资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩52页未读，
继续阅读
所属成套资源：粤教版必修第三册版物理同步课件+练习
成套系列资料，整套一键下载
2020-2021学年第三章 恒定电流第一节 导体的伏安特性曲线精品ppt课件
展开
这是一份2020-2021学年第三章 恒定电流第一节 导体的伏安特性曲线精品ppt课件，文件包含第三章第一节导体的伏安特性曲线pptx、第三章第一节导体的伏安特性曲线docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共60页， 欢迎下载使用。
1.知道电流的产生条件，掌握电流的定义式和单位.2.会推导电流的微观表达式，了解表达式中各物理量的含义.3.理解欧姆定律，会用欧姆定律进行有关计算.4.理解导体的伏安特性曲线.
NEIRONGSUOYIN
1.电荷定向移动形成电流.2.形成电流的条件(1)有能够自由移动的电荷—— .(2)导体两端存在 .3.电流的定义式：I＝ ，单位： ，符号： .4.电流的方向：规定为 定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向 .
1.内容：导体中的电流与导体两端的电压成 ，与导体的电阻成 .2.公式：I＝____3.计算电阻的表达式R＝ .
1.导体的伏安特性曲线：以纵坐标表示 ，横坐标表示 ，画出的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线.2.线性元件：伏安特性曲线是过坐标原点的 的元件，欧姆定律适用于线性元件；非线性元件：伏安特性曲线是 ，而不是直线的元件.
三、导体的伏安特性曲线
1.判断下列说法的正误.(1)电流既有大小，又有方向，是矢量.( )(2)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的.( )(3)电子定向移动的方向就是电流的方向.( )(4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多.( )(5)由欧姆定律变形可得R＝ ，所以导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比.( )(6)电阻的伏安特性曲线中，斜率表示导体的电阻.( )
2.一次闪电，流动的电荷量大约为300 C，持续的时间大约是0.005 s，所形成的平均电流为________ A.
1.电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反.2.电流的大小电流的定义式：I＝ .用该式计算出的电流是时间t内的平均值.对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等.3.电流是标量电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量.
例1 (多选)关于电流，下列说法正确的是A.导体中有电荷运动就会形成电流B.电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C.在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D.对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零
解析 导体中自由电荷定向移动形成电流，无规则运动不会形成电流，故A错误；电流虽有方向，但它是一个标量，故B错误；在国际单位制中，电流是一个基本量，其单位安培是国际单位制中的七个基本单位之一，故C正确；导体两端电势差为零时，电荷不会定向移动，电流必为零，故D正确.
例2 (2020·双鸭山一中高二上月考)如图1所示，电解槽内有一价的电解溶液，t时间内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷的电荷量为e，以下说法正确的是A.正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子定向移动形成电流， 方向从B到AB.溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消C.溶液内电流方向从A到B，电流I＝D.溶液内电流方向从A到B，电流I＝
解析 电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反，所以正、负离子定向移动形成的电流，方向都是从A到B，电流不会相互抵消，故A、B错误；t时间内通过溶液内横截面S的电荷量q＝n1e＋n2e＝(n1＋n2)e，
1.电流的微观表达式的推导如图2所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的平均速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量大小为q.则：
导体AD内的自由电荷总数N＝nlS总电荷量Q＝Nq＝nlSq
2.电流的微观表达式I＝nqvS(1)I＝ 是电流的定义式，I＝nqvS是电流的决定式，因此I与通过导体横截面的电荷量q及时间t无关，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小q、定向移动的平均速率v，还与导体的横截面积S有关.(2)v表示电荷定向移动的平均速率.自由电荷在不停地做无规则的热运动，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的.
