吉林省伊通满族自治县高中物理第二章恒定电流2.3欧姆定律课件新人教版选修3_1.ppt

欧姆定律实实验验电电路路分压电路：分压电路：(控制电路控制电路)可以提供从零开始连续变化的电压可以提供从零开始连续变化的电压ESRAAV测量电路测量电路:测导体测导体B的电流、的电流、电压电压 一、电阻1、定义 导体两端的电压与通过导体的电流大导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。小的比值。2、定义式3、单位4、物理意义兆欧（兆欧（M M）千欧（千欧（k k ）国际单位制中国际单位制中 欧姆（欧姆（）反映了导体对电流的阻碍作用反映了导体对电流的阻碍作用二、欧姆定律1、内容2、表达式3、适用条件导体中的电流导体中的电流I I跟导体两端的电压跟导体两端的电压U U成正成正比，跟导体的电阻成反比比，跟导体的电阻成反比 金属导电和电解液导电金属导电和电解液导电三、导体的伏安特性曲线1 1伏伏安安特特性性曲曲线线：导导体体中中的的电电流流I I随随导导体体两两端端的的电电压压U U变变化化的的图图线线，叫叫做做导导体的伏安特性曲线体的伏安特性曲线思考：思考：如何根据导体的伏如何根据导体的伏 安特性曲线求导体电阻安特性曲线求导体电阻三、导体的伏安特性曲线 2 2线性元件和非线性元件线性元件和非线性元件 符符合合欧欧姆姆定定律律的的导导体体的的伏伏安安特特性性曲曲线线是是一一条条通通过过坐坐标标原原点点的的直直线线，具具有有这这种种伏伏安安特特性性的的电电学学元件叫做元件叫做线性元件线性元件；不不符符合合欧欧姆姆定定律律的的导导体体和和器器件件，电电流流和和电电压压不不成成正正比比，伏伏安安特特性性曲曲线线不不是是直直线线，这这种种电电学学元元件叫做件叫做非线性元件非线性元件课课堂堂练练习习C.从从 可知，导体两端的电压为零时，可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零导体的电阻也为零1、对于欧姆定律，理解正确的是（、对于欧姆定律，理解正确的是（）A.从从 可知，导体中的电流跟它两端的电可知，导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比压成正比，跟它的电阻成反比B.从从 可知，导体的电阻跟导体两端可知，导体的电阻跟导体两端 的的电压成正比，跟导体中的电流成反比电压成正比，跟导体中的电流成反比D.从从 可知，导体两端的电压随电阻可知，导体两端的电压随电阻 的增大而增大的增大而增大A2、某电流表可测量的最大电流是、某电流表可测量的最大电流是10mA，已知一个电阻两端的电压是，已知一个电阻两端的电压是8V时，通时，通过的电流是过的电流是2mA，如果给这个电阻加上，如果给这个电阻加上50V的电压，能否用该电流表测量通过这的电压，能否用该电流表测量通过这个电阻的电流个电阻的电流?OIUabcdRaRb=RcRd3、某同学对四个电阻各进行了一次测量、某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两把每个电阻两端的电压和通过它的电流在端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点坐标系中描点,得到了图得到了图中中a、b、c、d四个点四个点.请比较这四个电阻值的大小请比较这四个电阻值的大小.测绘小灯泡的伏安特性曲线实实验验目目的的1.描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律2.掌握伏安法测电阻的电路设计。掌握伏安法测电阻的电路设计。3.理解灯泡的伏安特性曲线为什么不是过原点的一条直线理解灯泡的伏安特性曲线为什么不是过原点的一条直线实实验验原原理理1.实验电路实验电路(如图所示如图所示)：电流：电流表采用外接表采用外接(小灯泡电阻很小小灯泡电阻很小)，滑动变阻器采用分压式滑动变阻器采用分压式(使电压能从零开始连续变化使电压能从零开始连续变化)2.实实验验原原理理：用用电电压压表表和和电电流流表表可可以以分分别别测测出出多多组组小小灯灯泡泡的的电电压压和和电电流流值值，在在坐坐标标纸纸的的IU坐坐标标系系中中描描出各个点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来出各个点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来实实验验器器材材学学生生电电源源(4(46 6 V V直直流流)，小小灯灯泡泡(“4 4 V V 0.7 0.7 A A”或或“3.8 3.8 V V 0.3 0.3 A A”)，电电流流表表(内内阻阻较较小小)，电电压压表表(内内阻很大阻很大)，滑动变阻器，开关和导线，滑动变阻器，开关和导线实实验验步步骤骤1.1.连连接接电电路路：确确定定电电流流表表、电电压压表表的的量量程程，按按实实验验电电路路图图连连好好电电路路(注注意意开开关关应应断断开开，滑滑动动变变阻阻器器与与灯灯泡泡并联部分电阻为零并联部分电阻为零)2.2.