第8章 第1讲 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律及电功率—2021届高中物理一轮复习讲义(机构)

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第八章 恒定电流

第1讲 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律及电功率

【教学目标】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 图象及U －I 图象解决有关问题

【重、难点】部分电路欧姆定律、电阻定律的应用

【课前小测】

1．三个电阻之比R 1∶R 2∶R 3＝1∶2∶5，将这三个电阻并联，则通过这三支路的电流之比I 1∶I 2∶I 3为（ ）

A ．1∶2∶5

B ．5∶2∶1

C ．10∶5∶2

D ．2∶5∶10

2．（多选）电阻R 1、R 2、R 3串联在电路中．已知R 1＝10 Ω、R 3＝5 Ω，R 1两端的电压为6 V ，R 2两端的电压为12 V ，则（ ）

A ．电路中的电流为0.6 A

B ．电阻R 2的阻值为20 Ω

C ．三只电阻两端的总电压为20 V

D ．电阻R 3两端的电压为4 V

3．（多选）如图所示，图线1表示的导体的电阻为R 1，图线2表示的导体的电阻为R 2，则下列说法正确的是（ ）

A ．R 1∶R 2＝3∶1

B ．通过R 1、R 2电流大小相等时，电压之比为1∶3

C ．R 1∶R 2＝1∶3

D ．R 1、R 2两端电压相等时，流过R 1、R 2电流之比为1∶3

4．小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，加在灯泡两端的电压较小时，通过灯泡的电流也较小，灯丝的温度较低．加在灯泡两端的电压较大时，通过灯泡的电流也较大，灯丝的温度较高．已知一只灯泡两端的电压为1 V ，通过灯泡的电流为0.5 A ；灯泡两端的电压为3 V

时，通过灯泡的电流是

2

1 A ，则灯泡两端电压为

2 V 时，通过灯丝的电流可能是（ ）

A ．0.5 A

B ．0.6 A

C ．0.8 A

D ．1 A

5．如图所示的电路中，U ＝8 V 不变，电容器电容C ＝200 μF ，R 1∶R 2＝3∶5，则电容器的带电荷量为（ ）

A ．6×10－3 C

B ．1×10－3

C C ．6×10－4 C

D ．1.6×10－

3 C

【知识梳理】

一、电流的概念及表达式

1．电流形成的条件：（1） ；（2） ．

2．电流

（1）定义式：I ＝________；

① q 是某段时间内通过导体横截面的电荷量．

a ．若是金属导体导电，则q 为自由电子通过某截面的电荷量的总和．

b ．若是电解质导电，则异种电荷反向通过某截面，q ＝|q 1|＋|q 2|

② 带电粒子的运动可形成等效电流，如电子绕原子核的运动、带电粒子在磁场中的运动，此时

I ＝q T

，q 为带电粒子的电荷量，T 为周期． （2）国际单位： ，符号是 。其他常用单位： 、 。

（3

）方向：电流是标量，为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．在外电路中电流由电源正极到负极，在内电路中电流由电源负极到正极．

（4）微观表达式：假设导体单位体积内有n 个可自由移动的电荷，电荷定向移动的速率为v ，电荷量为q ，导体横截面积为S ，则I = 。

3．电流的分类：

3

（1）方向不改变的电流叫直流电流，方向和大小都不改变的电流叫恒定电流，

（2）方向改变的电流叫交流电流。

【思维深化】

判断下列说法是否正确．

（1）导体中只要电荷运动就形成电流．( )

（2）电流有方向，所以它是一个矢量．( )

（3）根据I ＝q t

，可知I 与q 成正比．( ) （4）电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多．( )

（5）电流I 随时间t 变化的图象与坐标轴所围面积表示通过导体横截面的电荷量．( )

二、电阻定律

1．电阻

（1）定义式：R ＝U I

； （2）物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用． 2．电阻定律

（1）内容：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关．

（2）表达式：R ＝ρl S

. 3．电阻率

（1）计算式：ρ＝R S l

（2）物理意义：反映导体的导电性能，是表征材料性质的物理量，是导体材料本身的属性；

（3）电阻率与温度的关系：

① 金属：电阻率随温度升高而增大．

4

② 半导体：电阻率随温度升高而减小．

③ 一些合金：几乎不受温度的影响．

④ 应用：电阻温度计、热敏电阻（电饭煲）、标准电阻等。

三、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．表达式：____________

3．适用范围：（1）金属导电和电解液导电（对气体导电不适用）．

（2）纯电阻电路（不含电动机、电解槽等的电路）．

4．导体的伏安特性曲线

（1）I －U 图线：以电流为纵轴、电压为横轴所画出的导体上的电流随电压的变化曲线称为I －U 图线，如图所示．

（2）比较电阻的大小：图线的斜率k ＝I U ＝1R

，图中R 1>R 2； （3）线性元件：伏安特性曲线是________________的电学元件；

（4）非线性元件：伏安特性曲线是______________的电学元件。

【思维深化】

关于导体的电阻和电阻率，下列说法是否正确．

（1）由R ＝U I

可知，导体的电阻与导体两端的电压成正比，与流过导体的电流成反比．( ) （2）由R ＝ρl S

可知，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比．( )