1、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：
2、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
3、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
4、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
5、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电阻(图甲)或导体的电阻的倒数(图乙).典例精析1
6、.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
7、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.
8、(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.
9、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.【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
10、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；用纵坐标表示电压U，横坐标表示电流I，画出的U-I关系
11、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；(
12、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/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.
