高中物理 3歐姆定律課件 新人教版選修3-1.ppt

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3.歐姆定律,一、歐姆定律 1．電阻 (1)電阻R反映導體對電流的阻礙作用，它等于導體兩端的電壓與通過導體的 之比． (2)公式：R＝ . (3)單位：電阻的單位為 、 、 、其關系為：1 kΩ＝ Ω，1 MΩ＝ Ω.,電流大小,歐姆(Ω),千歐(kΩ),兆歐(MΩ),103,106,2．歐姆定律 (1)內(nèi)容：導體中的電流跟導體兩端的電壓U成 ，跟導體的電阻R成 ． (2)公式： . (3)適用條件：適用于 導電和 導電，氣態(tài)導體和半導體元件不適用．,正比,反比,金屬,電解質(zhì)溶液,二、導體的伏安特性曲線 1．伏安特性曲線 (1)定義：用橫軸表示電壓U，縱軸表示電流I，畫出的導體中的電流I隨電壓U的變化圖線，叫導體的 ，如右圖所示． (2)線性元件和非線性元件 ①符合歐姆定律的導體的伏安特性曲線是一條通過坐標原點的直線，具有這種伏安特性的電學元件叫 ． ②伏安特性曲線不是直線的電學元件叫 元件.,伏安特性曲線,線性元件,非線性,1．對導體的伏安特性曲線的理解 (1)I－U圖線不同于U－I圖線．I－U圖線為導體的伏安特性曲線，表示電流I隨電壓U的變化規(guī)律，橫軸表示U為自變量，縱軸表示I為因變量． (2)對I－U圖象或U－I圖象進行分析比較時，要先仔細辨認縱軸與橫軸各代表什么，以及由此對應的圖象上任意一點與坐標原點連線的斜率的具體意義，如下圖甲中，R2＜R1；而在圖乙中R2＞R1.,如右圖所示的圖線是兩個導體A和B的伏安特性曲線，則它們的電阻之比為RA∶RB＝________；若兩個導體中的電流相等(不為零)時，它們兩端的電壓之比為UA∶UB＝________；若兩個導體兩端的電壓相等(不為零)時，通過它們的電流之比為IA∶IB＝________.,答案： 1∶3 1∶3 3∶1,2．如何用電壓表、電流表測電阻？ (1)伏安法測電阻的兩種電路形式如下圖所示．,(2)兩種電路對比分析如下：,(商洛高二檢測)有一個未知電阻R，用下圖中(a)和(b)兩種電路分別對它進行測量，用圖(a)電路測量時，兩表讀數(shù)分別為6 V、6 mA，用圖(b)電路測量時，兩表讀數(shù)分別為5.9 V、10 mA，則用________圖所示電路測該電阻的阻值誤差較小，測量值Rx＝________，測量值比真實值偏________(選填“大”或“小”)．(電流表內(nèi)阻很小，約為0.1 Ω，電壓表內(nèi)阻很大，約為3 000 Ω以上)．,答案： (a) 1 kΩ 大,3．測繪小燈泡的伏安特性曲線 (1)實驗目的 描繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律． (2)實驗原理 用電流表測出流過小燈泡的電流，用電壓表測出小燈泡兩端的電壓，測出多組(U，I)值，在U－I坐標系中描出各對應點，用一條平滑的曲線將這些點連接起來．就得到小燈泡的伏安特性曲線．,(3)實驗器材 小燈泡(3.8 V,0.3 A)或(9 V,0.7 A)一個，電壓表(0～3 V～15 V)，電流表(0～0.6 A～3 A)各一個，滑動變阻器(20 Ω)一個，學生低壓直流電源(或電池組)、開關一個、導線若干、坐標紙、鉛筆． (4)實驗步驟 ①按下圖連接好實驗電路．,②把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到a端，電路經(jīng)檢查無誤后，閉合開關S. ③改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數(shù)I和U，記入記錄表格內(nèi)，斷開開關S. ④在坐標紙上建立一個直角坐標系，縱軸表示電流I，橫軸表示電壓U，用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點連接起來，便得到伏安特性曲線． ⑤拆去實驗線路，整理好實驗器材．,④在坐標紙上建立坐標系時，橫、縱坐標所取的分度比例要適當，盡量使測量數(shù)據(jù)畫出的圖線占滿坐標紙．連線時一定要用平滑的曲線，不能畫成折線．,現(xiàn)要測定一個額定電壓為4 V、電阻約為10 Ω(設電阻不變)的小燈泡的伏安特性曲線．要求所測電壓范圍為0.1 V～4 V. 現(xiàn)有器材：直流電源E(電動勢4.5 V，內(nèi)阻不計)，電壓表V(量程4.5 V，內(nèi)阻約為4×102 Ω)，電流表A1(量程250 mA，內(nèi)阻約為2 Ω)，電流表A2(量程500 mA，內(nèi)阻約為1 Ω)，滑動變阻器R(最大阻值約為30 Ω)，開關S，導線若干．