恒定电流
第一节、电流、欧姆定律、电阻定律
一、教学目标
1.了解电流形成的条件。
2.掌握电流的概念，并能处理简单问题。
3.巩固掌握欧姆定律，理解电阻概念。
4.理解电阻伏安特性曲线，并能运用。
5.掌握电阻定律，认识电阻率的物理意义。
二、重点、难点分析
1.电流的概念、电阻定律、欧姆定律是教学重点。
2.电流概念、电阻的伏安特性曲线、电阻率对学生来说比较抽象，是教学中的难点。
三、教具
1.欧姆定律（伏安特性曲线）
直流电源（稳压），电压表，电流表，滑动变阻器，导线若干，开关，待测电阻。
2.电阻定律：电压表，电流表，直流电源，滑动变阻器，酒精灯，电阻丝（一根），自制电阻丝示教板。
说明：电阻丝示教板上，有电阻丝A，电阻丝B，其中B对折，其长度是A的两倍，电阻丝C是与A相同且等长的两根电阻丝并联而成。
四、主要教学过程
（一）引入新课
前面学习场。电场对其中的电荷有力的作用，若
是自由电荷在电场力作用下将发生定向移动。如：静电
场中的导体在达到静电平衡状态之前，其中自由电荷在电场力作用下定向移动。电容器充放电过程中也有电荷定向移动。电荷的定向移动就形成了电流。
（二）教学过程设计
1.电流
（1）什么是电流？大量电荷定向移动形成电流。
（2）电流形成的条件：
静电场中导体达到静电平衡之前有电荷定向移动；
电容器充放电，用导体与电源两极相接。
①导体，有自由移动电荷，可以定向移动。同时导体也提供自由电荷定向移动的“路”。导体包括金属、电解液等，自由电荷有电子、离子等。
②导体内有电场强度不为零的电场，或者说导体两端有电势差，从而自由电荷在电场力作用下定向移动。
③持续电流形成条件：要形成持续电流，导体中场强不能为零，要保持下去，导体两端保持电势差（电压）。电源的作用就是保持导体两端电压，使导体中有持续电流。
导体中电流有强有弱，用一个物理量描述电荷定向移动的快慢，从而描述电流的强弱。
（3）电流（I）
①量度：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值。这样可以通过电荷定向移动的快慢来描述电流强弱，这个比值称为电流。
③单位：安培（A）
1A=1C/s
④性质：标量。初中学过并联电路干路电流等于各支路电流之和。但电流是有方向
的。（有方向的量不一定是矢量，是否矢量关键看满不满足平行四边形法则。）
⑤电流方向的规定：正电荷定向移动的方向为电流方向，负电荷定向移动方向与电流方向相反。
（4）电流分类：
直流电里，若电流不变，就称为恒定电流，这是高中阶段电流知识的重点。
前面讨论了电流，尤其是持续电流的形成，要求导体两端有电势差，即电压。电流与电压究竟有什么关系？这可利用实验来研究。
实验1
按电路图连接实验电路，R0为待测电阻（定值电阻）。
闭合S后，移动滑动变阻器触头，记下触头在不同位置时电压表和电流表读数。电压表测得的是导体R0两端电压，电流表测得的是通过导体R0的电流，记录在下面表格中。
把所得数据描绘在I－U直角坐标系中，确定U和I之间的函数关系。
分析：这些点所在的曲线包不包括原点？包括，因为当U=0时，I=0。这些点所在曲线是一条什么曲线？过原点的斜直线。
把R0换成与之不同的R'0，重复前面步骤，可得另一条不同的但过原点的斜直线。
结论：给定导体，导体中电流与导体两端电压成正
比，I∝U
I=kU
对不同导体图象斜率k不同。相同电压U0下，两导体
电流分别为I1、I2，I1＞I2，导体2对电流阻碍作用比导体1大，I1=k1U。I2=k2U。
2.欧姆定律：导体中电流跟它两端电压成正比，跟它的电阻成反比。大量实验表明，欧姆定律适用于纯电阻电路（金属、电解液等）。
3.电阻
（1）定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻。
（2）量度式：
R=U/I
说明：①对于给定导体，R一定，不存在R与U成正比，与I成反比的关系。
②这个式子（定义）给出了测量电阻的方法——伏安法。
（3）单位：电压单位用伏特（V），电流单位用安培（A），电阻单位用欧姆，符号Ω，且1Ω=1V/A
常用单位： 1kΩ=1000Ω
1MΩ=106Ω
电阻是导体的特性，电阻与导体的哪些因素有关？
（4）影响电阻的因素：
电阻反映了导体对电流的阻碍作用，导体越长，阻碍作用会不会越大？
导体横截面积越大，电压不变，单位时间里通过电荷将增加，从而电阻变小。
实验2
按如图所示电路，依次将 A、 B、 C三段电阻丝分别接入电路中，利用 R=U/I测出三段电阻丝电阻，并加以比较。
应指出：B电阻丝长度是A的2倍，测出电阻也约为A的2倍。
说明：①R∝L C电阻丝与A等长，为了改变横截面积，C的两根电阻丝并排连入电路中，相当于横截面积增加1倍，测出电阻比A电阻小，约为A电阻的一半。
体k不同。 k反映了材料导电性质，称作电阻率，用ρ表示。
时，ρ在数值上
等于R。
强调：ρ的大小由导体材料决定。
ρ的大小与温度有关，一般ρ随温度升高而增大。
实验3：把单独一根电阻丝接入前图所示电路中，测出电阻来，用酒精灯加热。再看电压表、电流表读数，可以计算出电阻，从而判断电阻增大了。
④总结：电阻定律
导体电阻跟它长度成正比，跟它的横截面积成反比。
（三）复习巩固
导体两端电压U不变，导体电阻率ρ，长L，横截面积S，问经过△t秒后，通过导体任一截面的电量。
若U、△t不变，导体材料也不变，要让通过导体横截面的电量加倍，可采用什么办法？
若U、△t及导体体积都不变，导体材料给定，要让通过导体截面的电量加倍，可采用什么办法？
第二节欧姆定律
教学目的：掌握电阻的概念，掌握欧姆定律。
教学仪器：滑线变阻器（１）定值电阻（１）电压表（１）电流表（１）电键（１）干电池（２）导线（若干）
教学过程：
复习引入：（1）导体中产生电流的条件是什么？
（2）既然导体两端有电压，导体中才有电流，那么导体中的电流强度跟导体两端的电压
有什么关系呢——本节课我们就来复习这个问题（欧姆定律）
讲授新课：
1．导体中的电流与导体两端电压的关系
演示实验：（1）在如图所示的电路中，连接着一段导线AB，导线两端的电压可由电压表读出，导线中通过的电流可由电流表读出。改变滑动片P的位置，可以改变导线两端的电压。
测得一组数据如下表：
数据处理：为了更明显，用直角坐标系表示出I—U的关系，
根据测得的数据画出I—U的关系
图线，得到一条直线（Ⅰ）
表明：导线AB中的电流跟它两端的电压
成正比，且对AB这根导线来说，比值U/I=10
是个定值，这个比值不随U或I的改变而改
变，是导线本身的一种性质。
（2）用一段更细的导线CD代替AB，重做实验。
数据处理：根据数据作出I —U 关系图线，得 到一条直线（Ⅱ）
表 明：导线CD 中的电流跟它两端的电压 成正比，且对
CD 来说，比值U/I=15是个定值，
这个比值不随 U 或I 的改变而改变。
比较结论：（1）对同一导体，导体中的电流跟它两端的电压成正比。
（2）在相同电压下，U/I 大的导体中电流小，U/I 小的导体中电流大。所以U/I 反映了导
体阻碍电流的性质，叫做电阻（R ）
（3）在相同电压下，对电阻不同的导体，导体的电流跟它的电阻成反比。 2． 欧姆定律：
德国物理学家欧姆最先用实验研究了电流跟电压，电阻的关系，得出了如下的结论： 导体的电流强度跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比——欧姆定律。 说明（1）欧姆定律的数学表达式：I=U/R 。
（2）R 的单位：
（3）欧姆定律适用于金属导体和通常壮态下的电解质溶液，对气态导体和其它一些导电原件（电
子管，热敏电阻）不适用。对电路而言，它只对一段不含电源的导体成立。
第三节半导体及其应用
教学目标：
1、知道什么是半导体。
2、了解半导体的导电特性及常见的半导体材料。
3、了解半导体的应用
课前准备
演示用的欧姆表、热敏电阻、光敏电阻、火柴、手电筒。
课时安排
1课时
教学过程
引入新课
用提问的方式复习上节课学习的知识；什么是半导体？什么是绝缘体？常见的导体有哪些？导体的电阻由哪些因素决定？导体的电阻率跟什么有关？本节课学习导体的电性能及其在集成电路、计算机技术等领域的应用。通过以上简介，激发学生的学习兴趣。
进行新课
金属导体的电阻率一般约为10-8~10-6Ω·m
绝缘体的电阻率一般约为108~1018Ω·m
半导体的电阻一般约为10-5~106Ω·m
[板书]
2、半导体的导电性能
[演示]
（1）半导体热敏电阻（或锗材料三极管3AX系列，e—c极反接）与演示用欧姆表串联，此时表盘指示电阻较大。将火柴燃烧靠近热敏电阻时，欧姆表显示其阻值急剧减小。
[板书]
（1）半导体材料的电阻随温度升高而减小，称为半导体的热敏特性。
[演示]
（2）将半导体材料光敏电阻（或玻璃壳3AX81三极管外壳漆皮刮掉，使用e—c极）与演示用欧姆表串联，此时表盘指示电阻较大。用手电筒照射光敏电阻时，欧姆表显示其值急剧减小。
[板书]
（2）半导体材料的电阻率随光照而减小，称为半导体的光敏特性。
[板书]
半导体材料中掺入微量杂质会使它的电阻率急剧变化，称为半导体的掺杂特性。
[板书]
3、半导体导电特性的应用及发展
1960年真空三极管的发明，为上世纪上半叶无线电和电话的发展奠定了基础。1947年，美国贝尔研究所的巴丁、肖克莱、不拉坦研制出第一个晶体三极管。它的出现成为上世纪下半叶世界科技发展的基础。其功耗极低，而且可靠性高，转换速度快，功能多样尺寸又小。因而成为当时出现的数字计算机的理想器件，并很快在无线电技术和军事上或得广泛的应用，由于研制晶体管，他们三人获得1956年诺贝尔物理学奖。
半导体材料在目前的电子工业和微电子工业中主要用来制作晶体管、集成电路、固态激光器等器件。我们现在常见的晶体管有两种，即双极型晶体管和场效应晶体管，它们都是电子计算机的关键器件，前者是计算机中央处理装置（即对数据进行操作部分）的基本单元，后者是计算机存储的基本单元。两种晶体管的性能在很大程度上均依赖于原始硅晶体的质量。
砷化镓单晶体材料是继锗、硅之后发展起来的新一代半导体材料。它具有迁移率高、禁带宽度大的优势。它是目前最重要、最成熟的化合物半导体材料，主要用于光电子和微电技术领域。
电子技术最初的应用领域主要是无线电通讯、广播、电视的发射和接收。雷达作为一种探测敌方飞行器的装置在第二次世界大战中大显身手，成为现代电子技术的一个重要领域。电子显微镜、各种波谱和表面能仪以及加速器、遥测、遥控和遥感、医学也是电子技术的一个重要领域。微电子
技术和量子电子学是现代电子技术中最活跃的前沿领域之一。
[教学设计说明]
1、本节课的演示实验能够使学生实际体会到半导体的导电特性，并且与金属导电性能加以区别，所以要充分做好实验准备。
2、介绍半导体技术的发展简史时，应尽量结合实际生活中学生比较了解的应用。例如，在计算机技术日益普及的今天，可以通过介绍计算机的只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM），让学生了解半导体材料和技术的应用。
第四节超导极其应用
【教学目的】
1、知道什么是超导现象，了解相关名词
2、了解超导的历史，知道一些重要的物理事件
3、知道超导的应用，激发勇于探索前沿科技的精神
【教学重点】
超导现象和应用
【教学难点】
转变温度T C和材料的必然联系
【教具】
投影仪
【教学过程】
○、复习＆引入
金属导体的电阻率一般都会随着温度的升高而升高，随着温度的降低而降低，当温度降到足够低的时候，情形会怎样呢？
前面我们从理论的角度解释电阻定律时曾经说过，促使电子定向移动的因素是什么？——☆学生：电场力。制约电子定向移动的微观因素是什么？——☆学生：电子的热运动。
那么我们是不是可以这样认为，当温度足够低，热运动很微弱的时候，电子受到的阻碍作用会非常非常小呢？
P156~157的内容，阅读完毕后，请同学们作相关的总结——
☆学生阅读…
★学生总结——
★从导电性的角度，我们把材料分为导体、绝缘体，还有半导体。那么，还有没有导电性更为奇特的材料呢？
*两种类型的超导体：a、常规金属超导体；b、合金超导体，有两各转变温度，而且在两个转变温度之间，磁效应和电效应会出现“不一致”的情形。
1、迈斯纳效应
把温度T < T c的超导体放入磁感应强度为B0
2、约瑟夫森效应（超导隧道效应）
1962年，英国剑桥大学的研究生约瑟夫森从理论上预言：当两块超导体（S）之间用很薄（10~300A）的氧化物绝缘层（I）隔开，形成S－I－S结构，将出现量子隧道效应．这种结构称为隧道结，即使在结的两端电压为0时，也可以存在超导电流．这种超导隧道效应现在称为约瑟夫森
效应．约瑟夫森从结论上证明超导隧道结的一些奇特性质．例如，当两端电压V 不等于0时，会出现一个高频振荡的超导电流，它的频率f 满足关系式
f =
h
ne
4V 其中e 为基本电荷，h 为普朗克恒量．这时隧道结好像一根能辐射电磁波的天线；反之，当频为f 1的外界电磁波辐射到结上时，
它的能量会被结吸收，从而在直流I-V 曲线上引起一系列电流台阶，如右图所示，其中第n 个台阶处的电压满足关系式．
V n =
e
4nh
f 1 约瑟夫森的预言不久就被实验证实，这为一门新学科超导电子学奠定了基础，他因此而获
得1973年诺贝尔物理学奖．
3、同位素效应
1950年，麦克斯韦和雷诺等人用实验证明，临界温度T C 与样品的同位素质量M 有关，M 越大，T C 越低，其关系可以用近似公式2
1
M T C = 常数来表示，这说明超导现象的形成与原子核的质量有关。
4、超导体比热在临界温度的不连续性
实验表明，超导体在临界温度T C 时，比热发生不连续的变化，超导态的比热大于正常态的比热，但从正常相变为超导相时，没有吸收或放出潜热，这称为第二类相变。
1、优越的超导电机
普通发电机组中的材料载流量十分有限，由于电路中有电阻，总要发热，因此既不经济又不安全。用超导体制造电机，完全不发热，可以提高载流量，据专家计算，用超导体制作电机，功率可以提高几十倍。
2、省电的超导电路
普通的电路由于输电线的耗能严重，必须经过升压、降压的程序，而且也不可能作到完全不损
耗。超导体导线则能完全解决这个问题。
3、精密的超导仪器
一些精密的仪器，如核磁共振仪、电子显微镜等对磁场有非常严格的要求（强度要高、稳定性要高、磁感线分布要理想，有时还要求很大的尺寸），普通的材料很难达到要求，超导则能解决这个问题。
4、神速的超导计算机
把超导体应用于计算机将会迎来科学史上的一次重大革命。理论研究表明：应用约瑟夫森效应制成超导器件，其开关速度可以比当前使用的半导体集成电路快十几~二十几倍，而且它消耗的电能只有现在普通计算机的1% 。
5、超导磁悬浮列车
在超导磁悬浮列车的研究中走在最前列十日本。1962年，日本着手设计磁悬浮列车，但当时是利用正常导体产生的磁场时速达到307.8km/h ，1997年，日本又试制了超导磁悬浮列车，关键部分是由两组超导电磁铁构成的，它们能提供极强的磁场，使列车的速度达到500km/h 。
四、小结
本节讲了超导的概念、名词，相关的物理学史，展望了超导的应用前景。值得注意的是，超导是一门前沿科学，还不是很成熟。大家通过学习也看到了，超导要真正走上产业化，道路还比较漫长，所以还有待我们积蓄实力、挑战未来。希望同学们树立远大志向，争取能够在不久的将来改写历史。
五、作业布置
阅读教材；
上网查询有关超导的内容；
《学海导航——物理（下）》P7~8“巩固提升”A组，做在书上
【板书设计】
【教后感】
【阅读】
◎磁场对超导体的影响◎
磁场对超导体的影响与超导体的材料有关．
（1）外加磁场强度超过一定值时，可以破坏超导电性．破坏超导体所需的最小磁场叫临界磁场．其磁感应强度用B C表示，用B C0表示绝对零度时的临界磁场，则大多数金属超导体的临界磁场B C与温度T 的近似关系是：
