2020屆高考物理一輪復習 7.1電動勢　歐姆定律學案

《2020屆高考物理一輪復習 7.1電動勢　歐姆定律學案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2020屆高考物理一輪復習 7.1電動勢　歐姆定律學案（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第 1 課時　 電動勢　歐姆定律 基礎知識歸納 1.導線中的電場 (1)形成因素：是由電源、導線等電路元件　所積累的電荷　共同形成的. (2)方向：導線與電源連通后，導線內(nèi)很快形成了沿導線方向的　恒定電場　. (3)性質(zhì)：導線中恒定電場的性質(zhì)與靜電場的性質(zhì)　不同　. 2.電流 (1)導體形成電流的條件：①要有自由電荷；②導體兩端形成電壓. (2)電流定義：通過導體橫截面的電荷量跟這些電荷量所用時間的　比值　叫電流. (3)電流的宏觀表達式：　I＝　，適用于任何電荷的定向移動形成的電流. (4)電流是標量但有方向，規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向(或與負電荷定向

2、移動的方向相反).單位：A， 1 A＝　103　mA＝　106　μA. (5)電流的微觀表達式：　I＝nqvS　，n是單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q是每個自由電荷電荷量，S是導體的橫截面積，v為自由電荷的定向移動速率. 說明：導體中三種速率：定向移動速率非常小，約10－5 m/s；無規(guī)律的熱運動速率較大， 約105 m/s；電場傳播速率非常大，為3×108 m/s. 3.電動勢 (1)電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉化為電勢能的裝置； (2)電源電動勢是表示電源將其他形式的能轉化為電能的本領的大小的物理量； (3)電源電動勢E在數(shù)值上等于非靜電力把1 C正電荷在電源內(nèi)從負極移送

3、到正極所做的功，即　E＝W/q　； (4)電源電動勢和內(nèi)阻都由電源本身的性質(zhì)決定，與所接的外電路無關. 4.部分電路的歐姆定律 (1)內(nèi)容：導體中的電流跟導體兩端電壓成正比，跟導體的電阻成反比. (2)公式 ：　I＝　. (3)適用條件：　金屬導電或電解液導電　.對氣體導電和晶體管導電不適用. (4)圖象 注意I-U曲線和U-I曲線的區(qū)別：對于電阻一定的導體，圖中兩圖都是過原點的直線，I-U圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，U-I圖象的斜率表示電阻.當考慮到電阻率隨溫度的變化時，電阻的伏安特性曲線不再是過原點的直線，但部分電路的歐姆定律還是適用. 重點難點突破 一、公式I＝q/t和I

4、＝nqSv的理解 I＝q/t是電流的定義式，適用于任何電荷的定向移動形成的電流.注意：在電解液導電時，是正、負離子向相反方向定向移動形成電流，q應是兩種電荷的電荷量絕對值之和，電流方向為正電荷定向移動的方向. I＝nqvS是電流的微觀表達式(n為單位體積內(nèi)的自由電荷個數(shù)，S為導線的橫截面積，v為自由電荷的定向移動速率，約10－5 m/s). 二、電動勢和電壓的關系 電動勢和電壓這兩個物理量盡管有著相同的單位，而且都是描述電路中能量轉化的物理量，但在能量轉化方式上和決定因素上有本質(zhì)的區(qū)別： 1.電壓表示電場力做功(UAB＝)，是將電能轉化為其他形式的能的本領；電源電動勢表示非靜電力做功

5、(E＝)，是把其他形式的能轉化為電勢能的本領. 2.決定因素不同：電壓由電源和導體的連接方式?jīng)Q定；電動勢由電源本身的性質(zhì)決定，與所接的外電路無關. 三、伏安特性曲線及其應用 1.伏安特性曲線 電阻恒定不變的導體，它的伏安特性曲線是直線，如右圖中a、b兩直線所示，具有這種伏安特性曲線的電學元件叫線性元件，直線的斜率等于電阻的倒數(shù).電阻因外界條件變化而變化的導體，它的伏安特性曲線是曲線，如圖中c所示，這類電學元件叫非線性元件，導體c的電阻隨電壓升高而減小. 2.利用伏安特性曲線的斜率求電阻時，不能用直線的傾角的正切來求，原因是物理圖象坐標軸單位長度是可以表示不同大小的電壓或電流，而應用R

6、＝求電阻. 3.一般金屬導體的電阻隨溫度的升高而增大，其伏安特性如下圖所示. 由于金屬導體是純電阻，所以歐姆定律仍然適用，伏安特性曲線上某一點的縱坐標和橫坐標的比值，即曲線的割線斜率表示了導體的電阻(圖甲)或導體的電阻的倒數(shù)(圖乙). 典例精析 1.公式I＝q/t和I ＝nqvS的理解和應用 【例1】來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)一加速電壓為800 kV的直線加速器加速，形成電流強度為1 mA的細柱形質(zhì)子流.已知質(zhì)子電荷e＝1.60×10－19 C.這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為　　　　.假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和

