电流-电压特性曲线方程式共45页
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课题:欧姆定律 伏安特性曲线知识点总结:一、电流1.电流指单位时间内通过导体任一横截面的电荷量,即I =q t ,其中q 是时间t 内通过某截面的电荷量.电解液中,q 为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和.2.电流的方向:规定正电荷定向运动的方向为电流的方向,则负电荷定向运动的方向与电流方向相反.电解液中正、负离子定向运动方向虽然相反,但正、负离子定向运动形成的电流方向是相同的.3.从微观上看,电流可以表示为I =nqS v .(推导过程,常考于第三章霍尔效应)二、电阻、欧姆定律1.I =U R是部分电路欧姆定律的数学表达式,适用于金属导电和电解质溶液导电,它反映了导体中电流与电压、电阻的比例关系.2.公式R =U I是电阻的定义式,适用于任何电阻的计算,公式给出了量度电阻大小的一种方法.而导体的电阻由导体本身的性质决定,与外加的电压和通过的电流大小无关(填“有关”或“无关”).3.在使用I =U R 、R =U I两个公式计算时都要注意I 、U 、R 三个量必须是对应同一导体在同种情况下的物理量.4.公式R =ρl S是电阻的决定式 (1)ρ表示材料的电阻率,其大小与导体的形状、大小无关,与材料和温度有关.(2) l 表示沿电流方向导体的长度;S 表示垂直于电流方向导体的横截面积.如图1所示,一长方体导体,若通过电流I 1,则长度为a ,横截面积为bc ;若通过电流I 2,则长度为c ,横截面积为ab . (3) 公式R =ρl S适用条件:温度一定、粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液. 三、伏安特性曲线1.I -U 曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数,而U -I 曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻.2.线性元件(金属导体、电解质溶液)的伏安特性曲线是一条直线;欧姆定律适用于线性元件. 四.测量小灯泡的伏安特性曲线1.电流表内、外接法的选择:(1)待测电阻较小时,采用电流表外接法测量误差较小(填“较大”或“较小”),采用电流表内接法测量误差较大(填“较大”或“较小”),故此时采用电流表外接法.(2)待测电阻较大时,采用电流表外接法测量误差较大(填“较大”或“较小”),采用电流表内接法测量误差较小(填“较大”或“较小”),故此时采用电流表内接法.2.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法的选择:(1)负载电阻的阻值远大于滑动变阻器的总电阻,须用分压式接法.(2)要求负载上电压或电流变化范围较大,且从零开始连续可调,须用分压式接法.(3)负载电阻的阻值小于滑动变阻器的总电阻或相差不多,且电压、电流变化不要求从零开始时,可采用限流式接法.(4)两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法总能耗较小.用甲图测量时UR x R x +R≤U x ≤U ,电压不能从零开始调节,用乙图测量时0≤U x ≤U 典例强化例1、一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S ,导体单位长度内的自由电子数为n ,金属内的自由电子电荷量为e ,自由电子做无规则热运动的速率为v 0,导体中通过的电流为I ,以下说法中正确的有( )A .自由电子定向移动的速率为v 0B .自由电子定向移动的速率为v =I neSC .自由电子定向移动的速率为真空中的光速cD .自由电子定向移动的速率为v =I ne例2、一段长为L 、电阻为R 的均匀电阻丝,把它拉成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3、现有一合金制成的圆柱体,为测量该合金的电阻率,现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度。