一、一周知识概述

　　本部分所讲内容是第十五章恒定电流的一至四节内容，是初中部分电路知识的充实和提高，主要讲述了两个重要的定律：部分电路欧姆定律和电阻定律；三个重要的概念：电流、电阻和电压；以及了解半导体和超导体的性能在技术中的应用及发展前景，本部分是后面的基础。

二、重点知识归纳及讲解

（一）电流

1、电流的一层含义

（1）大量自由电荷定向移动形成电流的现象；

（2）物体中有大量的自由电荷是形成电流的内因，电压是形成电流的外因。

2、电流的另一层含义

（1）意义：表示电流强弱的物理量

（2）定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间的比值，叫电流。

（3）公式：（定义式）

（4）单位：安培（A）　　 毫安（mA） 　　微安（μA）

（5）是标量，方向规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向

（6）方向不随时间而改变的电流叫直流电：方向和强弱都不随时间而改变的电流叫恒定电流。

3、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：（决定式）

（3）适用范围：金属导体和电解液（不适用气体导体和半导体器件），即线性元件。

4、电流的微观表达式：I=nqSv

n—单位体积内电荷数

q—自由电荷量

S—导体的横截面

v—电荷定向移动的速率

（二）电压（电势差）

1、电压：即电场中两点电势的差值。即UAB=A－B.

2、单位：伏特（V） 　千伏（kV） 　毫伏（mV） 　微伏（μV）

3、电源是维持持续电压的装置，如干电池、蓄电池、发电机等。

（三）电阻

1、电阻

（1）意义：表示物体导电性能好坏的物理量。

（2）定义：导体对电流的阻碍作用叫电阻。

（3）计算式：（定义式）

　　　　　　 （决定式）

（4）单位：兆欧（kΩ） 　　千欧（kΩ） 　　欧姆（Ω）

（5）伏安特性曲线：是一条过原点的直线，电阻是线性元件.

　　　如图所示：

　　　

2、电阻定律

（1）内容：导体的电阻R跟它的长度l成正比，跟它的横截面积S成反比。

（2）公式：

（3）适用条件：温度不变时粗细均匀的金属导体，浓度均匀的电解液。

（4）应用：滑线变阻器等。

3、电阻率

（1）意义：表示材料导电性能好坏的物理量。

（2）单位：欧姆·米（Ω·m）

（3）特征：在同一温度下，纯金属的电阻率小，合金的电阻率大；各种材料的电阻率都随温度而变化。

（四）半导体

　　1、导电性能介于导体和绝缘体之间的材料叫半导体。

　　2、电阻率的范围在：10－5Ω·m—106Ω·m之间，其电阻率随温度的升高而减小。

　　3、半导体材料的电阻率随温度的增加而减小，称为半导体的热敏特性；半导体材料的电阻率随光照射而减小，称为半导体的光敏特性；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。用半导体材料的特性，常制作成半导体传感器、热敏电阻、光敏电阻等；利用半导体的导电特性，常制作晶体二极管，晶体三级管等电子器件，由半导体等电子器件制作成集成电路，起大规模集成电路，推动着计算机的快速发展。

（五）超导体

　　1、超导现象是指某些物质的温度降到绝对零度附近时，其电阻率会突然减小到无法测量的程度，可以认为它们的电阻率突然变为零，这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物体叫超导体。

　　2、材料由正常状态转变为超导状态的温度，称为转变温度。不同的材料有不同的转变温度，超导技术包括高温超导材料的研究和对这些材料的实用研究。

　　3、了解超导现象的应用和发展前景，如超导输电；超导发电机、电动机、磁悬浮列车、超导磁铁、回旋加速器；超级计算机等。超导应用的主要障碍是低温的获得，超导材料的研究主要是如何获得常温下的超导材料。

三、难点知识剖析

例 1、一个标有“220V、60W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220V，在此过程中，电压U和电流I的关系可用图象表示，题中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是（　）

解析：

　　本题的思路是 U—I图像中，图线的斜率表示电阻，斜率越大，电阻越大。如果图线是曲线，则表示导体中通过不同的电压、电流时它的电阻是变化的，这时电阻可以用该点曲线的切线斜率来表示。

　　灯泡在电压加大的过程中，灯丝中的电流增大，温度升高，而金属的电阻率随着温度的升高而增大，所以灯丝在加大电压的过程中电阻不断增大， U—I图线中曲线的斜率应不断增大。A图中斜率不变，表示电阻不变，C图中斜率减小，表示电阻减小，D图中斜率先变大后变小。只有B图中斜率不断增大，符合电压不断变大的实际情况。

答案： ACD

说明：

　　本题的难点在于①是对 U—I图的物理意义的理解；②是由计算的电阻值只是灯泡正常发光的阻值，而不是整个过程中的阻值。

例 2、如图所示在NaCl水溶液中，如在t秒内分别有n1和n2个正负离子通过液体的横截面S，试问：溶液中的电流方向如何？电流强度多大？

解析：

　　在导体两端加上电压后， NaCl溶液中的Na＋离子和Cl－离子在电场力的作用下向相反的方向作定向移动。正离子Na＋的定向移动方向与电流的方向相同，如图所示电流方向A→B。

　　由于 NaCl水溶液中正、负离子都是一价离子，电量均为e，所以在t秒内有n1个一价正离子沿着A→B的方向通过S，同时有n2个一价负离子沿相反的方向通过S，负离子的运动可等效看成正离子沿相反方向运动，即溶液中的电流相当于t秒内有(n1＋n2)e的正电荷通过横截面S，由得：

　　 .

说明：本题的难点是：认为正负离子向相反的方向移动。

例3、如图所示，由一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关闭合.在增大电容器两极板间距离的过程中（ ）

A．电阻R中没有电流

B．电容器的电容变小

C．电阻R中有从a流向b的电流

D．电阻R中有从b流向a的电流

解析：

　　图中电容器被充电，A极板带正电，B 极板带负电。根据平行板电容器的大小决定因等可知，当增大电容器两极板间距离d 时，电容C 变小.由于电容器始终与电池相连，电容器两极板间电压UAB保持不变，根据电容的定义，当C减小时电容器两极板所带电荷量Q都要减少，A极板所带正电荷的一部分从a到b经电阻流向电源正极，即电阻R中有从a流向b的电流.所以选项B、C正确.

答案：BC

例4、两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示.接通开关S，电源即给电容器充电，则（　）

A．保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小

B．保持S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大

C．断开S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小

D．断开S，在两极板间插人一块介质，则两极板间的电势差增大

解析：

　　S始终接通，则电容器上电压U不变，板间距离d减小，场强增大，A项错.插入电介质后，由可知，电容C增大，由，U不变，则电荷量Q 增大，B项对.

　　断开S后，电容器所带电荷量Q不变．减小d，电容C增大，由可知，电势差U减小，C项对.插入电介质，则电容C增大，板间电势差U减小，故D项错误.

答案：BC

- 返回 -