内容正文:
第十四讲 导体的伏安特性曲线
【学习目标】
1.知道电流的产生条件,掌握电流的定义式和单位.
2.会推导电流的微观表达式,了解表达式中各物理量的含义.
3.理解欧姆定律,会用欧姆定律进行有关计算.4.理解导体的伏安特性曲线.
【基础知识】
一、电流
1.电荷定向移动形成电流.
2.形成电流的条件
(1)有能够自由移动的电荷——自由电荷.
(2)导体两端存在电压.
3.电流的定义式:I=eq \f(Q,t),单位:安培,符号:A.
4.电流的方向:规定为正电荷定向移动的方向,与负电荷定向移动的方向相反.
二、欧姆定律
1.内容:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比.
2.公式:I=eq \f(U,R)
3.计算电阻的表达式R=eq \f(U,I).
三、导体的伏安特性曲线
1.导体的伏安特性曲线:以纵坐标表示电流I,横坐标表示电压U,画出的I-U图像叫作导体的伏安特性曲线.
2.线性元件:伏安特性曲线是过坐标原点的直线的元件,欧姆定律适用于线性元件;
非线性元件:伏安特性曲线是曲线,而不是直线的元件.
【考点剖析】
考点一:电流
例1.关于电流的说法中正确的是( )
A.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
B.如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流
C.电流有方向,电流是矢量
D.根据
,可知I与q成正比
考点二:欧姆定律
例2.关于欧姆定律,下列说法正确的是( )
A.由
可知,通过导体的电流与导体两端电压成正比,与电阻成反比
B.由
可知,导体电阻与导体两端电压成正比,与通过导体电流成反比
C.小灯泡伏安特性图像是曲线,所以欧姆定律不适用于金属导电
D.欧姆定律适用于金属导电、半导体导电、气体导电等一切情况
考点三:导体的伏安特性曲线
例3.某学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线,如图甲、乙所示,则( )
A.图甲中,电学元件
的阻值随电压的增大而增大
B.图甲中,两电学元件阻值的关系为
C.图乙中,电学元件为线性元件
D.图乙中,电学元件所加正向电压大于0.75V时,其阻值随电压的增大而减小
【过关检测】
1.下列物理量属于矢量,且采用比值定义法表示的是( )
A.电容
B.电场强度
C.电流
D.电势
2.如图所示为某一金属导体的伏安特性曲线,由图像可知( )
A.该导体为线性元件
B.该导体的电阻随电压的升高而减小
C.导体两端电压为2V时,电阻为0.5Ω
D.导体两端电压为2V时,电阻为1Ω
3.满足下面哪一个条件,就能产生持续电流( )
A.有自由电子
B.导体两端有电压
C.任何物体两端有电
D.导体两端有恒定电压
4.如图所示的电路中,开关
闭合后,时间
内经过
点的电量为
。下列说法错误的是( )
A.
断开时,电源两端的电压为0
B.
闭合后,时间
内经过
点的电量为
C.
闭合后,时间
内非静电力做的功为
D.
闭合后,时间
内内电路产生的内能为
5.下列关于电压、电动势说法正确的是( )
A.电源的电动势与电源的体积和外电路有关
B.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量
C.电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法
D.由电动势公式E=
可知,电动势的大小,与非静电力所做功的大小成正比
6.如图是某导体的伏安特性曲线,由图请计算:
(1)导体的电阻是多少;
(2)当导体两端的电压是10 V时,通过导体的电流是多少;
(3)当通过导体的电流是0.1 A时,导体两端的电压是多少。
7.若距地面高约2km的空中有两块乌云,它们因与空气摩擦带电,致使两块乌云之间的电势差约为3×109V且保持不变。已知空气的电场强度达到3×106V/m将被击穿放电,请对以下问题进行估算。
(1)当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣?
(2)若某次闪电,两块乌云之间通过的电荷量为500C,可释放多少能量?
(3)这次放电现象历时约0.01s,则其平均电流约为多大?
8.某金属导体两端所加电压为U=8V时,t=10s内通过某一横截面的电荷量为q=1.6C,求:
(1)导体的电阻R;
(2)若金属导体两端电压变为原来的
,则t=10s内通过金属横截面的电子有多少个?(电子电荷量
)
9.如图所示的电路中,电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3=2Ω。当开关K闭合时,电流表示数为0.6A,求:
(1)电阻R3两端的电压U3;
(2)流过电阻R2的电流I2;
(3)电阻R1两端的电压U1。
10.电路中,每分钟有
的电荷流过导线的某一横截面,求:
每分钟内流过该导线这一横截面的电子数目
流过该导线的电流
已知一个电子的带电量为
C.
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