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第七章恒定电流第1课时电阻定律欧姆定律导学目标1.会利用电阻定律、欧姆定律进行相关的计算与判断.2.会用导体伏安特性曲线I－U图像及U－I图像解决有关问题．第1课时基础再现·深度思考一、电流[基础导引]关于电流，判断下列说法的正误：(1)电荷的运动能形成电流()(2)要产生恒定电流，导体两端应保持恒定的电压()(3)电流虽有方向，但不是矢量()(4)电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率()××√√基础再现·深度思考第1课时[知识梳理]1．电流形成的条件：(1)导体中有能够自由移动的电荷；(2)导体两端存在持续的电压．2．电流的方向：与正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向．电流虽然有方向，但它是．相同相反标量第1课时基础再现·深度思考3．电流(1)定义式：I＝.(2)微观表达式：I＝，式中n为导体单位体积内的自由电荷数，q是自由电荷的电荷量，v是自由电荷定向移动的速率，S为导体的横截面积．(3)单位：安培(安)，符号是A,1A＝1C/s.nqvS第1课时基础再现·深度思考q/t二、电阻定律[基础导引]导体的电阻由哪些因素决定？与导体中的电流、导体两端的电压有关系吗？答案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．第1课时基础再现·深度思考[知识梳理]1．电阻定律：R＝ρlS，电阻的定义式：R＝UI.2．电阻率(1)物理意义：反映导体的物理量，是导体材料本身的属性．(2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而；②半导体的电阻率随温度升高而；③超导体：当温度降低到附近时，某些材料的电阻率突然成为超导体．导电性能增大减小绝对零度减小为零第1课时基础再现·深度思考三、欧姆定律[基础导引]R＝U/I的物理意义是()A．导体的电阻与电压成正比，与电流成反比B．导体的电阻越大，则电流越大C．加在导体两端的电压越大，则电流越大D．导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体的电流的比值CD第1课时基础再现·深度思考[知识梳理]部分电路欧姆定律(1)内容：导体中的电流I跟导体两端的电压U成，跟导体的电阻R成.(2)公式：I＝UR.(3)适用条件：适用于和电解液导电，适用于纯电阻电路．正比反比第1课时基础再现·深度思考金属(4)导体的伏安特性曲线：用横坐标轴表示电压U，纵坐标轴表示，画出的IU关系图线．①线性元件：伏安特性曲线是的电学元件，适用于欧姆定律．②非线性元件：伏安特性曲线是的电学元件，(填适用、不适用)于欧姆定律．思考：R＝UI与R＝ρlS有什么不同？电流I通过坐标原点的直线答案R＝UI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＝ρlS是电阻的决定式，即电阻率一定时，R正比于l，反比于S.第1课时基础再现·深度思考曲线不适用课堂探究·突破考点考点一对电阻定律、欧姆定律的理解考点解读1．电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻大的导体对电流的阻碍作用大．电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量，电阻率小的材料导电性能好．(2)导体的电阻大，导体材料的导电性能不一定差；导体的电阻率小，电阻不一定小，即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小．(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关．第1课时课堂探究·突破考点2．电阻的决定式和定义式的区别公式R＝ρlSR＝UI电阻定律的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法，并不说明电阻与U和I有关区别只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体第1课时课堂探究·突破考点典例剖析例1如图1甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m，当里面注满某电解液，且P、Q加上电压后，其U－I图线如图乙所示，当U＝10V时，求电解液的电阻率ρ.图1第1课时课堂探究·突破考点解析由题图乙可求得电解液的电阻为R＝UI＝105×10－3Ω＝2000Ω由题图甲可知电解液长为l＝a＝1m横截面积为S＝bc＝0.02m2结合电阻定律：R＝ρlS，得ρ＝RSl＝2000×0.021Ω·m＝40Ω·m.第1课时课堂探究·突破考点答案40Ω·m考点二对伏安特性曲线的理解考点解读比较图2甲中a、b两导体电阻的大小，说明图乙中c、d两导体的电阻随电压增大如何变化？图2第1课时课堂探究·突破考点归纳提炼1.图线a、b表示线性元件．图线c、d表示非线性元件．2.图像的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故RaRb(如图甲所示)．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．第1课时课堂探究·突破考点典例剖析例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，则下列说法中正确的是()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＝U1I2C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1I2－I1D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积图3第1课时课堂探究·突破考点解析灯泡的电阻R＝UI，结合题图知，A、B正确，C错误；由于小灯泡的功率P＝UI，所以D正确．答案ABD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．