最新江苏专版2019高考物理一轮复习第七章恒定电流学案 doc

1 第七章 恒定电流 第1节电流__电阻__电功__电功率

(1)由RU

I知 导体的电阻与导体两端电压成正比与流过导体的电流成反比。(×) (2)根据Iq

t可知I与q成正比。(×) (3)由ρRS

l知导体的电阻率与导体的电阻和横截面积的乘积成正比与导体的长度 成反比。(×)

(4)公式WUIt及QI2Rt适用于任何电路。(√) (5)公式WU2R

tI2Rt只适用于纯电阻电路。(√)

(1)1826年德国物理学家欧姆通过实验得出欧姆定律。

(2)19世纪焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律即焦耳 定律。 2

突破点(一) 电流的理解及其三个表达式的应用 [题点全练]

1.如图所示的电解液接入电路后在t s内有n1个一价正离子通 过溶液内截面S有n2个二价负离子通过溶液内截面S设e为元电 荷则以下关于通过该截面电流的说法正确的是( ) A当n1n2时电流大小为零 B电流方向由A指向B电流I 2n2n1e t

C当n1n2时电流方向由B指向A电流I 2n2n1e t

D当n1n2时电流方向由A指向B电流I n12n2e t

解析选B

由题意可知流过溶液截面的电量 q(n12n2)e则电流I 2n2n1e t 当

n1n2时电流大小不为零故B正确A、C、D错误。

2(2018·威海模拟)一根长为L、横截面积为S的金属棒其电阻率为ρ。棒内单位体

积内的自由电子数为n电子的电荷量为e在棒两端加上恒定电压U时棒内产生电流自由电子定向移动的速率为( ) A.U

neρL B.USneρL C.USneρL2 D.Uneρ

则

解析选A 根据电阻定律有RρL

S则由欧姆定律可知电流为IURUSρL再根 据InevS可得vI

neSUneρL故A正确B、C、D错误。 [题后悟通]

三个电流表达式的比较 公式 适用范围 字母含义 公式含义

定义式 Iq t

一切电路

q为时间t内通过导体横截面 的电荷量 q

t反映了I的大小但 不能说I∝qI∝ 1t 微观式 InqSv

一切电路 n导体单位体积内的自由电 荷数

从微观上看n、q、S、v决定了I的大小 3 q每个自由电荷的电荷量 S导体横截面积 v电荷定向移动速率 决定式 IU R

金属、电解

液 U导体两端的电压

R导体本身的电阻 I由U、R决定 I∝U I∝ 1R

突破点(

二) 电阻、电阻定律的理解与应用 1电阻与电阻率的区别

(1)电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小而电阻率则反映制作导体的材料导电性能的 好坏。

(2)导体的电阻大电阻率不一定大它的导电性能不一定差导体的电阻率小电阻不 一定小即它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比较 公式 决定式 定义式 Rρl S RUI

区别 指明了电阻的决定因

素 提供了一种测定电阻的方法电阻与U和I无关 适用于粗细均匀的金属导体和分

布均匀的导电介质 适用于任何纯电阻导体

相同点 都不能反映电阻的实质 (要用微观理论解释)

[典例] [多选](2018·江苏启东模拟)一根粗细均匀的金属导线在其两端加上电压U0时通过导线的电流为I0导线中自由电子定向移动的平均速率为v若将导线均匀拉长 使它的横截面半径变为原来的 1 2

再给它两端加上电压2U0则( ) A通过导线的电流为I08

B通过导线的电流为I016

C导线中自由电子定向移动的速率为v4 4 D导线中自由电子定向移动的速率为v2

[思路点拨]

本题应根据电阻定律Rρl

S结合欧姆定律IUR和电流的微观表达式IneSv进行分析。 [解析]

将金属导线均匀拉长因半径变为原来的一半则横截面积变为原来的 1 4

其长

度变为原来的4倍根据电阻定律Rρl

S分析可知电阻变为原来的16倍又电压变为2U0 根据欧姆定律IU R可知电流变为I08

A正确B错误根据电流的微观表达式InevS其 中n、e不变电流变为原来的 1 8

横截面积变为原来的 1 4

则自由电子定向移动的平均速率变 为v2

C错误D正确。 [答案] AD

[方法规律] 导体变形后电阻的分析方法

某一导体的形状改变后讨论其电阻变化应抓住以下三点

(1)导体的电阻率不变。

(2)导体的体积不变由VlS可知l与S成反比。 (3)在ρ、l、S都确定之后应用电阻定律Rρl S求解。 [集训冲关]

1.(2018·镇江模拟)有两个同种材料制成的导体两导体为横截 面为正方形的柱体柱体高均为h大柱体柱截面边长为a小柱体

柱截面边长为b则( ) A从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为a∶b B从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为1∶1

C若电流方向竖直向下大柱体与小柱体的电阻之比为a∶b D若电流方向竖直向下大柱体与小柱体的电阻之比为a2∶b2 解析选B 从图示方向看根据电阻定律可知R1 ρa ah

ρhR2ρb bh

ρh故两电阻

相等比值为1∶1故A错误B正确。若电流竖直向下则根据电阻定律有R1 ρh

a2R2 ρh

b2故R1∶R2b2∶a2故C、D错误。

2两根完全相同的金属裸导线如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍把另一根对5 折后绞合起来然后给它们分别加上相同电压后则在相同时间内通过它们的电荷量之比为 ( )

A1∶4 B1∶8 C1∶16 D16∶1 解析选C

对于第一根导线均匀拉长到原来的2倍则其横截面积必然变为原来的 1 2

由电阻定律可得其电阻变为原来的4倍第二根导线对折后长度变为原来的 1 2

横截面积变

为原来的2倍故其电阻变为原来的 1 4

。给上述变化后的裸导线加上相同的电压由欧姆定律 得I1U4RI2U R/4 4U

R由Iqt可知在相同时间内电荷量之比q1∶q2I1∶I21∶16。