第二章恒定電流

1、 武老師高中物理講義 GIVE ME FIVE第六章 恒 定 電 流課前引語(yǔ)：恒定電流這一章節(jié)是高中物理最為重要的部分之一，高考中主要涉及到的題型有選擇、實(shí)驗(yàn)、以及電與磁結(jié)合的相關(guān)大題?？季V要求：1、應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律，閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進(jìn)行電路動(dòng)態(tài)分析。 2、非純電阻電路的分析與計(jì)算。將結(jié)合實(shí)際問(wèn)題考察電功和電阻的關(guān)系。能量守恒定律在電路中的應(yīng)用，是高考命題的熱點(diǎn)，多以計(jì)算題或選擇題的形式出現(xiàn)。 3、穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)含電容電路的分析，以及電路故障的判斷分析，多以選擇題形式出現(xiàn)。 4、實(shí)驗(yàn)及相關(guān)電路的設(shè)計(jì)，幾乎已經(jīng)成為每年必考的題型。所以恒定電流這一部分在高考當(dāng)中所占的的比值還是非

2、常大的。難點(diǎn)就是根據(jù)閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進(jìn)行電路的動(dòng)態(tài)分析，所以這一部分的內(nèi)容大家一定要好好掌握。 第一講 電路的基礎(chǔ)知識(shí)目標(biāo)1、 理解電源的作用，理解恒定電場(chǎng)的形成過(guò)程.2、 知道恒定電流的概念，會(huì)用公式I=q/t和I=nqSv分析有關(guān)問(wèn)題.3、 理解電源電動(dòng)勢(shì)的概念及功能轉(zhuǎn)化關(guān)系，會(huì)用E=W/q解決相關(guān)問(wèn)題.1、 電源（1） 電源的定義 電源是不斷把正電荷從正極搬運(yùn)到負(fù)極從而維持正、負(fù)極之間存在一定電勢(shì)差的裝置。（2） 電源的作用 從移送電荷的角度：電源的作用就是移送電荷，維持正、負(fù)極間有一定的電勢(shì)差，從而保持電路中有持續(xù)的電流。電源在內(nèi)部能把電子從正極搬運(yùn)到負(fù)極。 從能量轉(zhuǎn)

3、化的角度：搬運(yùn)電荷的過(guò)程就是克服靜電力做功的過(guò)程，是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。2、 電流I 恒定電場(chǎng)（1） 導(dǎo)線中電場(chǎng)的形成：是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成。（2） 恒定電場(chǎng) 定義：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng)，稱為恒定電場(chǎng)。 性質(zhì)：正是由于恒定電場(chǎng)的存在，使得電源、導(dǎo)線當(dāng)中存在的自由電子受到穩(wěn)定的電場(chǎng)力的作用，在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng)。 II 恒定電流電源、導(dǎo)線當(dāng)中的自由電子在穩(wěn)定的恒定電場(chǎng)的作用下，使每一個(gè)自由電子受到穩(wěn)定的電場(chǎng)力的作用，發(fā)生定向移動(dòng)，繼而產(chǎn)生電流。（1） 電流：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，是表示電流強(qiáng)弱程度的物理量，一般用I表示。（2）

4、 電流形成的條件：導(dǎo)體中有能夠自由移動(dòng)的電荷；導(dǎo)體兩端存在持續(xù)的電壓。（3） 公式：I=q/t,I表示電流，q表示在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量。（4） 單位：國(guó)際單位是安培，簡(jiǎn)稱安，符號(hào)A。1C=1A.常用單位有毫安（mA）、微安（uA），且1A=103mA=106uA. (5)方向：規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?。?、某電解池，如果在1s時(shí)間內(nèi)共有5×1018個(gè)二價(jià)正離子和1.0×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)面積為0.1m2的某截面，那么通過(guò)這個(gè)截面的電流強(qiáng)度是（ ）A0 B0.8A C1.6A D3.2A例2、關(guān)于電流的方向，下列描述正確的是()A規(guī)定正電荷定向移

