2020屆高考物理一輪 專(zhuān)題19 歐姆定律 電阻定律學(xué)案 新課標(biāo)

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1、2020屆高三新課標(biāo)物理一輪原創(chuàng)精品學(xué)案 專(zhuān)題19 歐姆定律 電阻定律 教學(xué)目標(biāo):1.理解電流的概念 2.掌握部分電路歐姆定律,理解導(dǎo)體的伏安特性曲線(xiàn) 3.理解電阻和電阻定律 4.知道電阻率與溫度的關(guān)系 本講重點(diǎn):1.歐姆定律 2.電阻定律 本講難點(diǎn):歐姆定律和電阻定律的應(yīng)用 考點(diǎn)點(diǎn)撥:1.電流 2.歐姆定律 3.電阻定律 4.導(dǎo)體的伏安特性曲線(xiàn) 第一課時(shí) (二)重難點(diǎn)闡釋 1.電流 對(duì)于金屬導(dǎo)體有I=nqvS(n為單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù),S為導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積,v為自由電子的定向移動(dòng)速率,約10 -5m/s,遠(yuǎn)小于電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s,更小于電場(chǎng)的傳

2、播速率3×108m/s),這個(gè)公式只適用于金屬導(dǎo)體,千萬(wàn)不要到處套用。 注意:在電解液導(dǎo)電時(shí),是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流,在用公式I=q/t計(jì)算電流強(qiáng)度時(shí)應(yīng)引起注意。 2.歐姆定律 I O U O I U 1 2 1 2 R1R2 (適用于金屬導(dǎo)體和電解液,不適用于氣體導(dǎo)電)。 電阻的伏安特性曲線(xiàn):注意I-U曲線(xiàn)和U-I曲線(xiàn)的區(qū)別。還要注意:當(dāng)考慮到電阻率隨溫度的變化時(shí),電阻的伏安特性曲線(xiàn)不再是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)。 3.電阻定律 導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度l成正比,跟它的橫截面積S成反比。 (

3、1)ρ是反映材料導(dǎo)電性能的物理量,叫材料的電阻率(反映該材料的性質(zhì),不是每根具體的導(dǎo)線(xiàn)的性質(zhì))。單位是Ω?m。 (2)純金屬的電阻率小,合金的電阻率大。 二、高考要點(diǎn)精析 (一)電流 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 注意電流的微觀(guān)解釋。對(duì)于金屬導(dǎo)體有I=nqvS(n為單位體積內(nèi)的自由電子個(gè)數(shù),S為導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積,v為自由電子的定向移動(dòng)速率,約10 -5m/s,遠(yuǎn)小于電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率105m/s,更小于電場(chǎng)的傳播速率3×108m/s),這個(gè)公式只適用于金屬導(dǎo)體,千萬(wàn)不要到處套用。 注意:在電解液導(dǎo)電時(shí),是正負(fù)離子向相反方向定向移動(dòng)形成電流,在用公式I=q/t計(jì)算電流強(qiáng)度時(shí)應(yīng)引起注意。 【例1】來(lái)自

4、質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)一加速電壓為800kV的直線(xiàn)加速器加速,形成電流強(qiáng)度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流。已知質(zhì)子電荷e=1.60×10-19C。這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為_(kāi)________。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的,在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處,各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流,其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2,則n1∶n2=_______。 解析:L 4L 質(zhì)子源 v1 v2 按定義, 由于各處電流相同,設(shè)這段長(zhǎng)度為L(zhǎng),其中的質(zhì)子數(shù)為n個(gè), 則由。而 ☆考點(diǎn)精煉 1.某電解質(zhì)溶液,如果在1 s內(nèi)共有5.0×

5、1018個(gè)二價(jià)正離子和1.0×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某橫截面,那么通過(guò)電解質(zhì)溶液的電流強(qiáng)度是多大? (二)歐姆定律 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 第二課時(shí) (三)電阻定律 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 導(dǎo)體的電阻R跟它的長(zhǎng)度L成正比,跟它的橫截面積S成反比。 要注意ρ和R的區(qū)別。前者描述材料的導(dǎo)電性能,后者描述導(dǎo)體的導(dǎo)電性能。材料的電阻率與溫度有關(guān)系,金屬的電阻率隨溫度的升高而增大,半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而減小。 【例3】一段均勻?qū)Ь€(xiàn)對(duì)折兩次后并聯(lián)在一起,測(cè)得其電阻為0.5 Ω,導(dǎo)線(xiàn)原來(lái)的電阻多大?若把這根導(dǎo)線(xiàn)的一半均勻拉長(zhǎng)為三倍,另一半不變,其電阻是原來(lái)的多少倍? 答案:8 Ω;5倍 解析:一段導(dǎo)

