2022年高三物理復(fù)習(xí) 第7章 電阻定律 部分電路歐姆定律學(xué)案
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1、2022年高三物理復(fù)習(xí) 第7章 電阻定律 部分電路歐姆定律學(xué)案 一、概念規(guī)律題組 1.下列說法中正確的是( ) A.導(dǎo)體中只要電荷運(yùn)動(dòng)就形成電流 B.在國(guó)際單位制中,電流的單位是A C.電流有方向,它是一個(gè)矢量 D.任何物體,只要其兩端電勢(shì)差不為零,就有電流存在 E.根據(jù)I=q/t,可知I與q成正比 2.(xx·廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)模塊考試)有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線,流經(jīng)其中的電流為I,設(shè)每單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子,每個(gè)自由電子的電荷量為q,此時(shí)電子定向移動(dòng)的速率為v,則在Δt時(shí)間內(nèi),通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為( ) A.nvSΔt B.nvΔt
2、C. D. 3.關(guān)于導(dǎo)體的電阻及電阻率的說法中,正確的是( ) A.由R=ρ知,導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度l、電阻率ρ成正比,與橫截面積S成反比 B.由R=可知,導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比 C.將一根導(dǎo)線一分為二,則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來(lái)的二分之一 D.某些金屬、合金和化合物的電阻率隨溫度降低會(huì)突然減小為零,這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象.發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象時(shí),溫度不為絕對(duì)零度 4.根據(jù)歐姆定律,下列說法中正確的是( ) A.從關(guān)系式U=IR可知,導(dǎo)體兩端的電壓U由通過它的電流I和它的電阻R共同決定 B.從關(guān)系式R=U/I可知,導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成
3、正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比 C.從關(guān)系式I=U/R可知,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比 D.從關(guān)系式R=U/I可知,對(duì)一個(gè)確定的導(dǎo)體來(lái)說,所加的電壓跟通過導(dǎo)體的電流的比值是一定值 二、思想方法題組 5.兩根完全相同的金屬裸導(dǎo)線,如果把其中的一根均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍,把另一根對(duì)折后絞合起來(lái),然后給它們分別加相同電壓后,則在同一時(shí)間內(nèi)通過它們的電荷量之比為( ) A.1∶4 B.1∶8 C.1∶16 D.16∶1 6. 圖1 某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化,如圖1所示,則下列說法中正確的是( ) A.加5 V電壓時(shí),導(dǎo)體
4、的電阻約是5 Ω B.加11 V電壓時(shí),導(dǎo)體的電阻約是1.4 Ω C.由圖可知,隨著電壓的增大,導(dǎo)體的電阻不斷減小 D.由圖可知,隨著電壓的減小,導(dǎo)體的電阻不斷減小 一、電流的微觀解釋 1.電流的微觀表達(dá)式 圖2 (1)建立微觀模型:如圖2所示,粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體長(zhǎng)為l,橫截面積為S,導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q,當(dāng)導(dǎo)體兩端加上一定的電壓時(shí),導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v. (2)在時(shí)間t內(nèi)有長(zhǎng)度l=vt的自由電荷全部通過了截面D. (3)這些電荷的總電荷量為Q=nvt·S·q. (4)電流的表達(dá)式:I==nqSv. (5)結(jié)
5、論:從微觀上看,電流由導(dǎo)體中自由電荷的密度、電荷定向移動(dòng)的速率、導(dǎo)體的橫截面積共同決定. 2.與電流有關(guān)的三種速率的比較 名稱 電荷定向移動(dòng)速率 電流的傳導(dǎo)速率 電荷無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速率 概念 自由電荷沿某一方向運(yùn)動(dòng)的速率 電場(chǎng)的傳播速率 自由電荷做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速率 速率大小 金屬導(dǎo)體中約為10-5 m/s 等于光速3×108 m/s 約為105 m/s 【例1】 (xx·江蘇鎮(zhèn)江模擬)一根粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)線,兩端加上恒定電壓U時(shí),通過金屬導(dǎo)線的電流為I,金屬導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的平均速率為v,若將金屬導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng),使其長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,仍給它兩端加上恒定電壓U,則
