2.3欧姆定律课件(人教选修3-1).ppt
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1、Unit2恒定电流恒定电流 导体中产生电流的条件是什么导体中产生电流的条件是什么?既然导体两端有电压,导体中才?既然导体两端有电压,导体中才有电流,那么导体中的电流跟导体有电流,那么导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢?两端的电压有什么关系呢?情境引入:情境引入:控制电路:可以提供从零开始可以提供从零开始连续变连续变化的化的电压电压ESRBAV实验探究导体中的电流跟导体两端电压的关系实验探究导体中的电流跟导体两端电压的关系一、连接电路一、连接电路:测量电路:测测量量电电阻的阻的电电流流和和电压电压方法(方法(1)直接)直接观观察(察(2)图图像法像法IUOBA 0.10.1I/U0.2电压
2、(电压(V)电流(电流(A)电流(电流(A)B导体导体 A二、数据处理二、数据处理:2.500.250.252.000.200.201.500.150.151.000.100.100.500.050.050.400.300.200.10 0.50实验探究导体中的电流跟导体两端电压的关系实验探究导体中的电流跟导体两端电压的关系结论结论:对对同一同一导导体,体,导导体中体中的的电电流跟流跟导导体两端的体两端的电压电压成成正比。正比。I-UI-U图像是过原点的直线。图像是过原点的直线。图像是过原点的直线。图像是过原点的直线。三、确定常数三、确定常数k:实验探究导体中的电流跟导体两端电压的关系实验探究
3、导体中的电流跟导体两端电压的关系 对于同一导体,电流与电压之比是一个常数,与对于同一导体,电流与电压之比是一个常数,与对于同一导体,电流与电压之比是一个常数,与对于同一导体,电流与电压之比是一个常数,与电流、电压无关。不同的导体比值不同。电流、电压无关。不同的导体比值不同。电流、电压无关。不同的导体比值不同。电流、电压无关。不同的导体比值不同。在电压相同的情况下,在电压相同的情况下,在电压相同的情况下,在电压相同的情况下,k k k k越大越大越大越大的导体电流越大。说的导体电流越大。说的导体电流越大。说的导体电流越大。说明明明明导体对电流的阻碍作用越弱导体对电流的阻碍作用越弱导体对电流的阻碍
4、作用越弱导体对电流的阻碍作用越弱。1.为为什么什么说说常数常数k反映了反映了导导体本身的性体本身的性质质?2.常数常数 k反映了反映了导导体的什么性体的什么性质质?0.10.1I/U0.2电压(电压(V)电流(电流(A)电流(电流(A)B导体导体 A2.500.250.252.000.200.201.500.150.151.000.100.100.500.050.050.400.300.200.10 0.503.用常数用常数k反映了反映了导导体体对电对电流的阻碍作用方便流的阻碍作用方便吗吗?0.10.1I/U0.2电压(电压(V)电流(电流(A)电流(电流(A)B导体导体 A2.500.250
5、.252.000.200.201.500.150.151.000.100.100.500.050.050.400.300.200.10 0.50实验探究导体中的电流跟导体两端电压的关系实验探究导体中的电流跟导体两端电压的关系三、确定常数三、确定常数k:4.怎怎样样改改进进才能方便地反映才能方便地反映导导体体对电对电流的阻碍作用?流的阻碍作用?用用用用1/k1/k1/k1/k即用即用即用即用U/IU/IU/IU/I比值反映导体对电流的阻碍作用强比值反映导体对电流的阻碍作用强比值反映导体对电流的阻碍作用强比值反映导体对电流的阻碍作用强弱比较方便。弱比较方便。弱比较方便。弱比较方便。怎样学好电阻这个
