高考物理 核心要點突破系列 第14章第一節(jié)《歐姆定律》課件 新人教版選修31

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1、第一節(jié)歐姆定律第一節(jié)歐姆定律核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練第一節(jié)第一節(jié)課前自主學案課前自主學案目標概覽目標概覽目標概覽目標概覽學習目標：學習目標：1.理解形成電流的條件，掌握電流的理解形成電流的條件，掌握電流的概念和定義式概念和定義式2知道公式知道公式InqvS的推導的推導3掌握歐姆定律及其適用范圍，并能用來解決有掌握歐姆定律及其適用范圍，并能用來解決有關電路的問題關電路的問題4知道導體的伏安特性和知道導體的伏安特性和IU圖象，知道線性元圖象，知道線性元件和非線性元件件和非線性元件重點難點：重點難點：1.對電流微觀含義的理解；導體的伏對電流微觀含義的理

2、解；導體的伏安特性曲線安特性曲線2歐姆定律的應用和適用條件歐姆定律的應用和適用條件課前自主學案課前自主學案一、電流一、電流1定義：電荷的定向移動形成電流定義：電荷的定向移動形成電流2形成條件形成條件(1)導體內有導體內有_(2)導體兩端存在導體兩端存在_3電源的作用：保持導體兩端存在電壓，使導體電源的作用：保持導體兩端存在電壓，使導體中有持續(xù)的電流中有持續(xù)的電流4方向：電流的方向規(guī)定為方向：電流的方向規(guī)定為_的定向移動的定向移動方向，它與方向，它與_的定向移動方向相反的定向移動方向相反自由電荷自由電荷電壓電壓正電荷正電荷負電荷負電荷5大?。和ㄟ^導體橫截面的大?。和ㄟ^導體橫截面的_跟通過這些電跟

3、通過這些電荷量所用荷量所用_的比值的比值6公式：公式：I_.7單位：在國際單位制中是安培，簡稱安，符號單位：在國際單位制中是安培，簡稱安，符號是是_，它是國際單位制中七個基本單位之一，它是國際單位制中七個基本單位之一8直流：直流：_不隨時間而改變的電流不隨時間而改變的電流恒定電流：恒定電流：_和和_都不隨時間而改變的都不隨時間而改變的電流電流電荷量電荷量時間時間q/tA方向方向大小大小方向方向二、歐姆定律二、歐姆定律電阻電阻1內容：導體中的電流內容：導體中的電流I跟導體兩端的跟導體兩端的_成正成正比，跟導體的比，跟導體的_成反比成反比2公式：公式：I_.3適用條件：適用于適用條件：適用于_導電

4、和導電和_導電，對氣態(tài)導體和某些導電器導電，對氣態(tài)導體和某些導電器件件(如晶體管如晶體管)并不適用并不適用電壓電壓電阻電阻U/R金屬導體金屬導體電解質溶液電解質溶液4電阻電阻 (1)定義式定義式：RUI. (2)單位單位：歐姆歐姆，簡稱歐簡稱歐，符號符號 . (3)物物理意義理意義：反映導體對電流反映導體對電流_作用的大小作用的大小 三、導體的伏安特性三、導體的伏安特性 1伏安特性曲線：伏安特性曲線：用縱軸表示用縱軸表示_，用橫軸表示用橫軸表示_， 畫出的畫出的 IU 圖線叫做導體的伏安特性曲線圖線叫做導體的伏安特性曲線 2意義：意義：直觀地反映導體中電壓與電流的關系直觀地反映導體中電壓與電流

5、的關系圖圖線為直線的元件為線性元件線為直線的元件為線性元件，圖線為曲線的元件為圖線為曲線的元件為非線性元件非線性元件 阻礙阻礙電流電流電壓電壓核心要點突破核心要點突破一、如何理解電流形成的條件及實質？一、如何理解電流形成的條件及實質？電流是電荷的定向移動，所以要形成電流必須滿電流是電荷的定向移動，所以要形成電流必須滿足兩個條件：內因，要有自由電荷，即導體的存足兩個條件：內因，要有自由電荷，即導體的存在；外因，電荷必須要受電場力做定向移動，所在；外因，電荷必須要受電場力做定向移動，所以導體兩端要維持一定的電勢差以導體兩端要維持一定的電勢差導體兩端無電壓，導體內無電場時，內部的自由導體兩端無電壓，