5、動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较駼規(guī)定自由電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较駽在金屬導(dǎo)體中，自由電子定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆捶较駾在電解液中，由于正、負(fù)離子的電荷量相等，定向移動(dòng)的方向相反，故無(wú)電流三、電流的微觀解釋 A D如圖所示，A、D表示粗細(xì)均的一段導(dǎo)體L，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為V，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q，則AD導(dǎo)體中自由電荷總數(shù)N=nLS 總電荷量Q=Nq=nLSq，所有這些電荷都通過(guò)橫截面D所需要的時(shí)間：t=L/V，所以AD上的電流I=Q/t=nLSq/L/V=nqSV.由此可見，從微觀上看，電流決定于導(dǎo)體中自

6、由電荷的密度，電荷的電量以及定向移動(dòng)速度，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。注意：（1）I=q/t中的q是通過(guò)整個(gè)橫截面積的電荷量，不是單位面積上的電荷量，所以I與橫截面積的大小無(wú)關(guān)。 （2）應(yīng)用I=q/t不能理解為I與q成正比，與t成反比，此公式是一個(gè)定義式。應(yīng)用I=q/t計(jì)算時(shí)應(yīng)注意區(qū)別是金屬導(dǎo)體還是電解液導(dǎo)體，若是金屬導(dǎo)體，則q為自由電子帶電量的絕對(duì)值；若是電解液導(dǎo)體則q為正、負(fù)離子帶電量的絕對(duì)值之和，這是因?yàn)樨?fù)電荷定向移動(dòng)形成的電流方向與正電荷定向移動(dòng)形成的電流方向相同。 （3)I=nqSV是由I=q/t推導(dǎo)而來(lái)的，他從微觀角度闡明了決定電流強(qiáng)弱的因素，同時(shí)也說(shuō)明了電流I既不與電量q成正比，也不

7、與時(shí)間t成反比。例3、設(shè)橫截面積為1.0mm2銅導(dǎo)線中通過(guò)1.0A電流。銅在單位體積中的自由電子數(shù)為8.51028個(gè)，電子的電荷量為1.610-19C，試計(jì)算這時(shí)自由電子的移動(dòng)速率為多少？而常溫下金屬導(dǎo)體中自由電子熱平均速率為105m/s，通過(guò)有關(guān)資料，我們還可以知道：形成電流的速率不是自由電子的定向速率，而是電場(chǎng)的傳播速率，且電場(chǎng)的傳播速率是光速，為3.0108m/s，就這些知識(shí)，你能否描述一下電路接通后金屬導(dǎo)體中自由電子移動(dòng)的情景。例4、有n個(gè)自由電子，每個(gè)自由電子的電荷量為q，此時(shí)電子定向移動(dòng)的速率為v，則在t時(shí)間內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()A nvSt Bnvt C.

8、D.4、 用I=q/t求電流的步驟和方法（1） 求解步驟認(rèn)真審題，明確導(dǎo)電的是什么粒子。由題設(shè)條件求出時(shí)間t內(nèi)通過(guò)某一橫截面的電荷的總電荷量q。再由定義式I=q/t求出電流。（2） 若形成電流的自由電荷同時(shí)有正、負(fù)電荷時(shí)，要注意以下兩種情形：電解液導(dǎo)體與金屬導(dǎo)體導(dǎo)電不同。金屬導(dǎo)體中的自由電荷只有自由電子，而電解液中的自由電荷是正、負(fù)離子，應(yīng)用I=q/t計(jì)算時(shí)，q應(yīng)是同一時(shí)間內(nèi)正、負(fù)兩種離子通過(guò)橫截面的電荷量的絕對(duì)值之和。若已知在電解液中t時(shí)間內(nèi)到達(dá)陽(yáng)極的負(fù)離子和到達(dá)陰極的正離子的電荷量均為q,此時(shí)電流強(qiáng)度I=q/t，而非I=2q/t。因?yàn)殛?yáng)極多了電荷量為q的負(fù)離子，可理解為有q/2的負(fù)離子由陰