6、此時(shí)( ) A.通過金屬導(dǎo)線的電流為 B.通過金屬導(dǎo)線的電流為 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 二、對(duì)電阻、電阻率的理解 1.電阻與電阻率的區(qū)別 (1)電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量.電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量. (2)導(dǎo)體電阻與電阻率無(wú)直接關(guān)系,即電阻大,電阻率不一定大;電阻率小,電阻不一定?。? (3)金屬的電阻率隨溫度的升高而增大. 2.電阻的定義式和決定式對(duì)比 公式 R= R=ρ 適用條件 適用于任何純電阻導(dǎo)體 只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解液 字母含義 U:導(dǎo)體兩端的電壓
7、I:通過導(dǎo)體的電流 ρ:材料電阻率 l:沿電流方向?qū)w的長(zhǎng)度 S:垂直電流方向?qū)w的橫截面積 公式含義 反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用,不能說R∝U、R∝ R的決定式,R由ρ、l、S共同決定 3.應(yīng)用電阻定律的解題技巧 R=ρ是電阻的決定式,對(duì)于同一段導(dǎo)體,l與S往往是相關(guān)聯(lián)的,分析求解時(shí)應(yīng)全面考慮. 【例2】 如圖3甲所示為一測(cè)量電解液電阻率的玻璃容器,P、Q為電極,設(shè)a=1 m,b=0.2 m,c=0.1 m,當(dāng)里面注滿某電解液,且P、Q加上電壓后,其U-I圖象如圖乙所示,當(dāng)U=10 V時(shí),求電解液的電阻率ρ. 圖3 [規(guī)范思維]
8、 [針對(duì)訓(xùn)練1] (xx·廣東理科基礎(chǔ)·5)導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),對(duì)于同種材料的導(dǎo)體,下列表述正確的是( ) A.橫截面積一定,電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比 B.長(zhǎng)度一定,電阻與導(dǎo)體的橫截面積成正比 C.電壓一定,電阻與通過導(dǎo)體的電流成正比 D.電流一定,電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成反比 [針對(duì)訓(xùn)練2] 金屬材料的電阻率有以下特點(diǎn):一般而言,純金屬的電阻率小,合金的電阻率大;有的金屬的電阻率隨溫度變化而顯著變化,有的合金的電阻率幾乎不受溫度的影響.根據(jù)以上的信息,判斷下列說法中正確的是( ) A.連接電路用的導(dǎo)線一般用合金來(lái)制作 B.
9、電爐、電熱器的電阻絲一般用合金來(lái)制作 C.電阻溫度計(jì)一般用電阻率幾乎不受溫度影響的合金來(lái)制作 D.標(biāo)準(zhǔn)電阻一般用電阻率隨溫度變化而顯著變化的金屬材料制作 三、歐姆定律及伏安特性曲線的應(yīng)用 1.歐姆定律 (1)公式I=,是電流的決定式,I正比于電壓,反比于電阻. (2)公式中的I、U和R三個(gè)量必須對(duì)應(yīng)同一段電路或同一段導(dǎo)體. (3)適用范圍:適用于金屬、電解液等純電阻電路.對(duì)于氣體導(dǎo)電,含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等非純電阻電路不適用. 2.對(duì)伏安特性曲線的理解(如圖4甲、乙所示) 圖4 (1)圖線a、e、d、f表示線性元件,b、c表示非線性元件. (2)在圖甲中,斜率表示電阻的
10、大小,斜率越大,電阻越大,Ra>Re.
在圖乙中,斜率表示電阻倒數(shù)的大?。甭试酱螅娮柙叫?,Rd 11、然發(fā)光;電流表從示數(shù)不為零到線圈燒斷
d.電珠L(zhǎng)不亮;電流表從示數(shù)增大到線圈燒斷
圖5
與上述a、b、c、d四種現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的電路序號(hào)為( )
A.③①②④ B.③④②①
C.③①④② D.②①④③
[規(guī)范思維]
【例4】 在如圖6甲所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為3.0 V,內(nèi)阻不計(jì),L1、L2、L3為3個(gè)相同規(guī)格的小燈泡,這種小燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示.當(dāng)開關(guān)閉合后,下列關(guān)于電路中的燈泡的判斷中,正確的是( )
圖6
A.燈泡L1的電阻為12 Ω
B.通過燈泡L1的電流為燈泡L2的電流的2倍
C.由圖乙看出,燈泡的電阻率隨 12、著所加電壓U的增加而變小
D.燈泡L2消耗的電功率為0.30 W
[規(guī)范思維]
[針對(duì)訓(xùn)練3] 通過某一金屬氧化物制成的導(dǎo)體棒P中的電流遵循I=KU3的規(guī)律,其中K=0.02 A/V3,現(xiàn)將該導(dǎo)體棒P與一個(gè)遵從歐姆定律的電阻器Q串聯(lián)在一起后,接在一個(gè)兩端電壓為6.0 V的電源上,電路中的電流為0.16 A,所串聯(lián)的電阻器Q的阻值是多少?