6、導體內無電場時，內部的自由電子做無規(guī)則運動，常溫下其平均速率約為電子做無規(guī)則運動，常溫下其平均速率約為105 m/s.數(shù)量級雖然很大，但不會形成電流，因為自數(shù)量級雖然很大，但不會形成電流，因為自由電子向各個方向運動的機會相等，在任意時間由電子向各個方向運動的機會相等，在任意時間內通過導體橫截面的電量為零內通過導體橫截面的電量為零導體兩端有電壓，自由電子受同一方向的電場力導體兩端有電壓，自由電子受同一方向的電場力做定向移動，形成電流，對于一般導體中的電流，做定向移動，形成電流，對于一般導體中的電流，對應的電子定向移動速率很小，數(shù)量級約對應的電子定向移動速率很小，數(shù)量級約104 m/s，雖然遠小于

7、熱運動速率，但正是這個定向，雖然遠小于熱運動速率，但正是這個定向移動才形成了電流移動才形成了電流二、如何從微觀角度認識電流？二、如何從微觀角度認識電流？圖圖1411如圖如圖1411所示，所示，AD表示粗細均勻的一段導體，表示粗細均勻的一段導體，兩端加一定電壓，設導體中的自由電荷沿導體定向兩端加一定電壓，設導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為移動的速率為v，設想在導體中取兩個橫截面，設想在導體中取兩個橫截面B和和C，它們之間的距離在數(shù)值上等于它們之間的距離在數(shù)值上等于v.這樣在單位時間內，這樣在單位時間內，在橫截面在橫截面B和和C之間的自由電荷將全部通過橫截面之間的自由電荷將全部通過橫截面C，

8、設導體橫截面積為設導體橫截面積為S，導體每單位體積內的自由電荷，導體每單位體積內的自由電荷數(shù)為數(shù)為n，每個自由電荷所帶的電荷量為，每個自由電荷所帶的電荷量為q，特別提醒：特別提醒：在應用歐姆定律解題時，要注意定律在應用歐姆定律解題時，要注意定律中各量的中各量的“同體性同體性”和和“同時性同時性”所謂所謂“同體同體性性”是指是指I、U、R三個物理量必須對應同一段電路，三個物理量必須對應同一段電路，不能將不同部分的不能將不同部分的I、U、R值代入公式計算；所謂值代入公式計算；所謂“同時性同時性”是指是指U、I必須是導體上同一時刻的電必須是導體上同一時刻的電壓和電流值，否則也不能代入公式計算壓和電流

9、值，否則也不能代入公式計算四、對導體的伏安特性曲線的理解四、對導體的伏安特性曲線的理解1IU圖線不同于圖線不同于UI圖線，圖線，IU圖線為導體的圖線為導體的伏安特性曲線，加在導體兩端的電壓伏安特性曲線，加在導體兩端的電壓U是自變量，是自變量，I是因變量是因變量2對對IU圖象或圖象或UI圖象進行分析比較時，要先圖象進行分析比較時，要先仔細辨認縱軸與橫軸各代表什么，以及由此對應仔細辨認縱軸與橫軸各代表什么，以及由此對應的圖象上任意一點與坐標原點連線的斜率的具體的圖象上任意一點與坐標原點連線的斜率的具體意義，如圖意義，如圖1412甲中，甲中，R2R1.圖圖1412圖圖1413課堂互動講練課堂互動講練

10、 一個半徑為一個半徑為R的絕緣圓盤，繞過圓心且垂的絕緣圓盤，繞過圓心且垂直圓盤的轉動軸以角速度直圓盤的轉動軸以角速度沿逆時針方向做勻速沿逆時針方向做勻速轉動，圓盤邊緣上均勻地分布著一圈電荷，電性轉動，圓盤邊緣上均勻地分布著一圈電荷，電性均為負，單位圓弧上所帶的電荷量為均為負，單位圓弧上所帶的電荷量為q，當圓盤轉，當圓盤轉動時，這些電荷所形成的電流大小是多少？電流動時，這些電荷所形成的電流大小是多少？電流的方向怎樣？的方向怎樣？【答案答案】Rq順時針方向順時針方向【點評點評】建立物理圖景是正確解決這類問題的建立物理圖景是正確解決這類問題的前提，即在前提，即在t時間內通過某橫截面的電量時間內通過某