例3 (2020·芜湖市高二上月考)有一根横截面积为S的铜导线，通过的电流为I.已知铜的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子的电荷量为e.若认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动的平均速率可表示为
解析 设铜导线中自由电子从一端定向移动到另一端的时间为t，如图，则导线的长度为vt，在时间t内通过的体积为V＝Svt；质量为m＝ρV＝ρSvt；
1.I＝ 是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比，适用条件是金属或电解质溶液导电(纯电阻电路).2.U＝IR是电势降落的计算式，用来表示电流经过一电阻时的电势降落，是欧姆定律的变形，所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同.
例4 电路中有一段导体，给它两端加上4 V的电压时，通过它的电流为10 mA，可知这段导体的电阻为_______ Ω；如果给它两端加上10 V的电压，在单位时间内通过某一横截面的电荷量为___________ C；如果要让导体的电流为15 mA，则需要在其两端加上_____ V的电压.
由q＝I′t可得q＝0.025×1 C＝2.5×10－2 C，由U″＝I″R可得U″＝1.5×10－2×400 V＝6 V.
针对训练1 (多选)(2019·龙岩市高二检测)已知两个导体的电阻之比R1∶R2＝2∶1，那么A.若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝2∶1B.若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝1∶2C.若两导体中电流相等，则U1∶U2＝2∶1D.若两导体中电流相等，则U1∶U2＝1∶2
解析 当两导体两端电压相等时，
当两导体中电流相等时，由U＝IR得，U1∶U2＝R1∶R2＝2∶1，C正确，D错误.
四、导体的伏安特性曲线
导学探究 研究导体中的电流与导体两端的电压之间的关系，可以用公式法，可以用列表法，还可以用图像法.分析图3中甲、乙两电学元件的I－U图像，我们可以得出两元件的电流和电压有怎样的关系？
答案 甲为非线性关系；乙为线性关系，电流与电压成正比.
1.I－U图像与U－I图像的区别(图线为直线时)(1)坐标轴的意义不同：I－U图像中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；U－I图像中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U.(2)图线斜率的意义不同.I－U图像中，斜率表示电阻的倒数，U－I图像中，斜率表示电阻，如图4所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1.
2.I－U图像是曲线时，导体某状态时的电阻RP＝ ，即电阻等于图线上点P(UP，IP)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数，如图5所示.
例5 两电阻R1、R2的伏安特性曲线如图6所示，可知两电阻大小之比R1∶R2等于A.1∶3B.3∶1C.1∶D. ∶1
解析 根据欧姆定律得R＝ 过横轴上任一不为零的点作一平行于纵轴的直线，交R1、R2的伏安特性曲线分别于A、B点，分别过A、B点作平行于横轴的直线，交纵轴于I1、I2，表明电阻R1、R2两端加上相同电压U0时，流过R1、R2的电流不同，如图所示，结合数学知识，
针对训练2 (多选)两个电阻R1、R2的伏安特曲线如图7所示，由图可知A.R1为线性元件，R2为非线性元件B.R1的电阻R1＝tan 45° Ω＝1 ΩC.R2的电阻随电压的增大而减小D.当U＝1 V时，R2的电阻等于R1的电阻
解析 由题图可知R1的伏安特性曲线为过原点的直线，故R1为线性元件，R2的伏安特性曲线为曲线，故R2是非线性元件，故A正确；R1的电阻为2 Ω，故B错误；
由题图可知，当U＝1 V时，R2的电阻等于R1的电阻，都为2 Ω，故D正确；I－U图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知R2的电阻随电压的增大而增大，故C错误.
1.(对I＝ 的理解)下列关于电流的说法正确的是A.根据I＝ 可知，I与Q成正比B.如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电 流是恒定电流C.电流是一个标量，其方向是没有意义的D.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
根据恒定电流的定义可知，恒定电流的电流大小和方向都不随时间改变，如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等，但方向可能改变，则导体中的电流不一定是恒定电流，故B错误；电流是标量，但其方向表示正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反，故C错误；安培是七个基本国际单位之一，故D正确.
