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高二物理《电源和电流》《导体的电阻》导学案
学习目标：
1．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流。
2．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
3.知道电阻的定义式，理解电阻大小与电压无关。
4.知道导体的伏安特性曲线和I—U图像。
5、理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行有关的分析和计算。
自主学习：
一．电流及其产生条件.
1.电荷的 移动形成电流。
2.形成电流的必要条件：(1)要有能自由移动的______。
(2)导体两端有______，即能产生驱使电荷作定向移动的作用力——电场力。
二．恒定电场：
导线内的电场是由 、 等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管导线中的电荷在运动，但有的流走，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会随时间变化。这种由 分布的电荷所产生的稳定电场称为恒定电场。
恒定电流：
1．电流的定义： ，
表达式 。
2.电流的单位： ，符号是 ；1A＝1C/s，常用单位还有毫安（mA）、微安(μA)。
3．电流的方向：规定 定向移动的方向为电流的方向；在金属导体中，电流方向与电子定向移动的方向_______。
电流是标量，电流的方向表示的是电流的流向，电流的叠加是求代数和，而不是矢量和。
4．恒定电流： 和 都不随时间变化的电流。
四．电阻
1.电阻是反映导体对电流的 的物理量。R＝ ；电阻的单位为 ，简称 ，符号是 。
2.欧姆定律内容：导体中的电流跟导体两端的的电压U成 ，跟导体的电阻成 ；公式I＝ 。
3.纵坐标表示 ，横坐标表示 ，这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。
五．电阻率
1.导体的电阻是导体本身的一种 ，它是由导体 决定的，导体的电阻跟它的 有关；跟它的 有关；跟它的 有关。
2.电阻定律：同种材料的导体，其电阻R与它的长度L成 ，与它的横截面积成 ；导体的电阻与 有关。表达式R= ，式中ρ是比例系数，它与导体的材料有关，是表征 的一个重要的物理量。
3各种材料的电阻率几乎都随温度的变化而 ，金属的电阻率随温度的升高而 ，电阻温度计就是利用金属的电阻随温度变化而制成的。而有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作 。
课内探究：
例1．如图所示，在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取截面B和C，设导体的截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电量为q，电荷的定向移动速率为v，求导体中的电流。
小结：a.电流的微观表达式：I= 。其中，n是 ，q是 ，v是 ，
S是 。
b.区分三个速率：
电子定向移动的速率：
电流传导的速率：
电子热运动的速率：
例2：如图所示的电解槽中，如果在4s内各有8c的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB，那么
⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向；
⑵电解槽中的电流方向如何？
⑶4s内通过横截面AB的电量为多少？
⑷电解槽中的电流为多大？
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，在用公式
I=q／t计算电流时应注意: q怎样计算？
(
图12－3－3
60
0
U
I
O
30
0
R
1
R
2
)例3.两电阻R1、R2 的I-U图线如图12－3－3所示，由图可知两电阻的大小之比R1 ：R2＝______。当通过两个电阻的电流相等时，两个电阻两端的电压之比U1:U2＝______。当加在两个电阻上的电压相等时，通过它们的电流之比I1:I2＝______。
例2、材料相同、厚度相同、表面均为正方形的两个导体，其面积不同（S1 ＞S2）的电阻关系为R1 R2 。
跟踪练习
1．关于电流的说法正确的是（ ）
A．根据可知，I与q成正比
B．如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电量相等，则此电流是恒定电流
C．电流强度是一个矢量，其方向是没有意义的
D．电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
2.以下说法正确的是（ ）
A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的
B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率
C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大
D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多，电流越大
3. 示波管中，2s内有6×1013个电子通过横截面大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为( )
A.4.8×10-6A B.3×10-13A
C.9.6×10-6A D.无法确定
某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和
2.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )．
A．O B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A