9、極到達(dá)陽(yáng)極，同時(shí)有q/2的正離子由陽(yáng)極到達(dá)了陰極，故t時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)電液橫截面的電荷量為q。（3） 等效電流的求法環(huán)形電流的計(jì)算采用等效的觀點(diǎn)分析。所謂等效電流，就是把電子周期性的通過(guò)圓周上各處形成的電流看成持續(xù)不斷地通過(guò)圓周上各處時(shí)所形成的電流。對(duì)周期性運(yùn)動(dòng)的電荷，常取一個(gè)周期來(lái)計(jì)算等效電流。利用庫(kù)侖定律算出庫(kù)侖力，庫(kù)侖力充當(dāng)向心力，求出電荷量，代入I=q/t=q/T即可求得。例5、如圖所示，在NaCl溶液中，正、負(fù)電荷定向移動(dòng)，方向如圖所示，若測(cè)得2s內(nèi)有1.0×1018個(gè)Na+和Cl-通過(guò)溶液內(nèi)部的橫截面M，試問(wèn)：溶液中的電流方向如何？電流有多大？例6、半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正

10、電，總電荷量為Q，現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過(guò)圓心的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流判斷正確的是()A若不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則等效電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B若電荷量Q不變而使變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則等效電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C若使、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，等效電流將變大D若使、Q不變，將橡膠環(huán)拉伸，使環(huán)半徑增大，等效電流將變小5、 電動(dòng)勢(shì)1、 電源定義：電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。電源的作用:電源的作用就是不斷把正電荷從負(fù)極搬運(yùn)到正極，從而使兩極間有一定的電壓，將一段導(dǎo)體（或一段電路）接到電源兩極之間，在導(dǎo)體（或電路）兩端就有了一定電壓，可

11、見電源能在導(dǎo)體（或電路）兩端保持一定的電壓。2、 非靜電力在外電路由電源正極流向負(fù)極，即從高電勢(shì)到低電勢(shì)，電流在電源內(nèi)部只能從負(fù)極流向正極，即從低電勢(shì)到高電勢(shì)。根據(jù)電場(chǎng)知識(shí)可知，靜電力不可能使電流從低電勢(shì)流向高電勢(shì)，反而起阻礙作用。因此電源內(nèi)部必然存在著從低電勢(shì)處指向高電勢(shì)處的某種力，稱為“非靜電力”，正是它驅(qū)使正電荷逆著靜電力從低電勢(shì)處流向高電勢(shì)處。3、 電動(dòng)勢(shì)從能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)看，非靜電力移送電荷做功的過(guò)程，就是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。在不同的電源中，非靜電力不同，其做功本領(lǐng)也不同。定義：非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功跟被移送的電荷量的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì)。公式E=W/q單

12、位：伏特物理意義:電動(dòng)勢(shì)是描述電源性質(zhì)的物理量，由電源中的非靜電力決定，是描述電源內(nèi)非靜電力做功的本領(lǐng)，即將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小的物理量。方向：電動(dòng)勢(shì)E是標(biāo)量，規(guī)定其方向?yàn)殡娫磧?nèi)部電流的方向，即由電源負(fù)極指向正極方向。電動(dòng)勢(shì)是比值定義的物理量，由電源中的非靜電力決定，是電源的屬性，與移送的電荷量q和所做的功W無(wú)關(guān)，跟電源的體積、外電路也無(wú)關(guān)。例7、關(guān)于電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法中正確的是() （明確定義題）A在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，電能增加B對(duì)于給定的電源，移動(dòng)正電荷非靜電力做功越多，電動(dòng)勢(shì)就越大C電動(dòng)勢(shì)越大，說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部把單位正電荷從負(fù)極向正極移送做功越

