人教版高中物理选修3-1课件3.欧姆定律

空白演示在此输入您的封面副标题3.欧姆定律一、欧姆定律1．电阻(1)电阻R反映导体对电流的阻碍作用，它等于导体两端的电压与通过导体的之比．(2)公式：R＝.(3)单位：电阻的单位为、、、其关系为：1kΩ＝Ω，1MΩ＝Ω.电流大小欧姆(Ω)千欧(kΩ)兆欧(MΩ)1031062．欧姆定律(1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成，跟导体的电阻R成 ．(2)公式：.(3)适用条件：适用于导电和导电，气态导体和半导体元件不适用．正比反比金属电解质溶液二、导体的伏安特性曲线1．伏安特性曲线(1)定义：用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的导体中的电流I随电压U的变化图线，叫导体的，如右图所示．(2)线性元件和非线性元件①符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫 ．②伏安特性曲线不是直线的电学元件叫元件.伏安特性曲线线性元件非线性1．对导体的伏安特性曲线的理解(1)I－U图线不同于U－I图线．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．(2)对I－U图象或U－I图象进行分析比较时，要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么，以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义，如下图甲中，R2＜R1；而在图乙中R2＞R1.如右图所示的图线是两个导体A和B的伏安特性曲线，则它们的电阻之比为RA∶RB＝________；若两个导体中的电流相等(不为零)时，它们两端的电压之比为UA∶UB＝________；若两个导体两端的电压相等(不为零)时，通过它们的电流之比为IA∶IB＝________.答案：1∶31∶33∶12．如何用电压表、电流表测电阻？(1)伏安法测电阻的两种电路形式如下图所示．(2)两种电路对比分析如下：(2011·商洛高二检测)有一个未知电阻R，用下图中(a)和(b)两种电路分别对它进行测量，用图(a)电路测量时，两表读数分别为6V、6mA，用图(b)电路测量时，两表读数分别为5.9V、10mA，则用________图所示电路测该电阻的阻值误差较小，测量值Rx＝________，测量值比真实值偏________(选填“大”或“小”)．(电流表内阻很小，约为0.1Ω，电压表内阻很大，约为3000Ω以上)．答案：(a)1kΩ大3．测绘小灯泡的伏安特性曲线(1)实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律．(2)实验原理用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U，I)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来．就得到小灯泡的伏安特性曲线．(3)实验器材小灯泡(3.8V,0.3A)或(9V,0.7A)一个，电压表(0～3V～15V)，电流表(0～0.6A～3A)各一个，滑动变阻器(20Ω)一个，学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔．(4)实验步骤①按下图连接好实验电路．②把滑动变阻器的滑片调节到a端，电路经检查无误后，闭合开关S.③改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开开关S.④在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I，横轴表示电压U，用平滑曲线将各数据点连接起来，便得到伏安特性曲线．⑤拆去实验线路，整理好实验器材．④在坐标纸上建立坐标系时，横、纵坐标所取的分度比例要适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸．连线时一定要用平滑的曲线，不能画成折线．现要测定一个额定电压为4V、电阻约为10Ω(设电阻不变)的小灯泡的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0.1V～4V.现有器材：直流电源E(电动势4.5V，内阻不计)，电压表V(量程4.5V，内阻约为4×102Ω)，电流表A1(量程250mA，内阻约为2Ω)，电流表A2(量程500mA，内阻约为1Ω)，滑动变阻器R(最大阻值约为30Ω)，开关S，导线若干．如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是________，上图所示的甲、乙两个电路应该选用的是________．答案：

A2图甲4．滑动变阻器的两种连接方法(1)滑动变阻器的限流接法(2)滑动变阻器的分压接法电路如图所示，其中滑动变阻器的作用是用来调节负载R上的电压，由电路分析可知，连接方式为AP间的电阻与R并联，然后与PB间的电阻串联，因此当滑动触头由A向B滑动时，加在R上的电压渐渐增大，所以，在实际电路中，闭合开关前，应将P移到A端，此时R两端的电压为零．设电源电动势为E，则负载R两端的电压变化范围为0～E.(3)两种接法的比较①限流接法起降压限流作用；分压接法起分压、分流作用．②用限流接法时，负载电压、电流调节范围比分压电路小，在同样的负载电压下，电路消耗功率比分压电路小．(4)两种电路的选择原则①要求回路中的某部分电路的电压从零开始连续变化，必须选择分压接法．②若采用限流接法，题目所提供的实验仪器，电表量程或电阻的最大允许电流不够，则选择分压接法．③滑动变阻器的电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻时，必须选择分压接法．④分压、限流都可以时，因为限流时能耗小，优先采用限流接法．表格中所列数据是测量小灯泡U－I关系的实验数据：(1)分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是下图中的________填(“甲”或“乙”)．(2)在下图所示的方格纸内画出小灯泡的U－I曲线．分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而________(填“变大”“变小”或“不变”)．U(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0I(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215解析：

(1)从表中数据可看出，灯泡两端电压可以零调节，这说明滑动变阻器应选用分压接法，故应选用甲图．(2)在方格纸上根据U－I数据描点、连线，其U－I图象如上图，随U和I的增大，图线上各点与坐标原点连线的斜率越来越大，故其电阻变大．答案：