【基礎(chǔ)演練】
1.(xx·南京模擬)
圖7
溫度能明顯地影響金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能,如圖7所示的圖線分別為某金屬導(dǎo)體和某半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的關(guān)系曲線,則( ) 13、
A.圖線1反映半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變化關(guān)系
B.圖線2反映金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化關(guān)系
C.圖線1反映金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化關(guān)系
D.圖線2反映半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的變化關(guān)系
2.下列說法中正確的是( )
A.由R=可知,導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體中的電流成反比
B.由I=可知,通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比
C.導(dǎo)體的電阻率由導(dǎo)體本身的物理?xiàng)l件決定,與溫度無(wú)關(guān)
D.歐姆定律I=,不僅適用于純電阻電路,對(duì)于非純電阻電路也適用
3.下列說法中,錯(cuò)誤的是( )
A.每種金屬都有確定的電阻率,電阻率不隨溫度變化
B.導(dǎo)線 14、越細(xì)越長(zhǎng),其電阻率也越大
C.一般金屬的電阻率,都隨溫度升高而增大
D.測(cè)電阻率時(shí),為了提高精度,通過導(dǎo)線的電流要足夠大,而且要等到穩(wěn)定一段時(shí)間后才可讀數(shù)
4.某用電器與供電電源的距離為L(zhǎng),線路上的電流為I,若要求線路上的電壓降不超過U,已知輸電導(dǎo)線的電阻率為ρ,那么,該輸電導(dǎo)線的橫截面積的最小值是( )
A. B. C. D.
5.(xx·鎮(zhèn)江模擬)用一穩(wěn)壓電源給裝在一個(gè)圓管子內(nèi)的水銀通電,電流為0.1 A,若把全部水銀倒在一個(gè)內(nèi)徑大一倍的管子里,那么通過水銀的電流將是( )
A.1.6 A B.0.8 A C.0.4 A D. 15、3.2 A
6.
圖8
在如圖8所示電路中,AB為粗細(xì)均勻,長(zhǎng)為L(zhǎng)的電阻絲,以AB上各點(diǎn)相對(duì)A點(diǎn)的電壓為縱坐標(biāo),各點(diǎn)離A點(diǎn)的距離x為橫坐標(biāo),則U隨x變化的圖線應(yīng)為下圖中的( )
【能力提升】
7.
圖9
如圖9所示,兩個(gè)截面不同,長(zhǎng)度相等的均勻銅棒接在電路中,兩端電壓為U,則( )
A.通過兩棒的電流不相等
B.兩棒的自由電子定向移動(dòng)的平均速率不同
C.兩棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度不同,細(xì)棒內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)E1大于粗棒內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)E2
D.細(xì)棒的電壓U1大于粗棒的電壓U2
8.
圖10
小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖10所示,P為圖線上一點(diǎn),PN為圖線的 16、切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線,下列說法中正確的是( )
A.隨著所加電壓的增大,小燈泡的電阻增大
B.對(duì)應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的電阻為R=
C.對(duì)應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的電阻為R=
D.對(duì)應(yīng)P點(diǎn),小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍“面積”
題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
9.(xx·寧波模擬)如圖11所示為某一熱敏電阻(電阻值隨溫度的改變而改變,且對(duì)溫度很敏感)的I-U關(guān)系曲線圖.
圖11
(1)為了通過測(cè)量得到圖11所示I-U關(guān)系的完整曲線,在圖12甲和乙兩個(gè)電路中應(yīng)選擇的是圖________;
簡(jiǎn)要說明理由: 17、________;(已知電源電動(dòng)勢(shì)為9 V,內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器的阻值為0~100 Ω)
(2)在圖丙電路中,電源電壓恒為9 V,電流表讀數(shù)為70 mA,定值電阻R1=250 Ω.由熱敏電阻的I-U關(guān)系曲線可知,熱敏電阻兩端的電壓為________V;電阻R2的阻值為________Ω;
圖12
10.
圖13
有一種“電測(cè)井”技術(shù),用鉆頭在地上鉆孔,通過在鉆孔中進(jìn)行電特性測(cè)量,可以反映地下的有關(guān)情況,如圖13所示為一鉆孔,其形狀為圓柱體,半徑為10 cm,設(shè)里面充滿濃度均勻的鹽水,其電阻率ρ=0.314 Ω·m,現(xiàn)在鉆孔的上表面和底部加上電壓測(cè)得U=100 V,I=100 18、mA.求該鉆孔的深度.