2.(电流微观表达式的理解)(2019·南昌二中高二期中)如图8所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q，则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，形成的等效电流为
解析 橡胶棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，Δt内通过的距离为v·Δt，Δt内通过某横截面的电荷量Q＝qvΔt，
3.(伏安特性曲线)(多选)如图9所示为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知A.该导体的电阻随电压的升高而增大B.该导体的电阻随电压的升高而减小C.导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 ΩD.导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω
4.(欧姆定律)若加在某导体两端的电压变为原来的 时，导体中的电流减少了0.4 A.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流是多大？
解得I0＝1.0 A.
解得I′＝2I0＝2.0 A.
考点一 电流的理解和计算1.(多选)关于电流和电源，下列说法中正确的是A.电源的作用是保持导体两端有持续的电势差B.导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D.因为电流有方向，所以电流是矢量
解析 电源的作用就是移送电荷，保持导体两端有持续的电势差，故A正确；根据欧姆定律知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，故B正确；由电流的定义式I＝ 可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，故C正确；虽然电流有方向，但电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，电流是标量，故D错误.
2.(2020·牡丹江一中高二上月考)关于对电流的理解，下列说法正确的是A.只有自由电子的定向移动才能形成电流B.电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C.导体中的自由电荷越多，电流越大D.在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位
解析 正、负电荷的定向移动都可以形成电流，不仅仅是自由电子的定向移动，故A错误；电流有方向，其方向是正电荷定向移动的方向，但电流是标量，故B错误；电流的大小取决于通过某段导体横截面的电荷量与所用时间的比值，故C错误；国际单位制中共七个基本物理量，电流是其中一个，其单位“安培”是基本单位，故D正确.
3.(2020·常州高级中学期末)电路中每分钟有6×1013个自由电子通过导线的横截面，横截面的面积为6.4×10－7 m2，那么电路中的电流为(e＝1.6×10－19 C) μA B.1.6 mAC.16 μA μA
4.重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价的重离子束，其电流大小为1.2×10－5 A，则在1 s内发射的重离子个数为(元电荷的电荷量为1.6×10－19 C)A.3.0×1012 B.1.5×1013C.7.5×1013 ×1014
解析 1 s内发射的重离子的电荷量为Q＝It＝1.2×10－5×1 C＝1.2×10－5 C，每个重离子的电荷量为5e，
考点二 电流的微观表达式5.有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是A.通过甲、乙两导体的电流相同B.通过乙导体的电流是甲导体的2倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率相等
解析 由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A错，B对.
由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，
所以无法判断v，故C、D错.
6.(2019·珠海一中期末)如图1所示为一质量分布均匀的长方体金属导体，在导体的左右两端加一恒定的电压，使导体中产生一恒定电流，其电流的大小为I.已知导体左侧的横截面积为S，导体中单位长度的自由电子数为n，自由电子热运动的速率为v0，自由电子的电荷量用e表示，真空中的光速用c表示.假设自由电子定向移动的平均速率为v，则A.v＝v0 B.v＝ C.v＝c D.v＝
解析 电流的微观表达式I＝nqSv，式中n为单位体积内自由电荷数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导体某一横截面的自由电子数是长度vt内的自由电子数，其数量为nvt，电荷量q＝nvte，
考点三 欧姆定律7.根据欧姆定律，下列判断正确的是A.导体两端的电压为零，电阻即为零B.导体中的电流越大，电阻就越小C.当电压增大2倍时，电阻增大2倍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
解析 导体的电阻由导体本身的性质决定，不随电压和电流的改变而改变，A、B、C错误.
8.(多选)(2020·青岛二中期末)小强在探究定值电阻(该电阻的阻值不受温度的影响)两端电压和电流的关系，当在该电阻两端加U＝20 V的电压时，通过该电阻的电流为I＝5 A.下列说法正确的是A.该电阻的阻值为4 ΩB.如果仅将电压升高到30 V，则通过的电流为6 AC.如果仅将电阻换成阻值为10 Ω的定值电阻，则通过的电流应为2 AD.当电阻两端不加电压时，定值电阻的阻值应为零
该电阻的阻值为4 Ω，A正确；由于该电阻的阻值不受温度的影响，则仅将电压升高到30 V，
如果仅将电阻换为阻值为10 Ω的定值电阻，
定值电阻的阻值是一定的，与其两端是否加电压无关，D错误.
考点四 导体的伏安特性曲线9.(多选)(2019·济南一中高二期中)如图2所示是某导体的I－U图线，图中α＝45°，下列说法正确的是A.通过该导体的电流与其两端的电压成正比B.此导体的电阻R不变C.I－U图线的斜率表示电阻的倒数， 所以电阻R＝ Ω＝1 ΩD.在该导体的两端加6 V的电压时，每秒通过导体横截面的电荷量是3 C
解析 由题图可知，电流随着导体两端的电压的增大而增大，通过该导体的电流与导体两端的电压成正比，选项A正确；
由I＝ 可知，I－U图线的斜率表示电阻的倒数，则导体的电阻R不变，且R＝2 Ω，选项B正确，C错误；在该导体的两端加6 V的电压时，电路中电流I＝ ＝3 A，每秒通过导体横截面的电荷量q＝It＝3×1 C＝3 C，选项D正确.
10.(2019·济宁市期末)如图3所示为A、B两电阻的伏安特性曲线，下列关于两电阻的描述正确的是A.在两图线交点处，A的阻值等于B的阻值B.在两图线交点处，A的阻值小于B的阻值C.在两图线交点处，A的阻值大于B的阻值D.A的电阻随电流的增大而减小，B的阻值不变
11.(多选)(2019·衡水市检测)某导体的伏安特性曲线如图4中的AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，下列说法正确的是A.B点对应导体的电阻为12 ΩB.B点对应导体的电阻为40 ΩC.由A到B，导体的电阻因温度的影响改变了10 ΩD.由A到B，导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω
所以由A到B，导体的电阻因温度的影响改变了10 Ω，故B、C正确.
12.如图5所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内面积为S的横截面的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是A.当n1＝n2时电流强度为零B.当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝C.当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度为I＝D.溶液内电流方向从A→B，电流强度为I＝
解析 正离子定向移动方向就是电流方向，负离子定向移动的反方向也是电流方向；有正、负离子向相反方向经过同一横截面时，
13.如图6所示的图像所对应的两个导体的阻值分别为R1、R2，则(1)R1∶R2为多少？
所以R1∶R2＝3∶1.
(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比为多少？
解析 由欧姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2，由于I1＝I2，则U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1.
(3)若两个导体中的电压相等(不为零)时，电流之比为多少？
由于U1′＝U2′，则I1′∶I2′＝R2∶R1＝1∶3.
14.人体通过的电流达到50 mA时，就会对呼吸器官产生影响，如果人体的最小电阻为720 Ω.(1)求人体的安全工作电压；
人体的安全工作电压为U＝IR＝50×10－3×720 V＝36 V.
(2)为什么人接触到220 V的电线时会发生危险，而接触干电池的两极(电压1.5 V)时却没有感觉？
此电流大于50 mA，所以会发生危险，人体接触干电池的两极时，
解析 人体接触到220 V的电线时，
此电流小于50 mA，所以没有感觉.
1.知道电流的产生条件，掌握电流的定义式和单位.2.会推导电流的微观表达式，了解表达式中各物理量的含义.3.理解欧姆定律，会用欧姆定律进行有关计算.4.理解导体的伏安特性曲线.
NEIRONGSUOYIN
1.电荷定向移动形成电流.2.形成电流的条件(1)有能够自由移动的电荷—— .(2)导体两端存在 .3.电流的定义式：I＝ ，单位： ，符号： .4.电流的方向：规定为 定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向 .
1.内容：导体中的电流与导体两端的电压成 ，与导体的电阻成 .2.公式：I＝____3.计算电阻的表达式R＝ .
1.导体的伏安特性曲线：以纵坐标表示 ，横坐标表示 ，画出的I－U图像叫作导体的伏安特性曲线.2.线性元件：伏安特性曲线是过坐标原点的 的元件，欧姆定律适用于线性元件；非线性元件：伏安特性曲线是 ，而不是直线的元件.
三、导体的伏安特性曲线
1.判断下列说法的正误.(1)电流既有大小，又有方向，是矢量.( )(2)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的.( )(3)电子定向移动的方向就是电流的方向.( )(4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多.( )(5)由欧姆定律变形可得R＝ ，所以导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比.( )(6)电阻的伏安特性曲线中，斜率表示导体的电阻.( )
2.一次闪电，流动的电荷量大约为300 C，持续的时间大约是0.005 s，所形成的平均电流为________ A.
1.电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反.2.电流的大小电流的定义式：I＝ .用该式计算出的电流是时间t内的平均值.对于恒定电流，电流的瞬时值与平均值相等.3.电流是标量电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量.
例1 (多选)关于电流，下列说法正确的是A.导体中有电荷运动就会形成电流B.电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C.在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D.对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零
解析 导体中自由电荷定向移动形成电流，无规则运动不会形成电流，故A错误；电流虽有方向，但它是一个标量，故B错误；在国际单位制中，电流是一个基本量，其单位安培是国际单位制中的七个基本单位之一，故C正确；导体两端电势差为零时，电荷不会定向移动，电流必为零，故D正确.
例2 (2020·双鸭山一中高二上月考)如图1所示，电解槽内有一价的电解溶液，t时间内通过溶液内横截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷的电荷量为e，以下说法正确的是A.正离子定向移动形成电流，方向从A到B，负离子定向移动形成电流， 方向从B到AB.溶液内正、负离子沿相反方向运动，电流相互抵消C.溶液内电流方向从A到B，电流I＝D.溶液内电流方向从A到B，电流I＝
解析 电流的方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反，所以正、负离子定向移动形成的电流，方向都是从A到B，电流不会相互抵消，故A、B错误；t时间内通过溶液内横截面S的电荷量q＝n1e＋n2e＝(n1＋n2)e，
1.电流的微观表达式的推导如图2所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的平均速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量大小为q.则：
导体AD内的自由电荷总数N＝nlS总电荷量Q＝Nq＝nlSq
2.电流的微观表达式I＝nqvS(1)I＝ 是电流的定义式，I＝nqvS是电流的决定式，因此I与通过导体横截面的电荷量q及时间t无关，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小q、定向移动的平均速率v，还与导体的横截面积S有关.(2)v表示电荷定向移动的平均速率.自由电荷在不停地做无规则的热运动，电流是自由电荷在热运动的基础上向某一方向定向移动形成的.
例3 (2020·芜湖市高二上月考)有一根横截面积为S的铜导线，通过的电流为I.已知铜的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，电子的电荷量为e.若认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子，则铜导线中自由电子定向移动的平均速率可表示为
解析 设铜导线中自由电子从一端定向移动到另一端的时间为t，如图，则导线的长度为vt，在时间t内通过的体积为V＝Svt；质量为m＝ρV＝ρSvt；
1.I＝ 是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流I与电压U成正比，与电阻R成反比，适用条件是金属或电解质溶液导电(纯电阻电路).2.U＝IR是电势降落的计算式，用来表示电流经过一电阻时的电势降落，是欧姆定律的变形，所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同.
例4 电路中有一段导体，给它两端加上4 V的电压时，通过它的电流为10 mA，可知这段导体的电阻为_______ Ω；如果给它两端加上10 V的电压，在单位时间内通过某一横截面的电荷量为___________ C；如果要让导体的电流为15 mA，则需要在其两端加上_____ V的电压.
由q＝I′t可得q＝0.025×1 C＝2.5×10－2 C，由U″＝I″R可得U″＝1.5×10－2×400 V＝6 V.
针对训练1 (多选)(2019·龙岩市高二检测)已知两个导体的电阻之比R1∶R2＝2∶1，那么A.若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝2∶1B.若两导体两端电压相等，则I1∶I2＝1∶2C.若两导体中电流相等，则U1∶U2＝2∶1D.若两导体中电流相等，则U1∶U2＝1∶2
解析 当两导体两端电压相等时，
当两导体中电流相等时，由U＝IR得，U1∶U2＝R1∶R2＝2∶1，C正确，D错误.
四、导体的伏安特性曲线
导学探究 研究导体中的电流与导体两端的电压之间的关系，可以用公式法，可以用列表法，还可以用图像法.分析图3中甲、乙两电学元件的I－U图像，我们可以得出两元件的电流和电压有怎样的关系？
答案 甲为非线性关系；乙为线性关系，电流与电压成正比.
1.I－U图像与U－I图像的区别(图线为直线时)(1)坐标轴的意义不同：I－U图像中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；U－I图像中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U.(2)图线斜率的意义不同.I－U图像中，斜率表示电阻的倒数，U－I图像中，斜率表示电阻，如图4所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1.
2.I－U图像是曲线时，导体某状态时的电阻RP＝ ，即电阻等于图线上点P(UP，IP)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数，如图5所示.
例5 两电阻R1、R2的伏安特性曲线如图6所示，可知两电阻大小之比R1∶R2等于A.1∶3B.3∶1C.1∶D. ∶1
解析 根据欧姆定律得R＝ 过横轴上任一不为零的点作一平行于纵轴的直线，交R1、R2的伏安特性曲线分别于A、B点，分别过A、B点作平行于横轴的直线，交纵轴于I1、I2，表明电阻R1、R2两端加上相同电压U0时，流过R1、R2的电流不同，如图所示，结合数学知识，
针对训练2 (多选)两个电阻R1、R2的伏安特曲线如图7所示，由图可知A.R1为线性元件，R2为非线性元件B.R1的电阻R1＝tan 45° Ω＝1 ΩC.R2的电阻随电压的增大而减小D.当U＝1 V时，R2的电阻等于R1的电阻
解析 由题图可知R1的伏安特性曲线为过原点的直线，故R1为线性元件，R2的伏安特性曲线为曲线，故R2是非线性元件，故A正确；R1的电阻为2 Ω，故B错误；
由题图可知，当U＝1 V时，R2的电阻等于R1的电阻，都为2 Ω，故D正确；I－U图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数，由题图可知R2的电阻随电压的增大而增大，故C错误.
1.(对I＝ 的理解)下列关于电流的说法正确的是A.根据I＝ 可知，I与Q成正比B.如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电 流是恒定电流C.电流是一个标量，其方向是没有意义的D.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
根据恒定电流的定义可知，恒定电流的电流大小和方向都不随时间改变，如果在任何相等时间内通过导体横截面的电荷量相等，但方向可能改变，则导体中的电流不一定是恒定电流，故B错误；电流是标量，但其方向表示正电荷定向移动的方向，与负电荷定向移动的方向相反，故C错误；安培是七个基本国际单位之一，故D正确.
2.(电流微观表达式的理解)(2019·南昌二中高二期中)如图8所示是一根粗细均匀的橡胶棒，其横截面积为S，由于与毛皮发生摩擦而均匀带负电，若已知该橡胶棒每米所带的电荷量为q，则当该棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，形成的等效电流为
解析 橡胶棒沿轴线方向以速度v做匀速直线运动时，Δt内通过的距离为v·Δt，Δt内通过某横截面的电荷量Q＝qvΔt，
3.(伏安特性曲线)(多选)如图9所示为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知A.该导体的电阻随电压的升高而增大B.该导体的电阻随电压的升高而减小C.导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 ΩD.导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω
4.(欧姆定律)若加在某导体两端的电压变为原来的 时，导体中的电流减少了0.4 A.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流是多大？
解得I0＝1.0 A.
解得I′＝2I0＝2.0 A.
考点一 电流的理解和计算1.(多选)关于电流和电源，下列说法中正确的是A.电源的作用是保持导体两端有持续的电势差B.导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大D.因为电流有方向，所以电流是矢量
解析 电源的作用就是移送电荷，保持导体两端有持续的电势差，故A正确；根据欧姆定律知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，故B正确；由电流的定义式I＝ 可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，故C正确；虽然电流有方向，但电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，电流是标量，故D错误.
2.(2020·牡丹江一中高二上月考)关于对电流的理解，下列说法正确的是A.只有自由电子的定向移动才能形成电流B.电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向C.导体中的自由电荷越多，电流越大D.在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位“安培”是基本单位
解析 正、负电荷的定向移动都可以形成电流，不仅仅是自由电子的定向移动，故A错误；电流有方向，其方向是正电荷定向移动的方向，但电流是标量，故B错误；电流的大小取决于通过某段导体横截面的电荷量与所用时间的比值，故C错误；国际单位制中共七个基本物理量，电流是其中一个，其单位“安培”是基本单位，故D正确.
3.(2020·常州高级中学期末)电路中每分钟有6×1013个自由电子通过导线的横截面，横截面的面积为6.4×10－7 m2，那么电路中的电流为(e＝1.6×10－19 C) μA B.1.6 mAC.16 μA μA
4.重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价的重离子束，其电流大小为1.2×10－5 A，则在1 s内发射的重离子个数为(元电荷的电荷量为1.6×10－19 C)A.3.0×1012 B.1.5×1013C.7.5×1013 ×1014
解析 1 s内发射的重离子的电荷量为Q＝It＝1.2×10－5×1 C＝1.2×10－5 C，每个重离子的电荷量为5e，
考点二 电流的微观表达式5.有甲、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是A.通过甲、乙两导体的电流相同B.通过乙导体的电流是甲导体的2倍C.乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率相等
解析 由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A错，B对.
由于不知道甲、乙两导体的性质(n、q不知道)，
所以无法判断v，故C、D错.
6.(2019·珠海一中期末)如图1所示为一质量分布均匀的长方体金属导体，在导体的左右两端加一恒定的电压，使导体中产生一恒定电流，其电流的大小为I.已知导体左侧的横截面积为S，导体中单位长度的自由电子数为n，自由电子热运动的速率为v0，自由电子的电荷量用e表示，真空中的光速用c表示.假设自由电子定向移动的平均速率为v，则A.v＝v0 B.v＝ C.v＝c D.v＝
解析 电流的微观表达式I＝nqSv，式中n为单位体积内自由电荷数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导体某一横截面的自由电子数是长度vt内的自由电子数，其数量为nvt，电荷量q＝nvte，
考点三 欧姆定律7.根据欧姆定律，下列判断正确的是A.导体两端的电压为零，电阻即为零B.导体中的电流越大，电阻就越小C.当电压增大2倍时，电阻增大2倍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
解析 导体的电阻由导体本身的性质决定，不随电压和电流的改变而改变，A、B、C错误.
8.(多选)(2020·青岛二中期末)小强在探究定值电阻(该电阻的阻值不受温度的影响)两端电压和电流的关系，当在该电阻两端加U＝20 V的电压时，通过该电阻的电流为I＝5 A.下列说法正确的是A.该电阻的阻值为4 ΩB.如果仅将电压升高到30 V，则通过的电流为6 AC.如果仅将电阻换成阻值为10 Ω的定值电阻，则通过的电流应为2 AD.当电阻两端不加电压时，定值电阻的阻值应为零
该电阻的阻值为4 Ω，A正确；由于该电阻的阻值不受温度的影响，则仅将电压升高到30 V，
如果仅将电阻换为阻值为10 Ω的定值电阻，
定值电阻的阻值是一定的，与其两端是否加电压无关，D错误.
