2019年高考物理考前复习利器之静电场和电路：3直流电路部分电路欧姆定律学案

1、部分电路欧姆定律【学习目标】1 .理解产生电流的条件.2 .理解电流的概念和定义式Iq/t,并能进行有关计算.3 .了解直流电和恒定电流的概念.4 .知道公式InqvS,但不要求用此公式进行计算.5 .熟练掌握欧姆定律及其表达式IU/R,明确欧姆定律的适用范围，能用欧姆定律解决有关电路问题.6 .知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件.7 .知道电阻的定义及定义式RU/I【要点梳理】要点一、电流自由电荷物体内部可自由运动的电荷自由电子一一金属内部可自由运动的电子电流一一电荷的定向流动Iq/t在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？下面我

2、们通过实验来探究这个问题。实验电路:L分压电路：可以提供从零开始连续变化的电压。数据记录体电压(V)05L0L52.02.5171A电流(A)0.10.30.40.55li电流(A)0.050.100.150.200.2510作U-1图像分析这些数据要点二、电阻1 .定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比叫导体的电阻.2 .定义式：RUU.II3 .单位：欧姆Q,常用的还有kQ、MQ,且有1Q10-3kQ10-6MQ.4 .物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小.5 .注意电阻的定义式提供了一种量度电阻大小的方法，但导体对电流的这种阻碍作用是由导体本身性质决定的，与所加的电压和通过的电流

3、无关，绝不能由RU而误认为I“R与U成正比，R与I成反比”.要点三、欧姆定律1 .内容：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比.这就是欧姆定律.2 .表达式：IR3 .适用条件：金属导电和电解液导电.要点诠释：欧姆定律公式中的I、U、R必须对应同一导体或同一段纯电阻电路（不含电源、电动机、电解槽等电器的电路）.欧姆定律不适用于气体导电.4 .对于欧姆定律的表达为IU,可以通过数学变换写成RU和UIR,从数学RI上讲，这三个式子只是用于求不同的物理量，没有什么本质上的差别.但从物理角度讲，这三个式子有着不同的物理意义，要在学习的过程中注意加深理解和学会不同情况下正确使用它们.IU是定

4、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R比，常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流，适用条件是金属或电解液导电（纯电阻电路）.RU是电阻的定义式，比值表示一段导体对电流的阻碍作用，常利用U的值表示一II段电路的等效电阻.这种表达不仅对于线性元件适用，对于其他任何的一种导体都是适用的，对给定的导体，它的电阻是一定的，和导体两端是否加电压，导体中是否有电流无关.因此,不能说电阻与电压成正比，与电流成反比.UIR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，常用于进行电路分析时，计算沿电流方向上的电势降落，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

5、.要点四、导体的伏安特性曲线1 .定义.建立平面直角坐标系，用纵轴表示电流I,用横轴表示电压U,画出的导体的IU图线叫做导体的伏安特性曲线.2 .线性元件.伏安特性是通过坐标原点的直线，表示电流与电压成正比，如图所示，其斜率等于电阻I1的倒数，即tan二一一.所以曲线的斜率越大，表示电阻越小.UR要点诠释：当导体的伏安特性为过原点的直线时，即电流与电压成正比例的线性关系,具有这种伏安特性的元件称为线性元件，直线的斜率表示电阻的倒数，所以斜率越大，电阻越小，斜率越小，表示电阻越大.欧姆定律适用于纯电阻，或由若干纯电阻构成的一段电路.从能量转化的角度看，电流通过时，电能只转化成内能的用电器或电路，

6、是纯电阻电路.某些电阻在电流增大时，由于温度升高而使电阻变化，这种情况下作出的伏安特性曲线不是直线，但对某一状态，欧姆定律仍然适用.3 .非线性元件.伏安特性曲线不是直线的，即电流与电压不成正比的电学元件，如下图，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.及向电压门.-1020na_上,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.要点诠释：由图看出随电压的增大，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

7、非线性元件.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.要点五、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线1 .实验目的.(1)掌握伏安法测电阻的电路设计(关键是内、外接法的特点).(2)理解小灯泡的伏安特性曲线为什么不是过原点的一条直线.2 .实验原理.小灯泡的伏安特忖曲鳗由于电流增大，小灯泡的功率也增大，温度升高，由电阻定律可知，温度升高，电灯丝材料的电阻率增大，因此电灯丝的电阻增大，所以灯丝电阻并不是一个定值，电流与电压成正比在此并不适用.由于电流越大，灯丝电阻越大，它的伏安特性曲线(IU图线)并不是一条直线，其IU图线应大至如上图所示，在该曲线上，任意一点与原点连线的