5.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中有n个自由电子，电子的电量为e，此电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为（ ）
A．nvs Δt B．nv·Δt C．IΔt /e D． IΔt /se
6.欧姆定律适用于 ( )
A.电动机电路 B.金属导体导电
C.电解液导电 D.所有电器元件
(
图12—3—5
)7．如图12—3—5所示，a、b两直线分别是用电器A和B的伏安特性曲线，则 下列说法正确的是（ ）
A．通过用电器的电流与用电器两端的电压成正比
B．用电器中的电流、两端的电压和用电器的电阻不符合欧姆定律
C．用电器A的电阻值比B大
D．用电器A的电阻值比B小
8.用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上的电压的一半,那么通过A、B的电流IA和IB的关系是（ ）
A．IA=2IB B. IA=IB
C. IA=IB/2 D. IA=IB/4
9.根据电阻定律，电阻率对于温度一定的某种金属来说，它的电阻率( )
A.跟导线的电阻成正比 B.跟导线的横截面积成正比
C.跟导线的长度成反比 D.由所用金属材料的本身特性决定
10.电路中有一段金属丝长为L，电阻为R，要使电阻变为4R，下列可行的方法是( )
A.将金属丝拉长至2L
B.将金属丝拉长至4L
C.将金属丝对折后拧成一股
D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍
11.一段粗细均匀的镍铬合金丝，横截面的直径为d，电阻为R，如果把它拉成直径为的均匀细丝，电阻值将变为（ ）
A． B．16R C．256R D．
12.滑动变阻器的原理如图所示，则下列说法中正确的是( )
A.若将a、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值增大
B.若将a、d两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值减小
C.若将b、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值增大
D.若将a、b两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值不变
有一只灯泡的灯丝断了，通过转动灯泡灯丝接通，再接入电源后，
所发生的现象及其原因是( )
A.灯丝电阻变小，通过它的电流变大，根据P=I2R，电灯变亮
B.灯丝电阻变大，通过它的电流变小，根据P=I2R，电灯变暗
C.灯丝电阻变小，它两端的电压不变，根据，电灯变亮
D.灯丝电阻变大，它两端的电压不变，根据，电灯变暗
14． 小灯泡的伏安特性曲线如图12—3—6中的AB段（曲线）所示，由图可知，灯丝的电阻因温度的影响改变了________Ω.
15.如果人体的最小电阻是800Ω，已知通过人体的电流为50mA时，就会引起呼吸器官麻痹，不能自主摆脱电源，试求安全电压。
16. 一个电阻器，当它两端的电压增加0.2V时，通过电阻器的电流增加2mA，则该电阻器的阻值是多少？
17.已知铜的电阻率小，合金的电阻率大，铂的电阻率随温度有明显变化，锰铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，则在下列空格处填上合适材料:连接电路的导线用______，电炉的电阻丝用______，电阻温度计用______，标准电阻用______
18. 两导线长度之比为1∶2，横截面积之比为3∶4，电阻率之比为5∶6，则它们的电阻之比为______。
19. 一根长为0.5m的金属丝，横截面积为3.0mm2，在它两端加上0.15V的电压时，通过金属丝的电流为2.0A，求金属丝的电阻率。
高二物理《电源和电流》《导体的电阻》导学案答案
编制：刘永福 复核：魏树正 使用时间：2021.9.1
例1：推导过程：如图所示，在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取截面B和C，设导体的截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电量为q，电荷的定向移动速率为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。由于I=q/t可得：I=qnSvt/t=nqvS
例2：解析：⑴电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动
⑵电解槽中的电流方向向右
⑶8C的正电荷向右通过横截面AB，而8C的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8C正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16C
⑷由电流强度的定义I==4A
例3 解析：由于电阻R=U/I=1/tanθ,所以在I-U图线中，两个电阻的比值即等于图线与水平轴夹角正切值的倒数之比，知道了电阻之比，再根据欧姆定律即可求出电流相同时的电压之比和电压相同时的电流之比。
在I-U图线中，两个电阻的比值等于图线与水平轴夹角的正切值的倒数之比，所以有
R1:R2=tan300:tan600=1:3
根据欧姆定律可知，当通过两个电阻的电流相等时，两个电阻两端的电压与它们的电阻成正比，所以有 U1:U2=R1:R2=1:3
同样根据欧姆定律可知，当加在两个电阻上的电压相等时，通过它们的电流与电阻成反比，所以有 I1:I2=R2:R1=3:1
例4 =
BD 2.C 3.A 4.D 5.AC 6.BC 7.AC 8.D 9.D 10.A 11.C 12.AD 13.C
14 .10 15.小于40V 16.100Ω
17.电路导线需选ρ小的，故选铜；电炉的电阻丝需选ρ大的，故选合金；电阻温度计需选ρ随温度变化明显的，故选铂；标准电阻需选ρ随温度变化基本稳定不变的，故选锰铜合金
18.5∶9 19.

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