3.图线c的斜率增大,电阻减小,图线d的斜率减小,电阻增大(如图乙所示).
注意:
曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数.
4.由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线.
5.伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻.
典例剖析
例2 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图3所示,
P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,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R=
C.对应P点,小灯泡的电阻为R=
图3
D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
思维突破 伏安特性曲线常用于:
(1)表示电流随电压的变化;
(2)表示电阻值随电压的变化;(3)计算某个状态下的电功率P=UI,此时电功率为纵、横坐标围成的矩形面积,而不是曲线与坐标轴包围的面积.
7.利用“柱体微元”模型求解
电流大小
例3 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.已知质子电荷量e=1.60×10-19C.这束质子流每秒打到靶上的个数为________.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=________.
模型建立 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.
(1)导体内的总电荷量:
Q=nlSq.
(2)电荷通过截面D的时间:
t=
.
(3)电流表达式:
I=
=nqSv.
建模感悟 本题是利用流体模型求解问题.在力学中我们曾经利用此模型解决风能发电功率问题,也是取了一段空气柱作为研究对象.请同学们自己推导一下.
跟踪训练 如图4所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带
有均匀分布的负电荷,设棒单位长度内所含的电荷量为q,当此
棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒的运动而形图4
成的等效电流大小为( )
A.vqB.
C.qvSD.
A组 对电流的理解
1.某电解池,如果在1秒钟内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过这个横截面的电流是( )
A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A
2.一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强度为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
B.导线的电阻变为原来的8倍
C.自由电子定向移动的平均速率为
D.自由电子定向移动的平均速率为
B组 电阻定律、欧姆定律的应用
3.一个内电阻可以忽略的电源,给一个绝缘的圆管子内装满的水银供电,电流为0.1A,若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里,那么通过的电流将是( )
A.0.4AB.0.8A
C.1.6AD.3.2A
4.电位器是变阻器的一种.如图5所示,如果把电位器与灯
泡串联起来,利用它改变灯的亮度,下列说法正确的是( )
A.连接A、B使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗
B.连接A、C使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮
C.连接A、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗
D.连接B、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗图5
C组 伏安特性曲线的应用
5.如图6所示是某导体的I-U图线,图中α=45°,下列说法错误的是
( )
图6
A.通过电阻的电流与其两端的电压成正比
B.此导体的电阻R=2Ω
C.I-U图线的斜率表示电阻的倒数,所以R=cot45°=1.0Ω
D.在R两端加6.0V电压时,每秒通过电阻截面的电荷量是3.0C
6.某导体中的电流随其两端电压的变化如图7所示,则下列说法中正确的是( )
图7
A.加5V电压时,导体的电阻约是5Ω
B.加11V电压时,导体的电阻约是1.4Ω
C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小
D.此导体为线性元件
课时规范训练
第1课时 电阻定律 欧姆定律
(限时:
30分钟)
1.导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是( )
A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比
B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比
C.电压一定,电阻与通过导体的电流成正比
D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比
2.下列关于电阻率的说法中正确的是( )
A.电阻率与导体的长度以及横截面积有关
B.电阻率由导体的材料决定,且与温度有关
C.电阻率大的导体,电阻一定大
D.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制造电阻温度计
3.关于电流,下列说法中正确的是( )
A.导线内自由电子定向移动速率等于电流的传导速率
B.电子运动的速率越大,电流越大
C.电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向
D.在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位A是基本单位
4.横截面的直径为d、长为l的导线,两端电压为U,当这三个量中的一个改变时,对自由电子定向运动的平均速率的影响是( )
A.电压U加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变
B.导线长度l加倍时,自由电子定向运动的平均速率加倍
C.导线横截面的直径加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变
D.导线横截面的直径加倍时,自由电子定向运动的平均速率加倍
5.如图1所示是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的
I-R图象.现将甲、乙串联后接入电路中,则( )
A.甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小
B.甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小
C.在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少
D.甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率少图1
6.有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速率为v,在Δt时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )
A.nvSB.nvΔtC.
D.
7.一只标有“220V,60W”的白炽灯泡,加在其两端的电压U由零逐渐增大到220V,在这一过程中,电压U和电流I的关系与选项中所给的四种情况比较符合的是( )
8.两根材料相同的均匀导线A和B,
图2
其长度分别为L和2L,串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图2所示,则A和B导线的横截面积之比为( )
A.2∶3B.1∶3
C.1∶2D.3∶1
9.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小,某同学利用压敏电
阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置,该装置的示
意图如图3所示,将压敏电阻平放在电梯内,其受压面朝上,在
受压面上放一物体m,电梯静止时电流表示数为I0;当电梯运动
时,电流表的示数I随时间t变化的规律如图甲、乙、丙、丁所图3
示.则下列说法中正确的是( )
①甲图表示电梯在做匀速直线运动 ②乙图表示电梯可能向上做匀加速运动 ③丙图表示电梯可能向上做匀加速运动 ④丁图表示电梯可能向下做匀减速运动
A.①③B.②④C.①③④D.②③④
10.在如图4所示电路中,AB为粗细均匀、长为L的电阻丝,以
A、B上各点相对A点的电压为纵坐标,各点离A点的距离x
为横坐标,则U随x变化的图线应为( )图4
复习讲义
基础再现
一、
基础导引
(1)×
(2)√ (3)√ (4)×
知识梳理 2.相同 相反 标量
3.
(1)
(2)nqvS
二、
基础导引 导体的电阻由导体自身的长度、横截面积、自身的材料决定,也与温度有一定关系,但与导体中的电流、导体两端的电压没有必然的关系.
知识梳理 2.
(1)导电性能
(2)①增大 ②减小 ③绝对零度 减小为零
三、
基础导引 C
知识梳理
(1)正比 反比
(2)I=
(3)金属 (4)电流I ①通过坐标原点的直线 ②曲线 不适用
思考:
R=
是电阻的定义式,提供了一种测量电阻的方法,R与U、I都无关.公式R=ρ
是电阻的决定式,即电阻率一定时,R正比于l,反比于S.
课堂探究
例1 40Ω·m
例2 C
例3 6.25×1015 2∶1
跟踪训练 A
分组训练
1.D 2.C 3.C 4.A 5.C6.A
课时规范训练
1.A 2.B 3.D 4.C 5.C 6.C 7.B 8.B 9.A 10.A