高二暑假985培优讲义：第06讲 电源和电流、导体的电阻（原卷版）.docxVIP

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第06讲电源和电流、导体的电阻

理解电源和电流、导体的电阻的概念、定义式、单位

掌握不同情况下电流和电阻的计算

【基础知识】

一、电源

1.定义:电源是能不断把电子从正极搬运到负极的装置。

2.作用:

(1)移送电荷,使电源正、负极间有一定的电势差。

(2)使电路中有持续的电流。

二、恒定电流

1.恒定电场:

(1)由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。

(2)形成:当电路达到稳定时,导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

(3)特点:任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化。

2.恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流。

三、对电流的理解

1．电流的形成：

(1)形成原因：电荷的定向移动。

(2)形成条件：导体两端有电压。

(3)电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合。

2．电流的方向

规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。

3．电流的大小

(1)定义式：I＝eq\f(q,t)

(3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I＝eq\f(q,t)时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。

4．电流是标量：电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，电流不是矢量而是标量。

四、电流的微观表达式

1.推导过程:

(1)情境。如图所示,AB表示粗细均匀的一段导体,两端加一定的电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,设导体的长度为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。

(2)推导：导体AB中的自由电荷总数N=nLS,总电荷量Q=Nq=nLSq,所有这些电荷都通过横截面所需要的时间t=,导体AB中电流为I===nqSv。

(3)结论:电流的微观表达式为I=nqSv。电流的大小取决于单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量q、导体的横截面积S、自由电荷定向移动速率v。

五、电阻

1.定义:导体两端的电压与通过导体电流的比值叫作电阻。

2.定义式:R=。

3.物理意义:反映导体对电流的阻碍作用。

4.单位:

(1)国际单位是欧姆,符号为Ω。

(2)常用单位:千欧,符号kΩ;兆欧,符号MΩ。

(3)单位换算:1kΩ=103Ω;1MΩ=106Ω。

六、影响导体电阻的因素和电阻率

1.导体的电阻:同种材料的导体,其电阻R与它的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体电阻还与构成它的材料有关。

2.公式:R=ρ。

3.电阻率:

(1)物理意义:反映了材料导电性能的好坏,电阻率越小,表示这种材料的导电性能越好。

(2)决定因素:导体的材料和温度。

(3)金属的电阻率:随温度的升高而增大。

(4)超导现象:某些材料当温度特别低时,电阻可以降到0的现象。

七、电阻定义式R=和决定式R=ρ的区别与联系:

R=

R=ρ

区别

是电阻的定义式，导体的电阻并不随电压、电流的变化而变化，只是可由该式算出导体的电阻

是电阻的决定式，电阻的大小是由导体的材料、横截面积、长度共同决定的

提供了一种测量R的方法：只要测出U、I就可以求出R

提供了一种测量电阻率ρ的方法：只要测出R、l、S就可求出ρ

适用于纯电阻元件

适用于粗细均匀的金属导体

联系

R=ρ是对R=决定因素的说明，即导体的电阻与U与I无关，仅取决于导体本身的材料、长度和横截面积

【考点剖析】

考点一：电流的计算

【例1】（2023·湖南省湘西土家族苗族自治州永顺县第一中学第一次质检）若在内共有个2价正离子和个1价负离子同时向相反方向定向移动通过某截面，那么通过这个截面的电流是（）（为元电荷，取）

A.0 B. C. D.

【例2】有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为，设单位体积的导线有个自由电子，电子的电荷量为，此时电子的定向移动速率为，在时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（）

A． B． C． D．

考点二：电阻的计算

【例3】小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中错误的是（）

A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大

B．对应P点，小灯泡的电阻为

C．对应P点，小灯泡的电阻为

D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积

【例4】如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长．当仅将A与B接入电路时，导体电阻为；当仅将C与D接入电路时，导体电阻为．那么为（）

A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4

1．（2015·上海·高考真题）重