考点四 导体的伏安特性曲线9.(多选)(2019·济南一中高二期中)如图2所示是某导体的I－U图线，图中α＝45°，下列说法正确的是A.通过该导体的电流与其两端的电压成正比B.此导体的电阻R不变C.I－U图线的斜率表示电阻的倒数， 所以电阻R＝ Ω＝1 ΩD.在该导体的两端加6 V的电压时，每秒通过导体横截面的电荷量是3 C
解析 由题图可知，电流随着导体两端的电压的增大而增大，通过该导体的电流与导体两端的电压成正比，选项A正确；
由I＝ 可知，I－U图线的斜率表示电阻的倒数，则导体的电阻R不变，且R＝2 Ω，选项B正确，C错误；在该导体的两端加6 V的电压时，电路中电流I＝ ＝3 A，每秒通过导体横截面的电荷量q＝It＝3×1 C＝3 C，选项D正确.
10.(2019·济宁市期末)如图3所示为A、B两电阻的伏安特性曲线，下列关于两电阻的描述正确的是A.在两图线交点处，A的阻值等于B的阻值B.在两图线交点处，A的阻值小于B的阻值C.在两图线交点处，A的阻值大于B的阻值D.A的电阻随电流的增大而减小，B的阻值不变
11.(多选)(2019·衡水市检测)某导体的伏安特性曲线如图4中的AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，下列说法正确的是A.B点对应导体的电阻为12 ΩB.B点对应导体的电阻为40 ΩC.由A到B，导体的电阻因温度的影响改变了10 ΩD.由A到B，导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω
所以由A到B，导体的电阻因温度的影响改变了10 Ω，故B、C正确.
12.如图5所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内面积为S的横截面的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是A.当n1＝n2时电流强度为零B.当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝C.当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度为I＝D.溶液内电流方向从A→B，电流强度为I＝
解析 正离子定向移动方向就是电流方向，负离子定向移动的反方向也是电流方向；有正、负离子向相反方向经过同一横截面时，
13.如图6所示的图像所对应的两个导体的阻值分别为R1、R2，则(1)R1∶R2为多少？
所以R1∶R2＝3∶1.
(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比为多少？
解析 由欧姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2，由于I1＝I2，则U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1.
(3)若两个导体中的电压相等(不为零)时，电流之比为多少？
由于U1′＝U2′，则I1′∶I2′＝R2∶R1＝1∶3.
14.人体通过的电流达到50 mA时，就会对呼吸器官产生影响，如果人体的最小电阻为720 Ω.(1)求人体的安全工作电压；
人体的安全工作电压为U＝IR＝50×10－3×720 V＝36 V.
(2)为什么人接触到220 V的电线时会发生危险，而接触干电池的两极(电压1.5 V)时却没有感觉？
此电流大于50 mA，所以会发生危险，人体接触干电池的两极时，
解析 人体接触到220 V的电线时，
此电流小于50 mA，所以没有感觉.
相关课件
粤教版 (2019)必修 第三册第三章 恒定电流第一节 导体的伏安特性曲线集体备课课件ppt： 这是一份粤教版 (2019)必修 第三册第三章 恒定电流第一节 导体的伏安特性曲线集体备课课件ppt，共37页。PPT课件主要包含了答案D等内容，欢迎下载使用。
高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第三章 恒定电流第一节 导体的伏安特性曲线授课ppt课件： 这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第三章 恒定电流第一节 导体的伏安特性曲线授课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了课前•自主预习，正电荷，负电荷，平均速率，微思考，欧姆定律，电解质溶液，通过导体电流，过坐标原点，课堂•重难探究等内容，欢迎下载使用。
粤教版 (2019)必修 第三册第一节 导体的伏安特性曲线优质课课件ppt： 这是一份粤教版 (2019)必修 第三册第一节 导体的伏安特性曲线优质课课件ppt，共34页。PPT课件主要包含了学习目标，电流是标量，欧姆定律，本课小结，当堂检测等内容，欢迎下载使用。