11.大氣中存在可自由運(yùn)動(dòng)的帶電粒子,其密度隨距地面高度的增加而增大,可以把離地面50 km以下的大氣看做是具有一定程度漏電的均勻絕緣體(即電阻率較大的物質(zhì));離地面50 km以上的大氣則可看做是帶電粒子密度非常高的良導(dǎo)體,地球本身帶負(fù)電,其周圍空間存在電場(chǎng).離地面l=50 km處與地面之間的電勢(shì)差約為U=3.0×105 V.由于電場(chǎng)的作用,地球處于放電狀態(tài).但大氣中頻繁發(fā)生雷暴又對(duì)地球充電,從而保證了地球周圍電場(chǎng)恒定不變,統(tǒng)計(jì)表明,雷暴每秒帶給地球的平均電荷量約為q=1 800 C.試估算大氣電阻率ρ和地球漏電功率P.(已 19、知地球半徑r=6 400 km,結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
學(xué)案32 電阻定律 部分電路歐姆定律
【課前雙基回扣】
1.B [自由電荷定向移動(dòng)才形成電流,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.形成電流的條件是導(dǎo)體兩端保持有一定的電勢(shì)差,且必須是導(dǎo)體,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.電流有方向,但它是標(biāo)量,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.I=q/t只是電流的定義式,它與q、t皆無(wú)關(guān),顯然E項(xiàng)是錯(cuò)誤的.正確選項(xiàng)為B.]
2.AC [此題考查對(duì)電流公式I=q/t的理解及電流的微觀表達(dá)式I=nqvS的理解.在Δt時(shí)間內(nèi),以速度v移動(dòng)的電子在銅導(dǎo)線中經(jīng)過的長(zhǎng)度為vΔt,由于銅導(dǎo)線的橫截面積為S,則在Δt時(shí)間內(nèi),電子經(jīng)過的導(dǎo)線體積為vΔtS 20、.又由于單位體積的導(dǎo)線中有n個(gè)自由電子,在Δt時(shí)間內(nèi),通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為nvSΔt,故A正確.由于流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I,則在Δt時(shí)間內(nèi),流經(jīng)導(dǎo)線的電荷量為IΔt,而電子的電荷量為q,則Δt時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為,故C也正確.]
3.AD [導(dǎo)體的電阻率由材料本身的性質(zhì)決定,并隨溫度的變化而變化,導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān),與導(dǎo)體兩端的電壓及導(dǎo)體中的電流無(wú)關(guān),A對(duì),B、C錯(cuò).電阻率反映材料的導(dǎo)電性能,電阻率常與溫度有關(guān),并存在超導(dǎo)現(xiàn)象.絕對(duì)零度只能接近,不可能達(dá)到,D對(duì).]
4.CD [U=IR和I=的意義不同,可以說I由U和R共同決定,但不能說U由I 21、和R共同決定,因?yàn)殡娏鳟a(chǎn)生的條件是導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差,故A錯(cuò),C對(duì);可以利用R=計(jì)算導(dǎo)體的電阻,但R與U和I無(wú)關(guān).故B錯(cuò),D對(duì).正確選項(xiàng)為C、D.]
5.C [本題應(yīng)根據(jù)導(dǎo)體的電阻R=ρl/S,歐姆定律R=U/I和電流定義式I=q/t求解.
對(duì)于第一根導(dǎo)線,均勻拉長(zhǎng)到原來(lái)的2倍,則其橫截面積必然變?yōu)樵瓉?lái)的1/2,由導(dǎo)體的電阻公式可知其電阻變?yōu)樵瓉?lái)的4倍.
第二根導(dǎo)線對(duì)折后,長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的1/2,橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,故其電阻變?yōu)樵瓉?lái)的1/4.
給上述變化后的裸導(dǎo)線加上相同的電壓,由歐姆定律得:
I1=,I2==4U/R
由I=q/t可知,在同一時(shí)間內(nèi),電荷量之比q1∶q2=I1∶ 22、I2=1∶16
故C項(xiàng)正確.]
6.AD [對(duì)某些導(dǎo)電器材,其伏安特性曲線不是直線,但曲線上某一點(diǎn)的值仍表示該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電阻值.本題中給出的導(dǎo)體在加5 V電壓時(shí),值為5,所以此時(shí)電阻為5 Ω;當(dāng)電壓增大時(shí),值增大,即電阻增大,綜合判斷可知A、D項(xiàng)正確.]
