2019年高考物理双基突破:专题10-恒定电流中三个基本定律(精讲)
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1、 一、欧姆定律1内容:导体中的电流跟导体两端的电压成成正比,跟导体的电阻成反比。2表达式:I 。UR3适用范围:(1)一般适用于金属导体或电解液导体,气体或半导体不适用。(2)一般适用于纯电阻电路,对非纯电阻电路不 适用。(3)适用于线性元件,对非线性元件不适用。4欧 姆定律的“两性”(1)同体性:表达式 I 中的三个物理量 U、I 、R 对应于同一段电路或导体。UR(2)同时性:三个物理量 U、I 、R 对应于同一时刻。5公式 I ,R 的理解UR UI物理意义 适用条件IUR 某段导体电流、电压和电阻的关系计算通过某段导体电流大小,仅适用于纯电阻电路RUI 导体电阻定义式,反映导体对电流的
2、阻碍作用R 由导体本身决定,与 U、I无关,适用于所有导体【特别提醒】可以根据 R 或 R 计算导体的电阻,应注意 I 应该与 U 相对应。UI UI【题 1】对于欧姆定律,理解正确的是A从 I 可知,导体中的电流跟加在它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比URB从 R 可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比UIC从 UIR 可知,导体两端的电压随电阻的增大而增高D从 R 可知,导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零UI【答案】A【题 2】若加在某导体两端的电压变为原来的 3/5 时,导体中的电流减小了 0.4A。如果所加电压变为原来的 2 倍,则导体中的电流多大?【答案】
3、2.0A设原来导体两端的电压为 U0 时,导体中的电流为 I0。当 U 时,II 00.4A3U05当 U 2U0 时,电流为 I2 由图知 I0 0.4A35U0 I0U00.4A25U0 I22U0所以 I01.0A I 22I 02.0A点评:(1)用 IU 图象结合比例式解题,显得更直观、简捷。物理意义更鲜明。 (2)导体的电阻是导体自身的一种属性,与 U、 I 无关,因而 R ,用此式讨论问题更简单明了。 UI UI【题 4】以下给出几种电学元件的电流与电压的关系图象,如图所示,下列说法中正确的是A这四个图象都是伏安特性曲线B这四种电学元件都是线性元件C是线性元件,是非线性元件D在图
4、象中,直线斜率 都表示元件的电阻【答案】C(4)线性元件与非线性元件线性元件:欧姆定律适用的元件。例如,金属、电解质溶液,其伏安特性曲线是直线。非线性元件:欧姆定律不适用的元件。例如,日光灯、霓虹灯,其伏安特性曲线是曲线。(5)非线性元件电阻的确定:如图,非线性元件的 IU 图线是曲线,导体电阻 Rn ,即电阻等UnIn于图线上点(U n,I n)与坐标原点连线的斜率的倒数。而不等于该点切线斜率的倒数。如图所示。【特别提醒】IU 图线中图线上点与坐标原点连线的斜率 k ,斜率 k 不能理解为 ktan( 为图1R线为 U 轴的夹角) ,因坐标轴的单位可根据需要人为规定,同一电阻在坐标轴单位不同
5、时倾角 是不同的。【题 5】小华同学查阅课外资料时,获得的“220 V 0.2 A”的白炽灯电流和电压的关系图线如图所示。(1)从图线上能推知,白炽灯在不同电压下,其实际电阻值是_(选填“相同”或“不同” )的,原因是白炽灯的电阻值受_的影响。(2)白炽灯两端电压为 200 V 时,通过灯丝的电流是_A,此时的实际电阻值是_。(3)白炽灯正常工作时的电阻值是_ 。【答案】 (1)不同 温度(2)1081(3)1158(3)当 U220V 时,I0.190A,所以 R 1158 。 UI二、电阻定律1内容:同种材料的导体,其电阻跟它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻还与构成它的材料有
6、关。2表达式:R 。lS3电阻率(1)物理意义:电阻率 是一个反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关。在数值上等于用这种材料制成的 1m 长,截面积 1m2 的导线的电阻值。(2)大小: 。说明:各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为 1 m,横截面积为RSl1 m2 的导体的电阻。(3)单位是欧姆米,符号为 m.。(4)电阻率与温度的关系:各种材料的电阻率都随温度的变化而变化。金属的电阻率随温度升高而增大,可用于制造电阻温度计。有些合金如锰铜、镍铜的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制作标准电阻。各种金属中,银的电阻率最小,其次是铜、铝, 合金的电
7、阻率大于组成它的任何一种纯金属的电阻率。4半导体和超导体半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。半导体有热敏特性、光敏特性和掺入杂质导电性能增强的特性。超导现象:当温度低于某温度时电阻减小为零的现象。转变温度:导体由普通状态向超导态转变时的温度。5导体形变后电阻的分析方法某一导体的形状改变后,讨论其电阻变化应抓住以下三点:(1)导体的电阻率不变。(2)导体的体积不变,由 VlS 可知 l 与 S 成反比。(3)在 、l、S 都确定之后,应用电阻定律 R 求解。lS【题 6】一段长为 l,电阻为 R 的均匀电阻丝,把它拉制成 3l 长的均匀细丝后,切成等长的三段,然后把它们并联在一起,其电阻
8、值为A B3R C. DRR3 R9【答案】D【题 7】两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀 拉长到原来的 2 倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同电压后,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为A14 B18 C1 16 D161【答案】C【解析】本题应根据电阻定律 R 、欧姆定律 I 和电流定义式 I 求解。对于第一根导线,均匀lS UR qt拉长到原来的 2 倍,则其横截面积必然变为原来的 ,由电阻定律可得其电阻变为原来的 4 倍,第二根导12线对折后,长度变为原来的 ,横截面积变为原来的 2 倍,故其电阻变为原来的 。给上述变化后的裸导线12 14加上相同的电压,由
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- 2019 年高 物理 突破 专题 10 恒定 电流 三个 基本 定律
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