高中物理第二章恒定电流3欧姆定律.ppt

,第二章,恒定电流,3,欧姆定律,学习目标,1.,通过探究电压和电流的关系，体会利用,I,U,图象处理、分析实验数据,.,2.,进一步体会比值定义法，理解电阻的定义和欧姆定律,.,3.,掌握伏安特性曲线，知道什么是线性元件和非线性元件,.,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,1,一、欧姆定律,导学探究,现有两个导体,A,和,B,，利用如图,1,所示的电路分别测量,A,和,B,的电压和电流，测得的实验数据见下表,.,U,/V,0,2.0,4.0,6.0,8.0,导体,A,I,/A,0,0.20,0.42,0.60,0.78,导体,B,I,/A,0,0.13,0.26,0.40,0.54,图,1,(1),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，并作出,U,I,图线,.,答案,图,2,U,I,图线如图所示,(2),对导体,A,(,或导体,B,),来说，电流与它两端的电压的关系如何？,U,与,I,的比值怎样？,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，但两者的比值不相等,.,答案,(3),对导体,A,、,B,，在电压,U,相同时，谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？,电压相同时，,B,的电流小，说明,B,对电流的阻碍作用大,.,答案,知识梳理,1.,电阻：导体两端的,与通过导体的,大小之比,.,(1),定义式：,R,_.,(2),单位：,，常用的单位还有千欧,(,k,),、兆欧,(M),，且,1,k,M.,(3),物理意义：反映导体对电流,作用的大小,.,电压,10,3,电流,欧姆,(),10,6,阻碍,2.,欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压,U,成,，跟导体的电阻,R,成,.,(1),表达式：,I,_.,(2),适用范围：适用于,导电、,导电的纯电阻电路,(,不含电动机、电解槽等的电路,),，而对,导电、,导电不适用,.,正比,反比,金属,气体,半导体,电解液,即学即用,判断下列说法的正误,.,(1),由,R,知，导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定,.(),(2),导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关,.(),(3),对于确定的导体，其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值,.(,),(4),电流相同时，电阻越大，其电压降越大,.(,),二、导体的伏安特性曲线,导学探究,研究导体中的电流与导体两端的电压之间的关系，可以用公式法，可以用列表法，还可以用图象法,.,分析图,3,中两电学元件的,I,U,图象，我们可以得出两元件的电流和电压有怎样的关系？,答案,甲为非线性关系；乙为线性关系，电流与电压成正比,.,图,3,1.,伏安特性曲线：用纵坐标表示,，用横坐标表示,，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,.,即,，图线的斜率越大，电阻越,，如图,4,，,R,A,R,B,.,知识梳理,电流,I,电压,U,小,导体电阻的倒数,图,4,2.,线性元件和非线性元件：,(1),线性元件：伏安特性曲线是一条,，欧姆定律适用的元件，,如,导体、电解质溶液,.,(2),非线性元件：伏安特性曲线是一条,，欧姆定律不适用的元件,.,如,导体,(,日光灯、霓虹灯管中的气体,),和半导体元件,.,直线,曲线,金属,气态,即学即用,判断下列说法的正误,.,(1),凡导电的物体，其伏安特性曲线一定是直线,.(,),(2),伏安特性曲线上某点的切线斜率等于电阻的倒数,.(,),(3),线性元件的电压与电流成正比,.(),(4),电阻的,I,U,图象和,U,I,图象为直线时，两种图象的斜率均表示电阻的倒数,.(,),2,题型探究,一、欧姆定律的理解和应用,1.,R,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,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,).,例,1,某金属导体两端所加电压为,8 V,时，,10 s,内通过某一横截面的电荷量为,0.16 C,，求：,(1),导体的电阻；,答案,解析,电压,U,1,8 V,10 s,内通过电荷量,Q,0.16 C,，,500,(2),若导体两端电压为,10 V,，求通过导体的电流,.,答案,解析,0.02 A,针对训练,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？,答案,解析,2 A,二、导体的伏安特性曲线,1.,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,5,所示，在图甲中,R,2,R,1,，图乙中,R,2,R,1,.,图,5,2.,注意：若,I,U,图象或,U,I,图象为曲线，如图,6,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，,图,6,例,2,如图,7,所示的图象所对应的两个导体：,答案,解析,图,7,3,1,(1),电阻,R,1,R,2,为多少？,(2),若两个导体中的电流相等,(,不为零,),时，电压之比,U,1,U,2,为多少？,答案,解析,3,1,由欧姆定律得,U,1,I,1,R,1,，,U,2,I,2,R,2,，,由于,I,1,I,2,，则,U,1,U,2,R,1,R,2,3,1.,(3),若两个导体中的电压相等,(,不为零,),时，电流之比,I,1,I,2,为多少？,答案,解析,1,3,由欧姆定律得,由于,U,1,U,2,，则,I,1,I,2,R,2,R,1,1,3.,例,3,(,多选,),如图,8,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,2 V,时，电阻为,0.5,D.,导体两端电压为,2 V,时，电阻为,1,该导体的伏安特性为曲线，但根据,R,知，某点与原点连线的斜率倒数表示电阻，故可知,U,2 V,时，,R,1,，且导体电阻随电压升高而增大,.,图,8,答案,解析,达标检测,3,1,2,3,1.(,多选,),下列判断正确的是,A.,由,I,知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比,B.,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,C.,由,R,可知，,I,一定时，导体的电阻,R,与,U,成正比，,U,一定时，导体的,电阻,R,与,I,成反比,D.,对给定的导体，比值,是个定值，反映了导体本身的性质,答案,2.,如图,9,所示是,A,、,B,两电阻的,U,I,图象，则两电阻之比及连接相同电压情况下的电流之比分别是,A.,R,A,R,B,2,1,，,I,A,I,B,2,1,B.,R,A,R,B,2,1,，,I,A,I,B,1,2,C.,R,A,R,B,1,2,，,I,A,I,B,2,1,D.,R,A,R,B,1,2,，,I,A,I,B,1,2,图,9,答案,解析,1,2,3,U,I,图象中图象的斜率表示电阻的阻值，则由题图可知，,A,的电阻,R,A,10,；,B,的电阻,R,B,5,，则,R,A,R,B,10,5,2,1,；电压相同时，电流与电阻成反比，故电流之比为,1,2.,1,2,3,3.,电路中有一段导体，给它两端加上,4 V,的电压时，通过它的电流为,10,mA,，可知这段导体的电阻为,_,；如果给它两端加上,10 V,的电压，在单位时间内通过某一横截面的电荷量为,_ C,；如果要让导体的电流为,15,mA,，则需要在其两端加上,_ V,的电压,.,答案,解析,400,2.5,10,2,6,由,q,I,2,t,可得,q,0.025 C,2.5,10,2,C,由,U,3,I,3,R,可得,U,3,1.5,10,2,400 V,6 V.,1,2,3,本课结束,