7、4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1∶n2＝　　　　. 【解析】按定義，I＝，所以＝＝6.25×1015 由于各處電流相同，設這段長度為l，其中的質(zhì)子數(shù)為n個，則由I＝和t＝得I＝，所以n∝.而v2＝2as，所以v∝，所以＝ 【答案】6.25×1015；2∶1 【思維提升】解決本題的關鍵是：(1)正確把握電流強度的概念 I＝q/t和q＝ne. (2)善于將運動學知識和電流強度的定義式巧妙整合，靈活運用. 【拓展1】試研究長度為l、橫截面積為S，單位體積自由電子數(shù)為n的均勻導體中電流的流動，在導體兩端加上電壓U，于是導體中有勻強電場產(chǎn)生，在

8、導體內(nèi)移動的自由電子(－e)受勻強電場作用而加速，和做熱運動的陽離子碰撞而減速，這樣邊反復進行邊向前移動，可以認為阻礙電子運動的阻力大小與電子移動的平均速度v成正比，其大小可以表示成kv(k是常數(shù)). (1)電場力和碰撞的阻力相平衡時，導體中電子的速率v成為一定值，這時v為　B　. A. B. C. D. (2)設自由電子在導體中以一定速率v運動時，該導體中所流過的電流是. (3)該導體電阻的大小為 (用k、l、n、S、e表示). 【解析】 據(jù)題意可得kv＝eE，其中E＝，因此v＝.據(jù)電流微觀表達式I＝neSv，可得I＝，再由歐姆

9、定律可知R＝＝ 2.電源電動勢的理解 【例2】關于電源電動勢，以下說法正確的是(　　) A.電動勢表示電源把其他形式的能轉化成電能的本領的大小，在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時兩極板間的電壓 B.由電動勢E＝可知電動勢E的大小跟W和q的比值相等，跟W的大小和q的大小無關，由電源本身決定 C.1號干電池比5號干電池大，但是電動勢相等，內(nèi)電阻相同 D.電動勢的大小隨外電路的電阻增大而增大 【解析】電動勢由電源本身的性質(zhì)決定，與W、q無關，與所接的外電路無關，所以B對，D錯.1號干電池和5號干電池電動勢相等，但內(nèi)電阻不同，所以C錯.由電源電動勢的本質(zhì)知A正確. 【答案】AB 【思維提

10、升】應正確理解電源電動勢的物理意義和決定因素. 【拓展2】關于電源電動勢和電壓，以下說法正確的是( A ) A.在某電路中每通過20 C的電荷量，電池提供的電能是30 J，那么這個電池的電動勢是1.5 V B.電源內(nèi)，電源把其他形式的能轉化為電能越多，其電源電動勢一定越大 C.電動勢就是電源兩極間的電壓 D.電動勢公式E＝中的“W”和電壓公式U＝中的“W”是一樣的，都是電場力做的功 3.伏安特性曲線的理解和應用 【例3】如圖所示為電阻R1和R2的伏安特性曲線， 并且把第一象限分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域.現(xiàn)把R1和R2并聯(lián)在電路中，消耗的電功率分別用P1和P2表示；并聯(lián)的總電阻設為R

11、.下列關于P1與P2的大小關系及R的伏安特性曲線應該在的區(qū)域的說法，正確的是(　　) A.特性曲線在Ⅰ區(qū)，P1

12、②用縱坐標表示電壓U，橫坐標表示電流I，畫出的U-I關系圖線，它的斜率為電阻.一定要看清圖象的坐標. 【拓展3】一個用半導體材料制成的電阻器D，其電流I隨它兩端的電壓U的關系圖象如圖(a)所示，將它與兩個標準電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源上，如圖(b)所示，三個用電器消耗的電功率均為P.現(xiàn)將它們連接成如圖(c)所示的電路，仍然接在該電源的兩端，設電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別為PD、P1、P2，它們之間的大小關系有( C ) A.P1＝4P2 B.PD＝P/9 C.P1＜4P2 D.PD

13、＞P2 易錯門診 【例4】如圖所示的圖象所對應的兩個導體： (1)兩導體的電阻的大小R1＝　　　 Ω，R2＝　　　Ω； (2)若兩個導體中的電流相等(不為零)時，電壓之比U1∶U2＝　　　??； (3)若兩個導體的電壓相等(不為零)時，電流之比I1∶I2＝　　　　. 【錯解】(1)因為在I-U圖象中R＝1/k＝cot θ，所以R1＝ Ω，R2＝ Ω 【錯因】上述錯誤的原因，沒有弄清楚圖象的物理意義. 【正解】(1)在I-U圖象中R＝1/k＝ΔU/ΔI，所以R1＝2 Ω，R2＝ Ω (2)由歐姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2，由于I1＝I2，所以U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1 (3) 由歐姆定律得I1＝U1/R1，I2＝U2/R2，由于U1＝U2，所以I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3 【答案】(1)2 Ω； Ω　(2)3∶1　(3)1∶3 【思維提升】應用圖象的斜率求對應的物理量，這是圖象法討論問題的方法之一，但應注意坐標軸的物理意義.在用斜率求解時ΔU、ΔI是用坐標軸上的數(shù)值算出的，與坐標軸的標度的選取無關，而角度只有在兩坐標軸單位長度相同時才等于實際角的大小，從本圖中量出的角度大小沒有實際意義.