第1课时电阻定律 欧姆定律

第1课时电阻定律 欧姆定律一、复习目标1．掌握电流、电阻、电功等基本概念；2．掌握部分电路欧姆定律、电阻定律3．知道电阻率与温度的关系，了解半导体及其应用，超导及其应用二、重难点：对电阻定律的理解与应用以及欧姆定律三、知识点一 电流1.电流的产生：电荷的定向移动形成电流。

2、产生持续电流的条件：（1）内因：存在自由电荷。

金属导体—自由电子，电解液—正负离子。

（2）外因：导体两端存在电势差导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动，形成电流。

电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流。

3、电流的方向：人们规定正电荷移动的方向为电流的方向。

拓展：（1）在金属导体中，电流的方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反。

在电解液中，电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反。

（2）在外电路中正→负，内电路中负→正（3）电流是标量，它的运算不遵循平行四边形定则。

4、电流的强弱—电流I（1）定义：过导体横截面的电量Q 与通过这些电量所用的时间t 的比值。

即tq I =（2）单位：安培，符号是A ，通常单位还有毫安、微安1A=103mA=106μA5、决定电流大小的微观量如图所示，在加有电压的一段粗细均匀的导体AD 上取两个截面B 和C ，设导体的横截面是S ，导体每单位体积内的自由电荷数是n ，每个电荷的电量为q ，电荷定向移动的速率为v ，则在时间t 内处于相距为vt 的两截面B 、C 间的所有自由电荷将通过截面C 由tq I =得I=neSv 6、电流的分类：（1）直流电：方向保持恒定的电流。

（2）恒定电流：大小和方向均保持不变的电流。

（3）交流电：方向均随时间周期性变化的电流。

（4）正弦交流电：大小方向均随时间按正弦规律变化的电流。

例1．在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2 C ，向左迁移的负离子所带的电量为3 C ．求电解槽中电流强度的大小。

A B C D vtL4L 质子源 v 1 v 2解：电解槽中电流强度的大小应为I ＝103221+=+t q q A ＝0.5 A 例2．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 。

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n 1和n 2，则n 1∶n 2=_______。

解：按定义，.1025.6,15⨯==∴=e I t n t ne I 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v n l nev I v l t t ne I 1,∝∴===得和。

而12,,212212==∴∝∴=s s n n s v as v （以上二选其一）四、知识点二 欧姆定律(1)内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比。

(2)公式：I ＝U R。

(3)适用条件：适用于金属和电解液导电，适用于纯电阻电路题组二 欧姆定律的理解及应用3．对于欧姆定律，下列说法正确的是( )A ．从I ＝U R可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比 B ．从R ＝U I可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比 C．从R ＝U I可知，导体的电阻跟导体中的电流成反比 D ．从R ＝U I可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 4．如图所示电路中，a 、b 两点与一个稳压直流电源相接，当滑动变阻器的滑片P 向d 端移动一段距离时，哪一个电路中的电流表读数会变小( )对伏安特性曲线的理解1．图1甲中，图线a 、b 表示线性元件，图乙中图线c 、d 表示非线性元件。

2．图线a 、b 的斜率表示电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，故R a ＜R b (如图甲所示)。

3．图线c 的电阻随电压的增大而减小，图线d 的电阻随电压的增大而增大(如图乙所示)。

图14．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。

【例2】 如图2甲所示电路，小灯泡通电后其两端电压U 随所通过的电流I 变化的图线如图乙所示，P 为图线上一点，PN 为图线的切线，PM 为U 轴的垂线，PQ 为I 轴的垂线，下列说法中正确的是( )图2A ．随着所通电流的增大，小灯泡的电阻增大B ．对应P 点，小灯泡的电阻为R ＝U 1I 2C ．在电路中灯泡L 两端的电压为U 1时，电阻R 两端的电压为I 1RD ．对应P 点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM 所围的“面积”五、知识点三 电阻、电阻定律一、电阻：1、定义：导体对电流的阻碍作用就叫电阻。

2、大小：加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值。

3、定义式：IU R = (比值定义) 4、在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是 Ω。

常用的电阻单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）：1 kΩ=103 Ω 1 MΩ=106 Ω1Ω的物理意义是：如果在某段导体的两端加上1 V 的电压，通过导体的电流是1 A ，这段导体的电阻就是1 Ω。

所以1 Ω=1 V/A 。

二、电阻定律：1、内容：温度一定时导体的电阻R 与它的长度L 成正比，与它的横截面积S 成反比。

这就是电阻定律。

2、公式：R=SL ρ(决定式) 比例常数ρ跟导体的材料有关，称为材料的电阻率。

3、电阻率：电阻率ρ是反映材料导电性能的物理量，由材料决定，但受温度的影响．单位是:Ω·m①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m ，横截面积为1m 2的柱形导体的电阻。

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系金属的电阻率随着温度的升高而增大。

铂较明显，电阻温度计就是利用金属的电阻随温度变化制成的。

半导体的电阻率随温度的升高而减小。

有些物质当温度接近0 K 时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象。

能够发生超导现象的物体叫超导体。

材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度T C 。

我国科学家在1989年把T C 提高到130K 。

现在科学家们正努力做到室温超导。

锰铜合金和镍铜合金的电阻率随温度变化极小。

利用它们的这种性质，常用来制作标准电阻题组一 电阻率、电阻定律的理解与应用1．关于导体的电阻和电阻率，下列说法中正确的是( )A ．由R ＝U I可知，导体的电阻与导体两端电压成正比，与流过导体的电流成反比 B ．由R ＝ρl S可知，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比 C ．由ρ＝RS l可知，导体的电阻率与导体的横截面积成正比，与导体的长度成反比 D ．由ρ＝RS l可知导体的电阻越大，其电阻率越大 2．一段长为l ，电阻为R 的均匀电阻丝，把它拉制成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.R 3 B ．3R C.R 9D ．R 【例1】 两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )A ．1∶4B ．1∶8C ．1∶16D ．16∶1【变式训练】1．一个内电阻可以忽略的电源，给装满绝缘圆管的水银供电，通过水银的电流为0.1 A 。

若把全部水银倒在一个内径大一倍的绝缘圆管内(恰好能装满圆管)，那么通过水银的电流将是( )A ．0.4 AB ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A1、如图所示，两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中，总电压为U ，则.（D ）①通过两段导体的电流相等②两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同③细导体两端的电压U 1大于粗导体两端的电压U 2 ④细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度A.①B.①②C.①②③D.①②③④拓展：归纳一下和电流有关的各种表达式t q I = I=neSv (微观) R U I = rR E I += U P I = BL F I = 三、半导体1、金属导体的电阻率约为10-8~10-6Ω·m 。

绝缘体的电阻率约为108~1018Ω·m 。

半导体的电阻率介于导体和绝缘体之间，而且电阻不随随的增加而增加，反随温度的增加而减小的材料称为半导体。

常见的半导体材料：锗、硅、砷化镓、锑化铟等。

2、半导体的特性：半导体的导电性能：介于导体和绝缘体之间；半导体的热敏特性：当温度升高时，电阻变小；；半导体的光敏特性：当有光照时，电阻变小；半导体的掺杂特性：掺入杂质时，电阻变大。

3、半导体的应用：（1）利用半导体材料可以制成热敏电阻、光敏电阻、传感器、晶体二极管、晶体三极管等电子元件（2）制成集成电路、超大规模集成电路，开辟了微电子技术的新时代四、超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻突然减小到无法测量的程度，可以认为电阻突然变为零，这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的导体称为超导体。