第二章 3　欧姆定律-人教版高中物理选修3-1讲义

3欧姆定律一、欧姆定律1.电阻：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比.(1)定义式：R＝eq\f(U,I).(2)单位：欧姆(Ω)，常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)，且1Ω＝10－3kΩ＝10－6MΩ.(3)物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小.2.欧姆定律：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.(1)表达式：I＝eq\f(U,R).(2)适用范围：适用于金属导电、电解液导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)，而对气体导电、半导体导电不适用.3.欧姆定律的理解和应用(1)R＝eq\f(U,I)是用比值法定义的电阻的定义式，导体的电阻R由导体本身的性质决定，不是由U和I决定的.对于某一导体，它的电阻R不变，它的电压U和电流I成正比.(2)I＝eq\f(U,R)是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.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).二、导体的伏安特性曲线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I－U图象叫做导体的伏安特性曲线.若I－U图象为直线，图线的斜率表示导体电阻的倒数.即k＝eq\f(I,U)＝eq\f(1,R)，图线的斜率越大，电阻越小，如图，RA＞RB.2.线性元件和非线性元件：(1)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、电解质溶液.(2)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.3.I－U图象与U－I图象的区别(1)坐标轴的意义不同：I－U图象中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；U－I图象中，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图象中，斜率表示电阻的倒数，U－I图象中，斜率表示电阻，如图所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1.注意：若I－U图象或U－I图象为曲线，如图所示，则某点与原点连线的斜率的倒数(或斜率)表示电阻.如图所示，R＝eq\f(U0,I2)≠eq\f(U0,I1).1某金属导体两端所加电压为8V时，10s内通过某一横截面的电荷量为0.16C，求：(1)导体的电阻；(2)若导体两端电压为10V，求通过导体的电流.2如图所示的图象所对应的两个导体：(1)电阻R1∶R2为多少？(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2为多少？(3)若两个导体中的电压相等(不为零)时，电流之比I1∶I2为多少？3(多选)如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图象可知()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2V时，电阻为0.5ΩD.导体两端电压为2V时，电阻为1Ω4在电阻为4Ω的导体中通以恒定电流，5min内通过导体横截面的电荷量是45C，这时加在导体两端的电压是()A.60VB.6VC.0.6VD.3.6V5某导体的伏安特性曲线如图AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是()A.B点的电阻为12ΩB.B点的电阻为40ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了9Ω6如图所示为某金属导体的伏安特性曲线：(1)试说明导体电阻随电压的变化规律；(2)试算出电压为20V时导体的电阻；(3)欧姆定律适用于该导体吗？

3欧姆定律1答案(1)500Ω(2)0.02A解析(1)电压U1＝8V,10s内通过电荷量Q＝0.16C，则电流I1＝eq\f(Q,t)＝eq\f(0.16,10)A＝0.016A，电阻R＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(8,0.016)Ω＝500Ω.(2)若导体两端电压为U2＝10V，则电流I2＝eq\f(U2,R)＝eq\f(10,500)A＝0.02A.2答案(1)3∶1(2)3∶1(3)1∶3解析(1)因为在I－U图象中，R＝eq\f(1,k)＝eq\f(ΔU,ΔI)，所以R1＝eq\f(10×10－3,5×10－3)Ω＝2Ω，R2＝eq\f(10×10－3,15×10－3)Ω＝eq\f(2,3)Ω，所以R1∶R2＝2∶eq\f(2,3)＝3∶1.(2)由欧姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2，由于I1＝I2，则U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1.(3)由欧姆定律得I1＝eq\f(U1,R1)，I2＝eq\f(U2,R2)，由于U1＝U2，则I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3.3答案AD解析该导体的伏安特性为曲线，但根据R＝eq\f(U,I)知，某点与原点连线的斜率倒数表示电阻，故可知U＝2V时，R＝eq\f(2,2)Ω＝1Ω，且导体电阻随电压升高而增大.4答案C解析通过导体的电流为I＝eq\f(q,t)＝eq\f(45,5×60)A＝0.15A；根据欧姆定律得，加在导体两端的电压是U＝IR＝0.15×4V＝0.6V，故选C.5答案B解析B点的电阻为：RB＝eq\f(U,I)＝eq\f(6,1.5×10－1)Ω＝40Ω，故A错误，B正确；A点的电阻为：RA＝eq\f(3,0.1)Ω＝30Ω，故两点间的电阻改变了(40－30)Ω＝10Ω，故C、D错误.6解析(1)由电阻定义式R＝eq\f(U,I)结合曲线，可看出随电压的增大，该导体电阻变大.(2)由题