精品新人教版选修31高中物理第7章 第1课时导学案.docx
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精品新人教版选修31高中物理第7章第1课时导学案
考点内容
要求
考纲解读
欧姆定律
Ⅱ
1应用串、并联电路规律,闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律进行电路动态分析.
2.非纯电阻电路的分析与计算,将结合实际问题考查电功和电热的关系.能量守恒定律在电路中的应用,是高考命题的热点,多以计算题或选择题的形式出现.
3.稳态、动态含电容电路的分析,以及电路故障的判断分析,多以选择题形式出现.
4.实验及相关电路的设计,几乎已成为每年必考的题型
电阻定律
Ⅰ
电阻的串、并联
Ⅰ
电的电动势和内阻
Ⅱ
闭合电路的欧姆定律
Ⅰ
电功率、焦耳定律
Ⅰ
实验:
测定金属丝的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
实验:
描绘小电珠的伏安特性曲线
实验:
测定电的电动势和内阻
实验:
练习使用多用电表
第1课时 电阻定律 欧姆定律
导目标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
一、电流
[基础导引]
关于电流,判断下列说法的正误:
(1)电荷的运动能形成电流( )
(2)要产生恒定电流,导体两端应保持恒定的电压( )
(3)电流虽有方向,但不是矢量( )
(4)电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率( )
[知识梳]
1.电流形成的条件:
(1)导体中有能够自由移动的电荷;
(2)导体两端存在持续的电压.
2.电流的方向:
与正电荷定向移动的方向________,与负电荷定向移动的方向________.
电流虽然有方向,但它是________.
3.电流
(1)定义式:
I=________
(2)微观表达式:
I=________,式中为导体单位体积内的自由电荷,q是自由电荷的电荷量,v是自由电荷定向移动的速率,S为导体的横截面积.
(3)单位:
安培(安),符号是A,1A=1/
二、电阻定律
[基础导引]
导体的电阻由哪些因素决定?
与导体中的电流、导体两端的电压有关系吗?
[知识梳]
1.电阻定律:
R=ρ,电阻的定义式:
R=
2.电阻率
(1)物意义:
反映导体____________的物量,是导体材料本身的属性.
(2)电阻率与温度的关系
①金属的电阻率随温度升高而________;
②半导体的电阻率随温度升高而________;
③超导体:
当温度降低到____________附近时,某些材料的电阻率突然____________成为超导体.
三、欧姆定律
[基础导引]
R=U/I的物意义是( )
A.导体的电阻与电压成正比,与电流成反比
B.导体的电阻越大,则电流越大
.加在导体两端的电压越大,则电流越大
D.导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体的电流的比值
[知识梳]
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)公式:
____________
(3)适用条件:
适用于________和电解液导电,适用于纯电阻电路.
(4)导体的伏安特性曲线:
用横坐标轴表示电压U,纵坐标轴表示________,画出的IU关系图线.
①线性元件:
伏安特性曲线是________________________________的电元件,适用于欧姆定律.
②非线性元件:
伏安特性曲线是______________的电元件,____________(填适用、不适用)于欧姆定律
:
R=与R=ρ有什么不同?
考点一 对电阻定律、欧姆定律的解
考点解读
1.电阻与电阻率的区别
(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物量,电阻大的导体对电流的阻碍作用大.电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物量,电阻率小的材料导电性能好.
(2)导体的电阻大,导体材料的导电性能不一定差;导体的电阻率小,电阻不一定小,即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小.
(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关.
2.电阻的决定式和定义式的区别
公式
R=ρ
R=
区别
电阻定律的决定式
电阻的定义式
说明了电阻的决定因素
提供了一种测定电阻的方法,并不说明电阻与U和I有关
只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液
适用于任何纯电阻导体
典例剖析
例1 如图1甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设=1,b=02,c=01,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U-I图线如图乙所示,当U=10V时,求电解液的电阻率ρ
图1
思维突破 应用公式R=ρ解题时,要注意公式中各物量的变情况,特别是和S的变情况,通常有以下几种情况:
(1)导线长度和横截面积S中只有一个发生变,另一个不变.
(2)和S同时变,有一种特殊情况是与S成反比,即导线的总体积V=S不变.
考点二 对伏安特性曲线的解
考点解读
比较图2甲中、b两导体电阻的大小,说明图乙中c、d两导体的电阻随电压增大如何变?
图2
归纳提炼
1.图线、b表示线性元件.图线c、d表示非线性元件.
