2024届高考物理一轮复习讲义：欧姆定律 伏安特性曲线

课题：欧姆定律 伏安特性曲线 知识点总结： 一、电流 1．电流指单位时间内通过导体任一横截面的电荷量，即I＝，其中q是时间t内通过某截面的电荷量．电解液中，q为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和． 2．电流的方向：规定正电荷定向运动的方向为电流的方向，则负电荷定向运动的方向与电流方向相反．电解液中正、负离子定向运动方向虽然相反，但正、负离子定向运动形成的电流方向是相同的． 3．从微观上看，电流可以表示为I＝nqSv．（推导过程，常考于第三章霍尔效应） 二、电阻、欧姆定律 1．I＝是部分电路欧姆定律的数学表达式，适用于金属导电和电解质溶液导电，它反映了导体中电流与电压、电阻的比例关系． 2．公式R＝是电阻的定义式，适用于任何电阻的计算，公式给出了量度电阻大小的一种方法．而导体的电阻由导体本身的性质决定，与外加的电压和通过的电流大小无关（填“有关”或“无关”）． 3．在使用I＝、R＝两个公式计算时都要注意I、U、R三个量必须是对应同一导体在同种情况下的物理量． 4．公式R＝ρ是电阻的决定式 （1）ρ表示材料的电阻率，其大小与导体的形状、大小无关，与材料和温度有关． （2） l表示沿电流方向导体的长度；S表示垂直于电流方向导体的横截面积．如图1所示，一长方体导体，若通过电流I1，则长度为a，横截面积为bc；若通过电流I2，则长度为c，横截面积为ab． （3） 公式R＝ρ适用条件：温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液． 三、伏安特性曲线 1．I－U曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，而U－I曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻． 2．线性元件（金属导体、电解质溶液）的伏安特性曲线是一条直线；欧姆定律适用于线性元件． 四．测量小灯泡的伏安特性曲线 1．电流表内、外接法的选择：（1）待测电阻较小时，采用电流表外接法测量误差较小（填“较大”或“较小”），采用电流表内接法测量误差较大（填“较大”或“较小”），故此时采用电流表外接法．（2）待测电阻较大时，采用电流表外接法测量误差较大（填“较大”或“较小”），采用电流表内接法测量误差较小（填“较大”或“较小”），故此时采用电流表内接法． 2．滑动变阻器的限流式接法和分压式接法的选择：（1）负载电阻的阻值远大于滑动变阻器的总电阻，须用分压式接法．（2）要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，须用分压式接法．（3）负载电阻的阻值小于滑动变阻器的总电阻或相差不多，且电压、电流变化不要求从零开始时，可采用限流式接法．（4）两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总能耗较小． 　用甲图测量时≤Ux≤U，电压不能从零开始调节，用乙图测量时0≤Ux≤U 典例强化 例1、一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I，以下说法中正确的有（　　） A．自由电子定向移动的速率为v0 B．自由电子定向移动的速率为v＝ C．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c D．自由电子定向移动的速率为v＝ 例2、一段长为L、电阻为R的均匀电阻丝，把它拉成3L长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为（　　） A. B．3R C． D．R 例3、现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图a和b所示。 （1）由上图读得圆柱体的直径为____cm，长度为____cm。 （2）若流经圆柱体的电流为I，圆柱体两端之间的电压为U，圆柱体的直径和长度分别为D、L，测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ＝________。 例4、如图所示是某导体的I－U图线，图中α＝45°，下列说法正确的是（　　） A．通过该导体的电流与其两端的电压成正比 B．此导体的电阻R＝2Ω C．I－U图线的斜率表示电阻的倒数，所以R＝cot45°＝1．0Ω D．在该导体两端加6．0V电压时，每秒通过导体截面的电荷量是3．0C 例5、我国已禁止销售100W及以上的白炽灯，以后将逐步淘汰白炽灯．假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图2所示．图象上A点与原点的连线与横轴成α角，A点的切线与横轴成β角，则（　　） A．白炽灯的电阻随电压的增大而减小 B．在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβