2019-2020高中物理第二章恒定电流第3节欧姆定律讲义+习题（含解析）-1

1、学必求其心得，业必贵于专精第3节欧姆定律1理解电阻的定义式及电阻意义。2理解欧姆定律。3理解导体的伏安特性曲线.一、欧姆定律1电阻(1)定义：导体两端的电压与通过导体电流的比值叫做电阻,即r。（2)意义：反映导体对电流的阻碍作用。（3）单位：欧姆()、千欧（k）、兆欧（m)。1 k103 ;1 m106 。2欧姆定律（1）内容：导体中的电流跟导体两端的电压u成正比，跟导体的电阻r成反比。(2）公式:i。(3)适用条件：适用于金属导体和电解质溶液.对气态导体和半导体元件不适用。二、导体的伏安特性曲线1概念：用纵坐标表示电流i，横坐标表示电压u的 i.u 图象。2形状：过原点的直线，对应元件叫线性

2、元件；过原点的曲线，对应元件叫非线性元件。3意义:能形象直观地反映出导体电阻的变化规律。(1)导体两端的电压越大，导体电阻越大.()(2)导体的电阻与流过导体的电流成反比。()（3）欧姆定律适用于金属导体，不适用于日光灯管.()(4)凡导电的物体，伏安特性曲线一定是直线。(）（5）若伏安特性曲线为曲线,说明该导体的电阻随导体两端电压变化而变化。(）提示：(1)（2）(3）(4）(5）课堂任务欧姆定律仔细观察下列图片,认真参与“师生互动。u/vi/a02。04.06.08.0导体a00。200。420。600。78导体b00。130.280.400。54活动1：在坐标系中，用纵轴表示电压u、用横

3、轴表示电流i，分别将导体a和导体b的数据在下图坐标系中描点,并作出u。i图线。提示：u.i图线如图所示活动2：导体a或导体b中电流与它两端的电压的关系如何？试写出其关系式。提示：对导体a或导体b，电流与它两端的电压成正比，导体a或导体b的电压与电流的比值是个定值,即r，但两者的比值不相等。活动3:由上述活动结论知,存在一个只跟导体本身有关,与外加电压、电流无关的物理量，它有什么物理意义？提示：由r知，电压u相同时，r越大,电流越小，说明r反映导体对电流的阻碍作用。活动4：讨论、交流、展示，得出结论.(1）电阻：由上述活动知，可定义一个表示导体对电流阻碍作用的物理量电阻r。公式r是电阻的定义式,

4、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。（2)欧姆定律:根据r，可以把电压、电流、电阻的关系写成i，称为欧姆定律。它给出了导体中的电流大小由哪些量决定,以及如何决定。（3)欧姆定律的两性同体性:表达式i中的三个物理量u、i、r对应于同一段电路或导体。同时性:三个物理量u、i、r对应于同一时刻.（4）三个电流表达式的比较续表例1若加在某导体两端的电压变为原来的时，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,则导体中的电流是多大？(1）i表明电流与电压有什么关系？提示：成正比.（2)公式r说明导体的电

5、阻随导体两端电压的变化而变化吗？提示：可以用公式r计算电阻,但导体的电阻不随导体两端电压的变化而变化。规范解答由欧姆定律得：r，电压变化后有：r，解得i01。0 a。电压加倍后同理可得r，所以i22i02。0 a。完美答案2.0 a公式i和r的比较比较项目ir意义欧姆定律的表达形式电阻的定义式前后物理量的关系i与u成正比,与r成反比r是导体本身的性质，不随u、i的改变而改变适用条件适用于金属导体、电解液等适用于纯电阻元件（多选）根据欧姆定律,下列说法中正确的是(）a由关系式uir可知，导体两端的电压u由通过它的电流i和它的电阻r共同决定b由关系式r可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体

6、中的电流成反比c由关系式i可知,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d由关系式r可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值答案cd解析uir和i的意义不同，可以说i由u和r共同决定，但不能说u由i和r共同决定,因为(导体中）电流产生的条件是导体两端存在电势差,a错误，c正确;可以利用r计算导体的电阻，但r与u和i无关,b错误，d正确。课堂任务导体的伏安特性曲线仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。活动1:如图甲所示，、直线为两个金属导体的伏安特性曲线（i。u图象），哪个导体的电阻大？乙图所示中，哪个导体的电阻大?提示：甲图中斜率表示导体电阻的倒数,

7、所以rr ；乙图中斜率表示导体的电阻,所以rr.活动2：图丙和图甲、图乙中的i。u图象有什么不同？提示：图丙中的为曲线，电流与电压不成正比；图甲、乙中的为直线，电流与电压成正比。活动3：根据图丙中的iu图象如何计算电阻？提示：根据r,可以用图线上某点的横坐标值和纵坐标值来计算该点对应的电阻。活动4:讨论、交流、展示，得出结论.(1）伏安特性曲线伏安特性曲线的概念:用纵坐标表示电流i，用横坐标表示电压u，这样画出的导体的i。u图象叫做导体的伏安特性曲线。线性元件：伏安特性曲线是一条直线;欧姆定律适用的元件，如金属导体、电解液导体.非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线；欧姆定律不适用的元件,如气态导

8、体(如日光灯管、霓虹灯管中的气体)和半导体元件。注意：像电动机一样，不能用r计算电阻的元件，称为非纯电阻元件。电流通过这类元件时,除将电能转化为内能外,还转化为机械能、光能、化学能等.日光灯、霓虹灯既是非纯电阻元件，也是非线性元件。非线性元件也可能是纯电阻元件。比如白炽灯是非线性元件，但是是纯电阻元件。线性、非线性元件与纯电阻、非纯电阻元件分类方式不同，没有必然关联。(2）ui图象与iu图象坐标轴意义不同：i。u图线为导体的伏安特性曲线，表示电流i随电压u的变化规律，横轴表示u为自变量，纵轴表示i为因变量;u。i图线的横轴表示电流i，纵轴表示电压u.图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的意义不同

9、：如图甲中，r1r2；而在图乙中r2r1。（3）非线性元件电阻的确定如图所示,非线性元件的iu图线是曲线，导体电阻rn，即电阻等于图线上点（un，in）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.例2如图所示为一小灯泡的伏安特性曲线,横轴和纵轴分别表示电压u和电流i。图线上点a的坐标为(u1,i1）,过点a的切线与纵轴交点的纵坐标为i2，小灯泡两端的电压为u1时，电阻等于(）a. b.c. d。i。u伏安特性曲线上某点的电阻是该点斜率的倒数吗？提示：不一定,对于线性元件是,对于非线性元件就不是.规范解答伏安特性曲线是非线性元件，图象中某点的电阻等于图线上点(un，in)与坐标原点连

10、线的斜率的倒数，故小灯泡两端的电压为u1时，电阻等于,b正确,a、c、d错误。完美答案b （1)小灯泡是纯电阻元件，电阻的定义式r是可以用的。但是注意它是非线性元件，r。（2)若伏安特性曲线为曲线，则i。u曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，曲线上各点切线的斜率无意义。(多选)某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测数据，分别绘制了三种元件的i。u图象,如图所示。下列判断正确的是（)a只有乙图象是正确的b甲、丙图象是曲线，肯定误差太大c甲、丙为非线性元件，乙为线性元件d甲、乙、丙三个图象都可能是正确的，并不一定有较大误差答案cd解析由于三种导电元件可能是线性的，也可能是非线性的，故其

11、iu图象可能是直线，也可能是曲线，故c、d正确。a组：合格性水平训练1（欧姆定律）(多选)欧姆定律适用于（）a金属导电 b气体导电c电解质溶液导电 d所有导电物质答案ac解析欧姆定律适用于金属导电、电解质溶液导电,对气体导电、半导体导电不适用，故a、c正确，b、d错误,故选a、c.2(欧姆定律）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答案d解析导体的电阻由导体本身的性质决定，公式r只提供了测定电阻的方法，r与只是在数值上相等，当不给导体两端加电压时，导体

12、的电阻仍存在，因此不能说导体的电阻与加在它两端的电压成正比,与导体中的电流成反比,a、b、c错误。3（欧姆定律)(多选）对于欧姆定律的理解，下列说法中正确的是（)a由i，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比b由uir，对一定的导体,通过它的电流越大，它两端的电压也越大c由r，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比d对一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变答案abd解析根据欧姆定律可知，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比,a正确；对一定的导体,它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变，即电阻不变,电流与电压成正比，通过它的电流越大，它

