7.1电流、部分电路欧姆定律、探究决定导线电阻的因素.doc

7.1 电流、部分电路欧姆定律、 探究决定导线电阻的因素【考点透视】内容要求说明1.电流 2.部分电路欧姆定律3.电阻定律4.决定导线电阻的因素（实验、探究） 【知识网络】1电流（1）电流的形成：电荷的定向移动形成电流。方向：正电荷定向移动的方向，外电路由正极流向负极，内电路由负极流向正极，电流是标量。（2）电流的宏观表达式：I=q/t，适用于任何电荷定向移动形成的电流。注意：在电解液导电时，正、负离子向相反方向定向移动形成电流，用公式Iqt计算电流强度时应注意电量的理解。（3）电流的微观表达式： I=nqvSn为单位体积内的自由电荷个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率。2部分电路欧姆定律（1）内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比。（2）公式：I=U/R（3）适用条件：金属导电或电解液导电，不适用气体导电。（4）图像注意：I-U曲线与U-I曲线的区别。对电阻一定的导体，图线为过原点的直线，I-U图像的斜率表示电阻的倒数，U-I图像的斜率表示导体的电阻。当考虑电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不是过原点的直线。3电阻定律（1）内容：导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比，。（2）电阻率意义：是反映材料导电性能的物理量，数值上等于长度为1m、横截面积为1m2的导体的电阻。单位：m纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。材料的电阻率与温度有关：金属的电阻率随温度的升高而增大（铂较明显，可用于做温度计）；合金锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻；半导体的电阻率随温度的升高而减小（热敏电阻、光敏电阻）。超导现象：有些物质当温度接近0K时，电阻率突然减小到零的现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。4. 实验探究决定导线电阻的因素（1）实验探究控制变量法单独改变影响电阻的因素，测定阻值大小，寻求规律。实验方案：相同材料，S一定，改变L，测R，寻求R随L变化规律相同材料，L一定，改变S，测R，寻求R随S变化规律不同材料，L和S均相同，测R，判断材料对R的影响实验电路：（2）理论探究两根电阻丝（L0、S0、R0）串联，L=2L0，R串=2R0，则R与导体长度成正比两根相同的电阻丝（L0、S0、R0）并联，S=2S0，R=，则R与横截面积成反比结论：电阻R，满足表达式R=k公式变换：【典型例题】例1有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线内有n个自由电子，电子电量为q，此时电子定向移动的速率为v，在t 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为 Anvst Bnvt CIt DIt/sq例一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v。若均匀拉长导线，使其长度变为原来的2倍，再给它两端加上电压U，则次时A通过导线的电流为I/2B通过导线的电流为I/4C自由电子定向移动的平均速率为v/2D自由电子定向移动的平均速率为v/4例实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I =kU 3的规律，其中U表示棒两端的电势差，k=0.02A/V3现将该棒与一个可变电阻器R串联在一起后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为6.0V的电源上求：（1）当串联的可变电阻器阻值R多大时，电路中的电流为0.16A？（2）当串联的可变电阻器阻值R多大时，棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5？L 4L质子源例如图所示，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=1.6010-19C。（1）求这束质子流每秒打到靶上的质子数。（2）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，求n1与n2的比值。【自我检测】1某电解槽中，如果在1s内共有51018个二价正离子和11019个一价负离子通过面积为0.1m2的某横截面，则通过该横截面的电流为多大？2一个标有“220V60W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220V，在此过程中电压U和电流I的的关系可用下图所示在给出的四个图线中肯定符合实际的是3把两根同种材料电阻丝分连在两个电路中，甲电阻丝长度为，直径为；乙电阻丝长度为，直径为，要使两电阻丝消耗的功率相等，加在两电阻丝上的电压应满足A B C D4影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反。某课题研究组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时，测得其两端电压与其中通过电流的关系如下表所示：U(V)0.400.600.801.001.201.501.60I(A)0.200.450.801.251.802.813.20（1）根据表中数据，判断用电器件Z可能属于上述哪类材料？（2）把用电器件Z接入图示的电路中，电流表的读数为1.8A，电源输出电压恒为3V，试求电阻R的电功率。