（3）磁致超导性．1962年，物理理论家V·Jacarino和M·Petar预言，可能在某些物质中会发生与外磁场破坏超导性相反的情形，用磁场可诱发超导状态．二十年后，日内瓦大学的Fischer和他的同事们用铕化合物制造出一系列磁致超导体，他们所得到的材料的性质，与理论预言精确地符合。
第五节电功、电功率、焦耳定律
一、教学目标
1.理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。
2.了解实际功率和额定功率。
3.了解电功和电热的关系。
4.了解公式Q=I2Rt（P=I2R）和
5.知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。
6.能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。
二、重点、难点分析
1.教学重点在于区别并掌握电功和电热的计算。
2.难点主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。
三、主要教学过程
（一）提出问题，引入新课
1.通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？（做功，而且做正功）
2.电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子。
电能→机械能，如电动机。
电能→内能，如电热器。
电能→化学能，如电解槽。
本节课将重点研究电路中的能量问题。
（二）教学过程设计
1.电功
（1）定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。（2）实质：能量的转化与守恒定律在电路中的体现。
电能通过电流做功转化为其他形式能。
上一章里学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B，AB两点间电势差为U AB，则电场力做功W=qU AB。
对于一段导体而言，两端电势差为U，把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W=qU，在导体中形成电流，且q=It，（在时间间隔t内搬运的电量为q，则通过导体截面电量为q，I=q/t），所以W=qU=ItU。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。
（3）表达式：W=IUt
说明：①表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流和通电时间成正比。
②适用条件：I、U不随时间变化——恒定电流。
（4）单位：电流单位用安培（A），电压单位用伏（V），时间单位用秒（s），则电功的单位是焦耳（J）。
（5）电功率
物理意义：一段电路上功率，跟这段电路两端电压和电路中电流成正比。
②单位：功的单位用焦耳（J），时间单位用秒（s），功率单位为瓦特（W）。
1W=1J/s
这里应强调说明：推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质，电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者，这里W=IUt是电场力做功，是消耗的总电能，也是电能所转化的其他形式能量的总和。
电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。这就是电流的热效应，描述它的定量规律是焦耳定律。
学生一般认为，W=IUt，又由欧姆定律，U=IR，所以得出W=I2Rt，电流做这么多功，放出热量Q=W=I2Rt。这里有一个错误，可让学生思考并找出来。
错在Q=W，何以见得电流做功全部转化为内能增量？有无可能同时转化为其他形式能？
英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律。
2.焦耳定律——电流热效应
（1）内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。
（2）表达式：Q=I2Rt
对于导体而言，根据欧姆定律， U=IR，所以Q=I2Rt=I· IRt=IUt=W，电流做功完全用来生热，电能转化为内能。
（3）说明：焦耳定律表明，纯电阻电路中电流做功完全转化为内能，同时，有电阻的电路中电流做功会引起内能的增加，且电热Q=I2Rt。
（4）简单介绍产生焦耳热的原因：
金属中自由电子在电场力作用下定向移动，由于电场做功，电子动能增加，但不断地与晶格（原子核点阵）碰撞，不断把能量传给晶格，使晶格中各粒子在平衡位置附近的热运动加剧，从而温度升高。
（5）纯电阻电路中的电功和电功率
①电功Q=W=I2Rt，对所有电路中电阻的生热都适用。
率都适用。
结合纯电阻电路欧姆定律U=IR
3.非纯电阻电路中的电功和电功率（以含电动机电路为例）
非纯电阻电路中，电能与其他形式能转化的关系非常关键。以电动机为例，电动机电路如图所示，电动机两端电压为U，通过电动机电流为I，电动机线圈电阻为R，则电流做功或电动机消耗的总电能为W=IUt，电动机线圈电阻生热Q=I2R0t，电动机还对外做功，把电能转化为机械能，W'=W—Q=IUt-I2R0t，W'是电动机输出的机械能。
这是一个非纯电阻电路，可满足U=IR0，且W'＞0，则有U＞IR0。
考虑每秒钟内能量转化关系，即功率，只要令上述各式中t=1s即可，可得总功率P总=IU，电热功率P热=I2R0，输出功率P出，三者关系是P总=P热＋P出，即P出=IU=I2R。
4.额定功率和实际功率
为了使用电器安全、正常地工作，对用电器工作电压和功率都有规定数值。
（1）额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。
一般说来，用电器电压不能超过额定电压，但电压低于额定电压时，用电器功率不是额定功率，
单元综合评估（A卷） 1 ?导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是（） A ?横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B ?长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C?电压一定，电阻与通过导体的电流成反比 D.电流一定，电阻与导体两端的电压成正比 解析：对于同种材料的导体，电阻率可以认为是个定值，根据电阻定律R =P可知横截面积一定，电阻与导体的长度成正比，A正确；长度一定，电阻与导体的横截面积成反比，B错误；由欧姆定律知R= U/I，此式是电阻的定义式，电阻R与电压U、电流I无正反比关系，故C、D错误. 答案：A 2.如下图所示，要使电阻R i消耗的功率最大，应该把电阻R2的阻值调节 到（） i=—L _______ J- Er A. R i + r B. R i — r C. r D. 0 解析：R i消耗的功率为P= I2R i，可见当电流最大时，R i消耗的功率最大，由闭合电路的欧姆定律得：I = E/（R i + R2+ r）,当局=0时电流最大，R i消耗的功率最大.D正确，A、B、C错误. 答案：D 3.有三个电阻，R i = 2莒R2= 3 Q R3 = 4 Q现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比为I i ：I2 : I3是（） A. 6 : 4 : 3 B. 3 : 4 : 6 C. 2 : 3 : 4 D. 4 : 3 : 2 解析：本题考查并联电路电流关系.设并联电路两端电压为U，则I i : 12：I3 昔：R2:R3:=i:3:4二6:4:3.故正确答案为A.
