人教版高中物理教案-欧姆定律.pdf

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1、3 3歐姆定律歐姆定律學 習 目 標知 識 脈 絡1.瞭解電阻的定義式及電阻的意義(重點)2理解歐姆定律(重點)3瞭解導體的伏安特性曲線(難點)歐 姆 定 律先填空1實驗探究(1)實驗目的：研究導體的電流與導體兩端的電壓、導體的電阻的關係(2)實驗電路：圖 2-3-1(3)資料處理：用表格記錄多組不同的電壓、電流值，作出 U-I 圖像(4)實驗結論：同一導體的 U-I 圖像是一條過原點的直線不同導體的 U-I 圖像的傾斜程度不同(5)實驗分析電阻：定義：導體兩端的電壓與通過導體電流的比值叫作電阻，即 RU/I.意義：反映導體對電流的阻礙作用單位：歐姆()、千歐(k)、兆歐(M)1 k103；1

2、 M106.2歐姆定律(1)內容：導體中的電流跟導體兩端的電壓 U 成正比，跟導體的電阻 R 成反比U(2)公式：IR.(3)適用條件：適用於金屬導電和電解質溶液導電對氣態導體和半導體元件不適用再判断1導體兩端的電壓越大，導體電阻越大()2導體的電阻與流過導體的電流成反比()3歐姆定律適用於白熾燈，不適用於日光燈管()后思考一台電動機接在電路中，正常工作時能用歐姆定律嗎？【提示】不能歐姆定律適用於金屬導體、電解液等導體，對於含電動機的電路、含蓄電池的電路等歐姆定律是不適用的合作探讨現有兩個導體 A 和 B，利用如圖 2-3-2 所示的電路分別測量 A 和 B 的電壓和電流，測得的實驗資料見下表

3、導體 AU/VI/A002.00.204.00.416.00.608.00.79導體 BI/A00.130.260.400.53圖 2-3-2探討 1：對導體 A 或導體 B 來說，電流 I 與它兩端電壓 U 的關係怎樣？【提示】正比探討 2：對導體 A 和導體 B 來說，電壓 U 相同時，哪個導體中的電流 I 大些？哪個導體對電流的阻礙作用大些？【提示】導體 A導體 B.核心点击1歐姆定律的適用情況歐姆定律僅適用於純電阻(將電能全部轉化為內能)電路 非純電阻(電能的一部分轉為內能)電路不適用2歐姆定律的兩性U(1)同體性：運算式 IR中的三個物理量 U、I、R 對應於同一段電路或導體(2)同

4、時性：三個物理量 U、I、R 對應於同一時刻UU3公式 IR和 RI的比較比較項目UIR歐姆定律的表達形式I 與 U 成正比，與 R成反比URI電阻的定義式R 是導體本身的性質，不隨U、I 的改變而改變意義前後物理量的關係適用條件適用於金屬導體、電 適用於計算一切導體的電解液等阻1(多選)根據歐姆定律，下列說法中正確的是()A由關係式UIR 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由關係式 RU/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由關係式 IU/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由關係式 RU/I 可知，

5、對一個確定的導體來說，所加的電壓跟通過導體的電流的比值是一定值【解析】UIR 和 IU/R 的意義不同，可以說 I 由 U 和 R 共同決定，但不能說 U 由 I 和 R 共同決定，因為電流產生的條件是導體兩端存在電勢差，A錯誤，C 正確；可以利用RU/I 計算導體的電阻，但R 與 U 和 I 無關，B 錯誤，D 正確【答案】CD32若加在某導體兩端的電壓為原來的5時，導體中的電流減少了 0.4 A如果所加電壓變為原來的 2 倍，則導體中的電流多大？【導學號：34522022】【解析】設原來的電壓為 U0，電流為 I0，導體的電阻為 R，則35U0U0由歐姆定律得 RII00.4 A0解得 I

6、01.0 AU02U0電壓變為 2 倍後，RII0所以 I2I02.0 A.【答案】2.0 AUU對公式 IR和 RI的兩點提醒UU(1)歐姆定律的運算式是 IR，而公式RI應該理解成電阻的比值定義式，比值定義的魅力就在於被定義的物理量與比值中的那兩個物理量無關U(2)RI告訴了我們一種測量導體電阻的方法，即伏安法U(3)對於定值電阻，由於 U-I 成正比，故 RI.導 體 的 伏安 特 性 曲 線先填空1伏安特性曲線(1)概念：用縱坐標表示電流 I，橫坐標表示電壓 U 的 I-U 圖像(2)形狀過原點的直線，對應元件叫線性元件；過原點的曲線，對應元件叫非線性元件(3)意義：能形象直觀的反映出

7、導體電阻的變化規律2測繪小燈泡的伏安特性曲線(1)實驗器材：小燈泡、電壓表、電流錶、滑動變阻器、學生電源(或電池組)、開關、導線、座標紙、鉛筆等(2)實驗電路如圖 2-3-3 所示圖 2-3-33實驗操作(1)按如圖 2-3-3 所示連接好電路，開關閉合前，將變阻器滑片滑至R 的最左端(2)閉合開關，右移滑片到不同位置，並分別記下電壓表、電流錶的示數(3)依據實驗資料作出小燈泡的 I-U 圖線再判断1凡導電的物體，伏安特性曲線一定是直線()2對於線性元件，伏安特性曲線的斜率越大，電阻越大()3若伏安特性曲線為曲線，說明該導體的電阻隨導體兩端電壓的變化而變化()后思考某同學用正確的方法描繪出了某

