第二章1欧姆定律

1、学案1欧姆定律目标定位 1.知道形成电流的条件，理解电流的定义式I，并能分析相关问题.2.掌握欧姆定律的内容及其适用范围.3.知道导体的伏安特性曲线，并通过描绘小灯泡的伏安特性曲线掌握利用分压电路改变电压的技巧一、电流问题设计如图1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为q.试证明：导体内的电流可表示为InqSv.图1答案AD导体中的自由电荷总数：NnlS总电荷量QNqnlSq所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t根据公式QIt可得：导体AD中的电流I

2、nqSv.要点提炼1在导体中形成电流的条件：(1)导体中有自由电荷；(2)导体内存在电场2电流定义式：I，其中：q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量. 3单位：安培，符号A；常用的电流单位还有：毫安(mA)、微安(A)1 A103 mA；1 A106 A.4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方向相反5电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I时，q为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和6. 从微观上看，电流InqSv，即I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q、自由电荷定

3、向移动速率v，导体的横截面积S.二、欧姆定律电阻问题设计现有两个导体电阻A和B，利用实验分别测量A和B的电压和电流，见下表.U/V02.04.06.08.0导体AI/A00.200.420.600.78导体BI/A00.130.280.400.54在坐标系中，用纵轴表示电压U、用横轴表示电流I，分别将A和B的数据在图2坐标系中描点，并做出UI图线图2(2)对同一导体，电流与电压的关系如何？U与I的比值怎样？(3)在电压U相同时，两个导体中的电流是否相同？谁对电流的阻碍作用大？答案(1)UI图线如图所示(2)对同一导体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，

4、但两者的比值不相等(3)在电压相同时，电流并不相同B的电流小说明B对电流的阻碍作用大要点提炼1电阻：反映了导体对电流的阻碍作用(1)定义式：R.(2)单位：欧姆，符号是. 常用单位：k、M ,1 k103 ，1 M106 .2欧姆定律(1)公式：I.(2)适用条件：欧姆定律对金属导体和电解质溶液适用，但对气态导体和半导体元件并不适用说明：(1)I是部分电路欧姆定律的数学表达式，它反映了导体中电流与电压、电阻的比例关系(2)公式R是电阻的定义式，适用于任何电阻的计算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(填“有关”或“无关”)三、伏安特性曲线问题设计研究导体中的电流与导

5、体两端的电压之间的关系，可以用公式法，可以用列表法，还可以用图像法根据图3中两电学元件的IU图像分析得出两元件是什么元件？图3答案(a)为非线性元件(b)为线性元件要点提炼1伏安特性曲线：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IU图像叫做导体的伏安特性曲线2线性元件的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3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，如气态导体(日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件4IU曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，而UI曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻一、电流的理解与计算例1关于电流的概念，下列说法中

6、正确的是()A导体中有电荷运动就形成电流B电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向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有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t内通过导体某一横截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A错；电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算法则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向移动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向移动，故B错；在国际单位制中，共有七个基本量，电流的单位是其中之一，故C正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不

7、能定向移动，故电流为零，D正确答案CD例2某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是()A0 B0.8 AC1.6 A D3.2 A解析电荷的定向移动形成电流，但正、负电荷同时向相反方向定向移动时，通过某横截面的电荷量应是两者绝对值的和在2 s内通过横截面的总电荷量应为q1.6×1019×2×1.0×1019 C1.6×1019×1×2.0×1019 C6.4 C由电流的定义式知：I A3.2 A.答案D二、欧姆

8、定律的应用例3某电压表的量程是015 V，一导体两端电压为1.6 V时，通过的电流为2 mA.现在若给此导体通以20 mA的电流，能否用这个电压表测量导体两端的电压？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U2I2·R20×103×800 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答案不能三、伏安特性曲线例4图4如图4所示的图像所对应的两个导体：(1)电阻R1R2为多少？(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，两端的电压之比U1U2为多少

9、？(3)若两个导体两端的电压相等(不为零)时，电流之比I1I2为多少？解析(1)因为在IU图像中，R，所以R1 2 ，R2 ，所以R1R22()31.(2)由欧姆定律得：U1I1R1，U2I2R2，由于I1I2，则U1U2R1R231.(3)由欧姆定律得：I1，I2，由于U1U2，则I1I2R2R113.答案(1)31(2)31(3)131(对电流的理解)关于电流的方向，下列叙述中正确的是()A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定C不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时