测测量量数数据据：闭闭合合开开关关S S，调调节节滑滑动动变变阻阻器器，使使电电流流表表、电电压压表表有有较较小小但但明明显显的的示示数数，记记录录一一组组电电压压U U和和电电流流I I值值3.重复测量：用同样的方法测量并记录重复测量：用同样的方法测量并记录12组组U值和值和I值值.次数次数123456789101112电压电压U/V电电流流I/A4.整理器材：断开开关整理器材：断开开关S，整理好器材，整理好器材5.描描绘绘曲曲线线：在在坐坐标标纸纸上上，以以U为为横横坐坐标标、I为为纵纵坐坐标标建建立立直直角角坐坐标标系系，并并根根据据表表中中数数据据描描点点，先先观观察察所所描描点点的的走向，再用走向，再用平滑曲线平滑曲线连接各点得到连接各点得到IU图线图线注注意意事事项项1.1.本本实实验验中中被被测测小小灯灯泡泡灯灯丝丝的的电电阻阻值值较较小小，因因此此测测量电路必须采用量电路必须采用电流表外接法电流表外接法2.2.本本实实验验要要作作出出I IU U图图线线，要要求求测测出出一一组组包包括括零零在在内内的的电电流流、电电压压值值，故故控控制制电电路路必必须须采采用用分分压压式式接接法法3.3.为为保保护护元元件件不不被被烧烧毁毁，开开关关闭闭合合前前变变阻阻器器滑滑片片应应位于图中的左端位于图中的左端(使小灯泡两端初始电压为零使小灯泡两端初始电压为零)4.4.加在小灯泡两端的电压加在小灯泡两端的电压不要超过其额定电压不要超过其额定电压5.5.连连图图线线时时曲曲线线要要平平滑滑，不不在在图图线线上上的的数数据据点点应应均均匀分布在图线两侧，绝对不要出现折线匀分布在图线两侧，绝对不要出现折线误误差差分分析析1.1.由由于于电电压压表表不不是是理理想想电电表表，内内阻阻并并非非无无穷穷大大，对对电电路路的影响会带来误差，电流表外接，则电流表示数偏大的影响会带来误差，电流表外接，则电流表示数偏大2.2.测量时读数带来误差测量时读数带来误差3.3.在坐标纸上描点、作图时带来误差在坐标纸上描点、作图时带来误差小灯泡的伏安特性曲线温度升高灯泡的电阻逐渐变大四、伏安法测电阻用电压表测出电阻两端的电压用电压表测出电阻两端的电压U U，用电流表测出通过电阻的电流用电流表测出通过电阻的电流I I，利用，利用部分电路欧姆定律部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻可以算出电阻的阻值值R R伏安法伏安法 四、伏安法测电阻伏伏安安法法测测电电阻阻的的两两种种电电路路 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱外外侧，通常叫侧，通常叫“外接法外接法”电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱内内侧，通常叫侧，通常叫“内接法内接法”AVRAVR 因为电流表、电压表分别有分压、分流作用因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻因此两种方法测量电阻都有误差都有误差四、伏安法测电阻伏伏安安法法测测电电阻阻的的误误差差分分析析电流表外接法电流表外接法 电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻测量值偏小，适于测量小阻值电阻 .说明：说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小所以该电路差越小所以该电路适合测量小电阻适合测量小电阻，即，即四、伏安法测电阻伏伏安安法法测测电电阻阻电电路路选选择择当当时，选用电流表内接法时，选用电流表内接法时，选用电流表外接法时，选用电流表外接法当当、直接比较法：当、直接比较法：当xv时，采用时，采用外接法外接法当当xA时，采用时，采用内接法内接法、比值法、比值法四、伏安法测电阻伏伏安安法法测测电电阻阻电电路路选选择择、实验试探法：、实验试探法：若伏特表示数有明显变化，即宜外接若伏特表示数有明显变化，即宜外接若安培表示数有明显变化，即宜内接若安培表示数有明显变化，即宜内接四、伏安法测电阻电电路路选选择择及及误误差差分分析析总总结结“大内偏大，小外偏小大内偏大，小外偏小”伏安法测电阻典型习题1用伏安法测电阻时，电流表外接电路与电流表内接电路的误差来源是 A外接电路由于电压表内阻的分流，使得电阻的测量值小于真实值B外接电路由于电压表内阻的分流，使得电阻的测量值大于真实值C内接电路由于电流表内阻的分压，使得电阻的测量值小于真实值D内接电路由于电流表内阻的分压，使得电阻的测量值大于真实值AD 伏安法测电阻典型习题2用伏安法测电阻时，待测电阻大约是10欧，电流表的内阻是1欧，电压表的内阻是5千欧，则：（）A.用电流表外接法，此时测量值比真实值大 B.用电流表外接法，此时测量值比真实值小C.用电流表内接法，此时测量值比真实值大 D.用电流表内接法，此时测量值比真实值小B 伏安法测电阻典型习题3用伏安法测灯泡的电阻时，若将电流表和电压表的位置接成如图所示的电路，可能出现的情况是：A 电流表烧坏 B.电压表烧坏。C 灯泡不亮 D.