8、種半導體元件的伏安特性曲線如圖 2-3-4 所示，這種元件是線性元件嗎？該元件的電阻隨 U 的增大是如何變化的？圖 2-3-4【提示】因其 I-U 圖像為曲線，所以它是非線性元件隨著電壓的增大，半導體元件的溫度升高，圖線的斜率逐漸增大，又因為斜率的物理意義反映了電阻的倒數的變化規律，所以半導體元件的電阻隨溫度的升高而減小合作探讨如圖 2-3-5 所示為電學元件中的電流與導體兩端電壓之間的關係圖像圖 2-3-5探討 1：圖甲和圖乙中的圖線所描述的電流和電壓關係有何區別？【提示】圖甲中的電流和電壓之間為非線性關係，圖乙中的電流和電壓之間為線性關係，電流與電壓成正比探討 2：圖乙中的圖線 A 和 B

9、 所對應的元件的電阻哪個大些？【提示】圖線 B.核心点击1對導體的伏安特性曲線的三點理解(1)I-U 圖線不同於 U-I 圖線，I-U 圖線為導體的伏安特性曲線，加在導體兩端的電壓 U 是引數，I 是因變數(2)對 I-U 圖像或 U-I 圖像進行分析比較時，要先仔細辨認縱軸與橫軸各代表什麼，以及由此對應的圖像上任意一點與座標原點連線的斜率的具體意義，如圖2-3-6 甲中，R2R1.圖 2-3-6UP(3)I-U 圖線是曲線時：導體電阻 RPI，即電阻等於圖線上點(UP，IP)與座P標原點連線的斜率的倒數，而不等於該點切線斜率的倒數，如圖 2-3-7 所示圖 2-3-72滑動變阻器的兩種接法(

10、1)兩種接法及對比兩種接法限流接法分壓接法電路圖(圖中 R 為負載電阻，R0為滑動變阻器)滑動觸頭在最左端，閉合電鍵前滑片位置即保證滑動變阻器接滑動觸頭在最左端，即開始時 R 上分得的電入電路中的阻值最大壓為零負載兩端的電壓調節範圍通過負載的電流調節範圍RUUR0R0UUURR0RU0R接線情況(2)方法選擇用到滑動變阻器一上一下兩個接線柱用到滑動變阻器兩下一上三個接線柱通常滑動變阻器以限流式為主，但遇到下述三種情況時必須採用分壓式當待測電阻遠大於滑動變阻器的最大電阻，且實驗要求的電壓變化範圍較大(或要求測量多組資料)時，必須選用分壓接法若採用限流接法，電路中實際電壓(或電流)的最小值仍超過負

11、載電阻或電錶的額定值時，只能採用分壓接法要求回路中某部分電路的電流或電壓實現從零開始連續調節時(如測定導體的伏安特性，校對改裝後的電錶等)，即大範圍內測量時，必須採用分壓接法3.某導體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖 2-3-8 所示，則下列說法中正確的是()圖 2-3-8A加 5 V 電壓時，導體的電阻是 5 B加 12 V 電壓時，導體的電阻約是 1.4 C由圖可知，隨著電壓的增大，導體的電阻先減小後不變D由圖可知，隨著電壓的減小，導體的電阻不斷增大【解析】對某些導電器材，其伏安特性曲線不是直線，但曲線上某一點的UU值仍表示該點所對應的電阻值本題中給出的導體在加 5 V 電壓時，II值為 5

12、UU，所以此時電阻為 5；加 12 V 電壓時，I值為 8，當電壓增大時，I值增大，即電阻增大，故選項 A 正確【答案】A4有一個小燈泡上標有“4 V2 W”的字樣，現在要用伏安法描繪這個燈泡的 I-U 圖線現有下列器材供選擇：A電壓表(05 V，內阻 10 k)B電壓表(015 V，內阻 20 k)C電流錶(03 A，內阻 1)D電流錶(00.6 A，內阻 0.4)E滑動變阻器(10，2 A)F滑動變阻器(500，1 A)G學生電源(直流 6 V)、開關、導線若干(1)實驗時，選用圖 2-3-9 甲而不選用圖乙的電路圖來完成實驗，請說明理由：_.圖 2-3-9(2)實驗中所用電壓表應選用 _

13、，電流錶應選用_，滑動變阻器應選用_(用序號字母表示)(3)把圖 2-3-10 中所示的實驗器材用實線連接成實物電路圖【導學號：34522023】圖 2-3-10【解析】因實驗目的是要描繪小燈泡的伏安特性曲線，需要多次改變小燈泡兩端的電壓，故採用甲圖所示的分壓式電路合適，這樣電壓可以從零開始調節，且能方便地測多組資料因小燈泡額定電壓為4 V，則電壓表選05 V 的 A而捨棄 015 V 的 B，因 15 V 的量程太大，讀數誤差大小燈泡的額定電流 I0.5 A，則電流錶只能選 D.滑動變阻器 F 的最大阻值遠大於小燈泡內阻 8，調節不方便，電壓變化與滑動變阻器使用部分的長度線性關係差，故舍去小燈810103泡內阻為電流錶內阻的0.420 倍，電壓表內阻是小燈泡的81 250 倍，故電流錶採用了外接法【答案】(1)描繪小燈泡的 I-U 圖線所測資料需從零開始，並要多取幾組資料(2)ADE(3)如圖所示測繪小燈泡的伏安特性曲線問題的三點注意(1)根據題目要求明確變阻器採用分壓接法還是限流接法，測量電路採用電流錶外接法12(2)選擇電錶量程時，在不超過電錶量程的前提下，指針儘量偏轉3至3量程之間(3)電流錶、電壓表連線時，注意電流從正接線柱流入，從負接線柱流出