“，不計電源內(nèi) 阻.問：(1)電源電動勢上多大？(2)小球與極板碰撞后所帶電量/為多少？綜合應(yīng)用例5.如圖所示的電路中，凡=4W, &= 6W,電源內(nèi)阻，=0.6W,電源的輸出功率為37.6W,電源消耗的總功率為40W

11、,求:(1)電源電動勢七(2)電阻與，電功率A8點(diǎn)接地，A、C兩點(diǎn)的電勢必和先分別為多少?【變式1】如圖所示電路，名=3000。，伏特表V、的內(nèi)阻為6000。,伏特表Vb的內(nèi)阻為30000已知(1) &斷開，K2接A時，電壓表的讀數(shù)是4V; (2) &接通，K?接A時電壓表的讀數(shù)是8V：(3)接通，&接B時，電壓表的讀數(shù)是7.5V。求電源的電動勢E和&0【變式2】一個燈泡L,標(biāo)有“6V,12W”字樣，一臺直流電動機(jī)M,其線圈電阻為2W,把L與 何并聯(lián)，當(dāng)電動機(jī)正常工作時，燈泡也正常發(fā)光：把L與M串聯(lián)，當(dāng)電動機(jī)正常工作時，燈泡的實(shí)際 功率是額定功率的3/4。求這臺電動機(jī)正常工作時轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功

12、率。（假定燈泡燈絲電阻保持不變）【變式3】把一直流電動機(jī)接入0.2V電壓的電路時，電動機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動機(jī)的電流是0.4A, 若把它接入2V電壓的電路中，電動機(jī)正常工作，工作電流是1A。求：1）電動機(jī)正常工作時的輸出功率。（2）如在正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，此時電動機(jī)的發(fā)熱功率多大？（提示：電動機(jī)在電路中 轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動時為純電阻用電器）【變式4】在如圖圖示的電路中，電源電壓U=15V,電阻修、&、處的阻值均為10Q，S為單刀三 擲電鍵，求下列各種情況下電壓表的讀數(shù)：（1）電鍵S接隊（2）電鍵S接A.（3）電鍵S接。.【變式5】“加速度計”作為測定物體運(yùn)動加速度的儀器，已被廣泛應(yīng)用。如圖1所示

13、為應(yīng)變式加速 度計的原理圖，其中支架A8固定在待測系統(tǒng)上，滑塊穿在A6之間的光滑水平桿上，并用輕彈簧連接 在A端，其下端有一活動臂能使滑片尸在滑動變阻器上自由滑動.隨著系統(tǒng)沿水平方向做變速運(yùn)動，滑 塊相對于支架將發(fā)生位移，并通過電路轉(zhuǎn)換成電信號從電壓表輸出。已知電壓表量程為10V,滑塊質(zhì)量 /H=0.10kg,彈簧的勁度系數(shù)攵= 20N/m,電源電動勢石=12V,內(nèi)電阻不計。滑動變阻器R總的電阻值為R=40C,有效總長度/=8.0cm0當(dāng)待測系統(tǒng)靜止時，滑片P位于變阻器R的中點(diǎn)，取A f8 方向為速度正方向。（1）確定該加速度比測量加速度的范II九（2）為保證電壓表能正常使用，電阻凡的阻值至少

14、為多大？（3）根據(jù)凡的最小值，寫出待測系統(tǒng)沿A f 8做變速運(yùn)動時，電壓表輸出電壓與加速度。的 關(guān)系式。（4）根據(jù)R。的最小值，將電壓表盤上的電壓刻度改成相應(yīng)的加速度刻度，將對應(yīng)的加速度填入圖 2中電壓表盤的小圈內(nèi)?！眷柟叹毩?xí)】一、選擇題.某同學(xué)做三種導(dǎo)電元件的導(dǎo)電性實(shí)驗，他根據(jù)所測數(shù)據(jù)，分別繪制了三種元件的/-U圖象，如圖 所示.下列判斷正確的是（）A.只有乙圖象是正確的B.甲、丙圖象是曲線，肯定誤差太大C.甲、丙為非線性元件，乙為線性元件D.甲、乙、丙三個圖象都可能是正確的，并不一定有較大誤差.小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，加在燈泡兩端的電壓較小時，通過燈泡的電流也較小, 燈絲的溫度