答案：A 4.如右图所示，一幢居民楼里住着生活水平各不相同 的24户居民，所以整幢居民楼里有各种不同的电器，例- Array u 如电炉、电视机、微波炉、电脑等等?停电时，用多用电..? 表测得A B间的电阻为R;供电后，各家电器同时使用， 测得A、B间电压为U,进线电流为I，贝U计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是（） 2 U2 A. P= |2R B. P=~R C. P= IU D .以上公式都可以 解析：因居民楼内各种电器都有，所以不是纯电阻电路，只能用功率公式 P= IU计算.所以C正确，A、B、D错误. 答案：C U2 5.用P= TR求出的“220 V40 W”灯泡电阻为1 210 Q用多用电表测得其电 阻只有90 Q下列说法中正确的是（） A .两个阻值相差悬殊是不正常的，一定是测量时读错了数据 B.两个阻值相差悬殊是正常的，因为欧姆表测电阻的误差大 C.两个阻值相差悬殊是不正常的，可能出厂时把灯泡的功率标错了 D.两个阻值相差悬殊是正常的，1 210 皐正常工作状态（温度很高）的阻值， 90 0是常温下的阻值 答案：D 6.公式E= l（R+ r）的应用，电动势为3 V的电池，输出电流为3 A,由此可知（） A .内、外电阻相差1 0 B.内、外电阻之和为1 0 C.外电阻为10 D .内电阻为1 0 解析：由闭合电路欧姆定律I=-可知，内、外电阻之和为1 0. r + R 答案：B 7 .如下图所示，电灯A上标有“10 V0 W”的字样，电灯B上标有“ 8 ；20
45分钟章末验收卷 一、单项选择题 1．经典物理学认为金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞，且金属导体中通过恒定电流形成了稳恒的电场，已知铜的电阻率为ρ，单位体积内的自由电子数量为n ，自由电子的质量为m 、带电荷量为e ，假设自由电子与金属离子碰撞后减速到零，且碰撞时间极短，则铜导线中自由电子连续两次与金属离子碰撞的时间间隔的平均值为( ) A.2m nρe B.2m nρe 2C.2ρm ne 2D.2nm ρe 2 答案 B 解析 设铜导线的长度为l ，横截面积为S ，金属导线内的匀强电场场强为E ，则电子定向移动的加速度为a ＝eE m ，经过时间t 获得的定向移动速度为v ＝at ＝eEt m ，在时间t 内的平均 速度为v ＝12v ＝eEt 2m ，则由电流微观表达式I ＝neS v ＝ne 2ES 2m t ，由欧姆定律和电阻定律可知 ρl S ＝U I ＝El I ，联立解得t ＝2m nρe 2，B 正确． 2．在如图1所示的电路中，电源内阻不可忽略，在调节可变电阻R 的阻值过程中，发现理想电压表的示数减小，则( ) 图1 A ．R 的阻值变大 B ．路端电压不变 C ．干路电流减小 D ．路端电压和干路电流的比值减小 答案 D 解析 由题意知，理想电压表的示数减小，说明与电压表并联的电阻变小，即可变电阻R 接入电路的电阻变小，选项A 错误；由闭合电路欧姆定律知，电路总电流变大，路端电压变小，选项B 、C 错误；由于外电路总电阻变小，结合电阻定义式R ＝U I 知，路端电压和干 路电流的比值减小，选项D 正确．
第二章 恒定电流 第一节 电源和电流 习题精练： 1.关于电流，下列说法中正确的是 () A ．通过导体横截面的电荷量越多，电流越大 B ．电子运动速率越大，电流越大 C ．单位时间通过导线横截面的电荷量越多，导体中的电流就越大 D ．因为电流有方向，所以电流是矢量 2.关于电流，下列说法中哪些是正确的 () A ．通电导线中自由电子定向移动的速率等于电流的传导速率 B ．金属导线中电子运动的速率越大，导线中的电流就越大 C ．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向 D ．国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位 3.已知电子的电荷量为e ，质量为m ，氢原子的电子在核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？ 4．下列说法中正确的是( ) A ．导体中电荷运动就形成了电流 B ．在国际单位制中，电流的单位是A C ．电流有方向，它是一个矢量 D ．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在 5．关于电流，下列叙述正确的是( ) A ．只要将导体置于电场中，导体中就有持续电流 B ．电源的作用可以使电路中有持续电流 C ．导体中没有电流时，就说明导体部的电荷没有移动 D ．恒定电流是由恒定电场产生的 6．一台半导体收音机，电池供电的电流是8mA ，也就是说( ) A ．1h 电池供给8C 的电量 B ．1 000s 电池供给8 C 的电量 C ．1s 电池供给8C 的电量 D ．1min 电池供给8C 的电量 7．如图所示，在NaCl 溶液中，正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s 有1.0×1018个Na ＋和Cl － 通过溶液部的横截面M ，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？ 8．正负电子对撞机的储存环是长为240m 的近似圆形轨道，当环中的电流为10mA 时，若电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数目是多少？ 9．有一横截面积为S 的铜导线，流过的电流强度为I .设每单位体积的导线中有n 个自由电子，电子的电荷量为q ，此时电子的定向移动速率为v ，在Δt 时间，通过导线横截面的自由电子数目可表示为( ) A ．nvS Δt B ．nv Δt C.I Δt q D.I Δt Sq
恒定电流 一、知识网络 电流：定义、微观式：I=q/t ，I=nqSv 电压：定义、计算式：U=W/q ，U=IR 。导体产生电流的条件：导体两端存在电压 电阻：定义、计算式：R=U/I ，R=ρl/s 。金属导体电阻值随温度升高而增大 半导体：热敏、光敏、掺杂效应 超导：注意其转变温度 电动势：由电源本身决定，与外电路无关，是描述电源内部非静电力做功将其它形 式的能转化为电能的物理量 实验 恒定电流 部分电路：I=U/R 闭合电路：I=E/(R+r)，或E=U 内+U 外=IR+Ir 适用条件：用于金属和电解液导电 规律 电阻定律：R=ρl/s 基本 概念 欧姆定律： 公式：W=qU=Iut 纯电阻电路：电功等于电热 非纯电阻电路：电功大于电热，电能还转化为其它形式的能 电功： 用电器总功率：P=UI ，对纯电阻电路：P=UI=I 2R=U 2/R 电源总功率：P 总=EI 电源输出功率：P 出=UI 电源损失功率：P 损=I 2r 电源的效率：%100%100?=?=E U P P 总出 η， 对于纯电阻电路，效率为100% 电功率 ： 伏安法测电阻：R=U/I ，注意电阻的内、外接法对结果的影响 描绘小灯泡的伏安特性 测定金属的电阻率 ：ρ=R s / l 测定电源电动势和内阻 电表的改装： 多用电表测黑箱内电学元件
恒定电流知识点总结 一、部分电路欧姆定律电功和电功率 (一)部分电路欧姆定律 1．电流 (1)电流的形成：电荷的定向移动就形成电流。形成电流的条件是： ①要有能自由移动的电荷；②导体两端存在电压。 (2)电流强度：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值，叫电流强度。 ①电流强度的定义式为： ②电流强度的微观表达式为： n为导体单位体积内的自由电荷数，q是自由电荷电量，v是自由电荷定向移动的速率，S是导体的横截面积。 (3)电流的方向：物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，与负电荷定向移动方向相反。在外电路中电流由高电势端流向低电势端，在电源内部由电源的负极流向正极。 2．电阻定律 (1)电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻，数值上：。 (2)电阻定律：公式：，式中的为材料的电阻率，由导体的材料和温度决定。纯金属的电 阻率随温度的升高而增大，某些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。 (3)半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，如锗、硅、砷化镓等。 半导体的特性：光敏特性、热敏特性和掺杂特性，可以分别用于制光敏电阻、热敏电阻及晶体管等。 (4)超导体：有些物体在温度降低到绝对零度附近时。电阻会突然减小到无法测量的程度，这种现象叫超导；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做转变温度T c。 3．部分电路欧姆定律 内容：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。 公式： 适用范围：金属、电解液导电，但不适用于气体导电。 欧姆定律只适用于纯电阻电路，而不适用于非纯电阻电路。
