高二物理恒定电流

发布 2023-05-18 12:07:28 阅读 3994

要点一欧姆定律的理解。

1.公式r=和i=的对比。

2.“同体性”和“同时性”

在应用公式i=解题时,要注意欧姆定律的“同体性”和“同时性”.所谓“同体性”是指i、u、r三个物理量必须对应于同一段电路,不能将不同段电路的i、u、r值代入公式计算.所谓“同时性”指u和i必须是导体上同时刻的电压和电流值,否则不能代入公式计算.

要点二伏安特性曲线。

1.伏安特性曲线中直线的物理意义。

伏安特性曲线是通过坐标原点的直线,能直观地反映出导体中电流与电压成正比,如图2-3-3所示,其斜率等于电阻的倒数,即tan α=所以直线的斜率越大,表示电阻越小.

图2-3-3

2.二极管的伏安特性曲线。

伏安特性曲线不是直线,即电流与电压不成正比(如图2-3-4)是二极管的伏安特性曲线,二极管具有单向导电性.加正向电压时,二极管的电阻较小,通过二极管的电流较大;加反向电压时,二极管的电阻较大,通过二极管的电流很小.

图2-3-4

二极管由半导体材料制成,其电阻率随温度的升高而减小,故其伏安特性曲线不是直线.

1)由图看出随着电压的增大,图线的斜率在增大,表示其电阻随电压的升高而减小,即二极管的伏安特性曲线不是直线,这种元件称为非线性元件.

2)气体导电的伏安特性曲线是非线性的.气体导电和二极管导电,欧姆定律都不适用.

1.伏安法测电阻的两种方法怎样对比?

内接法和外接法的电路图分别如图2-3-5所示.

图2-3-5

两种电路对比分析如下:

2.如何从两种接法中选择电路?

伏安法测电阻时两种接法的选择方法。

为减小伏安法测电阻的系统误差,应对电流表外接法和内接法作出选择,其方法是:

1)阻值比较法:先将待测电阻的粗略值和电压表、电流表的内阻进行比较,若rxrv,宜采用电流表外接法;若rxra,宜采用电流表内接法.

2)临界值计算法:当内外接法相对误差相等时,有=,所以rx=为临界值.当rx> (即rx为大电阻)时用内接法;当rx< (即rx为小电阻)时用外接法;rx=,内、外接法均可.

3)实验试触法:按图2-3-6接好电路,让电压表一根接线p先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化(电流表的分压作用明显),而电流表的示数变化不大(电压表分流作用不大),则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.

图2-3-6

一、公式r=和i=的对比。

例1】 下列判断正确的是( )

a.由r=知,导体两端的电压越大,电阻就越大。

b.由r=知,导体中的电流越大,电阻就越小。

c.由i=知,电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比。

d.由i=可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比。

答案 cd解析 r=只是电阻的定义式,u=0,i=0时r仍存在,即r与u和i不存在正、反比关系.对一段确定的导体而言,r一定,故i与u成正比,d对,a、b错.由欧姆定律可知i与u成正比,与r成反比,c对.

二、导体的伏安特性曲线。

例2】 如图2-3-7所示的图象所对应的两个导体的伏安特性曲线.由图回答:

图2-3-7

1)电阻之比r1∶r2为___

2)若两个导体中的电流相等(不为零)时,电压之比u1∶u2

为___3)若两个导体的电压相等(不为零)时,电流之比为___

答案 (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3

解析 (1)在i—u图象中,电阻的大小等于图象斜率的倒数,所以r1==ω2 ω

r2=ω=即r1∶r2=3∶1

2)由欧姆定律得u1=i1r1,u2=i2r2

所以u1∶u2=r1∶r2=3∶1

3)由欧姆定律得i1=,i2=

所以i1∶i2=r2∶r1=1∶3

图2-3-8

两电阻r1、r2的电流i和电压u的关系如图2-3-8所示,可知两电阻的大小之比r1∶r2等于( )

a.1∶3 b.3∶1

c.1d.∶1

答案 a解析图象斜率的物理意义是电阻的倒数.

图2-3-9

用伏安法测未知电阻rx时,若不知道rx的大概值,为了选择正确的电路接法以减小误差,可将电路如图2-3-9所示连接,只空出电压表的一个接头s,然后将s分别与a、b接触一下,观察电压表和电流表示数变化情况,那么( )

a.若电流表示数有显著变化,s应接a

b.若电流表示数有显著变化,s应接b

c.若电压表示数有显著变化,s应接a

d.若电压表示数有显著变化,s应接b

答案 bc解析实验试探法的原理是以伏安法测电阻原理的系统误差产生原因入手来选择,如果电流表分压引入误差大,则试探过程中,电压表示数变化明显,则应选外接法以减小电流表分压的影响:如果因电压表分流作用引入误差大,则电流表示数变化明显,则应选用内接法.

如果s接触a,属外接法,s接触b,属内接法.若s分别接触a、b时,电流表示数变化显著,说明电压表的分流作用较强,即rx是一个高阻值电阻,应选用内接法测量.即s应接b测量,误差小.b选项正确.

若s分别接触a、b时,电压表示数变化显著,说明电流表的分压作用较强,即rx是一个低阻值的电阻,应选用外接法测量,即s应接a,误差小.c选项正确.

3.下列判断正确的是( )

a.导体两端的电压越大,导体的电阻越大。

b.若不计温度影响,在导体两端的电压与通过的电流之比是一个常数。

c.电流经过电阻时,沿电流方向电势要降低。

d.电解液短时间内导电的u—i线是一条直线。

答案 bcd

解析导体的电阻是导体本身的性质,与导体两端的电压及通过导体的电流无直接关系,r=仅仅是导体电阻的计算式,而不是决定式.

4.若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时,导体中的电流减小了0.4 a.如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大?

答案 2 a

解析由欧姆定律得:r=u0/i0,又知r=

解得i0=1.0 a

又因为r==,所以i=2i0=2 a.

题型一欧姆定律的应用。

电阻r与两个完全相同的。

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