6、線(xiàn)對(duì)折兩次后,變成四段相同的導(dǎo)線(xiàn),并聯(lián)后的總電阻為0.5 Ω,設(shè)每段導(dǎo)線(xiàn)的電阻為R,則=0.5 Ω,R=2 Ω,所以導(dǎo)線(xiàn)原來(lái)的電阻為4R=8 Ω。 若把這根導(dǎo)線(xiàn)的一半均勻拉長(zhǎng)為原來(lái)的3倍,則這一半的電阻變?yōu)?Ω×9=36 Ω,另一半的電阻為4 Ω,所以拉長(zhǎng)后的總電阻為40 Ω,是原來(lái)的5倍。 【例4】在相距40 km的A、B兩地架兩條輸電線(xiàn),電阻共為800 Ω,如果在A(yíng)、B間的某處發(fā)生短路,這時(shí)接在A(yíng)處的電壓表示數(shù)為10 V,電流表的示數(shù)為40 mA,求發(fā)生短路處距A處有多遠(yuǎn)?如下圖所示. ☆考點(diǎn)精煉 3.如圖所示,厚薄均勻的矩形金屬薄片邊長(zhǎng)ab=10 cm,bc=5 cm,當(dāng)

7、將A與B接入電壓為U的電路中時(shí),電流強(qiáng)度為1 A,若將C與D接入電壓為U的電路中,則電流為 ( ) A.4 A B.2 A C.A D.A 4.某用電器離電源L m,線(xiàn)路上電流為I A,若要求線(xiàn)路上電壓不超過(guò)U V,輸電線(xiàn)電阻率為ρΩ·m,則該輸電線(xiàn)的橫截面積需滿(mǎn)足什么條件? (四)導(dǎo)體的伏安特性曲線(xiàn) I O U O I U 1 2 1 2 R1R2 ☆考點(diǎn)點(diǎn)撥 電阻的伏安特性曲線(xiàn):注意I-U曲線(xiàn)和U-I曲線(xiàn)的區(qū)別。還要注意:當(dāng)考慮到電阻率隨溫度的變化時(shí),電阻的伏安特性曲線(xiàn)不

8、再是過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)。 【例5】 實(shí)驗(yàn)室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線(xiàn)可用以下哪個(gè)圖象來(lái)表示: A. B. C. D. I I I I o U o U o U o U 解:燈絲在通電后一定會(huì)發(fā)熱,當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)才會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光,這時(shí)溫度能達(dá)到很高,因此必須考慮到燈絲的電阻將隨溫

9、度的變化而變化。隨著電壓的升高,電流增大,燈絲的電功率將會(huì)增大,溫度升高,電阻率也將隨之增大,電阻增大,。U越大I-U曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)點(diǎn)于原點(diǎn)連線(xiàn)的斜率必然越小,選A。 ☆考點(diǎn)精煉 5.兩電阻R1、R2的伏安特性曲線(xiàn)如右圖所示,由圖可知: (1)這兩電阻的大小之比R1∶R2為_(kāi)______ A.1∶3 B.3∶1 C.1∶ D.∶1 (2)當(dāng)這兩個(gè)電阻上分別加上相同電壓時(shí),通過(guò)的電流之比為_(kāi)______ A.1∶3 B.3∶1 C.1∶ D.∶1 解答二: 由 得 A 又,所以 A 三、考點(diǎn)落實(shí)訓(xùn)練 1.關(guān)于電流的方向,下列敘述中正確的是 ( ) A

10、.金屬導(dǎo)體中電流的方向就是自由電子定向移動(dòng)的方向 B.在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負(fù)離子,電流方向不能確定 C.不論何種導(dǎo)體,電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向 D.電流的方向有時(shí)與正電荷定向移動(dòng)的方向相同,有時(shí)與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相同 5.一個(gè)標(biāo)有“220 V、60W”的白熾燈泡,加上的電壓U由零逐漸增大到220 V,在此過(guò)程中,電壓(U)和電流(I)的關(guān)系可用圖象表示,題中給出的四個(gè)圖線(xiàn)中,肯定不符合實(shí)際的是 ( ) 6.一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)線(xiàn),兩端加上電壓U時(shí),通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)中的電流強(qiáng)度為I,導(dǎo)線(xiàn)中自由電子定向移動(dòng)的平均速度為v,若導(dǎo)線(xiàn)均勻拉長(zhǎng),使其半徑變?yōu)樵瓉?lái)的,再

11、給它兩端加上電壓U,則 ( ) A.通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電流為 B.通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電流為 C.自由電子定向移動(dòng)的平均速率為 D.自由電子定向移動(dòng)的平均速率為 發(fā)熱板 S B A × × 紅 黃 ~220V R2 R1 12.電飯鍋的原理圖如圖所示,煮飯時(shí)開(kāi)關(guān)S是閉合的,紅色指示燈亮;飯煮熟后(當(dāng)時(shí)的溫度大約為103℃)保溫時(shí)開(kāi)關(guān)S自動(dòng)斷開(kāi),黃燈亮。(1)電阻R1的作用是保護(hù)紅色指示燈不致因電流過(guò)大而燒毀,與電飯鍋發(fā)熱板的等效電阻相比二者的大小應(yīng)有什么關(guān)系?為什么?(2)通常情況下,用這種電飯鍋燒水時(shí)它的自動(dòng)斷電功能能否起作用,這是為什么? 考點(diǎn)落實(shí)訓(xùn)練參考答案 1.C(電流是有方向的,電流的方向是人為規(guī)定的。物理上規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?,則負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向一定與電流的方向相反。) 2.A  3.D 利用I=neSv及R=ρ進(jìn)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

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