2.图象的斜率表示电阻的倒,斜率越大,电阻越小,故R 3.图线c的斜率增大,电阻减小,图线d的斜率减小,电阻增大(如图乙所示). 注意: 曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒. 4.由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线. 5.伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻. 典例剖析 例2 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变的图线如图3 所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U 轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中正确的是( ) 图3 A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大 B.对应P点,小灯泡的电阻为R= .对应P点,小灯泡的电阻为R= D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积 思维突破 伏安特性曲线常用于: (1)表示电流随电压的变; (2)表示电阻值随电压的变;(3)计算某个状态下的电功率P=UI,此时电功率为纵、横坐标围成的矩形面积,而不是曲线与坐标轴包围的面积. 7利用“柱体微元”模型求解 电流大小 例3 自质子的质子(初速度为零),经一加速电压为800V的直线加速器加速,形成电流强度为1A的细柱形质子流.已知质子电荷量=160×10-19.这束质子流每秒打到靶上的个为________.假定分布在质子到靶之间的加速电场是均匀的,在质子束中与质子相距L和4L的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,其中的质子分别为1和2,则1∶2=________ 模型建立 粗细均匀的一段导体长为,横截面积为S,导体单位体积内的自由电荷为,每个自由电荷的电荷量为q,当导体两端加上一定的电压时,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v (1)导体内的总电荷量: Q=Sq (2)电荷通过截面D的时间: = (3)电流表达式: I==qSv 建模感悟 本题是利用流体模型求解问题.在力中我们曾经利用此模型解决风能发电功率问题,也是取了一段空气柱作为研究对象.请同们自己推导一下. 图4 跟踪训练 如图4所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均 匀分布的负电荷,设棒单位长度内所含的电荷量为q,当此棒沿轴线 方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒的运动而形成的等效电流大 小为( ) A.vqB.qvSD A组 对电流的解 1.某电解池,如果在1秒钟内共有50×1018个二价正离子和10×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过这个横截面的电流是( ) A.0B.08A.16AD.32A 2.一根粗细均匀的金属导线,两端加上恒定电压U时,通过金属导线的电流强度为I,金属导线中自由电子定向移动的平均速率为v,若将金属导线均匀拉长,使其长度变为原的2倍,仍给它两端加上恒定电压U,则此时( ) A.通过金属导线的电流为 B.通过金属导线的电流为 .自由电子定向移动的平均速率为 D.自由电子定向移动的平均速率为 B组 电阻定律、欧姆定律的应用 3.一个内电阻可以忽略的电,给一个绝缘的圆管子内装满的水银供电,电流为01A,若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管子里,那么通过的电流将是( ) A.04AB.08A .16AD.32A 4.电位器是变阻器的一种.如图5所示,如果把电位器与灯泡串 联起,利用它改变灯的亮度,下列说法正确的是( ) A.连接A、B使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗 图5 B.连接A、使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮 .连接A、使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗 D.连接B、使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮 组 伏安特性曲线的应用 5.如图6所示是某导体的I-U图线,图中α=45°,下列说法正确的是( ) 图6 A.通过电阻的电流与其两端的电压成正比 B.此导体的电阻R=2Ω .I-U图线的斜率表示电阻的倒,所以R=c45°=10Ω D.在R两端加60V电压时,每秒通过电阻截面的电荷量是30 6.某导体中的电流随其两端电压的变如图7所示,则下列说法中正确的是( ) 图7 A.加5V电压时,导体的电阻约是5Ω B.加11V电压时,导体的电阻约是14Ω .由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小 D.由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小 课时规范训练 (限时: 30分钟) 1.导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是( ) A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比 B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比 .电压一定,电阻与通过导体的电流成正比 D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比 2.下列关于电阻率的说法中正确的是( ) A.电阻率与导体的长度以及横截面积有关 B.电阻率由导体的材料决定,且与温度有关 .电阻率大的导体,电阻一定大 D.有些合金的电阻率几乎不受温度变的影响,可用制造电阻温度计 3.关于电流,下列说法中正确的是( ) A.导线内自由电子定向移动速率等于电流的传导速率 B.电子运动的速率越大,电流越大 .电流是一个矢量,其方向就是正电荷定向移动的方向 D.在国际单位制中,电流是一个基本物量,其单位A是基本单位 4.横截面的直径为d、长为的导线,两端电压为U,当这三个量中的一个改变时,对自由电子定向运动的平均速率的影响是( ) A.电压U加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变 B.导线长度加倍时,自由电子定向运动的平均速率加倍 .导线横截面的直径加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变 D.导线横截面的直径加倍时,自由电子定向运动的平均速率加倍 5如图1所示是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I-R 图象.现将甲、乙串联后接入电路中,则( ) A.甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小 图1 B.甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小 .在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少 D.甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率少 6.有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有个自由电子,电子的电荷量为q此时电子的定向移动速率为v,在Δ时间内,通过导线横截面的自由电子目可表示为( ) A.vSB.vΔD 7.一只标有“220V,60W”的白炽灯泡,加在其两端的电压U由零逐渐增大到220
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- 精品新人教版选修31高中物理第7章 第1课时导学案 精品 新人 选修 31 高中物理 课时 导学案
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