11、橫截面的電量Q，確，確定電量定電量Q是解決問題的關鍵是解決問題的關鍵變式訓練變式訓練1某電解池中，若在某電解池中，若在2 s的時間內各有的時間內各有1.01019個二價正離子和個二價正離子和2.01019個一價負離子個一價負離子通過某橫截面，那么通過這個截面的電流是通過某橫截面，那么通過這個截面的電流是()A0B0.8 AC1.6 A D3.2 A歐姆定律的應用歐姆定律的應用加在某段導體上的電壓變?yōu)樵瓉砑釉谀扯螌w上的電壓變?yōu)樵瓉淼牡? 倍時倍時，導體中的電流增加導體中的電流增加 0.9 A如果所加電壓變?yōu)樵瓉砣绻与妷鹤優(yōu)樵瓉淼牡?2時，導體中的電流多大？時，導體中的電流多大？【答案】【答

12、案】0.225 A變式訓練變式訓練2 某電流表可測量的最大電流是某電流表可測量的最大電流是10 mA，已知一個電阻兩端的電壓是，已知一個電阻兩端的電壓是8 V時，通過的時，通過的電流是電流是2 mA.如果給這個電阻加上如果給這個電阻加上30 V的電壓，的電壓，是否能用該電流表測量通過這個電阻的電流？是否能用該電流表測量通過這個電阻的電流？答案：答案：能能 如圖如圖1414所示的圖象所對應的兩個導所示的圖象所對應的兩個導體：體：圖圖1414(1)電阻關系電阻關系R1R2是多少？是多少？(2)若兩個導體中的電流相等若兩個導體中的電流相等(不為零不為零)時，電壓之時，電壓之比比U1U2是多少？是多少

13、？(3)若兩個導體的電壓相等若兩個導體的電壓相等(不為零不為零)時，電流之比時，電流之比I1 I2是多少？是多少？導體伏安特性曲線的理解應用導體伏安特性曲線的理解應用【答案】【答案】(1)3 1(2)3 1(3)1 3【點評點評】此類問題應首先區(qū)分是此類問題應首先區(qū)分是IU圖象還是圖象還是UI圖象，弄清各自的物理意義，特別是圖線斜率圖象，弄清各自的物理意義，特別是圖線斜率的物理意義的物理意義變式訓練變式訓練3圖圖1415(2011年陜西西安模擬年陜西西安模擬)如圖如圖1415所示，是某所示，是某元件的伏安特性曲線，兩點元件的伏安特性曲線，兩點A、B，其坐標分別為，其坐標分別為(5，0.5)和和

14、(10,0.8)，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是()A該元件是線性元件該元件是線性元件B該元件是非線性元件，所以一定是非純電阻元該元件是非線性元件，所以一定是非純電阻元件，歐姆定律不適用件，歐姆定律不適用C該元件如果是純電阻元件，可由圖象求出該元件如果是純電阻元件，可由圖象求出A點點電阻為電阻為10 ，B點電阻為點電阻為12.5 D在在O點，點，U0，元件的電阻為零，且隨著電，元件的電阻為零，且隨著電壓的增大，電阻增大的越來越慢壓的增大，電阻增大的越來越慢答案：答案：BC 一根粗細均勻的金屬導線，兩端加上恒定一根粗細均勻的金屬導線，兩端加上恒定電壓電壓U時，通過金屬導線的電流為時，通過

15、金屬導線的電流為I，金屬導線中，金屬導線中自由電子定向移動的平均速率為自由電子定向移動的平均速率為v，若將金屬導線，若將金屬導線均勻拉長，使其長度變?yōu)樵瓉淼木鶆蚶L，使其長度變?yōu)樵瓉淼?倍，仍給它兩端倍，仍給它兩端加上恒定電壓加上恒定電壓U，則此時，則此時()電流的微觀表達式電流的微觀表達式InqvS的應用的應用【答案答案】BC【點評點評】電流的微觀表達式電流的微觀表達式InqSv是聯(lián)系宏觀是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁，雖然不要求用此公式進行計量和微觀量的橋梁，雖然不要求用此公式進行計算，但如能掌握可迅速分析和求解一些特殊算，但如能掌握可迅速分析和求解一些特殊(粒子粒子流流)問題問題變式訓練變式訓練4圖圖1416如圖如圖1416所示，兩個截面不同、長度相等的所示，兩個截面不同、長度相等的均勻銅棒接在電路中，兩端電壓為均勻銅棒接在電路中，兩端電壓為U.則則()A通過兩棒的電流不相等通過兩棒的電流不相等B兩棒中的電場強度不等兩棒中的電場強度不等C兩棒的自由電子定向移動的平均速率不相等兩棒的自由電子定向移動的平均速率不相等D兩棒兩端的電壓不相等兩棒兩端的電壓不相等答案：答案：BCD