8、斜率表示该点(在此电压电流下)的电阻的倒数，斜率越小，电阻越大.3 .实验器材.“4VQ.7A”或“3.8VQ.3A”的小灯泡，4V6V学生电源(或34个电组)，0100的滑动变阻器，015V的电压表，03A的电流表，开关一个、导线若干.4 .实验步骤.(1)选取适合的仪器按如图所示的电路连接好.AIB|l0(2)将滑动变阻器滑到A端后，闭合开关.(3)使滑动变阻器的值由小到大逐渐改变.在灯泡额定电压范围内读取数组不同的电压值和电流值，并制表记录.(4)断开开关，拆下导线，将仪器恢复原状.(5)以I为纵轴，U为横轴，画出IU曲线并进行分析.5.注意选项.(1)本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因

9、此实验电路必须采用电流表外接.(2)因本实验要作IU图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器采用分压接法.(3)开关闭合前变阻器滑片移到所分电压为零处.(4)在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来.【典型例题】类型一、对导体电阻和欧姆定律的理解例1.下列说法正确的是()A.由RU知道，一段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IB.比值U反映了导体阻碍电流的性质，即电阻RUIIC.导体电流越大，电阻越小D.由IU知道，通过一段导体的电流跟加在它两端的

10、电压成正比R【答案】BD【解析】导体的电阻取决于导体自身，与U,I无关，故AC错误；比值U反映了导体对I电流的阻碍作用，定义为电阻，所以B正确；由IU知通过导体的电流跟加在它两端的R电压成正比，D正确.【总结升华】欧姆定律的原形式是IU,而公式RU应该理解成电阻的比值定义式，RI比值定义的魅力就在于被定义的物理量与比值中的那两个物理量无关.但RU告诉了我I们一种测量导体电阻的方法，即伏安法.举一反三：【变式1】如图所示对应的两个导体：口$由。元LOA，(1)电阻关系R:R2为;(2)若两个导体中的电流强度相等(不为零)时，电压之比U1：U2=(3)若两个导体两端的电压相等(不为零)时，电流强度

11、之比I1:12=【答案】3：1;3：1;1：3.【解析】(1)由图可知，R12Q；R2XA2Q.k15k21531010所以：R1：R2=3：1.(2)若两个导体中的电流强度相等，则为两个导体串联，电压之比与电阻成正比：U1：U2=R：R2=3：1.(3)若两个导体两端的电压相等，则为两个导体串联，电流强度之比与电阻成反比比：I1:I2=R2:R1=1：3.【变式2】关于欧姆定律的适用条件，下列说法正确的是()A.欧姆定律是在金属导体导电的基础上总结出来的，对于其他导体不适用B.欧姆定律也适用于电解液导电C.欧姆定律对于气体导电也适用D.欧姆定律适用于一切导体【答案】B例2.某电阻两端电压为1

12、6V,在30s内通过电阻横截面的电量为48C,此电阻为多大？30s内有多少个电子通过它的横截面？【答案】10Q3.01020【解析】由题意知U16V,t30s,q48C,电阻中的电流Iq/t1.6A据欧姆定律IUR得RU10I3.0 1020 个/48q/e191.601019故此电阻为10Q,30s内有个电子通过它的横截面。举一反三：【变式】某灯泡两端的电压为1V时，其电流为0.2A,当电压为2V时，其电流为0.3A,那么电压为1.5V时，则（）A.其电流一定为0.25AB.其电流一定大于0.225A而小于0.3AC.其电流一定大于0.2A而小于0.25AD.以上说法均不对【答案】B【解析】

13、分析易知，电压为1.5V时，灯丝电阻5QR20/3Q,所以当电压为1.5V时，其电流1.5I0.225A20/315I-0.3A5类型二、欧姆定律的应用例3.若加在某导体两端的电压变为原来的3时，导体中的电流减小了0.4A.如果所加电5压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？【思路点拨】电阻一定，导体中的电流随导体两端的电压变化而变化，可根据欧姆定律的公式求解，也可根据IU图象，找出关系求解.【答案】2.0A【解析】对欧姆定律理解的角度不同，求解的方法也不相同.本题可以有三种解法：解答一：依题意和欧姆定律得:所以UoI03U0/5Io 0.4I0=1.0A又因为U02U0RI0I2所以I2=2I