（3）根据表中的数据找出该用电器Z的电流随电压变化的规律是I=kUn，试求出n和k的数值，并写出k的单位。【课后练习】7.1电流、部分电路欧姆定律、 探究决定导线电阻的因素1关于电流下列说法正确的是 A由I=q/t可知，电流I与电量q成正比 B由可知，电流I与电量q成正比 C电流有方向，因而电流是矢量 D电流单位安培是国际单位制中的基本单位2若不考虑电阻随温度的变化，下列说法正确的是A电流通过导体时沿电流方向电势逐渐降低B由RU/I可知，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流强度成反比C由IU/R可知，通过一段导体的电流强度跟加在它两端的电压成正比D对一段确定的导体来说，比值U/I恒定，不随U或I的改变而改变3计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t内有n个二价正离子到达阴极，有2n个电子到达阳极，则计数器中的电流强度为 A0 B2ne/t C3ne/t D4ne/t4北京正负电子对撞机的储存环是长240m的近似圆形轨道，当环中的电流强度为10mA时，若电子的速率为十分之一光速,则在整个环中运行的电子数目为A51011 B51019 C1010-3 D101035关于电阻率，下列说法中不正确的是A电阻率是表征材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大，其导电性能越好B各种材料的电阻率都与温度有关，金属的电阻率随温度升高而增大C所谓超导体，当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时，它的电阻率突然变为零D某些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，通常都用它们制作标准电阻6下图所列的4个图象中，最能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压下消耗的电功率P与电压平方U 2之间的图象，是以下哪个？ 7下列说法正确的是 A导体的电阻可以通过测量它两端的电压和电流而得到B导体的电阻由本身物理条件决定，与电压、电流无关C欧姆定律不适用交流电D某一电动机工作时两端电压为U，通过电流为I，则电动机电阻为R=U/I8在截面积为S的粗细均匀的铜导体中流过恒定电流 I，铜的电阻率为，电子电量为e，则电子在铜导体中运动时受到的电场力大小为 A0 B C D9用电器由距离它为L的电源供电，输电线上的电流为I，若要输电线上的电压损失不超过U，已知输电线的电阻率为，那么，输电线的横截面积最小为 A B C D10如图所示，电源可提供U=6 V的恒定电压，R0为定值电阻，某同学实验时误将一电流表（内阻忽略）并联于Rx两端，其示数为2 A，当将电流表换成电压表（内阻无限大）后，示数为3 V，则Rx的阻值为_。 11在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在104V的高电压下被加速，形成1mA的平均电流电子束的强弱受图像信号控制，并按一定的规律在荧光屏扫描，形成电视画面。电视机以每秒钟显现25张画面的速率进行扫描，由于画面更换较快和视觉暂留原因，我们便看到了活动的景象已知电子的质量为0.910-30Kg, 电子的电量为e=1.6010-19C。求: （1）电子以多大的动能轰击荧光屏？ （2）平均每幅画面有多少电子打在屏上？12设氢原子中电子在半径为r的轨道上做圆周运动，电子的电量为e，质量为m，静电力常量为k，试求等效电流的电流强度。13相距20km的A、B两地用两根导线输电，由于受到暴风雨的影响，在两地之间某处有一棵树压在两根电线上，相当于在两根电线之间接上了一个电阻为迅速查明事故地点，先在A端加18V电压，在B处测得电压为6V；再在B端加18V电压，在A处测得电压为15V，问A端距事故地点多远？ 14有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（其实质是电流表）其中AOBO=51已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：压力F/N050100150200250300电阻R/300270240210180150120设踏板和杠杆组件的质量可忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68V，则：ABOG压力传感器踏板R（1）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处？（2）利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20毫安，传感器受到的压力是多少？7.1电流、部分电路欧姆定律、 探究决定导线电阻的因素参考答案【典型例题】例AC I=Q/t，可知Q=It，故t时间内通过导线横截面的自由电子数为It/q，选项C正确；又因为单位体积内有n个自由电子，在t时间内，体积为导线长度导线横截面面积=vts中的自由电子均可通过导线的某个横截面，所以t时间内通过导线横截面的自由电子的总数为nvts，即选项A也正确。例BC例画出示意图如图（1）由I =kU 3和I=0.16A，可求得棒两端电压为2V，因此变阻器两端电压为4V，由欧姆定律得阻值为25（2）由于棒和变阻器是串联关系，电流相等，电压跟功率成正比，棒两端电压为1V，由I =kU3得电流为0.02A，变阻器两端电压为5V，因此电阻为250例按定义有由于各处电流相同，设这段长度为l，其中的质子数为n个，则由而【自我检测】13.2A2B3C4. 解：（1）半导体 （2）查表I=1.8A时，Z的电压为1.2V （3）任选两组数据可列出 0.8=k0.8n 1.25=k1n 解得： n=2 ，k=1.25