第三章 恒定电流总结提升 -2021-2022学年高二物理精讲精练（新粤教版必修第三册）

第二章 静电场的运用 第一部分 知识总结 内容1：导体的伏安特性曲线 一、电流 1．形成电流的条件 （1）存在自由电荷，比如金属导体中的自由电子、电解液中的正、负电荷。 （2）导体两端存在电压。 2．恒定电流 （1）电流。 ①概念：电荷的定向移动形成电流。 ②物理意义：反映了电流的强弱程度。 ③符号及单位：用符号I表示，单位是安培，符号为A。 ④表达式： I＝。 ⑤电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向为电流的反方向。 （2）恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流。 二、欧姆定律 1．内容：导体中的电流强度跟它两端电压U成正比，跟它的电阻R成反比。 2．表达式： I＝。 3．适用条件：适用于金属和电解质溶液导电，对气态导体和半导体元件不适用。 三、导体的伏安特性曲线 1．定义：用纵轴表示电流，横轴表示电压，画出的导体的I­U图线。 2．线性元件和非线性元件 （1）线性元件：I­U图线是过原点的直线。即I与U成正比。 （2）非线性元件：I­U图线是曲线。 知识演练 1．某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是(　　) A．0　　　　 B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A 【解析】D　电荷的定向移动形成电流，但正、负电荷同时向相反方向定向移动时，通过某截面的电荷量应是两者绝对值的和。由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s内通过截面的总电荷量应为q＝1.6×10－19×2×1.0×1019 C＋1.6×10－19×1×2.0×1019 C＝6.4 C，根据电流的定义式得I＝＝ A＝3.2 A，D正确。 2．有a、b、c、d四个电阻，它们的U­I图像如图所示，则图中电阻最大的是(　　) A．a　　B．b　　C．c　　D．d 【解析】A　本题给出的图象是U­I图线，直线的斜率等于导体的电阻，A正确。 3．今有甲、乙两个电阻，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，甲、乙两端的电压之比为1∶3，则甲、乙两个电阻阻值的比值为(　　) A．1∶6 B．1∶3 C．1∶4 D．1∶8 【解析】A　根据电流的定义式I＝可知，甲、乙两个电阻，在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍，则甲、乙两个电阻的电流之比为2∶1，根据欧姆定律可知，甲、乙两端的电压之比为1∶3，则两个电阻之比＝×＝，A选项正确。 4．(多选)A、B导体的伏安特性曲线如图实线所示，下列判断正确的是(　　) A．A导体的电阻是6 Ω B．B导体电阻是2 Ω C．当电流为0.3 A时，A导体的电阻是6 Ω D．当电流为0.3 A时，A导体的电阻应该等于它此时切线的斜率，即9 Ω 【解析】BC 导体A的电阻值随温度发生变化，不是定值，A选项错误；根据欧姆定律结合U­I图象可知，B的电阻RB＝＝2 Ω，B选项正确；导体的电阻等于坐标的比值，当电流为0.3 A时，A导体的电阻RA＝＝6 Ω，C选项正确，D选项错误。 5．现要测定一个额定电压为4 V、电阻约为10 Ω(设电阻不变)的小灯泡的伏安特性曲线。要求所测电压范围为0.1～4 V。 甲　　　　　　　　乙 现有器材：直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)，电压表V(量程4.5 V，内阻约为4×102 Ω)，电流表A1(量程250 mA，内阻约为2 Ω)，电流表A2(量程500 mA，内阻约为1 Ω)，滑动变阻器R(最大阻值约为30 Ω)，开关S，导线若干。 如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是 ，如图所示的甲、乙两个电路应该选用的是 。 【解析】　小灯泡的额定电流约为I＝＝ A＝0.4 A， 故电流表应选用A2；小灯泡的电阻R约为10 Ω，电流表A2内阻约为1 Ω，故应选电流表外接法，即电路甲。 【答案】　A2　甲 内容2：决定导体电阻大小的因素 一、电阻定律 1．在温度不变的情况下，导体的电阻与通过的电流无关，与导体的长度、横截面积、材料等因素有关。 2．伏安法测电阻 （1）原理：用电压表测出导体两端的电压，用电流表测出导体中的电流，利用公式R＝求出导体的电阻。 （2）电路图：(如图所示)。 (3)结论：对于同种材料的导体，在保持横截面积不变时，导体的电阻与导体的长度成正比；在保持长度不变时，导体的电阻与导体的横截面积成反比；在保持导体的长度和横截面积不变时，导体的电阻与材料有关。 3．电阻定律 （1）内容：在一定温度下，均匀导体的电阻R与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比。 （2）公式：R＝ρ，式中ρ为比例常数，反映材料的对导体电阻的影响。 二、电阻率 1．电阻率的计算：ρ＝。 2．电阻率的单位：欧姆·米，符号Ω·m。