13、多D電動(dòng)勢(shì)越大，說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極向正極移送電荷量越多例8、關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)，下列說(shuō)法正確的是() （公式性質(zhì)題）A在某電池的電路中每通過(guò)2 C的電荷量，電池提供的電能是4 J，那么這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)是0.5 VB電源的電動(dòng)勢(shì)越大，電源所提供的電能就越多C電源接入電路后，其兩端的電壓越大，電源的電動(dòng)勢(shì)也越大D無(wú)論電源接入何種電路，其電動(dòng)勢(shì)是不變的例9、有關(guān)電壓與電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法中正確的是( ） A電壓與電動(dòng)勢(shì)的單位都是伏特，所以電動(dòng)勢(shì)與電壓是同一物理量不同叫法 B電動(dòng)勢(shì)是電源兩極間的電壓 C電動(dòng)勢(shì)公式E中W與電壓U中的W是一樣的，都是電場(chǎng)力做的功 D電動(dòng)勢(shì)是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)

14、化為電能本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量例10、將電動(dòng)勢(shì)為3.0 V的電源接入電路中，測(cè)得電源兩極間的電壓為2.4 V當(dāng)電路中有6 C的電荷流過(guò)時(shí)，求：(1)有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；(2)外電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；(3)內(nèi)電路中有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 6、 內(nèi)阻（1） 定義：電源的內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的，所以也有電阻，這個(gè)電阻叫做電源的內(nèi)阻。（2） 意義：內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì)同為電源的重要參數(shù)。注意：電池的內(nèi)阻在使用過(guò)程中變化較大，使用時(shí)間越長(zhǎng)，內(nèi)阻越大。在以后的電路的動(dòng)態(tài)分析題當(dāng)中可能會(huì)應(yīng)用得到。7、 怎樣理解電動(dòng)勢(shì)（1）電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移送到正極所

15、做的功，也可認(rèn)為是在數(shù)值上等于電路中通過(guò)單位電荷時(shí)電源所提供的電能。 (2)電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源開路時(shí)電源兩極間的電壓。 (3)電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電壓之和。（4）電動(dòng)勢(shì)與電勢(shì)差的區(qū)別與聯(lián)系 電勢(shì)差U 電動(dòng)勢(shì)E 物理意義電場(chǎng)力做功，電能轉(zhuǎn)變化為其他形式的能非靜電力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能 定義式U=W/q W為電場(chǎng)力做功E=W/q W為非靜電力做功 單位伏特（V）伏特（V） 聯(lián)系電動(dòng)勢(shì)等于電源未接入電路時(shí)兩極間的電勢(shì)差注意：電動(dòng)勢(shì)與電勢(shì)差最為主要的區(qū)別就在于能的轉(zhuǎn)化方向不同。電勢(shì)差反映的是電場(chǎng)力做功，將電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，而電動(dòng)勢(shì)反映的是非靜電力做功，將其他形式的能

16、轉(zhuǎn)化為電能。課后訓(xùn)練1下列敘述中，產(chǎn)生電流的條件是（ ）A有自由電子 B導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差C任何物體兩端存在電壓 D導(dǎo)體兩端有恒定電壓2通過(guò)一個(gè)導(dǎo)體電流是5A,經(jīng)過(guò)4min通過(guò)該導(dǎo)體一個(gè)截面的電量是( )A20CB50CC1200CD2000C3關(guān)于電源的作用，下列說(shuō)法中正確的是（ ）.電源的作用是能為電路持續(xù)地提供自由電荷.電源的作用能直接釋放出電能.電源的作用就是能保持導(dǎo)體兩端的電壓，使電路中有持續(xù)的電流.電源的作用就是使自由電荷運(yùn)動(dòng)起來(lái)4、隨著中國(guó)電信業(yè)的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)手機(jī)在手機(jī)市場(chǎng)上已經(jīng)有相當(dāng)大的市場(chǎng)份額如圖3所示是中國(guó)科健股份有限公司生產(chǎn)的一塊手機(jī)電池外殼上的文字說(shuō)明，由此可知該電池的電

17、動(dòng)勢(shì)、待機(jī)狀態(tài)下的平均工作電流分別是()A4.2 V14.58 mA B4.2 V700 mAC3.7 V14.58 mA D3.7 V700 mA5如圖1所示的是兩個(gè)電池外殼的說(shuō)明文字圖中所述進(jìn)口電池的電動(dòng)勢(shì)是_ V；所述國(guó)產(chǎn)電池最多可放出_ mAh的電荷量，若電池平均工作電流為0.03 A，則最多可使用_ h圖中還提供了哪些信息：_.6關(guān)于電動(dòng)勢(shì)E，下列說(shuō)法中正確的是()A電動(dòng)勢(shì)E的大小，與非靜電力做的功W的大小成正比，與移送電荷量q的大小成反比B電動(dòng)勢(shì)E是由電源本身決定的，跟電源的體積和外電路均無(wú)關(guān)C電動(dòng)勢(shì)E的單位與電勢(shì)、電勢(shì)差的單位都是伏特，故三者本質(zhì)上一樣D電動(dòng)勢(shì)E是表征電源把其他形

18、式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量7、關(guān)7一臺(tái)發(fā)電機(jī)用0.5 A電流向外輸電，在1 min內(nèi)將180 J的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，則發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為()A6 V B360 V C120 V D12 V8、0鉛蓄電池是太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的重要器件，它的主要功能是把太陽(yáng)能電池板發(fā)的電能及時(shí)儲(chǔ)存在電瓶?jī)?nèi)，以供用電設(shè)備使用某太陽(yáng)能電池板給一電動(dòng)勢(shì)為15 V的鉛蓄電池充電時(shí)的電流為4 A，充電10小時(shí)充滿該鉛蓄電池儲(chǔ)存了多少電能？第二講 部分電路歐姆定律重點(diǎn)1、 知道電阻的定義式，理解歐姆定律，并能用來(lái)解決有關(guān)電路的問(wèn)題.2、 知道I=U/R與R=U/I的區(qū)別，掌握伏安法測(cè)電阻的電路選擇，儀器選擇等.3、 知道導(dǎo)體的伏

19、安特性曲線，能測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線.4、 掌握伏安法測(cè)電阻及滑動(dòng)變阻器在電路中的作用和連接方法.1、 電阻 (1)定義：導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)導(dǎo)體的電流大小之比叫導(dǎo)體的電阻。 (2)定義式： R=U/I (3)單位：歐姆（） 常用的單位還有k、M ，且有1=10-3k=10-6M (4)物理意義：反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小。注意電阻的定義式提供了一種度量電流大小的方法，但導(dǎo)體對(duì)電流的這種阻礙作用是由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的，與所加的電壓和通過(guò)的電流無(wú)關(guān)，絕不能由R=U/I而錯(cuò)誤的認(rèn)為 R與U成正比，R與I成反比。 2、 歐姆定律（重點(diǎn)）（1） 內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體

20、的電阻R成反比，這就是歐姆定律。（2） 表達(dá)式： I=U/R（3） 適用條件：金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電。注意歐姆定律公式中的I、U、R必須對(duì)應(yīng)于同一導(dǎo)體或同一段純電阻電路（不含電源、電動(dòng)機(jī)、電解槽等電器的電路）。 歐姆定律不適用于氣體導(dǎo)電。（4） 對(duì)于歐姆定律的表達(dá)式I=U/R,可以通過(guò)數(shù)學(xué)交換寫成R=U/I和U=IR，從數(shù)學(xué)角度講，這三個(gè)式子只適用于求不同的物理量，沒(méi)有什么本質(zhì)上的差別。但從物理角度講，這三個(gè)式子存在著不同的物理意義，要在學(xué)習(xí)的過(guò)程中更加以注意。 I=U/R 是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 表示通過(guò)導(dǎo)體的電流I與電壓U成正比，與電阻R成反比，常用于計(jì)算一段電路加上一定電壓時(shí)產(chǎn)生的電流，適

21、用條件是金屬或電解液導(dǎo)電（純電阻電路）。 R=U/I 是電阻的定義式 比值表示一段導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，常利用U/I的值表示一段電路的有效電阻。這種表達(dá)式不僅對(duì)于線性元件適用，對(duì)于其他任何一種導(dǎo)體都是適用的。對(duì)于給定的導(dǎo)體，它的電阻是一定的，與導(dǎo)體兩端是否加電壓，導(dǎo)體中是否有電流無(wú)關(guān)，因?yàn)閷?dǎo)體的電阻是導(dǎo)體自身的一種屬性。 U=IR是電勢(shì)降落的計(jì)算式 用來(lái)表示電流經(jīng)過(guò)一電阻時(shí)的電勢(shì)降落，常用于進(jìn)行電路分析時(shí)，計(jì)算沿電流方向上的電勢(shì)降落，是歐姆定律的變形，所以適用條件與歐姆定律的適用條件相同。3、 導(dǎo)體的伏安特性曲線（重點(diǎn)）（1） 定義：建立平面直角坐標(biāo)系，用縱軸表示電流I，用橫軸表示電壓U，畫出

22、的導(dǎo)體的I-U圖像叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線，如圖所示。 I A（2） 線性元件：當(dāng)導(dǎo)體的的伏安特性曲線為過(guò)原點(diǎn)的直線 ，即電流與電壓成正比的線性關(guān)系，具有這種特點(diǎn)的 B 電學(xué)元件稱為線性元件，如金屬導(dǎo)體、電解液等。 O U（3） 非線性元件：伏安特性曲線不是直線的，即電流與電壓不成正比關(guān)系的電學(xué)元件，稱 為非線性元件，如氣態(tài)導(dǎo)體、二極管等。如圖所示 （4）二極管的伏安特性曲線（如圖8-6-2所示） 二極管具有單向?qū)щ娦?，加正向電壓時(shí)，二極管電阻較小，通過(guò)二極管的電流較大；加反向電壓時(shí)，二極管的電阻較大，通過(guò)二極管的電流較小。 有圖像可以看出隨電壓的增大，圖像的斜率在增大，表示其電阻隨電壓升高而減

23、小。說(shuō)明對(duì)于導(dǎo)體的伏安特性曲線可以畫出I-U曲線或U-I曲線。但在I-U特性曲線個(gè)點(diǎn) 與原點(diǎn)連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，在U-I特性曲線上各點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率表 示電阻。 利用導(dǎo)體的伏安特性求導(dǎo)體的電阻時(shí)，若選取不同的標(biāo)度，同一電阻I-U圖線 或U-I圖線的傾角可能不同，所以求斜率只能根據(jù)k=I/U或k=U/I計(jì) 算，而不能根據(jù)k=tan計(jì)算。 歐姆定律適用于純電阻，或由若干純電阻構(gòu)成的一段電路。 從能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)看，電流通過(guò)時(shí)，電能只轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的電路，是純電阻電 路。某些電阻在電流增大時(shí)，由于溫度升高而使電阻變化，這種情況下做出的 伏安特性曲線不是直線，但對(duì)某一狀態(tài)，歐姆定律仍然適用。例11