(1)甲(2)图见解析变大3．本实验中为什么要采用电流表外接法？提示：

实验时，仔细观察小灯泡的铭牌，可以比较容易算出小灯泡正常发光时的电阻，一般为几欧或十几欧，与电流表的内阻差不多大，比电压表的内阻要小得多，电压表的分流作用可以忽略，所以在实验中采用了电流表的外接法．4．本实验为什么要采用滑动变阻器分压接法？提示：

本实验的目的是要绘制小灯泡的伏安特性曲线，这就要求小灯泡上的电压从零开始，测出多组数据进行描点，因此要采用滑动变阻器分压接法．◎教材资料分析〔思考与讨论〕二极管的电流与电压是什么样的关系？点拨：由图线可以看出，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；如果给二极管加反向电压，当电压较小时，几乎没有电流；当电压增大到一定程度时，电流迅速增大，此时的电压称为反向击穿电压．图象中，随着正向电压的增大，图线斜率增大，表示其电阻随正向电压的增大而减小.根据欧姆定律，下列说法中正确的是()A．从关系式U＝IR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．从关系式R＝U/I可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C．从关系式I＝U/R可知，导体中电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比D．从关系式R＝U/I可知，对一个确定的导体来说，温度不变时，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值解析：

逐项分析选项诊断结论A导体两端的电压是由电源和该导体在电路中的连接情况决定的，与I、R无关×B导体的电阻是导体本身的性质，与导体的长度、横截面积、材料及温度有关，与U、I无关×C导体中的电流是由加在它两端的电压和它本身的电阻决定，且与U成正比与R成反比√D某一导体的电阻在温度不变时是一个定值，其大小，√答案：CD答案：2.0A如下图所示的图象所对应的两个导体(1)电阻关系R1∶R2是多少？(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2是多少？(3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比I1∶I2是多少？【思路点拨】I－U图象中，导体的电阻等于斜率的倒数．可以求出两导体电阻之比．再根据欧姆定律，当电流相等时，导体两端的电压和电阻成正比，当电压相等时，导体中的电流和电阻成反比．答案：(1)3∶1(2)3∶1(3)1∶3【反思总结】分析I－U图线或U－I图线，关键是先分析图线斜率的物理意义，搞清斜率表示电阻还是斜率的倒数表示电阻．对于非线性元件，其I－U图象为曲线，不遵守欧姆定律，但对于某一确定的电压和相应的电流其间的关系仍满足欧姆定律．【跟踪发散】2－1：两个金属导体的伏安特性曲线如右图所示，则()A．RⅠ＞RⅡB．RⅠ＜RⅡC．电压相同时IⅠ＞IⅡD．电压相同时IⅠ＜IⅡ答案：BC测绘小灯泡的伏安特性曲线既考查了对I－U(U－I)图线知识的认识，又考查了实验数据处理中图线的描绘与分析，是高考热点．测绘I－U(U－I)图线时要注意三点：一是标度选取合理．即作出的图象既可以把表中所给的所有点都标注上，同时又要使图象分布在中央位置上；二是用“·”或“×”标注点；三是用平滑曲线拟合连接各点，误差较大的点可以舍弃．某同学在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，得到如下表所示的一组U－I数据：编号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205灯泡发光情况不亮微亮逐渐变亮正常发光(1)试在右图上画出U－I图线．当U＜1.40V时，灯丝电压与电流成________比，灯丝电阻________；当U＞1.40V时，灯丝的温度逐渐升高，其电阻随温度升高而________．(2)实验结果表明，导体的电阻随温度的升高而________．解析：

(1)根据给出的数据在坐标纸上描点，用平滑的曲线连接，如右图所示．由图可以看出当U＜1.40V时，灯泡电压近似与电流成正比，灯丝电阻基本不变；U＞1.40V时，由U－I图线可知，图线斜率逐渐增大，故其电阻随温度的升高而增大．(2)从图线的斜率可知导体的电阻随温度的升高而增大答案：

(1)U－I图线见解析正基本不变增大(2)增大【跟踪发散】3－1：现要测定一个额定电压约4V，额定电流约为0.5A的小灯泡正常发光时的电阻，电压表应该选择________，电流表应选择________，电路连接时应采用________(选填“电流表内接法”或“电流表外接法”)．A．V1量程4.5V，内阻约4×103ΩB．V2量程10V，内阻约8×103ΩC．A1量程3A，内阻约0.4ΩD．A2量程0.6A，内阻约2Ω答案：AD电流表外接法1．由欧姆定律I＝U/R导出U＝IR和R＝U/I，下列叙述中正确的是()A．导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比B．导体的电阻由导体本身的物理条件决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关C．对确定的导体，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值D．一定的电流流过导体，电阻越大，其电压降越大解析：

导体的电阻是由导体的性质决定的，与所加的电压和通过的电流无关，当R一定时，才有I∝U，故A错，B、C、D正确．答案：BCD答案：D3．某导体中的电流随其两端电压的变化如下图所示，则下列说法中正确的是()A．该元件是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导体在某状态的电阻B．加5V电压时，导体的电阻约是5ΩC．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D．由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小答案：BD4．为探究小灯泡L的伏安特性，连好图示的电路后闭合开关，通过移动变阻器的滑片，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，由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U－I图象应是()解析：

由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，随着灯泡两端电压逐渐增大，灯丝温度逐渐升高，其电阻逐渐增大，则在U－I图象中斜率应逐渐增大，故选项C正确．答案：

C5．有一灯泡