【8A版】高考物理第一轮复习-电动势 欧姆定律

1、【MeiWei_81重点借鉴文档】第七章恒定电流 第 1 课时 电动势欧姆定律基础知识归纳1.导线中的电场(1)形成因素：是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的.(2)方向：导线与电源连通后，导线内很快形成了沿导线方向的恒定电场.(3)性质：导线中恒定电场的性质与静电场的性质不同.2.电流(1)导体形成电流的条件：要有自由电荷；导体两端形成电压.(2)电流定义：通过导体横截面的电荷量跟这些电荷量所用时间的比值叫电流.(3)电流的宏观表达式：I，适用于任何电荷的定向移动形成的电流.(4)电流是标量但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向(或与负电荷定向移动的方向相反).单位：A， 1 A103mA106A.(5)电流的微观表达式：InqvS，n是单位体积内的自由电荷数，q是每个自由电荷电荷量，S是导体的横截面积，v为自由电荷的定向移动速率.说明：导体中三种速率：定向移动速率非常小，约105 m/s；无规律的热运动速率较大，约105 m/s；电场传播速率非常大，为3108 m/s.3.电动势(1)电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置；(2)电源电动势是表示电

2、源将其他形式的能转化为电能的本领的大小的物理量；(3)电源电动势E在数值上等于非静电力把1 C正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，即EW/q；(4)电源电动势和内阻都由电源本身的性质决定，与所接的外电路无关.4.部分电路的欧姆定律(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.(3)适用条件：金属导电或电解液导电.对气体导电和晶体管导电不适用.(4)图象注意I-U曲线和U-I曲线的区别：对于电阻一定的导体，图中两图都是过原点的直线，I-U图象的斜率表示电阻的倒数，U-I图象的斜率表示电阻.当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线，但部分电路的欧姆定律还是适用.重点难点突破一、公式Iq/t和InqSv的理解Iq/t是电流的定义式，适用于任何电荷的定向移动形成的电流.注意：在电解液导电时，是正、负离子向相反方向定向移动形成电流，q应是两种电荷的电荷量绝对值之和，电流方向为正电荷定向移动的方向.InqvS是电流的微观表达式(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，约105 m/s).二、电

3、动势和电压的关系电动势和电压这两个物理量尽管有着相同的单位，而且都是描述电路中能量转化的物理量，但在能量转化方式上和决定因素上有本质的区别：1.电压表示电场力做功(UAB)，是将电能转化为其他形式的能的本领；电源电动势表示非静电力做功(E)，是把其他形式的能转化为电势能的本领.2.决定因素不同：电压由电源和导体的连接方式决定；电动势由电源本身的性质决定，与所接的外电路无关.三、伏安特性曲线及其应用1.伏安特性曲线电阻恒定不变的导体，它的伏安特性曲线是直线，如右图中a、b两直线所示，具有这种伏安特性曲线的电学元件叫线性元件，直线的斜率等于电阻的倒数.电阻因外界条件变化而变化的导体，它的伏安特性曲线是曲线，如图中c所示，这类电学元件叫非线性元件，导体c的电阻随电压升高而减小.2.利用伏安特性曲线的斜率求电阻时，不能用直线的倾角的正切来求，原因是物理图象坐标轴单位长度是可以表示不同大小的电压或电流，而应用R求电阻.3.一般金属导体的电阻随温度的升高而增大，其伏安特性如下图所示.由于金属导体是纯电阻，所以欧姆定律仍然适用，伏安特性曲线上某一点的纵坐标和横坐标的比值，即曲线的割线斜率表示了导体的

4、电阻(图甲)或导体的电阻的倒数(图乙).典例精析1.公式Iq/t和I nqvS的理解和应用【例1】来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800 kV的直线加速器加速，形成电流强度为1 mA的细柱形质子流.已知质子电荷e1.601019 C.这束质子流每秒打到靶上的质子数为.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，则n1n2.【解析】按定义，I，所以6.251015由于各处电流相同，设这段长度为l，其中的质子数为n个，则由I和t得I，所以n.而v22as，所以v，所以【答案】6.251015；21【思维提升】解决本题的关键是：(1)正确把握电流强度的概念 Iq/t和qne.(2)善于将运动学知识和电流强度的定义式巧妙整合，灵活运用.【拓展1】试研究长度为l、横截面积为S，单位体积自由电子数为n的均匀导体中电流的流动，在导体两端加上电压U，于是导体中有匀强电场产生，在导体内移动的自由电子(e)受匀强电场作用而加速，和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复进行边向前移动，可以认为阻