10、与负电荷定向移动的方向相同答案C 解析电流是有方向的，电流的方向是人为规定的物理上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一定与电流的方向相反2(公式I应用)电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为()A1 500个 B9.375×1019个C9.375×1021个 D9.375×1020个答案C解析qIt，n9.375×1021个3(欧姆定律的理解)根据欧姆定律，下列判断正确的是()A导体两端的电压越大，电阻就越大B导体中的电流越大，电阻就越小C比较几只电阻IU图像可知，电流变化相同时，电压变

11、化较小的图像是属于阻值较大的那个电阻的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，当我们不给导体两端加电压时，导体的电阻仍存在，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错误由R知C错误4. (伏安特性曲线的应用)如图5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()图5A. B.C. D.答案B解析本题考查利用小灯泡的伏安特性曲线求电

12、阻，意在考查学生对小灯泡的伏安特性曲线以及对电阻定义式的理解，由电阻的定义式R可知，B正确，其他选项错误要特别注意R.题组一电流的理解及公式I的应用1关于电流的说法中正确的是()A根据I，可知I与q成正比B如果在任何相等的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电流有方向，电流是矢量D电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位答案D解析依据电流的定义式可知，电流与q、t皆无关，显然选项A错误虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以选项B、C错误2在示波管中，电子枪2 s发射了6×1

13、013个电子，则示波管中电流的大小为()A4.8×106 A B3×1013 AC3×106 A D9.6×106 A答案A解析电子枪2 s发射的电荷量q6×1013×1.6×1019 C9.6×106 C，所以示波管中的电流大小为I A4.8×106 A，故A正确，B、C、D错误3某电解液，如果在1 s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个横截面的电流大小为()A0 B0.8 AC1.6 A D3.2 A答案D解析在电解液导电中，正、负离子定

14、向移动的方向是相反的，因此各自形成的电流方向是相同的，根据电流的定义式I A3.2 A，故答案为D.4我国北京正、负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道，电子电荷量e1.6×1019 C，在整个环中运行的电子数目为5×1011个，设电子的运行速度是3×107 m/s，则环中的电流是()A10 mA B1 mAC0.1 mA D0.01 mA答案A解析电子运动一周的时间为T，在T时间内通过任意横截面的电量为：qne，电流为：I A10 mA.题组二欧姆定律5关于欧姆定律，下列说法错误的是()A由I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

15、比B由UIR可知，对于一定的导体，通过它的电流越大，它两端的电压也越大C由R可知，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对于一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变答案C解析导体的电阻是由导体自身的性质决定的，与电压、电流的大小无关6已知用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍，加在A上的电压是加在B上的电压的一半，那么通过A和B的电流IA和IB的关系是()AIA2IB BIACIAIB DIA答案D解析由I得：IAIBUARBUBRA14，即IAIB，应选D.7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的两倍，则以下说法中正确的是()

16、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，所以A、C、D错误8电路中有一段导体，如果给它加上3 V的电压，通过它的电流为2 mA，可知这段导体的电阻为_；如果给它加上2 V的电压，则通过它的电流为_mA；如果在它两端不加电压，则它的电阻为_.答案1 5001.331 500解析导体中的电流随电压的变化而变化，但对于一确定的电阻而言，其电阻不随电压的变化而变化，也与导体中有无电流无关由欧姆定律I得：R 1

17、500 .当U2 V时，I A1.33×103 A1.33 mA.题组三伏安特性曲线9如图1所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知，下列说法正确的是() 图1A导体的电阻是25 B导体的电阻是0.04 C当导体两端的电压是10 V时，通过导体的电流是0.4 AD当通过导体的电流是0.1 A时 ，导体两端的电压是2.5 V答案ACD解析由题图可知，导体的电阻：R 25 ，当电压U110 V时，电流I1 A0.4 A，当电流I20.1 A时，电压U2I2R0.1×25 V2.5 V.10甲、乙两个电阻，它们的伏安特性曲线画在一个坐标系中如图2所示，则()图2A甲的电阻是乙的电阻的B把两个电阻两端加上相同的电压，通过甲的电流是通过乙的两倍C欲使有相同的电流通过两个电阻，加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍D甲的电阻是乙的电阻的2倍答案AC 11.小灯泡的伏安特性曲线如图3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() 图3A5 B10 C1 D6 答案B解析由电阻的定义R知，A点电阻RA 3