黑龙江省齐齐哈尔市高中物理第二章恒定电流2.3欧姆定律导学案无答案新人教版选修3_1.doc

2.3 欧姆定律学习目标1、理解电阻的概念，明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定2、理解欧姆定律，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，知道什么是线性元件和非线性元件4、通过探索性实验去认识物理量之问的制约关系，用图象和图表的方法来处理数据、总结规律，以及利用比值来定义物理量的方法等。学习疑问学习建议【预学能掌握的内容】 一、欧姆定律 电阻 1.电阻：反映导体对电流的_作用，其定义式为_，对同一个导体，不管电压和电流的大小怎样变化，比值R_，对于不同的导体，R的数值一般是_. 电阻的单位：_，简称欧，国际符号_. 对电阻单位欧姆的规定：如果在导体两端加上1 V的电压，通过它的电流恰好为1 A，这段导体的电阻就是_. 电阻常用的单位还有_和_.且有：1_=103 ,1_=106 . 2.欧姆定律：导体中的电流I跟导体两端的电压U成 ，跟导体的电阻成 ，其表达式为 ，欧姆定律是在金属导体的基础上总结出来的.实验表明，除金属外，欧姆定律对 也适用，但对气态导体(如日光灯管中的气体)和某些导电器件(如晶体管)并不适用. 二、导体的伏安特性曲线 用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的IU的关系图象叫做导体的_.如图伏安特性曲线直观地反映出导体中的电压与电流的关系. 金属导体的伏安特性曲线是一条过原点的直线，直线的斜率为金属导体的_.具有这种特性的电学元件叫做_，通常也叫纯电阻元件，欧姆定律适用于该类型电学元件.对欧姆定律不适用的导体和器件，伏安特性曲线不是直线，这种元件叫做_，通常也叫做非纯电阻元件. 三、对欧姆定律的理解 1.R是一个跟 有关的量，与导体两端电压U和通过的电流I无关。 2.I=中的I、U、R是同一时刻对同一导体或同一段 电源的电路而言的. 3.将欧姆定律变形得R=，是电阻的定义式，表明了一种量度和测量电阻的方法.R=适用于所有导体，无论是“线性电阻”还是“非线性电阻”. 4.“I=”与“I=”两者是 ，I=是电流的 ，只要导体中有电流，不管是什么导体在导电，都适用，而I=是欧姆定律的表达式，只适用于特定的电阻（线性电阻），不能将两者混淆. 【典题探究】 【例1】根据欧姆定律，下列说法中错误的是（ ）A.从关系式R=可知，对于一个确定的导体来说，如果通过的电流越大，则导体两端的电压也越大B.从关系式R=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=可知，导体中的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=可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过的电流的比值是一确定值 【例2】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?解法一：解法二：解法三： 【例3】某电流表的电阻约为0.1 ，它的量程是0.6 A，如将这个电流表直接连接到2 V的蓄电池的两极上，会产生什么后果？【合作探究】 图线比较内容IU图线(伏安特性曲线)UI图线坐标轴U是自变量，I是因变量I横坐标，U纵坐标斜率图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体电阻的倒数图线上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻线性元件图线的形状非线性元件图线的形状电阻随U的增大而 电阻随I的增强而 【典题探究】【例4】图所示的图象所对应的两个导体： (1)电阻关系R1R2为_； (2)若两个导体中的电流相等（不为零）时，电压之比U1U2为_； (3)若两个导体的电压相等（不为零）时，电流之比I1I2为_.【例5】如图所示，为导体a、b的U-I图线，由此判断（ ）A.导体a的电阻大于导体b的电阻B.导体a的电阻小于导体b的电阻C.若将两导体串联，导体a的发热功率大于导体b的发热功率D.若将两导体并联，导体a的发热功率大于导体b的发热功率【例6】如图所示，为某小灯泡的电流与其两端的电压关系图线，试分别计算出其电压为5 V、10 V时小灯泡的电阻，并说明电阻的变化规律.【实验探究】 如何测绘小灯泡的伏安特性曲线？ 实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线 一、实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线并分析其规律. 二、实验原理 根据欧姆定律，在纯电阻电路中，电阻两端的电压和通过电阻的电流呈线性关系，即U-I图线是一条过原点的直线.但是实际电路中由于各种因素的影响，U-I图线就可能不是直线.用伏安法分别测出灯泡两端电压及流过的电流便可绘出U-I图线，其原理图如图所示. 三、实验步骤 1.确定电流表、电压表的量程，为减小误差采用安培表外接法，按图所示的原理电路图连接好实验电路. 2.把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最小的位置，电路经检查无误后，闭合开关S. 3.改变滑动变阻器滑动片的位置，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，横轴表示电压，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. 四、特别注意1.