5、碍电子运动的阻力大小与电子移动的平均速度v成正比，其大小可以表示成kv(k是常数).(1)电场力和碰撞的阻力相平衡时，导体中电子的速率v成为一定值，这时v为B.A. B. C. D.(2)设自由电子在导体中以一定速率v运动时，该导体中所流过的电流是.(3)该导体电阻的大小为 (用k、l、n、S、e表示).【解析】 据题意可得kveE，其中E，因此v.据电流微观表达式IneSv，可得I，再由欧姆定律可知R2.电源电动势的理解【例2】关于电源电动势，以下说法正确的是() A.电动势表示电源把其他形式的能转化成电能的本领的大小，在数值上等于电源没有接入电路时两极板间的电压B.由电动势E可知电动势E的大小跟W和q的比值相等，跟W的大小和q的大小无关，由电源本身决定 C.1号干电池比5号干电池大，但是电动势相等，内电阻相同 D.电动势的大小随外电路的电阻增大而增大【解析】电动势由电源本身的性质决定，与W、q无关，与所接的外电路无关，所以B对，D错.1号干电池和5号干电池电动势相等，但内电阻不同，所以C错.由电源电动势的本质知A正确.【答案】AB【思维提升】应正确理解电源电动势的物理意义和决定因素

6、.【拓展2】关于电源电动势和电压，以下说法正确的是( A )A.在某电路中每通过20 C的电荷量，电池提供的电能是30 J，那么这个电池的电动势是1.5 VB.电源内，电源把其他形式的能转化为电能越多，其电源电动势一定越大C.电动势就是电源两极间的电压D.电动势公式E中的“W”和电压公式U中的“W”是一样的，都是电场力做的功3.伏安特性曲线的理解和应用【例3】如图所示为电阻R1和R2的伏安特性曲线，并且把第一象限分为、三个区域.现把R1和R2并联在电路中，消耗的电功率分别用P1和P2表示；并联的总电阻设为R.下列关于P1与P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域的说法，正确的是()A.特性曲线在区，P1P2 B.特性曲线在区，P1P2C.特性曲线在区，P1P2 D.特性曲线在区，P1P2 【解析】并联之后电阻比R1和R2电阻都小，由于此图的斜率的倒数是电阻，所以并联之后的特性曲线在区，B、D错，由题图可得R1R2，且两者并联，所以P1P2，C对.【答案】C【思维提升】导体的伏安特性曲线有两种画法：用纵坐标表示电压U，横坐标表示电流I，画出的I-U关系图线，它的斜率的倒数为电阻；用纵

7、坐标表示电压U，横坐标表示电流I，画出的U-I关系图线，它的斜率为电阻.一定要看清图象的坐标.【拓展3】一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图象如图(a)所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后接在电压恒为U的电源上，如图(b)所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图(c)所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系有( C )A.P14P2 B.PDP/9 C.P14P2 D.PDP2易错门诊【例4】如图所示的图象所对应的两个导体：(1)两导体的电阻的大小R1 ，R2； (2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1U2；(3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比I1I2.【错解】(1)因为在I-U图象中R1/kcot ，所以R1 ，R2 【错因】上述错误的原因，没有弄清楚图象的物理意义.【正解】(1)在I-U图象中R1/kU/I，所以R12 ，R2 (2)由欧姆定律得U1I1R1，U2I2R2，由于I1I2，所以U1U2R1R231(3) 由欧姆定律得I1U1

8、/R1，I2U2/R2，由于U1U2，所以I1I2R2R113【答案】(1)2 ； (2)31(3)13【思维提升】应用图象的斜率求对应的物理量，这是图象法讨论问题的方法之一，但应注意坐标轴的物理意义.在用斜率求解时U、I是用坐标轴上的数值算出的，与坐标轴的标度的选取无关，而角度只有在两坐标轴单位长度相同时才等于实际角的大小，从本图中量出的角度大小没有实际意义.第 2 课时串、并联电路焦耳定律基础知识归纳1.串联电路(1)电路中各处电流相等，即II1I2I3；(2)串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和，即UU1U2U3；(3)串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即RR1R2R3；(4)串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即；(5)串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即.2.并联电路(1)并联电路中各支路两端的电压相等，即UU1U2U3；(2)并联电路干路中的电流等于各支路电流之和，即II1I2I3；(3)并联电路总电阻的倒数等于各个导体的电阻的倒数之和，即.当并联电路是由n个相同的电阻r并联而成时，总电阻R；当并联电路只有两个支路时，则总电阻为R；(4)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比，即I1R1I2R2U；(5)并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比，即P1R1P2R2PnRnU2.注意：计算电功率，无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：PP1P2Pn.3.电路的简化原则：(1)无电流的支路可以除去；(2)等势点可以合并；(3)理想导线可以任意长短；(4)理想电压表断路，理想电流表短路；(5)电容充、放电完毕时断路.方法：两种方法经常一起使用(3)等效法注意：不漏掉任何一个元件，不重复用同一个元件.3.电路中有关电容器的计算(1)电容器充、放电稳定后跟与它并联的用电器的电压相等.(2)在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两极板的极性，并标在图上.(3)在充、放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷的变化情况来判断电流方向.(4)如果变化前后极板带的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始、末状态

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