思維提升
1.電流雖然有方向,但它是標(biāo)量.
2.在電解液導(dǎo)電中,既有正電荷的定向移動(dòng),也有負(fù)電荷的定向移動(dòng).公式I=中的q應(yīng)是通過某一橫截面的正負(fù)電荷量絕對(duì)值之和.
3.R=只是定義式,電阻R是導(dǎo)體本身的一種屬性,與U及I無(wú)關(guān).不能說R正比于U,反比于I.
4.電阻率是反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量,是導(dǎo)體材料本身的屬性.
電阻 23、率與溫度的關(guān)系
(1)金屬的電阻率隨溫度升高而增大.
(2)半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小.
(3)超導(dǎo)體:當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí),某些材料的電阻率突然減小為零成為超導(dǎo)體.
5.在I-U圖線上,某點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線的斜率表示此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電阻的倒數(shù).
【核心考點(diǎn)突破】
例1 BC [金屬導(dǎo)線均勻拉長(zhǎng),使其長(zhǎng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,橫截面積變?yōu)樵瓉?lái)的,電阻變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,兩端加上恒定電壓U,則通過金屬導(dǎo)線的電流為,A錯(cuò)誤,B正確.根據(jù)I=nqSv可知自由電子定向移動(dòng)的平均速率為,C正確,D錯(cuò)誤.]
例2 40 Ω·m
解析 由題圖乙可求得電解液的電阻為
R== Ω=2 000 Ω.
24、
由題圖甲可知電解液長(zhǎng)為:l=a=1 m,
截面積為:S=bc=0.02 m2.
結(jié)合電阻定律R=ρ
得ρ== Ω·m.=40 Ω·m.
[規(guī)范思維] (1)在圖象中,要利用R=而不是R=求R.
(2)利用R=ρ求ρ時(shí),要根據(jù)電流正確判斷l(xiāng)、S,沿電流方向?qū)w的長(zhǎng)度為l,垂直于電流方向的橫截面積才是S.
例3 A [圖①是滑動(dòng)變阻器的分壓式接法,向右滑動(dòng)觸頭,電珠兩端電壓增大,亮度增加,根據(jù)電珠與滑動(dòng)變阻器串并聯(lián)情況可知,總阻值逐漸減小,電流表示數(shù)增大,此種情況與b對(duì)應(yīng).②中電流表將電珠短路,電珠不亮,當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值很小時(shí),電流表線圈燒斷,電珠不再被短路而發(fā)光,此種情況與 25、c對(duì)應(yīng).③中電壓表與電珠串聯(lián),電珠處電流幾乎為零,不亮,電流表示數(shù)幾乎為零,此種情況與a對(duì)應(yīng).④中電壓表與電珠串聯(lián),電珠不亮,當(dāng)滑動(dòng)觸頭滑至接近右端時(shí),電流表兩端電壓過大,電流表線圈被燒斷,此種情況與d對(duì)應(yīng).綜上可知,選項(xiàng)A正確.]
[規(guī)范思維] 掌握串并聯(lián)電路的規(guī)律,特別是“串聯(lián)分壓,并聯(lián)分流”的規(guī)律,是正確分析本題的關(guān)鍵.另外,滑動(dòng)變阻器分壓接法和限流接法的不同點(diǎn)也應(yīng)熟知.
例4 AD [L1兩端的電壓為3 V,由圖乙知,通過L1的電流為0.25 A,所以L1的電阻為12 Ω,A選項(xiàng)正確;L2和L3串聯(lián),每個(gè)燈泡的電壓為1.5 V,由圖乙可知,通過L2、L3的電流為0.2 A,所以燈泡 26、L2、L3消耗的電功率為0.30 W,故D選項(xiàng)正確;L1與L2的電流不是兩倍關(guān)系,所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤.燈泡的I-U圖線的斜率逐漸變小,表示燈泡的電阻變大,電阻率也是變大的,C選項(xiàng)錯(cuò)誤.]
[規(guī)范思維] (1)解本題首先由串并聯(lián)關(guān)系確定燈兩端的電壓,進(jìn)而由I-U曲線確定每個(gè)燈的電流,然后或求電阻或求功率;注意R=,不等于切線的斜率.
(2)利用曲線解題的基本思路:
①首先分清是I-U圖線還是U-I圖線.
②搞清圖線斜率的物理意義,即k=R(或k=).
為了搞清這個(gè)問題,最好是將圖線的斜率轉(zhuǎn)化為物理公式,看k=還是k=,若斜率是k=,則k=R;若k=,則k=.