13、两端的电压也越大，b、d正确；导体的电阻与电压的大小无关，是由导体本身决定的，c错误。故选a、b、d。4(欧姆定律)取阻值分别为r1和r2的电阻，现在两电阻两端分别施加电压u1、u2，已知u1u2，此时流过r1的电流为流过r2的电流的3倍,则为（)a。 b. c. d。答案a解析设r2两端的电压为u,通过r2的电流为i，则r1两端的电压为u，通过r1的电流为3i，由欧姆定律知r，所以，a正确。5。(伏安特性曲线）(多选）某同学在探究通过导体的电流与其两端电压的关系时，将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象，根据图象，下列说法正确的是（)a导体甲的电阻大于导体乙的电阻b在导体乙的两端加1

14、v的电压时，通过导体乙的电流为0。1 ac当通过导体甲的电流为0。9 a时，导体甲两端的电压为4 vd将导体乙连接到电压为5 v的电源上时，通过导体乙的电流为0。5 a答案bd解析iu图象的斜率表示电阻的倒数，则r甲 5 ，r乙 10 ，a错误;由i得，当导体乙两端的电压为1 v时,i1 a0.1 a，b正确;乙连接到电压为5 v的电源上时，i2 a0.5 a，d正确；由uir得，当通过导体甲的电流为0.9 a时，导体甲两端的电压uir甲0.95 v4.5 v，c错误.6.（伏安特性曲线)（多选）某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是()a该元件是非线性元件，不能用欧姆

15、定律计算导体在某状态下的电阻b加5 v电压时,导体的电阻约是0。2 c加12 v电压时，导体的电阻约是8 d由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断增大答案cd解析该元件是非线性元件，但仍能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻，故a错误；由题图可知，当加5 v电压时,通过导体的电流为1。0 a，根据欧姆定律可得导体此时电阻r5 ，故b错误;同理，当加12 v电压时，电流为1.5 a，电阻等于8 ，故c正确；由题图知,随着电压的增大，图象上的点与原点连线的斜率减小，此斜率等于电阻的倒数，则知导体的电阻不断增大，故d正确。7（欧姆定律的应用）某电压表的量程是015 v,一导体两端电压为1。6 v时，

16、通过的电流为2 ma。若给此导体通以20 ma的电流,能否用这个电压表测量导体两端的电压？答案不能解析由题意知:u11.6 v，i12 ma，所以r 800 .当导体通以电流i220 ma时,加在导体两端的电压u2i2r20103800 v16 v。由计算可知，此时导体两端的电压超出电压表量程，所以不能用这个电压表测量导体两端的电压.b组:等级性水平训练8（欧姆定律）有甲、乙两导体，甲的电阻是乙的一半，而单位时间内通过导体乙横截面的电荷量是甲导体中的两倍，则以下说法中正确的是（)a甲、乙两导体中的电流相同b乙导体中的电流是甲导体中的2倍c甲、乙两导体两端的电压相同d乙导体两端的电压是甲的2倍答

17、案b解析由电流的定义式i可知乙导体中的电流是甲的两倍，a错误，b正确.由i得,uir，因r乙2r甲，可知乙两端的电压是甲两端电压的4倍，c、d错误.9(伏安特性曲线的应用)某家用台灯可通过调节开关使它的亮度逐渐增大到最亮，若灯最亮时的电压为220 v，工作电流为0。18 a，则当电压为110 v时，灯丝的电阻()a等于1222 b等于611 c大于1222 d小于1222 答案d解析灯泡正常工作时的电阻r 1222 ，电压减小时，灯丝的温度降低，灯丝的电阻减小，故d正确。10（伏安特性曲线)小灯泡的伏安特性曲线如图中的ab段（曲线）所示，由图可知，灯丝的电阻因温度的影响改变了()a5 b10

18、c1 d6 答案b解析由电阻的定义式r知,a点电阻ra 30 ；b点的电阻rb 40 ，从而使ab段电阻改变了10 ，故b正确。11. (伏安特性曲线)（多选)如图所示是某导体的i.u图象，图中45，由此得出()a通过此导体的电流与此导体两端电压成正比b此导体的电阻r0.5 c因i。u图象的斜率表示电阻的倒数，故此导体的r1.0 d在此导体的两端加上6。0 v的电压时，每秒通过此导体的横截面的电荷量是3。0 c答案ad解析由图象可知，i。u图象是一条过原点的直线，所以通过此导体的电流与此导体两端电压成正比,a正确;由图象数据得此导体的电阻r2.0 ，b错误；i。u图象的斜率表示电阻的倒数，即r2.0 ，c错误；在此导体的两端加上6.0 v的电压时，此导体中的电流为3 a,故每秒通过此导体的横截面的电荷量是3 a1 s3。0 c,d正确。12。(欧姆定律