6、物理量?怎样学好电阻这个物理量?2、度量方式:、度量方式:4、矢量标量:、矢量标量:标量标量3、决定因素:、决定因素:导体本身的性质决定。导体本身的性质决定。1、引入目的、引入目的:反映了导体对电流的阻碍作用的大小。反映了导体对电流的阻碍作用的大小。5、单位换算:、单位换算:6、测量方法:、测量方法:伏安法等。伏安法等。比值法。度量式。比值法。度量式。比值法。度量式。比值法。度量式。R R R R与与与与U U U U、I I I I无关。无关。无关。无关。适用于柱形适用于柱形适用于柱形适用于柱形金属导体和金属导体和金属导体和金属导体和电解液。电解液。电解液。电解液。(SI)1=1V/A 1M
7、 =103 k=106 实验探究导体中的电流跟导体两端电压的关系实验探究导体中的电流跟导体两端电压的关系 0.10.1I/U0.2电压(电压(V)电流(电流(A)电流(电流(A)B导体导体 A2.500.250.252.000.200.201.500.150.151.000.100.100.500.050.050.400.300.200.10 0.50 结论:结论:导体中的电流导体中的电流I 跟跟导体两端的导体两端的电压电压U成成正正比比,跟导体的,跟导体的电阻电阻R成成反反比比 -欧姆定律欧姆定律欧姆定律欧姆定律怎样学好欧姆定律?怎样学好欧姆定律?2、理论和实验依据:、理论和实验依据:3、三
8、种表述:、三种表述:1、研究内容、研究内容:4、适用条件:、适用条件:金属导电和电解液导电。金属导电和电解液导电。欧姆最早通过实验证明。欧姆最早通过实验证明。(1)文字表述。导体中的文字表述。导体中的电流电流I 跟导体两端的跟导体两端的电压电压U成成正比正比,跟导体的跟导体的电阻电阻R成成反比反比(2)公式表述。公式表述。或或(3)图像表述。图像表述。IUOR R R R一定一定一定一定IR-1OU U U U一定一定一定一定导体中的电流跟哪些因素有关系。导体中的电流跟哪些因素有关系。IUOBAIUOBAI-UI-U图线图线图线图线U-IU-I图线图线图线图线画出导体中的电流随电压变化的曲线。
9、画出导体中的电流随电压变化的曲线。两个两个图线图线斜率的物理意斜率的物理意义义是什么?是什么?0.10.1I/U0.2电压(电压(V)电流(电流(A)电流(电流(A)B导体导体 A2.500.250.252.000.200.201.500.150.151.000.100.100.500.050.050.400.300.200.10 0.50 I-UI-UI-UI-U图像的斜率表示导体电阻的倒数,图像的斜率表示导体电阻的倒数,图像的斜率表示导体电阻的倒数,图像的斜率表示导体电阻的倒数,U-IU-IU-IU-I图像的图像的图像的图像的斜率表示导体的电阻。斜率表示导体的电阻。斜率表示导体的电阻。斜率
10、表示导体的电阻。1什么叫导体的伏安特性曲线?什么叫导体的伏安特性曲线?导体的伏安特性曲线导体的伏安特性曲线UIOA2.两组同学采用分压电路分别画定值电阻和小灯泡的两组同学采用分压电路分别画定值电阻和小灯泡的伏安特性曲线。对比两个图像的异同,并确定出在这伏安特性曲线。对比两个图像的异同,并确定出在这两个图像中如何求电阻?图线斜率的物理意义是什么两个图像中如何求电阻?图线斜率的物理意义是什么?UIOB 导体中的电流导体中的电流导体中的电流导体中的电流I I I I随导体两端的电压随导体两端的电压随导体两端的电压随导体两端的电压U U U U变化的图线。变化的图线。变化的图线。变化的图线。U-IU-
11、IU-IU-I图图图图像和像和像和像和I-UI-UI-UI-U图像都叫做导体的伏安特性曲线。图像都叫做导体的伏安特性曲线。图像都叫做导体的伏安特性曲线。图像都叫做导体的伏安特性曲线。导体导体导体导体A A A A的伏安特性曲线为直线,斜率表示导体的电阻,电阻的伏安特性曲线为直线,斜率表示导体的电阻,电阻的伏安特性曲线为直线,斜率表示导体的电阻,电阻的伏安特性曲线为直线,斜率表示导体的电阻,电阻在研究过程中保持不变;导体在研究过程中保持不变;导体在研究过程中保持不变;导体在研究过程中保持不变;导体B B B B的伏安特性曲线为曲线,过原点的伏安特性曲线为曲线,过原点的伏安特性曲线为曲线,过原点的