电压表的示数接近220伏CD 伏安法测电阻典型习题4如下图所示，用伏安法测电阻R的阻值时，下列说法正确的是（）A十分认真地进行测量，测量所得R值一定仍比真实值大B只要认真进行测量次数足够多，那么测量所得R的平均值就会非常接近真实值C设安培表内阻为RA，那么认真测量所得R值一定比真实值大RAD认真测量所得R值一定比真实值小AC 伏安法测电阻典型习题5用伏安法测未知电阻Rx时，若不知Rx的大约数值，为了选择正确的电流表接法以减小误差，可将仪器如图所示接好，只空出一个电压表的一个接头K，然后将K分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，则A若电流表示数有显著变化，K应按aB若电流表示数有显著变化，K应按bC若电压表示数有显著变化，K应按aD若电压表示数有显著变化，K应按bBC 滑动变阻器两种接法：限限流流和和分分压压电电路路的的选选取取1.1.限流式限流式 UsRABPRx图中变阻器起限流作用，求图中变阻器起限流作用，求待测电阻待测电阻R Rx x的电压可调范围的电压可调范围限流式电路的特点限流式电路的特点:1.1.电压不能从零开始调节电压不能从零开始调节,调节范围较小调节范围较小.但电路结构较为简单但电路结构较为简单.2.2.电能损耗较小电能损耗较小.限限流流和和分分压压电电路路的的选选取取2.2.分压式分压式 图中变阻器起分压作用，求图中变阻器起分压作用，求待测电阻待测电阻R Rx x的电压可调范围的电压可调范围分压式电路的特点分压式电路的特点:1.1.电压可以从零开始调节到电源电压电压可以从零开始调节到电源电压,调节范调节范围较大围较大.但电路结构较为复杂但电路结构较为复杂.2.2.电能损耗较大电能损耗较大.UsPRxRAB限流式限流式 分压式分压式 可调范围可调范围变阻器变阻器电能损耗电能损耗较大阻值较大阻值较小阻值较小阻值较小较小较大较大限流电路和分压电路选择限流电路和分压电路选择(1)若实验中要求电压调节从0开始连续可调，能够测出多组数据，则必须采用分压式电路。(2)要求电器的电压或电流变化范围大，负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻，须用分压式电路。(3)限流式适合测量阻值小的电阻（跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小）。分压式适合测量阻值较大的电阻（一般比滑动变阻器的总电阻要大）。（4）若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即滑动变阻器阻值调至最大时，待测电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选择分压式。(5)当电路对限流和分压没有明确要求时，采用限流接法比分压接法节能滑动滑动变阻变阻器的器的选择选择分压时选小的；限流时选大的。分压时选小的；限流时选大的。关于滑动变阻器在闭合开关前关于滑动变阻器在闭合开关前p的位置的位置分压打到最小；限流打到最大值分压打到最小；限流打到最大值题型一：电流表内外接、限流和分压接法的题型一：电流表内外接、限流和分压接法的选择、实物连接选择、实物连接 (1)待测电阻待测电阻 (约约100)(2)直流毫安表直流毫安表(量程量程10mA，内阻，内阻50)(3)直流电压表直流电压表(量程量程3V，内阻，内阻5k)(4)直流电源直流电源(输出电压输出电压4V，内阻可不计，内阻可不计)(5)滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围15，允许最大电流，允许最大电流1 A)(6)开关一个，导线若干开关一个，导线若干根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线 图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：规格如下：要点：要点：1 1、电流表内外接的选择：、电流表内外接的选择：2 2、限流接法和分压接法的选择：、限流接法和分压接法的选择：3 3、连接实物图：、连接实物图：题型二：电压表和电流表量程的选择、滑动题型二：电压表和电流表量程的选择、滑动变阻器的选择和连接、分压和限流电路的选变阻器的选择和连接、分压和限流电路的选择择有一待测电阻有一待测电阻RxRx，阻值约为，阻值约为55，允许最大功率为，允许最大功率为1.25W1.25W，现欲比较精确，现欲比较精确的测定其阻值。除待测电阻外，备用器材及规格如下：的测定其阻值。除待测电阻外，备用器材及规格如下：电压表（电压表（0 03V3V15V15V）3V3V量程内阻约为量程内阻约为3k3k；15V15V量程内阻为量程内阻为15 15 kk；电流表（电流表（0 00.6A0.6A3A3A）0.6A0.6A量程内阻为量程内阻为11；3A3A量程内阻为量程内阻为0.250.25；滑动变阻器（滑动变阻器（2020，1A1A）；）；滑动变阻器（滑动变阻器（2k2k，1.5A1.5A）；）；蓄电池组（蓄电池组（6V6V，内阻不计）；，内阻不计）；电键、导线。电键、导线。要求待测电阻要求待测电阻RxRx中电流中电流从零开始连续可调从零开始连续可调