第1课时课堂探究·突破考点跟踪训练如图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，由于棒的运动而形成的等效电流大小为()A．vqB.qvC．qvSD.qvS图4解析在垂直棒的运动方向选取一截面，设棒长为l，则棒上所有电荷通过这一截面所用的时间t＝lv，从而得电流I＝lqt＝lqlv＝qv.A第1课时课堂探究·突破考点第2课时串并联电路焦耳定律导学目标1.能认清电路结构，会进行电流、电压、电功、电功率在串、并联电路中的分配计算.2.能计算非纯电阻电路中的电功、电功率.3.会进行电表改装的分析与计算．第2课时基础再现·深度思考一、串、并联电路的特点[基础导引]图1中的总电阻分别为多大？如果两图中任一个电阻的阻值变大，那么各自的总电阻如何变化？图1答案并联后：R总＝Rn，串联后:R总＝nR.无论串联、并联，电路中任一个电阻的阻值变大，总电阻也随之变大．第2课时基础再现·深度思考[知识梳理]1．电阻的串联电流：I＝.电压：U＝.电阻：R＝.电压分配：U1U2＝，UnU＝.功率分配：P1P2＝，PnP＝.I1＝I2＝...＝InU1＋U2＋…＋UnR1＋R2＋…＋Rn第2课时基础再现·深度思考R1R2RnRRnRR1R22．电阻的并联电流：I＝.电压：U＝.电阻：1R＝.电流分配：I1I2＝，I1I＝.功率分配：P1P2＝，P1P＝.I1＋I2＋…＋InU1＝U2＝…＝Un第2课时基础再现·深度思考1R1＋1R2＋…＋1RnR2R1RR1R2R1RR13．几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻．(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻．(3)无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和．即P＝P1＋P2＋…＋Pn.(4)无论电路是串联还是并联，电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变大．第2课时基础再现·深度思考二、电功、电热、电功率[基础导引]如图2所示的电动机电路中，电流的总功率为多少？热功率为多少？电动机的输出功率P出等于多少？图2答案UII2rUI－I2r第2课时基础再现·深度思考[知识梳理]1．电功(1)定义：导体中的恒定电场对自由电荷的做的功．(2)公式：W＝qU＝(适用于任何电路)．(3)电流做功的实质：转化成其他形式能的过程．2．电功率(1)定义：单位时间内电流做的功，表示电流做功的．(2)公式：P＝W/t＝(适用于任何电路)．电场力IUt快慢IU第2课时基础再现·深度思考电能3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的(2)计算式：Q＝I2Rt.4．热功率(1)定义：单位时间内的发热量．(2)表达式：P＝Qt＝.热量I2R答案当电动机不转动时，视为纯电阻电路．在非纯电阻电路中，欧姆定律是不成立的．思考：有电动机的电路一定是非纯电阻电路吗？在非纯电阻电路中欧姆定律是否成立？第2课时基础再现·深度思考课堂探究·突破考点考点一电路的串并联考点解读1．电路的串并联知识是电学高考试题的载体．2．解题时要首先分析电路结构，搞清楚各电器元件的串并联关系，再利用串并联特点进行分析与计算．3．分压原理：串联电阻两端的电压与电阻成正比．分流原理：通过各并联电阻的电流与电阻成反比．第2课时课堂探究·突破考点典例剖析例1一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图像如图3甲所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图乙所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系为()图3第2课时课堂探究·突破考点A．P1＝4P2B．PDP2C．P14P2D．PDP2解析当三个电阻并联接到电压为U的电源上时，消耗的功率都是P，说明此时三个电阻的阻值相等，因此两个定值电阻R1＝R2，有P＝U2R1.若将它们连接成如题图丙所示的电路，仍然接在该电源的两端，则R2与D并联的阻值小于电阻R1，所以R1两端电压U112U，D与R2两端电压U212U，由D的I－U图像可知，电压越小，D的电阻越大，所以此时RDR2.设题图丙中总电流为I，则流过R2的电流I212I，由P＝I2R得P14P2，选项A错误，选项C正确．由P＝U2R得：PDP2，选项D错误，选项B正确．第2课时课堂探究·突破考点答案BC跟踪训练1如图4所示，AB两端接直流稳压电源，UAB＝100V，R0＝40Ω，滑动变阻器总电阻R＝20Ω，当滑动片处于滑动变阻器中点时，CD两端电压UCD为________V，通过电阻R0的电流为________A.图4第2课时课堂探究·突破考点解析当滑动片处于滑动变阻器中点时，R的上半部分与R0串联的电阻R串＝50Ω，且R串两端电压等于电源电压100V，由串联电路电压分配规律，可知CD两端电压是UCD＝45×100V＝80V，通过R0的电流I＝UCDR0＝2A.答案802第2课时课堂探究·突破考点考点二对电路中电功、电热、电功率的考查考点解读从能量转化的角度来看，电功和焦耳热之间的数量关系是W≥Q、UIt≥I2Rt.(1)纯电阻电路：如电炉等构成的电路，电流做功将电能全部转化成内能，此时有W＝Q.计算时可任选一公式：W＝Q＝Pt＝I2Rt＝UIt＝U2Rt.(2)非纯电阻电路：如含有电动机、电解槽等的电路，电流做功除将电能转化为内能外，还转化为机械能、化学能等，此时有W≥Q.电功只能用公式W＝UIt来计算，焦耳热只能用公式Q＝I2Rt来进行计算．对于非纯电阻电路，欧姆定律不再适用．第2课时课堂探究·突破考点典例剖析例2如图5所示的电路中，电源的输出电压恒为U，电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同，电动机正常工作，在相同的时间内，下列判断正确的是()A．电炉放出的热量与电动机放出的热量相等B．电炉两端电压小于电动机两端电压C．电炉两端电压等于电动机两端电压D．电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率图5第2课时课堂探究·突破考点解析电炉是纯电阻，电动机是非纯电阻，由于电炉和电动机构成串联电路，二者的电流相等，则电炉两端电压小于电动机两