24、、由歐姆定律I導(dǎo)出UIR和R，下列敘述中正確的是()A導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比B導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，跟導(dǎo)體兩端的電壓及流過(guò)導(dǎo)體的電 流的大小無(wú)關(guān)C對(duì)確定的導(dǎo)體，其兩端電壓和流過(guò)它的電流的比值就是它的電阻值D一定的電流流過(guò)導(dǎo)體，電阻越大，其電壓降越大例12、如圖所示的圖象所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)體：（1)電阻關(guān)系R1R2為_； (2)若兩個(gè)導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時(shí)，電壓之比U1U2為_； (3)若兩個(gè)導(dǎo)體的電壓相等(不為零)時(shí)，電流之比I1I2為_例13、某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化，如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是(） A加5 V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是5

25、B加11 V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是1.4 C由圖可知，隨著電壓的增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小D由圖可知，隨著電壓的減小，導(dǎo)體的電阻不斷減小4、 伏安法測(cè)電阻（1） 原理：用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓U，用電流表測(cè)出通過(guò)導(dǎo)體的電流I，利用部分電路歐姆定律可以算出電阻的阻值R，即R=U/I.（2） 伏安法測(cè)電阻的兩種電路。 如下圖b圖所示，電流表接在電壓表兩端接線柱外側(cè)，通常叫“外接法”；如下圖a圖所示，電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫“內(nèi)接法”。(3) 伏安法測(cè)電阻的誤差分析。如上圖，Rx為待測(cè)電阻，因?yàn)殡娏鞅?、電壓表分別有分壓、分流作用，因此兩種方法測(cè)量電阻都有誤差。電流表內(nèi)接法電壓表示數(shù)：Uv

26、=UR+UA>UR 電流表示數(shù)： IA=IRR測(cè)=Uv/IA>UR/IR=R真 測(cè)量值偏大，適于測(cè)量大阻值電阻。說(shuō)明誤差來(lái)源于電流表的分壓作用，分壓越少，誤差越小，所以該電路適合測(cè)量大電阻，即R>>RA。電流表外接法電壓表示數(shù)： Uv=UR 電流表示數(shù)：IA=IR+Iv>IRR測(cè)=Uv/IA<UR/IR=R真 測(cè)量值偏小，適于測(cè)量小阻值電阻。說(shuō)明誤差來(lái)源于電壓表的分流作用，分流越小，誤差越小，所以該電路適合測(cè)量小電阻，即R<<Rv。（4） 伏安法測(cè)電阻電路選擇定量判定法若已知待測(cè)電阻的大約值Rx，電流表的內(nèi)阻RA和電壓表的內(nèi)阻Rv,則: 當(dāng)Rx/

27、RA>Rv/Rx 即Rx>RARv時(shí)，選用電流表內(nèi)接法。 當(dāng)Rx/RA<Rv/Rx 即Rx<RARv時(shí)，選用電流表外接法。 當(dāng)Rx/RA=Rv/Rx 即Rx=RARv時(shí)，選用電流表兩種接法都可以。試觸法 若電流表示數(shù)有明顯變化，說(shuō)明電壓表的分流作用較強(qiáng)。Rx是一個(gè)高阻值電阻，應(yīng)選用內(nèi)接法。 若電壓表示數(shù)有明顯變化 ，說(shuō)明電流表的分壓作用較強(qiáng)，即Rx是一個(gè)低阻值電阻，應(yīng)選用外接法。五、滑動(dòng)變阻器的兩種接法分壓式、限流式 當(dāng)進(jìn)行一系列的電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了保護(hù)電路或是得到清晰的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，往往在電路中接一個(gè)滑動(dòng)變阻器起調(diào)控電壓、電流的作用，而最重要的的調(diào)控連接方式有兩種： 限流式