12、伏安特性曲线为曲线,过原点的直线(割线)的斜率表示导体的电阻,电阻在研究过程中不断的直线(割线)的斜率表示导体的电阻,电阻在研究过程中不断的直线(割线)的斜率表示导体的电阻,电阻在研究过程中不断的直线(割线)的斜率表示导体的电阻,电阻在研究过程中不断变化。变化。变化。变化。I/AU/V02:如图是一个非线性元件的伏安特性曲线,如何求:如图是一个非线性元件的伏安特性曲线,如何求某电压下的电阻?某电压下的电阻?3:请分析说明电阻随电压如:请分析说明电阻随电压如何变化?何变化?3V 伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线的电学伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线的电学伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直
13、线的电学伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线的电学元件叫做线性元件;伏安特性曲线不是直线的电学元元件叫做线性元件;伏安特性曲线不是直线的电学元元件叫做线性元件;伏安特性曲线不是直线的电学元元件叫做线性元件;伏安特性曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件。件叫做非线性元件。件叫做非线性元件。件叫做非线性元件。线性元件和非线性元件线性元件和非线性元件1什么线性元件和非线性元件?什么线性元件和非线性元件?过原点的直线(割线)的过原点的直线(割线)的过原点的直线(割线)的过原点的直线(割线)的斜率表示导体的电阻的倒数。斜率表示导体的电阻的倒数。斜率表示导体的电阻的倒数。斜率表示导体的电阻的倒数。随电压升
14、高,导体的电阻随电压升高,导体的电阻随电压升高,导体的电阻随电压升高,导体的电阻单调增加。单调增加。单调增加。单调增加。0.410200-20-40-2-4-6U/VI/A0.8加正向电压时,加正向电压时,二极管电阻较小,二极管电阻较小,通过二极管的电通过二极管的电流较大;加反向流较大;加反向电压时,二极管电压时,二极管的电阻较大,通的电阻较大,通过二极管的电流过二极管的电流很小。很小。当反向电压很大当反向电压很大时,二极管击穿,时,二极管击穿,反向电流很大。反向电流很大。表明二极管具有表明二极管具有单向导电性:单向导电性:根据二极管的伏安特性曲线,说出通过二极根据二极管的伏安特性曲线,说出通
15、过二极管的电流与两端电压的关系管的电流与两端电压的关系例例1、若加在某导体两端的电压变为原来的3/5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,则导体中的电流多大?对欧姆定律理解的角度不同,求解的方法也不相同.本题可以有三种解法:解析:依题意和欧姆定律得:解答一:所以 I01.0 A又因为 所以 I2 2I0 2.0 A 解答二:由得 I01.0 A又所以画出导体的IU图像,如图所示,设原来导体两端的电压为U0时,导体中的电流强度为I0.解答三:当时,I=I0-0.4 A当U 2U0时,电流为I2由图知 所以 I01.0 AI22I02.0 A 2U0I/AI2U/VI0I0
16、-0.4U00.6U0题目说明:说明:(2)导体的电阻是导体自身的一种属性,与U、I无关,用此式讨论问题更简单明了。因而,(1)用IU图像结合比例式解题,显得更直观、简捷。物理意义更鲜明。一、电阻一、电阻导体两端的导体两端的电压电压与与通过导体的通过导体的电流电流的的比值比值.2、定义式:、定义式:1、定义:、定义:R反映导体对电流的阻碍作用反映导体对电流的阻碍作用.R只与导体本身性质有关只与导体本身性质有关.二、欧姆定律二、欧姆定律1、内容:、内容:导体中的电流导体中的电流I 跟跟导体两端的导体两端的电压电压U成成正正比比,跟导体的跟导体的电阻电阻R成成反反比比 2、决定式、决定式:适用适用