恒定电流综合测试 考试范围：恒定电流；考试时间：100分钟； 第I 卷（选择题） 一、单选题(共27分) 1．(本题3分)一电流表的满偏电流I g ＝1 mA ，内阻为200 Ω.要把它改装成一个量程为0.5 A 的电流表，则应在电流表上（ ） A ．并联一个约为200 Ω的电阻 B ．并联一个约为0.4 Ω的电阻 C ．串联一个约为0.4 Ω的电阻 D ．串联一个约为200 Ω的电阻 2．(本题3分)关于电阻、电阻率，下列说法正确的是（ ） A ．电阻率ρ的单位是Ω B ．把一根长导线拉长至原来的3倍，其电阻变为原来的9倍 C ．把一根长导线截成等长的三段，则每段的电阻率都是原来的三分之一 D ．电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量，电阻率越大的材料导电性能越好 3．(本题3分)要测绘一个标有“3V 、0.6W ”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V 。实验的电路图应选用图中的（ ） A ． B ． C ． D ． 4．(本题3分)如图所示，理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风将头发吹干，设电动机的线图电阻为1R ，它与电热丝的电阻2R 串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U ，电流为I ，消耗的电功率为P ，则有（ ） A ．P UI < B ．()2 12P I R R <+
C ．P UI > D ．()2 12P I R R >+ 5．(本题3分)关于电阻率，下列说法不正确的是（ ） A ．电阻率是表征材料导电性的物理量，电阻率越大，导电的性能越好 B ．金属导体的电阻率随温度的升高而增大 C ．超导体是指当温度降低到接近绝对零度的某一临界温度时，它的电阻突然变为零 D ．有些的合金的电阻率几乎不受温度的影响，通常用它们制成标准的电阻 6．(本题3分)某同学拿了一根细橡胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的长度为20cm 的盐水柱．测得盐水柱的电阻大小为R 。如果盐水柱的电阻随长度、横截面积的变化规律与金属导体相同，则握住橡胶管的两端把它均匀拉长至40cm ，此时盐水柱的电阻大小为( ) A ． 2 R B ．R C ．2R D ．4R 7．(本题3分)如图所示，一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米橡胶棒所带电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为（ ） A ．vq B ． q v C ．qvS D ． qv S 8．(本题3分)如图所示，图线表示的导体的电阻为R 1，图线2表示的导体的电阻为R 2，则下列说法正确的是（ ） A ．R 1：R 2=3：1 B ．把R 1拉长到原来的3倍长后电阻等于R 2 C ．将R 1与R 2串联后接于电源上，则功率之比P 1：P 2=1：3 D ．将R 1与R 2并联后接于电源上，则电流比I 1：I 2=1：3
高中物理选修3-1《恒定电流》单元测试题 高二物理阶段性复习质量检测一 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。 注意事项： 1．答卷前将学校、姓名、准考号填写清楚。 2．选择题的每小题选出答案后，用铅笔把机读卡上对应题目的答案标号涂黑。其它小题用钢笔或圆珠笔将答案写在答题卡上。 第一卷（选择题，共48分） 一、 选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个 选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。） 1．如图所示是一实验电路图，在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中， 下列表述正确的是 ( ) A ．路端电压变小 B ．电流表的示数变大 C ．电源内阻消耗的功率变小 D ．电路的总电阻变大 2．如图所示为某一电源的U -I 曲线，由图可知 ( ) A ．电源电动势为2.0 V B ．电源内阻为3 1Ω C ．电源短路时电流为6.0A D ．电路路端电压为1.0 V 时，电路中电流为5.0 A 3．一个电源分别接上8Ω和2Ω的电阻时，两电阻消耗的电功率相等，则电源内阻为（ ） A ．1Ω B ．2Ω C ．4Ω D ．8Ω 4．联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设计一个表决器，常任理 3
2 3 事国投反对票时输入“0”，投赞成票时或弃权时输入“1”，提案通过为“1”， 通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种逻辑关系 （ ） A ．与门 B ．或门 C ．非门 D ．与非门 5．如图所示的电路中，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P 向左移动，则( ) A ．电容器中的电场强度将增大 B ．电容器上的电荷量将减少 C ．电容器的电容将减小 D ．液滴将向上运动 6．如图所示电路中，当开关S 闭合时，电流表和电压表读数的变化情况是 ( ) A ．两表读数均变大 B ．两表读数均变小 C ．电流表读数增大，电压表读数减小 D ．电流表读数减小，电压表读数增大 7．如右图所示的电路中，A 、B 两灯原来正常发光，忽然B 灯比原来亮了，这是因为电路中某一处发生断路故障造成的，那么发生这种故障可能是(电源内阻不计) ( ) A ．R 1断路 B ．R 2断路 C ．R 3断路 D ．灯A 断路 8．如图所示，某一导体的形状为长方体，其长、宽、高之比为a ∶b ∶c =5∶3∶2．在此长方体的上下、左右四个面上分别通过导线引出四个接线柱1、2、3、4。在1、2两端加上恒定的电压U ，通过导体的电流为I 1；在3、4两端加上恒定的电压U ，通过导体的电流为I 2，则I 1 ∶I 2为（ ） 2
一. 选择题: ［ D ］1. 载流的圆形线圈(半径a 1 )与正方形线圈(边长a 2 )通有相同电流I ．若两个线圈的中心O 1 、O 2处的磁感强度大小相同，则半径a 1与边长a 2之比a 1∶a 2为 (A) 1∶1 (B) π2∶1 (C) π2∶4 (D) π2∶8 ［B ］2.有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a ，厚度不计，电流I 在铜片上均匀分 布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为b 处的P 点(如图)的磁感强度 B 的大小为 (A) ) (20b a I +πμ． (B) b b a a I +πln 20μ． (C) b b a b I +πln 20μ． (D) ) 2(0b a I +πμ． ［ D ］3. 如图，两根直导线ab 和cd 沿半径方向被接到一个截面处 处相等的铁环上，稳恒电流I 从a 端流入而从d 端流出，则磁感强度B 沿 图中闭合路径L 的积分??L l B d 等于 (A) I 0μ． (B) I 03 1 μ． (C) 4/0I μ． (D) 3/20I μ． 提示