14、0=2.0A解答二:U0I 0Ui112U0/50.4所以I0=1.0 AU0I 0U2I 2I0,I2 2I0 2.0A解答三:画出导体的IU图像，如图所示，设原来导体两端的电压为U0,导体中的电流强度为I0.当U必时,II00.4A当U2Uo时，电流为I2由图知I00.4I00.4I23U0U02U02U055所以I0=1.0A12=210=2.0A【总结升华】（1）用IU图像结合比例式解题，显得更直观、简捷。物理意义更鲜明。（2）导体的电阻是导体自身的一种属性，与U、I无关，因而,用此式讨论问题更简单明了。举一反三：电阻R1为60Q,若将R1短路,【变式1】如图所示，在A、B两端加一恒定

15、不变的电压U,R2中的电流增大到原来的4倍，则2为（）R24Mu戛A.40QB.20QC.120QD.6Q【答案】B【解析】设R短路前电、R2两端的电压分别为UiU2 ,由题得4U2 U ,Ri 3R2 ,所以:UiU2U,Ui3U2.在串联电路中电压分配与电阻成正比，即R220Q.【变式2】一段导体两端的电压是4V时导体中的电流是1A如果将电压减少2V则电流为A.2AB.0.25AC.3AD,0.5A【答案】D【解析】由IU得RU4,R=-Q4QI1U2当U2V时，I2A=0.5A.R4类型三、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线例4.为探究小灯泡L的伏安特性，连好图示的电路后闭合开关，通过移动变

16、阻器的滑片,由电流表和电压表得到的多组使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。读数描绘出的UI图象应是（）【解析】灯丝电阻随电压的增大而增大，图像的斜率应越来越大。C正确。举一反三：【变式】小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线过P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是A.随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小B.对应P点，小灯泡的电阻为UiC.对应P点，小灯泡的电阻为UiD.对应P点，小灯泡的电阻为 RUiI 211例5.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中可供选择的实验仪器如下:煞材短格器对觐格小电侏标有*3.

17、0Vi0,3A"字样滑动兖明器否最大阻值10口，额Ah电东L*电压亲。里程3内阻的5kfi涓动变明器/最大阻值Ik£l，额定电流口.3A电压表作1815V,网阻豹1即G直流电源E电地势匆为&V,内用狗为0.SQ电流裘占量程。YA,内阻约10号线,电键等电流袤强量程强，内阻约0一6口某同学测量小电珠U-I关系的实验数据如表所示:U(V)0,QQ.20.51,01-5L02.53,0ICA)0.0000.0500.1000.ISO0.1.S00.1950.2050.215(1)在上述器材中，电压表应选;电流表应选;滑动变阻器应选(2)该实验应选用的实验电路图是图1中的.

18、(3)根据表格中的实验数据在图2方格纸内画出小电珠U-I曲线.分析曲线可知小电珠的电阻值随I变大而(选填“变大”、“变小”或“不变”)；O (k05 OJO 0.15().20 f/A【答案】(1)Vi,Ai,R,(2)A(3)如图，变大【解析】(1)灯泡的额定电压为3V,所以电压表白量程选择M;额定电流是0.3A,所以电流表的量程选择A,灯泡电压能从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法，使用选择电阻值比较小的滑动变阻器R,(2)灯泡电压能从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法，灯泡正常工作时的电阻R10,远小于电压表的内阻，属于小电阻，电流表采用外接.故选：A.0.3(3)根据表中实验数据在

19、坐标系中描点，然后作出U-I图象，小灯泡的U-I图象如图所示.根据欧姆定律R,知图线上的点与原点O连线的斜率表示电阻R,显然R随电流的增大而变大.举一反三：【变式】表格中所列数据是测量小灯泡UI关系的实验数据:UV)0.00.20.51.01.52.02.53.0I(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215(1)分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图(填“甲”或“乙”)；O图甲(2)在方格纸内画出小灯泡的UI变大而(填“变大”、“变小”或“不变”)(3)如图丙所示，用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计，电动势为3V的电源