17、:线性电阻线性电阻.三、伏安特性曲线三、伏安特性曲线(I-U图线图线)斜率斜率=电阻的倒数电阻的倒数IUOBA三、实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线三、实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线 金属物质的电阻率随温度升高而增大,从而使得一段金属导体的电阻随温度变化发生相应的变化。对一只灯泡来说,不正常发光和正常发光时灯丝的电阻值可以相差几倍到几十倍。它的伏安特性曲线并不是一条直线,即灯丝的电阻是非线性的。本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡在某一电压变化范围内,其阻值变化,从而了解它的导电特性。(一)实验目的:通过实验来描绘小灯泡的伏安特性曲线,并分析曲线的变化规律(二)实验原理:小灯泡(3.8V
18、 0.3A)、电压表、电流表、2V6V学生电源、滑动变阻器、导线若干、电键等(三)实验器材:1、测量小灯泡伏安特性曲线的电路选择:由于小灯泡的电阻较小(10左右),为减小误差,可采用安培表外接法。若滑动变阻器采用限流接法(图1甲),即使把R的值调到最大,电路中还有一定的电流,因此实验绘出的伏安特性曲线缺少坐标原点附近的数据.控制电路的选用:因为作图需要多个点,要求小灯泡的电压变化范围较大(从零到接近额定电压),所以滑动变阻器采用分压接法,实验电路图如图1乙所示.图1LR甲SEAVELR乙SAV(四)实验电路图(四)实验电路图电路接好后合上电键前要检查滑动变阻器滑动触点的位置,使开始实验时,小灯
19、泡两端的电压为最小。电表量程选择的原则是:使测量值不超过量程的情况下,指针尽量偏转至3/4量程处。2、实物接线图、实物接线图(1)先连好电源、电键、滑动变阻器所组成的串联电路(滑动变阻接下面两个接线柱)在连接电路时接线的顺序为“先串后并”:(2)将小灯泡、电流表串联好,再接到滑动变阻器的两个接线柱上(一上一下)(3)最后将伏特表并接在小灯泡的两端。ELRSAV(4)注意滑动变阻器的滑动触头实验初应在使小灯泡短路的位置。由于选用的是标有“3.8V 0.3A”的小灯泡,电流表应选用0 0.6A量程;电压表开始时应选用0 3V量程,当电压调到接近3V时,再改用0 15V量程。(5)注意安培表、伏特表
20、的量程和正负接线柱.(五)实验步骤:(五)实验步骤:2检查无误后,将滑片调节至最左边附近、闭合电键,读出一组U、I值,记录于表格。3再调节滑线变阻器的滑片到不同位置,读出十二组不同的U、I值,记录于表格。4断开电键,整理好器材。5在坐标纸上以I为横轴,以U为纵轴、并选取适当的单位。6用描点法在坐标纸上标出各组U、I值的对应点位置。1按图连接好电路。7用平滑曲线将各点依次连接起来。8分析小灯泡伏安特性曲线的变化规律。(六)实验注意事项(六)实验注意事项对“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,应明确以下几点:1.由欧姆定律可知,对一纯电阻用电器,有I=U/R.因此,当R为定值时,I-U图线应为一过原点
21、的直线,但由于小灯泡的灯丝在其两端电压由0增至额定电压过程中,灯丝温度由室温升高到近2000,因此灯丝电阻率有明显增大,故小灯泡的伏安特性曲线应为曲线。2.实验用的小灯泡通常为“3.8V 0.3A”一类小电珠,其在白炽状态下电阻很小,在室温下电阻更小,因此为减小实验误差,测量电路应采用电流表外接法。3.为使小灯泡上的电压能从0开始连续变化,滑动变阻器应采用分压式连接。A组能力训练题组能力训练题11.关于欧姆定律的适用条件,下列关于欧姆定律的适用条件,下列说说法正确的法正确的是(是()A欧姆定律是在金属欧姆定律是在金属导导体体导电导电的基的基础础上上总结总结出来的,出来的,对对于其他于其他导导体
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