71电流、部分电路欧姆定律、探究决定导线电阻的因素.doc

§7.1电流、部分电路欧姆定律、
探究决定导线电阻的因素
【考点透视】
内容要求说明1.电流
2.部分电路欧姆定律
3.电阻定律
4.决定导线电阻的因素（实验、探究）Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ【知识网络】
1．电流
（1）电流的形成：电荷的定向移动形成电流。方向：正电荷定向移动的方向，外电路由正极流向负极，内电路由负极流向正极，电流是标量。
（2）电流的宏观表达式：I=q/t，适用于任何电荷定向移动形成的电流。
注意：在电解液导电时，正、负离子向相反方向定向移动形成电流，用公式I＝q／t计算电流强度时应注意电量的理解。
（3）电流的微观表达式：I=nqvS
n为单位体积内的自由电荷个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率。
2．部分电路欧姆定律
（1）内容：导体中的电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比。
（2）公式：I=U/R
（3）适用条件：金属导电或电解液导电，不适用气体导电。
（4）图像

注意：①I-U曲线与U-I曲线的区别。对电阻一定的导体，图线为过原点的直线，I-U图像的斜率表示电阻的倒数，U-I图像的斜率表示导体的电阻。
②当考虑电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不是过原点的直线。
3．电阻定律
（1）内容：导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比，。
（2）电阻率
①意义：ρ是反映材料导电性能的物理量，数值上等于长度为1m、横截面积为1m2的导体的电阻。单位：Ωm
②纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。
③材料的电阻率与温度有关：金属的电阻率随温度的升高而增大（铂较明显，可用于做温度计）；合金锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻；半导体的电阻率随温度的升高而减小（热敏电阻、光敏电阻）。
④超导现象：有些物质当温度接近0K时，电阻率突然减小到零的现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。
4.实验探究决定导线电阻的因素
（1）实验探究
控制变量法——单独改变影响电阻的因素，测定阻值大小，寻求规律。
实验方案：相同材料，S一定，改变L，测R，寻求R随L变化规律
相同材料，L一定，改变S，测R，寻求R随S变化规律
不同材料，L和S均相同，测R，判断材料对R的影响
实验电路：

（2）理论探究
①两根电阻丝（L0、S0、R0）串联，L=2L0，R串=2R0，则R与导体长度成正比
②两根相同的电阻丝（L0、S0、R0）并联，S=2S0，R==，则R与横截面积成反比
③结论：电阻R∝，满足表达式R=k
公式变换：
【典型例题】
［例1］有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积的导线内有n个自由电子，电子电量为q，此时电子定向移动的速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为
A．nvsΔtB．nvΔtC．IΔtD．IΔt/sq

［例２］一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v。若均匀拉长导线，使其长度变为原来的2倍，再给它两端加上电压U，则次时
A．通过导线的电流为I/2
B．通过导线的电流为I/4
C．自由电子定向移动的平均速率为v/2
D．自由电子定向移动的平均速率为v/4
［例３］实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I=kU3的规律，其中U表示棒两端的电势差，k=0.02A/V3．现将该棒与一个可变电阻器R串联在一起后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为6.0V的电源上．求：
（1）当串联的可变电阻器阻值R多大时，电路中的电流为0.16A？
（2）当串联的可变电阻器阻值R多大时，棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5？

L
4L
质子源
［例４］如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10-19C。

（1）求这束质子流每秒打到靶上的质子数。
（2）假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，求n1与n2的比值。

【自我检测】
1．某电解槽中，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某横截面，则通过该横截面的电流为多大？

2．一个标有“220V60W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220V，在此过程中电压U和电流I的的关系可用下图所示．在给出的四个图线中肯定符合实际的是

3．把两根同种材料电阻丝分连在两个电路中，甲电阻丝长度为，直径为；乙电阻丝长度为，直径为，要使两电阻丝消耗的功率相等，加在两电阻丝上的电压应满足
A．B．
C．D．