,如果既要滿足測量要求，又要測量誤差較小，應該選用的電流表是________，上圖所示的甲、乙兩個電路應該選用的是________． 答案： A2 圖甲,4．滑動變阻器的兩種連接方法 (1)滑動變阻器的限流接法,(2)滑動變阻器的分壓接法 電路如圖所示，其中滑動變阻器的作用是用來調(diào)節(jié)負載R上的電壓，由電路分析可知，連接方式為AP間的電阻與R并聯(lián)，然后與PB間的電阻串聯(lián)，因此當滑動觸頭由A向B滑動時，加在R上的電壓漸漸增大，所以，在實際電路中，閉合開關前，應將P移到A端，此時R兩端的電壓為零．設電源電動勢為E，則負載R兩端的電壓變化范圍為0～E.,(3)兩種接法的比較 ①限流接法起降壓限流作用；分壓接法起分壓、分流作用． ②用限流接法時，負載電壓、電流調(diào)節(jié)范圍比分壓電路小，在同樣的負載電壓下，電路消耗功率比分壓電路?。?(4)兩種電路的選擇原則 ①要求回路中的某部分電路的電壓從零開始連續(xù)變化，必須選擇分壓接法． ②若采用限流接法，題目所提供的實驗儀器，電表量程或電阻的最大允許電流不夠，則選擇分壓接法． ③滑動變阻器的電阻遠小于被測電阻或電路中串聯(lián)的其他電阻時，必須選擇分壓接法． ④分壓、限流都可以時，因為限流時能耗小，優(yōu)先采用限流接法．,表格中所列數(shù)據(jù)是測量小燈泡U－I關系的實驗數(shù)據(jù)： (1)分析上表內(nèi)實驗數(shù)據(jù)可知，應選用的實驗電路圖是下圖中的________填(“甲”或“乙”)． (2)在下圖所示的方格紙內(nèi)畫出小燈泡的U－I曲線．分析曲線可知小燈泡的電阻隨I變大而________(填“變大”“變小”或“不變”)．,解析： (1)從表中數(shù)據(jù)可看出，燈泡兩端電壓可以零調(diào)節(jié)，這說明滑動變阻器應選用分壓接法，故應選用甲圖．,(2)在方格紙上根據(jù)U－I數(shù)據(jù)描點、連線，其U－I圖象如上圖，隨U和I的增大，圖線上各點與坐標原點連線的斜率越來越大，故其電阻變大． 答案： (1)甲 (2)圖見解析 變大,No.4 疑難解釋,3．本實驗中為什么要采用電流表外接法？ 提示： 實驗時，仔細觀察小燈泡的銘牌，可以比較容易算出小燈泡正常發(fā)光時的電阻，一般為幾歐或十幾歐，與電流表的內(nèi)阻差不多大，比電壓表的內(nèi)阻要小得多，電壓表的分流作用可以忽略，所以在實驗中采用了電流表的外接法．,4．本實驗為什么要采用滑動變阻器分壓接法？ 提示： 本實驗的目的是要繪制小燈泡的伏安特性曲線，這就要求小燈泡上的電壓從零開始，測出多組數(shù)據(jù)進行描點，因此要采用滑動變阻器分壓接法．,◎ 教材資料分析 〔思考與討論〕 二極管的電流與電壓是什么樣的關系？ 點撥： 由圖線可以看出，二極管具有單向?qū)щ娦?，加正向電壓時，二極管電阻較小，通過二極管的電流較大；如果給二極管加反向電壓，當電壓較小時，幾乎沒有電流；當電壓增大到一定程度時，電流迅速增大，此時的電壓稱為反向擊穿電壓．圖象中，隨著正向電壓的增大，圖線斜率增大，表示其電阻隨正向電壓的增大而減小.,根據(jù)歐姆定律，下列說法中正確的是( ) A．從關系式U＝IR可知，導體兩端的電壓U由通過它的電流I和它的電阻R共同決定 B．從關系式R＝U/I可知，導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟導體中的電流成反比 C．從關系式I＝U/R可知，導體中電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比 D．從關系式R＝U/I可知，對一個確定的導體來說，溫度不變時，所加的電壓跟通過導體的電流的比值是一定值,解析： 逐項分析,答案： CD,答案： 2.0 A,如下圖所示的圖象所對應的兩個導體 (1)電阻關系R1∶R2是多少？ (2)若兩個導體中的電流相等(不為零)時，電壓之比U1∶U2是多少？ (3)若兩個導體的電壓相等(不為零)時，電流之比I1∶I2是多少？,【思路點撥】 I－U圖象中，導體的電阻等于斜率的倒數(shù)．可以求出兩導體電阻之比．再根據(jù)歐姆定律，當電流相等時，導體兩端的電壓和電阻成正比，當電壓相等時，導體中的電流和電阻成反比．,答案： (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3,【反思總結】 分析I－U圖線或U－I圖線，關鍵是先分析圖線斜率的物理意義，搞清斜率表示電阻還是斜率的倒數(shù)表示電阻．對于非線性元件，其I－U圖象為曲線，不遵守歐姆定律，但對于某一確定的電壓和相應的電流其間的關系仍滿足歐姆定律．