专题71电阻定律欧姆定律教学案.doc

【2015考纲解读】 1．理解电流的概念 2．掌握部分电路欧姆定律，理解导体的伏安特性曲线 3．理解电阻和电阻定律 4．知道电阻率与温度的关系 【重点知识梳理】 一、电流的微观解释 1．电流的微观表达式 图2 (1)建立微观模型：如图2所示，粗细均匀的一段导体长为l，横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v. (2)在时间t内有长度l＝vt的自由电荷全部通过了截面D. (3)这些电荷的总电荷量为Q＝nvt·S·q. (4)电流的表达式：I＝eq \f(Q,t)＝nqSv. (5)结论：从微观上看，电流由导体中自由电荷的密度、电荷定向移动的速率、导体的横截面积共同决定． 2．与电流有关的三种速率的比较 名称 电荷定向移动速率 电流的传导速率 电荷无规则热运动速率 概念 自由电荷沿某一方向运动的速率 电场的传播速率 自由电荷做无规则运动的速率 速率大小 金属导体中约为10－5 m 等于光速3×108 约为105 二、对电阻、电阻率的理解 1．电阻与电阻率的区别 (1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量． (2)导体电阻与电阻率无直接关系，即电阻大，电阻率不一定大；电阻率小，电阻不一定小． (3)金属的电阻率随温度的升高而增大． 2．电阻的定义式和决定式对比 公式 R＝eq \f(U,I) R＝ρeq \f(l,S) 适用条件 适用于任何纯电阻导体 只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液 字母含义 U：导体两端的电压I：通过导体的电流 ρ：材料电阻率 l：沿电流方向导体的长度 S：垂直电流方向导体的横截面积 公式含义 eq \f(U,I)反映了导体对电流的阻碍作用，不能说R∝U、R∝eq \f(1,I) R的决定式，R由ρ、l、S共同决定 3.应用电阻定律的解题技巧 R＝ρeq \f(l,S)是电阻的决定式，对于同一段导体，l与S往往是相关联的，分析求解时应全面考虑． 三、欧姆定律及伏安特性曲线的应用 1．欧姆定律 (1)公式I＝eq \f(U,R)，是电流的决定式，I正比于电压，反比于电阻． (2)公式中的I、U和R三个量必须对应同一段电路或同一段导体． (3)适用范围：适用于金属、电解液等纯电阻电路．对于气体导电，含有电动机、电解槽等非纯电阻电路不适用． 2．对伏安特性曲线的理解(如图4甲、乙所示) 图4 (1)图线a、e、d、f表示线性元件，b、c表示非线性元件． (2)在图甲中，斜率表示电阻的大小，斜率越大，电阻越大，RaRe. 在图乙中，斜率表示电阻倒数的大小．斜率越大，电阻越小，RdRf. (3)图线b的斜率变小，电阻变小，图线c的斜率变大，电阻变小．(注意：曲线上某点切线的斜率不是电阻或电阻的倒数．根据R＝eq \f(U,I)，电阻为某点和原点连线的斜率或斜率倒数．) 【高频考点突破】 考点一、电流 注意电流的微观解释。对于金属导体有I=nqvS（n为单位体积内的自由电子个数，S为导线的横截面积，v为自由电子的定向移动速率，约10 -5m/s，远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率3×108 注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I=q／t计算电流强度时应引起注意。 【例1】来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1∶n2=_______。 L L 4 质子源 v1 v2 【变式探究】 一根粗细均匀的金属导线，两端加上恒定电压U时，通过金属导线的电流为I，金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v，若将金属导线均匀拉长，使其长度变为原来的2倍，仍给它两端加上恒定电压U，则此时(　　) A．通过金属导线的电流为eq \f(I,2) B．通过金属导线的电流为eq \f(I,4) C．自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,2) D．自由电子定向移动的平均速率为eq \f(v,4) 考点二、欧姆定律 例2、某一导体的伏安特性曲线如图6中AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是 (　　) A．B点的电阻为12 Ω B．B点的电阻为40 Ω C．导体的电阻因温度的影响改变了1 Ω D．导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω 【解析】根据电阻的定义式