［ B ］ 4. 图中，六根无限长导线互相绝缘，通过电流均为I ，区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为相等的正方形，哪一个区域指向纸内的磁通量最大？ (A) Ⅰ区域． (B) Ⅱ区域． (C) Ⅲ区域． (D) Ⅳ区域． (E) 最大不止一个． 提示： 加原理判断 磁场和磁感应强度的叠根据无限长直导线产生 ［ C ］5. 在半径为R 的长直金属圆柱体内部挖去一个半径为r 的长直圆柱体，两柱体轴线平行，其间距为a ，如图．今在此导体上通以电流I ，电流在截面上均匀分布，则空心部分轴线上O ′点的磁感强度的大小为 (A) 2202R a a I ?πμ (B) 22202R r a a I -?πμ (C) 2 22 02r R a a I -?πμ (D) )(222220a r R a a I -πμ 二. 填空题 1.在匀强磁场B 中，取一半径为R 的圆，圆面的法线n 与B 成60°角，如图所示，则通过以该圆周为边线的如图所示 的任意曲面S 的磁通量 ==???S m S B d Φ221 R B π- 提示： 2. 一长直载流导线，沿空间直角坐标Oy 轴放置，电流沿y 正向．在原点O 处取一电 流元l I d ，则该电流元在(a ，0，0)点处的磁感强度的大小为 204a I d l πμ 方向为Z 轴负方向 提示： ⅠⅡ ⅢⅣ a R r O O ′ I 任意曲面
第二章恒定电流质量检查试卷 一、选择题：（每小题４分，共40分，请将每小题正确答案的字母填入答卷的表格内） 1、一白炽灯泡的额定功率与额定电压分别为36 W 与36 V 。若把此灯泡接到输出电压为18 V 的电源两端，则灯泡消耗的电功率( ) A ．等于36 W B ．小于36 W ，大于9 W C ．等于9 W D ．小于9 W 2、用电压表检查图示电路中的故障，测得U ad ＝5.0 V ，U ed ＝0 V ，U be ＝0 V ，U ab ＝5.0 V ， 则此故障可能是( ) A ．L 断路 B ．R 断路 C ．R ′断路 D ．S 断路 3、如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路。以下分析正确的是( ) A ．此接法的测量值大于真实值 B ．此接法的测量值小于真实值 C ．此接法要求待测电阻值小于电流表内阻 D ．开始实验时滑动变阻器滑动头P 应处在最左端 4、在如图所示的电路中， E 为电源电动势，r 为电源内阻， R 1和R 3均为定值电阻，R 2为滑动变阻器。当R 2的滑动触点 在a 端时合上开关S ，此时三个电表A 1、A 2和V 的示数分 别为I 1、I 2和U 。现将R 2的滑动触点向b 端移动，则三个 电表示数的变化情况是( ) A ．I 1增大，I 2不变，U 增大 B ．I 1减小，I 2增大，U 减小 C ．I 1增大，I 2减小，U 增大 D ．I 1减小，I 2不变，U 减小 5、汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯的情况下， 电动机未启动时电流表读数为10 A ，电动机启动时电流表读数为58 A ，若电源电动势为12.5 V ，内阻为0.05 Ω，电流表内阻不计，则 因电动机启动，车灯的电功率降低了( ) A ．35.8 W B ．43.2 W C ．48.2 W D ．76.8 W 6、如图所示，当ab 端接入100V 电压时，cd 两端为20V ；当 cd 两端接入100V 时，ab 两端电压为50V ，则R 1∶R 2∶R 3之 比是( ) A ．4∶1∶2 B ．2∶1∶1 C ．3∶2∶1 D ．以上都不对
恒定电流知识点总结 一、 知识网络 二、知识归纳 一、部分电路欧姆定律 电功和电功率 (一)部分电路欧姆定律 1．电流 (1)电流的形成：电荷的定向移动就形成电流。形成电流的条件是： ①要有能自由移动的电荷； ②导体两端存在电压。 电流：定义、微观式：I=q/t ，I=nqSv 电压：定义、计算式：U=W/q ，U=IR 。导体产生电流的条件：导体两端存在电压 电阻：定义、计算式：R=U/I ，R=ρl/s 。金属导体电阻值随温度升高而增大 半导体：热敏、光敏、掺杂效应 超导：注意其转变温度 电动势：由电源本身决定，与外电路无关，是描述电源内部非静电力做功将其它形 式的能转化为电能的物理量 实验 恒定电流 部分电路：I=U/R 闭合电路：I=E/(R+r)，或E=U 内+U 外=IR+Ir 适用条件：用于金属和电解液导电 规律 电阻定律：R=ρl/s 基本 概念 欧姆定律： 公式：W=qU=Iut 纯电阻电路：电功等于电热 非纯电阻电路：电功大于电热，电能还转化为其它形式的能 电功： 用电器总功率：P=UI ，对纯电阻电路：P=UI=I 2R=U 2/R 电源总功率：P 总=EI 电源输出功率：P 出=UI 电源损失功率：P 损=I 2r 电源的效率：%100%100?=?= E U P P 总 出 η， 对于纯电阻电路，效率为100% 电功率 ： 伏安法测电阻：R=U/I ，注意电阻的内、外接法对结果的影响 描绘小灯泡的伏安特性 测定金属的电阻率 ：ρ=R s / l 测定电源电动势和内阻 电表的改装： 多用电表测黑箱内电学元件
(2)电流强度：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值 ①电流强度的定义式为： ②电流强度的微观表达式为： n为导体单位体积的自由电荷数，q是自由电荷电量，v是自由电荷定向移动的速率，S 是导体的横截面积。 (3)电流的方向：物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，与负电荷定向移动方向相反。在外电路中电流由高电势端流向低电势端，在电源部由电源的负极流向正极 2．电阻定律 (1)电阻：导体对电流的阻碍作用就叫电阻，数值上：。 (2)电阻定律：公式：，式中的为材料的电阻率，由导体的材料和温度决定。纯 金属的电阻率随温度的升高而增大，某些半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，某些合金的电阻率几乎不随温度的变化而变化。 (3)半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，如锗、硅、砷化镓等。 半导体的特性：光敏特性、热敏特性和掺杂特性，可以分别用于制光敏电阻、热敏电阻及晶体管等。 (4)超导体：有些物体在温度降低到绝对零度附近时。电阻会突然减小到无法测量的程度，这种现象叫超导；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做转变温度T c。 3．部分电路欧姆定律 容：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。 公式： 适用围：金属、电解液导电，但不适用于气体导电。 欧姆定律只适用于纯电阻电路，而不适用于非纯电阻电路。 伏安特性：描述导体的电压随电流怎样变化。若图线为过原点的直线，这样的元件叫线性元件；
《恒定电流》章末综合检测 一、选择题。共12小题，共48分。下列各小题中，有的有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但选不全的得2分， 选错或不选的得0分。 1、R 1和R 2分别标有“2Ω、1.0A”和“4Ω、0.5A”，将它们串联后接入电路中，如图所示，则此电路中允许消耗的最大功率为（ ） A. 6.0 W B. 5.0 W C. 3.0 W D. 1.5 W 2、在图所示的电路中，电源电动势为E 、内电阻为r ，C 为电容器，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L 能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列 判断正确的是 （ ） A ．灯泡L 将变暗 B ．灯泡L 将变亮 3、分别测量两个电池的路端电压和电流，得到如图所示的a 、b 两条U -I 图线，比较两图线，可得出结论（ ） B ．a 电池的电动势较大、内阻较大 C ．b 电池的电动势较大、内阻较小 D ．b 电池的电动势较小、内阻较大 4、在研究微型电动机的性能时，可采用图所示的实验电路。当调节滑动变阻器R ，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为0.5 A 和1.0 V ；重新调节R ，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0A 和15.0V 。则有关这台电动机正常运转时的说法正确的是（ ） A ．电动机的输出功率为8 w B ．电动机的输出功率为30 W C ．电动机的内电阻为2 Ω D ．电动机的内电阻为7.5 Ω 5、关于闭合电路的性质，下列说法不正确的是（ ） A.外电路断路时，路端电压最高 B.外电路短路时，电源的功率最大 C.外电路电阻变大时，电源的输出功率变大 D.