第3章 第1节 导体的伏安特性曲线-2021-2022学年新教材高中物理必修第三册【名师导航】同步Word教参(粤教版)

第一节　导体的伏安特性曲线 学习目标：1.[科学思维]理解电流的定义、定义式、单位及方向的规定，会用公式Q＝It分析相关问题。　2.[科学思维]理解电阻的定义，进一步体会比值定义法。　3.[科学探究]探究导体的伏安特性曲线，会利用I­U图象处理、分析实验数据。　4.[物理观念]知道什么是线性元件和非线性元件。 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。 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)电流既有大小，又有方向，是矢量。 (×) (2)电子定向移动的方向就是电流的方向。 (×) (3)任何情况下导体的电阻与两端的电压成正比，与通过的电流成反比。 (×) (4)导体的伏安特性曲线能形象地描述电流与电压的关系。 (√) 2．实验室中的标准电阻的伏安特性曲线应最接近于图中的哪一个(　　) A　[标准电阻的电阻是一定值，是线性元件，所以其伏安特性曲线为一过原点的直线。] 3．在电阻为4 Ω的导体中通以恒定电流，5 min内通过导体横截面的电荷量是45 C，这时加在导体两端的电压是(　　) A．60 V　　　 B．6 V C．0.6 V D．3.6 V C　[通过导体的电流为I＝ A＝0.15 A；根据欧姆定律得，加在导体两端的电压是U＝IR＝0.15×4 V＝0.6 V，故选项C正确。]＝ 电流的理解和计算 如图所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t内通过细管某截面的正电荷为q1，通过此截面的负电荷为q2。 (1)确定通过导电液体中电流的方向。 (2)计算导电液体中电流的大小。 提示：(1)电流方向为正电荷定向移动方向或负电荷定向移动方向的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右。 (2)I＝。 1.电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。 2．电流的定义式：I＝。用该式计算出的电流是时间t内的平均值。对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等。 3．电流虽然有方向，但它是标量，它遵循代数运算法则。 【例1】　如图所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是(　　) A．当n1＝n2时电流强度为零 B．当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝ C．当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度为I＝ D．溶液内电流方向从A→B，电流强度为I＝ D　[正离子定向移动方向就是电流方向，负离子定向移动的反方向也是电流方向；有正、负离子向相反方向经过同一截面时，公式I＝，电流方向由A指向B，与正、负离子的数量无关，A、B、C错误，D正确。]中的q应是正、负离子电荷量绝对值之和，故I＝ 求解电流大小的分析思路 (1)认真审题，明确导电的是什么粒子。 (2)由题设条件求出时间t内通过某一横截面的电荷量q。注意若有正、负电荷同时通过某一横截面时，那么在一段时间内通过这一横截面的电荷量等于正、负电荷电荷量的绝对值之和。 (3)由定义式I＝求出电流大小。 1．(多选)关于电流的下列说法中，正确的是(　　) A．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多 B．在相同时间内，通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大 C．通电时间越长，电流越大 D．导体中通过一定的电荷量所用时间越短，电流越大 BD　[由q＝It可知，通过电流越大，但时间不一定长，故电量不一定多，A错误；由I＝可知，所用时间相同时，通过导体横截面的电荷量越多，则导体中的电流越大，通过导体横截面的电荷量相同时，所用时间越短，则导体中的电流越大，B、D正确；电流等于电量与所用时间的比，与通电时间无关，C错误。] 对欧姆定律的理解与应用 当电压U、电流I发生变化时，如图所示。 (1)同一导体，电压与电流的比值如何