③必要時(shí)配合部分電路歐姆定律 27、.
[針對(duì)訓(xùn)練]
1.A 2.B
3.25 Ω
解析 設(shè)P和Q上的電壓分別為UP、UQ,對(duì)導(dǎo)體棒P,由I=KU3得:UP= = V=2.0 V
則UQ=U總-UP=(6.0-2.0) V=4.0 V
對(duì)電阻器Q,由I=得:
RQ== Ω=25 Ω.
思想方法總結(jié)
1.電流的微觀表達(dá)式I=nqSv,S為導(dǎo)體的橫截面積,v為導(dǎo)體中自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率,n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù),從微觀看,電流決定于導(dǎo)體中自由電荷的密度、電荷定向移動(dòng)的速度,還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān).
2.電阻定律的應(yīng)用技巧
(1)R=ρ是電阻的決定式,對(duì)同一段導(dǎo)體,往往l與S是相關(guān)聯(lián)變化的,分 28、析求解時(shí)應(yīng)全面考慮.
(2)要根據(jù)電流正確判斷l(xiāng)、S,沿電流方向?qū)w的長(zhǎng)度為l,垂直于電流方向的橫截面積才是S.
3.利用伏安特性曲線解題的基本思路:
(1)首先分清是I-U圖線還是U-I圖線.
(2)搞清圖線斜率的物理意義,即k=R(或k=).注意R=,不等于切線的斜率,為了搞清這個(gè)問題,最好是將圖線的斜率轉(zhuǎn)化為物理公式,看k=還是k=,若斜率是k=,則k=R;若k=,則k=.
(3)必要時(shí)配合部分電路歐姆定律.
【課時(shí)效果檢測(cè)】
1.CD 2.B 3.ABD
4.B [由歐姆定律有R=,由電阻定律有R=ρ,聯(lián)立解得S=,B正確.]
5.A 6.A 7.BCD 8.ABD 29、
9.(1)甲 調(diào)壓范圍大 (2)5.2 111.8(111.6~112.0均可)
解析 (1)用實(shí)驗(yàn)探究半導(dǎo)體熱敏電阻的I-U關(guān)系的完整曲線時(shí),一般要求電路的電壓從0 V調(diào)到所需電壓,調(diào)節(jié)范圍應(yīng)大些.所以應(yīng)選擇的電路圖是圖甲.
(2)由歐姆定律可知I1== A=36 mA,則流過熱敏電阻的電流為I2=I-I1=70 mA-36 mA=34 mA,由I-U關(guān)系曲線得熱敏電阻兩端的電壓為5.2 V;電阻R2的阻值為R2== Ω=111.8 Ω(111.6 Ω~112.0 Ω均正確).
10.100 m
解析 設(shè)該鉆孔內(nèi)的鹽水的電阻為R,
由R=,得R= Ω=103 Ω
由電阻定律R 30、=ρ,得l== m=100 m.
11.2×1012 Ω·m 5×108 W
解析 本題中把50 km厚的漏電均勻絕緣體視為一個(gè)導(dǎo)體,其長(zhǎng)度為50 km,橫截面積為地球的表面積,所加電壓為U=3.0×105 V
則由題意得I==1 800 A
R== Ω=×103 Ω
又由電阻定律R=ρ=
得ρ== Ω·m
≈2×1012 Ω·m
地球漏電功率為P=UI=3×105×1 800 W≈5×108 W
易錯(cuò)點(diǎn)評(píng)
1.在電流的微觀表達(dá)式I=nqvS中,v是電荷的定向移動(dòng)速率,它不是電流的傳導(dǎo)速率,也不是電荷熱運(yùn)動(dòng)速率,要注意這三個(gè)速率的區(qū)別.
2.R=只是電阻的定義式,R由導(dǎo)體本身的特性決定,與U、I無(wú)關(guān).R=ρ才是導(dǎo)體電阻的決定式.R反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用的大小,電阻率ρ是由導(dǎo)體材料決定的,反映的是這種材料導(dǎo)電性能的優(yōu)勢(shì).
3.在第9題中,求解R2的電阻時(shí),既要靈活利用電路的串并聯(lián)關(guān)系,歐姆定律,也要注意題目所給圖象的應(yīng)用.求熱敏電阻的電壓時(shí),就是從它的I-U圖象中,找出既定電流對(duì)應(yīng)的電壓值.這點(diǎn)是同學(xué)們做題時(shí)不易想到的.
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