不管外电路电阻怎样变化，其电源的内、外电压之和保持不变 6、如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，电阻R 1＞R 2，在两电路中分别通过相同的电荷量q 的过程中，下列判断正确的是（ ） A.电源内部产生电热较多的是乙电路 B.B.R 1上产生的电热比R 2上产生的电热多 C.电源做功较多的是甲电路 D.甲、乙两电路中电源做功相等 7、如图甲所示，在滑动变阻器的滑动触头P 从 一端滑到另一端 的过程中，两块理想电压表的示数随电流表示数的变化情况如图乙所示，则滑动变阻器的最大阻值和定值电阻R 0的值分别为（ ） A.3Ω，12Ω B.15Ω，3Ω C.12Ω，3Ω D.4Ω，15Ω 7题图 8题图 9题图 8、如图所示，一电压表和可变电阻器R 串联后接在一个电压恒定的电源两端，如果可变电阻的阻值减小到原来的 4 1 ，电压表的示数将由U 变为2U ，则（ ） A ．流过R 的电流将增大到原来的2倍 B ．R 两端的电压将减来原来的 2 1 C ．R 上消耗的功率将变为原来的2 1 D ．当R 阻值变为零时，电压表示数将增大到3U 9、如图所示电路的三根导线中有一根是断的。电源、电阻器R 1、R 2及另外两根导线都是好的。为了查出断导线，某学生想先用万用表的红表笔连接在电源的正极a,再将黑表笔分别连接在电阻器R 1的b 端和R 2的c 端，并观察万用表指针的示数。在下列选挡中，符合操作规程的是：（ ） A ．直流10V 挡 B ．直流0.5A 挡 C ．直流2.5V 挡 D ．欧姆挡 10 、在电源电压不变的情况下，为使正常工作的电热器在单位时间内产生的热量增加一倍，下列
优创卷·一轮复习单元测评卷 第二章 恒定电流 A 卷 名校原创基础卷 一.选择题：本大题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第10-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分。 1.在如图所示电路中，电源内阻不可忽略。开关S 闭合后，在滑动变阻器R 2的滑动端由a 向b 缓慢滑动的过程中（ ） A.电压表的示数增大，电流表的示数减小 B.电容器C 所带电荷量减小。 C.R 1的电功率增大 D.电源的输出功率一定增大 【答案】A 【解析】A.滑动变阻器的滑动端由a 向b 缓慢滑动的过程中，R 2阻值变大，电阻总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律知，总电流减小，电流表示数减小，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压 1U E I R r =-+（） 总电流减小，电压表示数增大，故A 正确； B.容器两端电压即电压表两端电压Q CU =，电压增大，电容器所带电荷量增多，故B 错误； C.流过电阻R 1的电流减小，由公式2 1P I R =可知，消耗的功率变小，故C 错误； D.当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，题干中没有明确外电阻与内阻的关系，故滑动变阻器R 2的滑动端由a 向b 缓慢滑动的过程中，电源的输出功率不一定增大，故D 错误。 故选A 。 2.关于闭合电路正确的是（ ）
A.电源正负极被短路时，电流很大 B.电源正负极被短路时，端电压最大 C.外电路断路时，端电压为零 D.外电路电阻增大时，端电压减小 【答案】A 【解析】AB.电源正负极被短路时，外电路电阻为零，则电流很大，此时路端电压为零，选项A 正确，B 错误； C.外电路断路时，电路中电流为零，此时路端电压等于电动势，选项C 错误； D.外电路电阻增大时，电路中电流减小，内阻上电压减小，则路端电压变大，选项D 错误。 故选A 。 3.图示电路中，电源E 、r 恒定，闭合S 后，改变R 1、R 2接入电路的阻值，下列判断正确的是（ ） A.若仅增大R 1阻值，则R 2消耗的电功率必增大 B.若仅把滑片P 从a 滑到b ，R 1消耗的功率一直增大 C.若增大R 1阻值，同时也增大R 2接入电路的等效阻值，则两电表示数变化量的比值也增大 D.不论如何改变R 1和R 2接入电路的总阻值，两电表的示数变化必然相反 【答案】D 【解析】A.设R 2接入电路的等效阻值为R ，则R 2消耗的电功率为 2 21=++E P R R R r ?? ??? 可知仅增大R 1阻值，则R 2消耗的电功率变小，故A 错误； B.因R 2并联接入电路，当把滑片P 从a 滑到b 时，R 2并联接入电路的等效阻值先增大后减小，电路总电流先减小后增大，则R 1消耗的功率先减小后增大，故B 错误； C. 当不改变R 1、R 2接入电路的阻值时，由闭合电路的欧姆定律有 11=+E U I r 当增大R 1阻值，同时也增大R 2接入电路的等效阻值时，有 22=+E U I r 联立可得
2018-2019学年高二物理人教版选修3-1：恒定电流单元测试 一、单选题（本大题共10小题，共40.0分） 1.如图所示是电阻R的I-U图象，图中α=45°，由此得出（） A. 欧姆定律适用于该元件 B. 电阻 C. 因图象的斜率表示电阻的倒数，故 D. 在R两端加上V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是C 2.铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当 通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为（） A. 光速c B. C. D. 3.如图所示电路，电源电压不变，R是定值电阻。当将一个“2.5V，0.5A”的小灯泡L1接在a，b两点间 时，小灯泡L1恰好正常发光；若换一个“2.5V，1A”的小灯泡L2接在a，b两点间，则这个小灯泡L2（） A. 也能正常发光 B. 比正常发光暗些 C. 比正常发光亮些 D. 条件不足无法判断 4.如图所示，电源的电动势和内阻恒定不变，闭合开关后，灯泡L发光，若滑动变阻器的滑片向a端滑 动，则 A. 通过的电流变小 B. 通过的电流不变 C. 灯泡L变暗，电流表的示数变大 D. 灯泡L变亮，电流表的示数变大
5.一电流表的满偏电流I g=1mA，内阻为200Ω．要把它改装成一个量程为0.5A的电流表，则应在电流表 上（） A. 并联一个的电阻 B. 并联一个约为的电阻 C. 串联一个约为的电阻 D. 串联一个的电阻 6.一阻值为R的均匀电阻丝，长为L，横截面积为S，设温度不变，下列哪种情况下电阻丝的电阻仍为R？ （） A. 长为L，横截面积为2S的相同材料的均匀电阻丝 B. 横截面积为S，长为2L的相同材料的均匀电阻丝 C. 长为2L，横截面积为2S的相同材料的均匀电阻丝 D. 长为2L，横截面半径为原来2倍的相同材料的均匀电阻丝 7.下列说法正确的是（） A. 半导体材料导电性能不受外界条件的影响 B. 超导现象是指在温度降到某一临界值时电阻率突然降为零的现象 C. 由可知，R与导体两端电压U成正比，与通过导体的电流I成反比 D. 由可知，与S成正比，与L成反比 8.在如图所示的电路中，E为电源电动势，r为电源内阻，R1和R3均为定值电阻，R2为滑动变 阻器．当R2的滑动触点在a端时合上开关S，此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U．现将R2的滑动触点向b端移动，则三个电表示数的变化情况是（） A. 增大，不变，U增大 B. 增大，减小，U增大 C. 减小，增大，U减小 D. 减小，不变，U减小 9.下图为某同学连接的实验实物图，闭合开关后A,B灯都不亮，他采用电压表来进行检查，该同学的测 试结果如表格所示，则可以判定的故障是（）
第二章恒定电流 泰安二中刘焕生李玉恩 1、欧姆定律 一、教学目标 1．知识目标： （1）理解产生电流的条件；掌握电流强度的定义、公式，并应用于实际问题；了解直流电和恒定电流 （2）熟练掌握欧姆定律及其表达式I=U/R，明确欧姆定律的适用条件。 （3）知道电阻的定义及定义式R=U/I； （4）使学生正确理解伏安特性曲线的物理意义 2．能力目标： （1）理解掌握科学研究中的常用方法——控制变量方法，培养学生依据实验，分析、归纳物理规律的能力 （2）培养学生应用电流强度、欧姆定律知识解决实际问题的能力。 （3）逐步掌握用数形结合的解题能力。 3．物理方法教育目标： 1．通过定律由实验得出的演绎，加强学生对实验的重视，培养学生严谨求实的科学态度 2．通过可采用图象来处理实验数据，渗透数学思维，同时在处理数据的过程中，培养学生尊重客观规律的优良品质。 二、教学重点、难点分析 1．重点：欧姆定律的理解 2．难点：电阻的伏安特性曲线 3．疑点：由电阻定义式R=U/I，少数学生会产生电阻由电压和电流决定的想法。 4．解决方法：对重点和难点的解决有 （1）有条件的学校采取通过学校分组实验→数据分析→结论，加强感性认识，有利于定律的理解。 （2）关于电阻伏安特性结合数学知识，并尽可能举实例加强对知识的深化。
