2020年高中物理(人教选修3-1)配套学案：第2章--学案3-欧姆定律.docx

学案3欧姆定律学习目标定位 1.知道电阻的定义式，理解电阻大小与电压和电流无关.2.把握欧姆定律的内容及其适用范围，并能用来解决有关电路的问题.3.知道导体的伏安特性曲线和IU图象，知道什么是线性元件和非线性元件一、欧姆定律1电阻(1)物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用(2)定义式：R.(3)单位：欧姆，符号是.(4)换算关系：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IU图象叫做导体的伏安特性曲线2图线外形(1)直线：线性元件，例如，金属导体、电解质溶液等(2)曲线：非线性元件，例如，气态导体、半导体元件等一、欧姆定律问题设计现有两个导体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，测得的试验数据见下表.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，并做出UI图线图2(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？(3)对导体A、B，在电压U相同时，两个导体中的电流是否相同？谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？答案(1)UI图线如图所示(2)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(3)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1I是部分电路欧姆定律的数学表达式，适用于金属导电和电解质溶液导电，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，公式给出了量度电阻大小的一种方法而导体的电阻由导体本身的性质打算，与外加的电压和通过的电流大小无关(填“有关”或“无关”)3在使用I、R两个公式计算时都要留意I、U、R三个量必需是对应同一导体在同种状况下的物理量延长思考依据公式R，有的同学认为“电阻R与U成正比，与I成反比”对吗？答案不对二、导体的伏安特性曲线问题设计争辩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，还可以用图象法依据图3中两电学元件的IU图象我们可以分析得出通过两元件的电流和电压有何关系？图3答案(a)为非线性关系，(b)为线性关系，电流与电压成正比要点提炼1IU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)和半导体元件延长思考如图4甲所示，两个金属导体的伏安特性曲线(IU图象)，哪个导体的电阻大？乙图所示中，哪个导体的电阻大？图4答案甲图中斜率表示导体电阻的倒数，所以RR.一、欧姆定律的理解和应用例1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U2I2R20103800 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二、导体的伏安特性曲线例2如图5所示的图象所对应的两个导体：图5(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？(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)由于在IU图象中，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)13针对训练某导体中的电流随其两端电压的变化如图6所示，则下列说法中正确的是()图6A加5 V电压时，导体的电阻为5 B加11 V电压时，导体的电阻为1.4 C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AD解析对某些电学元件，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值本题中给出的导体在加5 V电压时，值为5，所以此时电阻为5 ；当电压增大时，值增大，即电阻增大，综合推断可知B、C项错误1电阻的定义式：R.3导体的伏安特性曲线线性元件非线性元件1(公式R的理解)R的物理意义是()A导体的电阻与电压成正比，与电流成反比B导体的电阻越大，则电流越大C加在导体两端的电压越大，则电流越大D导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体电流的比值答案CD2(欧姆定律的理解)依据欧姆定律，下列推断正确的是()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图象可知，电流变化相同时，电压变化较小的图象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打算，公式R只供应了测定电阻的方法，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3(导体的UI图象)有a、b、c、d四个电阻，它们的UI关系图象如图7所示，则电阻最大的是()图7AaBbCcDd答案A4.如图8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8A.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阻，意在考查同学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RU/I可知，B正确，其他选项错误要特殊留意RU/I.题组一欧姆定律的理解和应用1由欧姆定律I导出UIR和R，下列叙述中正确的是()A由R知，导体的电阻由两端的电压和通过的电流打算B导体的电阻由导体本身的性质打算，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关C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D电流相同时，电阻越大，其电压降越大答案BCD2下列说法中正确的是()A通过导体的电流越大，则导体的电阻越小B当加在导体两端的电压变化时，导体中的电流也发生变化，但电压和电流的比值对这段导体来说是恒量C通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比D导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比答案BC解析导体的电阻是导体本身的性质，与外加电压和通过的电流无关，A、D错误；对同一段导体，电阻不变，它两端的电压和通过的电流的比值为恒量，当加在导体两端的电压变化时，导体中的电流也发生变化，B正确；由欧姆定律知通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，C正确3已知两个导体的电阻之比R1R221，那么()A若两导体两端电压相等，则I1I221B若两导体两端电压相等，则I1I212C若导体中电流相等，则U1U221D若导体中电流相等，则U1U212答案BC4.一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电荷量q随时间t变化的图象如图1所示，此图象的斜率可表示为()图1AU BR C. D.答案C解析图象的斜率kI，依据欧姆定律，I，所以kI，C正确5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()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错误题组二伏安特性曲线的理解与应用6将阻值为R的电阻接在电压为U的电源两端，则描述其电压U、电阻R及流过R的电流I间的关系图象中正确的是()答案CD解析电阻的阻值不随U、I的变化而转变，但电压U与电流I成正比，C、D正确7小灯泡的伏安特性曲线如图2中的AB段(曲线)所示，由图可知，灯丝的电阻因温度的影响转变了()图2A5 B10 C1 D6 答案B解析由电阻的定义R知，A点电阻RA 30 ；B点的电阻RB 40 ，从而AB段电阻转变了10 ，故B正确8一只标有“4 V3 W”的小灯泡，两端加上电压U，在U由0渐渐增加到4 V过程中，电压U和电流I的关系可用图象表示，在如图所示的四个图象中，符合实际的是()答案B解析本题应考虑灯丝的电阻随温度的变化关系，随着电压上升，电流增大，灯丝的电功率增大，温度上升，电阻率也将随之增大，电阻增大题组三综合应用9管道煤气的用户家中都有一个漏气报警器，报警器中有一个对煤气敏感的电阻元件小明同学突然想到一个问题，该元件是线性元件还是非线性元件呢？为此他从一个废弃的报警器中拆下该元件接入电路中，测得其电流、电压值如下表所示，请猜想该元件是哪类元件？编号123456789U/V0.200.400.600.801.001.201.401.602.00I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.50答案非线性元件解析可以依据表中数据在坐标纸上描点，由图象看特点，若IU图线是过原点的直线则表示“敏感”元件是线性的，若IU图线是曲线则表示“敏感”元件是非线性的IU图线如图所示，由此可见“敏感”元件是非线性元件