本实验要作出I-U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压接法.2.由于小灯泡电阻较小，故应采用电流表外接法.3.开关闭合前变阻器滑片移到接入电路中的阻值最小处.4.开关闭合后，调节变阻器滑片的位置，使灯泡的电压逐渐增大，可在伏特表读数每增加一个定值时，读取一次电流值；调节滑片时应注意伏特表的示数不要超过小灯泡的额定电压.5.所画线为曲线的原因是金属的电阻率随温度升高而变大. 【典题探究】 【例7】测绘小灯泡的伏安特性曲线时：(1)实验器材： 小灯泡、 、电流表、 、学生电源(或电池组)、开关、导线、坐标纸、铅笔等。(2)画出实验电路图 (3)实验操作：按如图所示连接好电路，开关闭合前，将滑动变阻器滑片滑至R的最 端。闭合开关，向右移动变阻器的滑片到不同位置，并分别记下 、 的示数。U/V I/A 依据实验数据作出小灯泡的I­U图线，用纵轴表示 ，用横轴表示 【例8】：有一灯泡上标有“6 V 0.1 A”的字样，现要测量该灯泡的伏安特性曲线，有下列器材供选用： A.电压表(05 V，内阻2.0 k) B.电压表(010 V，内阻3.0 k) C.电流表(00.3 A，内阻3.0 ) D.电流表(06 A，内阻1.5 ) E.滑动变阻器(30 ，2 A) F.滑动变阻器(100 ，0.5 A) G.学生电源(直流9 V)及开关、导线等(1)实验中所用的电压表应选_，电流表应选_，滑动变阻器应选_.(2)画出实验电路图，要求电压从0 V开始测量. 【课堂检测】 1关于电流和电阻，下列说法中正确的是() A电流的方向与导体中电荷的定向移动方向相同 B金属导体温度升高时，由于自由电子的热运动加速，所以电流增大 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 2为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图所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UI图像应是图中的( ) 3某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，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5 V电压时，导体的电阻约是5 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 4.如图所示的电路，电压表的示数为2 V，电流表的示数为1 A，电路中的电源电压为5 V，则R2的电阻为多少？ 层次一1根据欧姆定律，下列判断正确的是()A导体两端的电压越大，导体的电阻越大B加在气体两端的电压与通过的电流的比值是一个常数C电流经过电阻时，沿电流方向电势要降低D电解液短时间内导电的UI图线是一条直线2由欧姆定律I导出UIR和R，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，其电压就越大3.一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电荷量q随时间变化的图像如图所示，此图像的斜率可表示为()AUBR C. D.4一个标有“220 V60 W”的白炽灯泡，加上的电压由零逐渐增大到200 V，在此过程中，电压U和电流I的关系可用图3所示的图线表示，给出的四个图线中肯定不符合实际的是5.小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是()A随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B对应P点，小灯泡的电阻为RC对应P点，小灯泡的电阻为RD对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积6已知用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍，加在A上的电压是加在B上的电压的一半，那么通过A和B的电流IA和IB的关系是() AIA2IB BIA CIAIB DIA7小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大。加在灯泡两端的电压较小时，通过灯泡的电流也较小，灯丝的温度较低。加在灯泡两端的电压较大时，通过灯泡的电流也较大，灯丝的温度较高。已知一只灯泡两端的电压为1 V时，通过灯泡的电流为0.5 A；灯泡两端的电压为3 V时，通过灯泡的电流是1 A；则当灯泡两端电压为2 V时，通过灯泡的电流可能是() A0.5 A B0.6 A C0.8 A D1 A8如图所示，图像中的两条直线对应两个导体A、B，求：(1)两个导体的电阻之比。(2)两个导体电流相等时，两端的电压之比。(3)两个导体电压相等时，通过导体的电流之比。 层次二 9某同学研究加在标有“3.8 V，0.3 A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流的关系，得到如下所示的数据。序号123456U/V00.100.200.400.601.00I/A00.0500.1000.1240.1400.160序号789101112U/V1.602.202.603.003.403.80I/A0.2000.2300.2580.2740.2900.310根据以上这些数据完成下列问题：(1)描绘出小灯泡的UI曲线。(2)比较U11.0 V和U23.0 V时小灯泡的电阻大小，并说明其原因。(3)小灯泡两端的电压从零到额定电压变化时，小灯泡的最大电阻是多少？最大电功率是多少？10