高考物理一輪復(fù)習(xí)典例精析課件：第七章恒定電流閉合電路的歐姆定律文字版(已修改)
2025-01-20 13:49 本頁(yè)面
【正文】 第七章 恒定電流 閉合電路的歐姆定律 第 1節(jié) 電流 電阻 電功和電功率 例 1 （ 2022全國(guó)） (15分 )某材料的電阻率 ρ隨溫度變化的規(guī)律為 ρ＝ ρ0(1+αt),其中 α稱(chēng)為電阻溫度系數(shù)， ρ0是材料在 t=0 ℃ 時(shí)的電阻率 .在一定的溫度范圍內(nèi) α是與溫度無(wú)關(guān)的常數(shù) .金屬的電阻一般隨溫度的增加而增加，具有正溫度系數(shù)；而某些非金屬如碳等則相反，具有負(fù)溫度系數(shù) .利用具有正負(fù)溫度系數(shù)的兩種材料的互補(bǔ)特性，可制成阻值在一定溫度范圍內(nèi)不隨溫度變化的電阻 .已知：在 0 ℃ 時(shí)，銅的電阻率為 108 Ωm,碳的電阻率為 105 Ωm,在 0 ℃ 附近時(shí)，銅的電阻溫度系數(shù)為 103 ℃ 1,碳的電阻溫度系數(shù)為 104 ℃ 截面積相同的碳棒與銅棒串接成長(zhǎng) m的導(dǎo)體，要求其電阻在 0 ℃ 附近不隨溫度變化，求所需碳棒的長(zhǎng)度 (忽略碳棒和銅棒的尺寸隨溫度的變化 ). 【 點(diǎn)撥 】 （ 1）應(yīng)用電阻定律求每個(gè)棒的電阻 . （ 2）根據(jù)兩棒是串聯(lián)關(guān)系可求總電阻 . （ 3）總電阻的值在 0 ℃ 附近是定值 . 【 解析 】 滿(mǎn)分展示 設(shè)所需碳棒的長(zhǎng)度為 L1，電阻率為 ρ1，電阻溫度系數(shù)為 α1；銅棒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，電阻率為 ρ2，電阻溫度系數(shù)為 ρ1=ρ10（ 1+α1t) ① 1分 ρ2=ρ20（ 1+α2t) ② 1分 式中 ρ ρ20分別為碳和銅在 0 ℃ 時(shí)的電阻率 . 設(shè)碳棒的電阻為 R1，銅棒的電阻為 R2，有 R1=ρ1L1 / S ③ 1分 R2=ρ2L2 / S ④ 1分 式中 S為碳棒與銅棒的橫截面積 . 碳棒和銅棒連接成的導(dǎo)體的總電阻和總長(zhǎng)度分別為 R=R1+R2 ⑤ 1分 L0=L1+L2 ⑥ 1分 式中 L0= m 聯(lián)立以上各式得 R=ρ10L1/S+ρ20L2/S+(ρ10α1L1+ρ20α2L2)/St ⑦ 3分 要使電阻 R不隨溫度 t變化，⑦式中 t的系數(shù)必須為零 .即 ρ10α1L1+ρ20α2L2=0 ⑧ 3分 聯(lián)立⑥⑧得 L1=ρ20α2/(ρ20α2ρ10α1 ） /L0 ⑨ 1分 代入數(shù)據(jù)解可得 L1= 103 m 2分 1. (2022北京模擬 )根據(jù)電阻定律可得電阻率 ρ=RS/度一定的某種金屬導(dǎo)線來(lái)說(shuō)，它的電阻率 ( ) A. 跟導(dǎo)線的電阻成正比 B. 跟導(dǎo)線的橫截面積成正比 C. 跟導(dǎo)線的長(zhǎng)度成反比 D. 由所用金屬材料本身的特性決定 【 解析 】 電阻率是反映導(dǎo)體材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，大小與溫度有關(guān)，但與導(dǎo)體電阻的大小、長(zhǎng)度和橫截面積無(wú)關(guān)，僅存在一定的數(shù)量關(guān)系，故只有 D正確 . 【 答案 】 D 例 2 如圖所示的 IU圖象對(duì)應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)體 ,求 : (1)電阻之比 R1∶ R2= . (2)若兩導(dǎo)體中的電流相等（不為 0）時(shí)， 電壓之比 U1∶ U2= . (3)若兩導(dǎo)體中的電壓相等（不為 0）時(shí)， 電流之比 I1∶ I2= . 【 點(diǎn)撥 】 正確理解圖象的含義是解決問(wèn)題的關(guān)鍵 . 【 解析 】 (1)在 IU圖象中為直線斜率 tanθ=I/U=1/R，故R=ΔU/ΔI，于是得 R1=1/=10 Ω,R2=1/=10/3 Ω,故R1∶ R2=3∶ 1. (2)由歐姆定律可得 U=IR，當(dāng) I相同時(shí)， U∝ R，故U1∶ U2=R1∶ R2=3∶ 1. (3)根據(jù)歐姆定律可得 I=U/R，當(dāng) U相同時(shí)， I∝ 1/R，故I1∶ I2=R2∶ R1=1∶ . 【 答案 】 （ 1） 3∶ 1（ 2） 3∶ 1（ 3） 1∶ 3 2. 如圖所示為電阻 R1和 R2的伏安特性曲線，并且把第一象限分為了 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 三個(gè)區(qū)域 .現(xiàn)把 R1和 R2并聯(lián)在電路中，消耗的電功率分別用 P1和 P2表示；并聯(lián)的總電阻設(shè)為 P1與 P2的大小關(guān)系及 R的伏安特性曲線應(yīng)該在的區(qū)域正確的是( ) A. 特性曲線在 Ⅰ 區(qū)， P1P2 B. 特性曲線在 Ⅲ 區(qū)， P1P2 C. 特性曲線在 Ⅰ 區(qū)， P1＞ P2 D. 特性曲線在 Ⅲ 區(qū)， P1＞ P2 【 解析 】 并聯(lián)之后電阻 R比 R R2電阻都小，根據(jù)此圖的斜率的倒數(shù)是電阻，所以并聯(lián)之后的特性曲線在 Ⅰ區(qū) ,B、 D錯(cuò)誤，由題圖
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