（3）关于疑点的出现，这是正常的，教师应借此机会，巧妙为下节课电阻定律作铺垫。 三、教学方法： 实验演示，启发式教学 四、教具： 小灯泡、干电池电线若干。伏特表（演示）安培表（演示）滑动变阻器学生电源 待测电阻（约10Ω～30Ω两只）晶体二极管导线若干电键 五、教学过程： （一）引入新课 前面我们已学习了电场，电场对放入其中的电荷有力的作用，促使电荷移动，知道电荷的定向移动形成电流。由于电流与我们生活很密切，所以我们有必要去认识它，这节课我们将在初中的基础上对电流作进一步了解。 【板书】第一节欧姆定律 （二）进行新课 【板书】1、电流 众所周知，人们对电路知识和规律的认识与研究，也如对其他科技知识的认识与研究一样，都经历了漫长的、曲折的过程。 18世纪末，意大利著名医生伽伐尼受偶然发现的启迪，经进一步研究后，已能利用两种不同的金属与青蛙腿相接触而引起肌肉痉挛，于是伽伐尼电池诞生了。但他对此并不理解，认为这是青蛙体内产生了“动物电”。 伽伐尼的发现引起了意大利著名物理学家伏打的极大兴趣。经过一番研究，伏打于1792年将不同的金属板浸入一种电解液中，组成了第一个直流电源——伏打电池。后来，他利用几个容器盛了盐水，把插在盐水里的铜板、锌板连接起来，电流就产生了。 （1）电流 ①什么是电流？ 大量电荷的定向移动形成电流。 ②电流形成的条件 导体——有自由移动的电荷，可以定向移动。导体包括金属、电解液等；自由电荷有电子、离子等。 但是只有导体还是不行，因为通常情况下，导体中自由电荷没有做定向移动。还必须有
2021年高中物理恒定电流综合检测新人教版选修3-1 一、选择题(本大题共8个小题，每小题6分．在每小题给出的四选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．) 1．导体的电阻是导体本身的一种性质，对于同种材料的导体，下列表述正确的是( ) A．横截面积一定，电阻与导体的长度成正比 B．长度一定，电阻与导体的横截面积成正比 C．电压一定，电阻与通过导体的电流成反比 D．电流一定，电阻与导体两端的电压成正比 【解析】对于同种材料的导体，电阻率可以认为是个定值，根据电阻定律 R＝ρl S 可知横截面积一定，电阻与导体的长度成正比，A正确；长度一定，电阻与导体的横截面积成反比，B错误；由欧姆定律知R＝U/I，此式是电阻的定义式，电阻R与电压U、电流I无正反比关系，故C、D错误． 【答案】 A 2．(xx·烟台一中检测)如图所示电路中，r是电源的内阻，R1和R2是外电路中的电阻，如果用P r、P1和P2分别表示电阻r、R1、R2上所消耗的功率，当R1＝R2＝r时，P r∶P1∶P2等于( ) 图1 A．2∶1∶1 B．1∶1∶1 C．4∶1∶1 D．1∶4∶4 【解析】在如图所示电路中，内阻上通过的电流与外电路的总电流相同，内阻与外
电阻是串联关系，但R 1与R 2是并联的，因R 1＝R 2，则I 1＝I 2＝I ，I 总＝I r ＝I 1＋I 2＝2I .P r ∶ P 1∶P 2＝I 2r r ∶I 21R 1∶I 2 2R 2＝4∶1∶1，故正确答案为C. 【答案】 C 3．在图2所示的电路中，电源的电动势E 和内阻r 恒定不变，灯L 恰能正常发光，如果滑动变阻器的滑片向A 端滑动，则( ) 图2 A ．灯L 变亮，电流表的示数减小 B ．灯L 变暗，电流表的示数增大 C ．灯L 变暗，电流表的示数减小 D ．灯L 变亮，电流表的示数不变 【解析】 滑片向A 端滑动，R 1接入电路的电阻减小，则R 外减小，由I ＝ E R 外＋r 知I 变 大，故电流表示数变大．由U 路端＝E －Ir 知E 、r 不变，I 变大，得路端电压减小，由I L ＝U 路端 R L 可知I L 减小，所以灯L 变暗．选项B 正确． 【答案】 B 4．(xx·吉林一中高二检测)在如图3所示的电路中，电源电动势为E ，内电阻为r ，闭合开关S ，待电流达到稳定后，电流表示数为I ，电压表示数为U ，电容器C 所带电荷量为Q 将滑动变阻器的滑动触头P 从图示位置向a 端移动一些，待电流达到稳定后，则与P 移动前相比( ) 图3 A ．U 变小 B ．I 变小 C ．Q 不变 D ．Q 减小 【解析】 当电流稳定时，电容器可视为断路，当P 向左滑时，滑动变阻器连入电路的阻值R 增大，根据闭合电路欧姆定律得，电路中的电流I ＝ E R ＋R 2＋r 减小，电压表的示数 U ＝E －I (R 2＋r )增大，A 错B 对；对于电容器，电荷量Q ＝CU 增大，C 、D 均错． 【答案】 B 5．利用图4所示电路可以测出电压表的内阻．已知电源的内阻可以忽略不计，R 为电
第二章《恒定电流》知识点总结 一、电流 1、电流形成得条件: 电荷得定向移动。规定正电荷定向移动得方向为电流得方向。 2、电流强度I ①定义式: 单位:安培(A) ②微观表达式: 其中:n为自由电荷得体密度;q为自由电荷得电量;S为导体得横截面积;v为自由电 荷定向移动得速度。 二、电源 1、电源得作用: ①电源相当于搬运工,把负电荷从电源正极搬到电源负极,使正极积累正电荷,负极积累负电荷; ②电源使导体两端存在一定得电势差(电压); ③电源使电路中有持续电流。 2、电动势E ①物理意义: 电动势就是描述电源把其她形式得能转化为电能本领得物理量。 ②定义式: 单位:伏特(V),其大小就是由电源本身决定得。 ③电动势E与电势差U得区别: 电动势,非静电力做功,其她形式得能转化为电能;电势差,电场力做功,电势能转化为其她形式得能。做多少功,就转化了多少能量。 三、欧姆定律 1、电阻R ①物理意义:导体对电流得阻碍作用。 ②定义式: 单位:欧姆(Ω),其大小就是由导体本身决定得。 ③决定式:,其中ρ为电阻率,反映材料得导电性能得物理量。金属导体得电阻率随着温度得升高而增大;合金得电阻率随着温度得变化而变化不明显;半导体得电阻率随着温度得升高而减小。 2、欧姆定律 注意:这就是一个实验规律,I、U、R三者之间并无决定关系。 3、伏安特性曲线 I-U图像:图像越靠近U轴,导体得电阻越大。①线性元件: I-U图像就是过原点O得直线。如R1,R2等,并且R1 恒定电流基础知识综合测试题 1．某电解池，如果在1s时间内共有５×1０１8个二价正离子和1.０×10１９个一价负离子通过面积为０.1m2的某截面,那么通过这个截面的电流强度是( ） Ａ、0 B、０.８A Ｃ、1.6A D、３.2Ａ 2.一根导线，分别通以不同的电流,并保持温度不变，当电流较大时,以下正确的是（ ) Ａ、单位体积内自由电子数较多B、自由电子定向运动的速率较大 C、自由电子的热运动速率较大 D、电流的传导速度较大 ３.一段粗细均匀的电阻丝，横截面的直径为d，电阻是Ｒ。把它拉制成直径为ｄ/１０的均匀细丝后,它的电阻变成 ( ) Ａ、1０0RＢ、10000R Ｃ、R/１０0 D、R／1000０ 4.电源的电动势和内阻都保持一定，在外电路的电阻逐渐减小的过程中，下面说法中不正确的是（ ) A电源的路端电压一定逐渐变小 B电源的输出功率一定逐渐变小 C电源内部消耗的功率一定逐渐变大 D电源的供电效率一定逐渐变小 5.关于电动势的概念，以下说法正确的是: Ａ、电源电动势等于电源没有接入电路时，两极间的电压,因此,当电源接入电路时,电动势将发生变化。 Ｂ、无论负载电阻（接在电源两端的用电器的电阻)如何变化，电源内电压与负载电流之比总保持一个常数； Ｃ、流过外电路的电流越大时,路端电压越小; D、路端电压为零时，根据欧姆定律 I ＝ U/R，流过外电路的 电流也为零。 6.如图所示,直线Ａ为电源的U-I图线，直线B为电阻Ｒ的U-I图线; 用该电源和电阻组成的闭合电路，电源输出功率和电路的总功率分别 是（）?Ａ．4 W，8 W B．2 Ｗ，4 W C.4 W， 6 W D.2 W，3 W 7.如图电路所示,当aｂ两端接入１00 V电压时,cd两端为20 Ｖ; 当cd两端接入１0０ V电压时，ab两端电压为５0 Ｖ，则R 1 ∶Ｒ 2∶Ｒ 3 之比是（ ) Ａ.４∶2∶1 B．2∶1∶1 Ｃ.3∶２∶1 D.以上都不对8．如图甲所示,在滑动变阻器的滑动触头P从一端滑到 另一端的过程中,两块理想电压表的示数随电流表示数 的变化情况如图乙所示，则滑动变阻器的最大阻值和定 值电阻R 的值分别为( ）恒定电流基础测试
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