15、較低.加在燈泡兩端的電壓較大時，通過燈泡的電流也較大，燈絲的溫度較高.已知一只燈 泡兩端的電壓為IV時，通過燈泡的電流為0.5 A,燈泡兩端的電壓為3 V時，通過燈泡的電流是1A； 則當(dāng)燈泡兩端電壓為2V時，通過燈泡的電流可能是（）A. 0.5 A B. 0.6AC. 0.8A D. 1 A.一只標(biāo)有“220V60W”的白熾燈泡，加上的電壓U由零逐漸增大到220V.在此過程中，電壓U和電流，的關(guān)系可用圖線表示.在如圖所示的四個圖線中，肯定不符合實(shí)際的是（）正比，其大小可以表示成kv a是恒量）.（1）電場力和碰撞的阻力相平衡時, ekUeUelUA. B. C.Iklk（2）設(shè)單位體積的自由電

16、子數(shù)為,A.envB.enlvC. envS D. enlv.在研究長度為/、橫截而積為S的均勻?qū)w中自由電子的移動時，在導(dǎo)體兩端加上電壓U,于是 導(dǎo)體中有勻強(qiáng)電場產(chǎn)生，在導(dǎo)體中移動的自由電子受勻強(qiáng)電場作用而加速，和做熱運(yùn)動的陽離子碰撞而 減速，這樣邊反復(fù)碰撞邊向前移動，可以認(rèn)為阻礙電子向前運(yùn)動的阻力大小與電子移動的平均速率v成導(dǎo)體中的電子的速率v成為一定值.這一定值是（）D. elkU自由電子在導(dǎo)體中以一定速率1，運(yùn)動時，流過該導(dǎo)體中的電流（ ）5. 一根金屬導(dǎo)線，電阻為兄若將它均勻拉長到原來的2倍，則現(xiàn)在的電阻為（）A. R/ B. R C. 2R D. 4斤6.如圖所示，用電池點(diǎn)亮幾個相

17、同的小燈泡，以下說法正確的是（）A.當(dāng)接入電路的電燈盞數(shù)越多，電池內(nèi)部的發(fā)熱功率越大B.當(dāng)接入電路的電燈盞數(shù)越多，電池內(nèi)部的發(fā)熱功率越小C.當(dāng)接入電路的電燈盞數(shù)越多，已接入電路的電燈會越亮D.當(dāng)接入電路的電燈盞數(shù)越多，要使燈的亮度保持不變，變阻器后的滑片要向左移.如圖7 2 22所示，用兩節(jié)干電池（內(nèi)阻不能忽略）點(diǎn)亮幾個小燈泡，當(dāng)逐一閉合開關(guān)，接入燈泡 多時，以下說法錯誤的是（）A.燈少時各燈較亮，燈多時各燈較暗B.各燈兩端電壓燈多時較低C.通過電池的電流燈多時較大D.電池輸出功率燈多時一定較大.如圖所示的電路中，已知電容Ci=C2,電阻R尸R2,電源內(nèi)阻不計。A.當(dāng)開關(guān)S斷開時，電容器G、C

18、2都不帶電.當(dāng)開關(guān)S斷開時，電容器Ci、C?帶電量相同C.當(dāng)開關(guān)S閉合時，電容器Ci、C2帶電量相同D.電容器G在開關(guān)S閉合時帶電量比斷開時帶電量少一半8.如圖所示，直線A為電源的圖線，曲線8為燈泡電阻的圖線，則以F說法正確的是（）A.由圖線A,電源的電動勢為3V,內(nèi)阻為2。.由圖線A,當(dāng)電流為2A時，電源輸出功率為4WC.由圖線B,隨著燈泡兩端電壓增大，燈泡的電阻是增大的D.由圖線B,當(dāng)燈泡兩端電壓為2V時，電阻為1C.9.如圖所示的電路中，O點(diǎn)接地，當(dāng)原來斷開的開關(guān)K閉合時，則下列說法正確的是（）A.電路中的總電流強(qiáng)度會增大B.電源路端電壓會增大A點(diǎn)電勢會升高B點(diǎn)電勢會升高10.絕緣細(xì)線將質(zhì)量為，、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部.閉合電小球靜止時受到懸線的拉力為F.調(diào)節(jié)凡、必，關(guān)于廠的大小判斷正確的是