28、接法 分壓式接法如上圖左圖就是滑動(dòng)變阻器的圖解，圖1、圖2分別表示的是滑動(dòng)變阻器的限流式接法，和分壓式接法。接下來(lái)就來(lái)介紹兩種滑動(dòng)變阻器連接方式的特點(diǎn)：1、 限流式接法電路圖如圖1 1、 電阻定律（1） 內(nèi)容：在溫度不變時(shí)，同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長(zhǎng)度L成正比，跟它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)。 (2) 表達(dá)式： R=l/s【說(shuō)明】該式為導(dǎo)體電阻大小的決定式，表明導(dǎo)體的電阻本身因素（電阻率，長(zhǎng)度L，橫截面積S）決定，與其他因素?zé)o關(guān).由此可更加明確電阻的定義式R=U/I中R與U、I無(wú)關(guān)這一點(diǎn).使我們對(duì)比值定義物理量有了更好更深刻的理解。2、 電阻率（1） 定義：對(duì)某一材

29、料構(gòu)成的導(dǎo)體在長(zhǎng)度，橫截面積一定的條件下，越大，導(dǎo)體的電阻越大，叫做這種材料的電阻率.（2） 物理意義：反映了材料導(dǎo)電性能的好壞.電阻率越小，導(dǎo)電性能越好。（3） 計(jì)算：由R=L/s 得=RS/L可知，只要知道導(dǎo)體的電阻R，橫截面積S，長(zhǎng)度L，即可求出制作導(dǎo)體所用材料的電阻率。電阻率在數(shù)值上等于用該材料制成的長(zhǎng)為1m，橫截面積為1m2的導(dǎo)體的電阻大小。（4） 單位：國(guó)際單位-歐姆.米，中文符號(hào)是歐.米，國(guó)際符號(hào)是.m。（5） 決定因素：電阻率有材料自身的特性和溫度決定。3、 半導(dǎo)體（1） 概念：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì).而且電阻率隨溫度的增加而減小，這種材料構(gòu)成的導(dǎo)體稱為半導(dǎo)體如硅、

30、鍺、砷化鎵等。（2） 半導(dǎo)體的特性 不同的材料由于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，除了電阻率不一樣以外，許多方面都有很大的不同。半導(dǎo)體材料有許多與導(dǎo)體完全不同的特性。要求我們了解下面兩方面的性質(zhì)：熱敏特性：許多半導(dǎo)體的電阻都隨溫度的變化而有顯著的變化，但要特別注意與金屬導(dǎo)體不同的是，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度的升高而顯著提高，即相當(dāng)于溫度越高電阻率越小，而金屬導(dǎo)體的電阻率是隨溫度的升高而增大的，造成這種現(xiàn)象的原因是導(dǎo)體與半導(dǎo)體的微觀結(jié)構(gòu)不同使產(chǎn)生電流的原理不相同。人們用半導(dǎo)體做成的熱敏電阻，當(dāng)溫度升高時(shí)，由于電阻減小使電流急劇增大，通常用在溫控電路中。光敏電阻：有些半導(dǎo)體受到光照時(shí)會(huì)使導(dǎo)電性能發(fā)生變化，這種特性稱為光敏特性.利用光敏特性制成的裝置被廣泛應(yīng)用到家用電器和其他機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，例如許多遙控設(shè)備就利用了半導(dǎo)體的光敏特性。（3） 半導(dǎo)體的作用各種半導(dǎo)體被廣泛應(yīng)用到衛(wèi)星、宇航、導(dǎo)彈、雷達(dá)、計(jì)算機(jī)、通信和電視等系統(tǒng)的電子設(shè)備中，如光敏電阻、熱敏電阻、光電池、半導(dǎo)體探測(cè)器、半導(dǎo)體整流器等等科技方面，對(duì)科技進(jìn)步的發(fā)展起到了非常重要的作用。4、 超導(dǎo)體（1） 超導(dǎo)現(xiàn)象某些金屬，合金和化合物，在溫度降到絕對(duì)零度（-273.15。C）附近某一特定溫度時(shí)，它們的電阻率會(huì)突然減小到無(wú)法測(cè)量，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象。（2） 超導(dǎo)體能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)稱為超導(dǎo)體。5、 公式R=l/s