,【跟蹤發(fā)散】 2－1： 兩個金屬導體的伏安特性曲線如右圖所示，則( ) A．RⅠ＞RⅡ B．RⅠ＜RⅡ C．電壓相同時IⅠ＞IⅡ D．電壓相同時IⅠ＜IⅡ,答案： BC,測繪小燈泡的伏安特性曲線既考查了對I－U(U－I)圖線知識的認識，又考查了實驗數(shù)據(jù)處理中圖線的描繪與分析，是高考熱點． 測繪I－U(U－I)圖線時要注意三點：一是標度選取合理．即作出的圖象既可以把表中所給的所有點都標注上，同時又要使圖象分布在中央位置上；二是用“·”或“×”標注點；三是用平滑曲線擬合連接各點，誤差較大的點可以舍棄．,某同學在做“測繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，得到如下表所示的一組U－I數(shù)據(jù)：,(1)試在右圖上畫出U－I圖線． 當U＜1.40 V時，燈絲電壓與電流成________比，燈絲電阻________；當U＞1.40 V時，燈絲的溫度逐漸升高，其電阻隨溫度升高而________．(2)實驗結果表明，導體的電阻隨溫度的升高而________．,解析： (1)根據(jù)給出的數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，用平滑的曲線連接，如右圖所示．由圖可以看出當U＜1.40 V時，燈泡電壓近似與電流成正比，燈絲電阻基本不變；U＞1.40 V時，由U－I圖線可知，圖線斜率逐漸增大，故其電阻隨溫度的升高而增大． (2)從圖線的斜率可知導體的電阻隨溫度的升高而增大 答案： (1)U－I圖線見解析 正 基本不變 增大 (2)增大,【跟蹤發(fā)散】 3－1：現(xiàn)要測定一個額定電壓約4 V，額定電流約為0.5 A的小燈泡正常發(fā)光時的電阻，電壓表應該選擇________，電流表應選擇________，電路連接時應采用________(選填“電流表內(nèi)接法”或“電流表外接法”)． A．V1量程4.5 V，內(nèi)阻約4×103 Ω B．V2量程10 V，內(nèi)阻約8×103 Ω C．A1量程3 A，內(nèi)阻約0.4 Ω D．A2量程0.6 A，內(nèi)阻約2 Ω,答案： A D 電流表外接法,1．由歐姆定律I＝U/R導出U＝IR和R＝U/I，下列敘述中正確的是( ) A．導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟導體中的電流成反比 B．導體的電阻由導體本身的物理條件決定，跟導體兩端的電壓及流過導體的電流的大小無關 C．對確定的導體，其兩端電壓和流過它的電流的比值就是它的電阻值 D．一定的電流流過導體，電阻越大，其電壓降越大,解析： 導體的電阻是由導體的性質(zhì)決定的，與所加的電壓和通過的電流無關，當R一定時，才有I∝U，故A錯，B、C、D正確． 答案： BCD,答案： D,3．某導體中的電流隨其兩端電壓的變化如下圖所示，則下列說法中正確的是( ) A．該元件是非線性元件，所以不能用歐姆定律計算導體在某狀態(tài)的電阻 B．加5 V電壓時，導體的電阻約是5 Ω C．由圖可知，隨著電壓的增大，導體的電阻不斷減小 D．由圖可知，隨著電壓的減小，導體的電阻不斷減小,答案： BD,4．為探究小燈泡L的伏安特性，連好圖示的電路后閉合開關，通過移動變阻器的滑片，使小燈泡中的電流由零開始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光，由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的U－I圖象應是( ),解析： 由于小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，隨著燈泡兩端電壓逐漸增大，燈絲溫度逐漸升高，其電阻逐漸增大，則在U－I圖象中斜率應逐漸增大，故選項C正確． 答案： C,5．有一燈泡上標有“6 V 0.1 A”字樣，現(xiàn)要測繪該燈泡的伏安特性曲線，有下列器材可供選用： A．電壓表(0～5 V，內(nèi)阻2.0 kΩ) B．電壓表(0～10 V，內(nèi)阻3.0 kΩ) C．電流表(0～0.3 A，內(nèi)阻2.0 Ω) D．電流表(0～6 A，內(nèi)阻1.5 Ω) E．滑動變阻器(30 Ω，2 A) F．滑動變阻器(100 Ω，0.5 A),G．學生電源(直流9 V)及開關、導線等 (1)實驗中所用的電壓表應選________，電流表應選________，滑動變阻器應選________． (2)畫出實驗電路圖，要求電壓從零開始測量．,答案： (1)B C E (2),