高中物理第二章恒定电流第三节欧姆定律课堂探究学案新人教选修.docx

3欧姆定律课堂探究探究一 对欧姆定律的进一步理解问题导引此图是某灯泡的铭牌标识，看图思考：该灯泡正常发光时的电压、电流、电阻分别是多少？提示：电压为220 V，由PUI可得，I0.11 A，电阻2 000 .名师精讲1欧姆定律的“两性”（1）同体性：表达式中的三个物理量U、I、R对应于同一段电路或导体（2）同时性：三个物理量U、I、R对应于同一时刻2公式和的比较比较项目意义欧姆定律的表达式电阻的定义式，R不变时，前后物理量的关系I与U成正比，与R成反比R是导体本身的性质，不随U、I的改变而改变适用条件适用于金属导体、电解质溶液适用于计算一切导体的电阻特别提醒 可以根据或计算导体的电阻，应注意I应该与U相对应【例1】 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，则导体中的电流多大？解析：方法一：由欧姆定律得，所以I01.0 A，又因为，所以I22I02.0 A.方法二：由得，I01.0 A.又，其中U22U0U0.所以I2I0，I22I02.0 A.方法三：画出导体的IU图象，如图所示，设原来导体两端的电压为U0时，导体中的电流为I0.当时，I（I00.4） A，当U2U0时，电流为I2，由图知.所以I01.0 A，I22I02.0 A.答案：2.0 A题后反思 （1）欧姆定律适用于纯电阻电路，如金属导电，电解液导电（2）欧姆定律必须满足同一导体同时对应的电流和电压的关系探究二 导体的伏安特性曲线IU与UI图线的比较问题导引用图像描述物理变化的过程形象、方便、直观，请思考：（1）什么样的曲线才是伏安特性曲线？伏安特性曲线一定是“曲线”吗？（2）根据伏安特性曲线如何求导体的电阻？提示：（1）用纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U.这样画出的IU图象叫伏安特性曲线，伏安特性曲线可以是直线，也可以是曲线（2）若伏安特性曲线是直线，则斜率的倒数表示电阻，若伏安特性曲线为曲线，则某点与原点的连线的斜率的倒数，为导体的电阻名师精讲1坐标轴意义不同IU图线为导体的伏安特性曲线，表示电流I随电压U的变化规律，横轴表示U为自变量，纵轴表示I为因变量UI图线的横轴表示电流I，纵轴表示电压U.UI图线能表示电流I随电压U的变化规律2图线斜率的意义不同（1）对IU图象或UI图象进行分析比较时，要仔细辨认纵轴与横轴各代表什么，以及由此对应的图线上任一点与坐标原点连线的斜率的具体意义（2）线性元件的IU图象是一条过原点的倾斜直线，斜率表示电阻的倒数；线性元件的UI图象也是一条过原点的倾斜直线，但斜率表示电阻，在图甲中R2R1，图乙中R2R1.3非线性元件电阻的确定如图，非线性元件的IU图线是曲线，导体电阻，即电阻等于图线上点（Un，In）与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数特别提醒 （1）不能理解为（为图线与U轴的夹角），因坐标轴的单位可根据需要人为确定，同一电阻在坐标轴单位不同时倾角是不同的（2）某些电阻在电流增大时，由于温度升高而使电阻变化，伏安特性曲线不是直线，但对某一状态，欧姆定律仍然适用【例2】 某同学做三种导电元件的导电性质实验，根据所测数据分别绘制了三种元件的IU图象如图甲、乙、丙所示，则下列判断正确的是（）A只有乙正确B甲、丙图曲线肯定是误差太大C甲、丙不遵从欧姆定律，肯定是不可能的 D甲、乙、丙三图象都可能正确，并不一定有较大的误差点拨：伏安特性曲线包括线性元件和非线性元件两类元件的曲线解析：本题的伏安特性曲线是IU图象，图象中某点与原点连线的斜率的倒数表示导体在该状态下的电阻，图甲反映元件的电阻随电压的升高而减小，是非线性元件；图乙反映元件的电阻不随电压的变化而变化，是线性元件；图丙反映元件的电阻随电压的升高而增大，说明元件类似于小灯泡，综上所述，三种图象都有可能，故D对答案：D题后反思 小灯泡的伏安特性曲线与图丙类似，其原因是小灯泡的灯丝在不同电压下，发光、发热情况不同，电压越高，灯丝温度越高，电阻随温度的升高而增大触类旁通若导体的IU图线如图所示，则在图示A坐标下导体的电阻是多少？解析：由得8 .答案：8 探究三 测绘小灯泡伏安特性曲线的实验分析问题导引小灯泡通电后，灯丝的温度要升高，其电阻值发生变化，如果要描绘其伏安特性曲线，请思考：（1）实验中采用电流表的什么接法？这样接的好处是什么？（2）实验中滑动变阻器采用什么接法？这样接的好处是什么？提示：因小灯泡电阻较小，电流表采用外接法，以减小误差；滑动变阻器采用分压接法，可使小灯泡两端的电压范围更大一些名师精讲1 两种电路对比分析如下：2实验电路的确定（1）电流表外接法：由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，采用电流表外接法（2）滑动变阻器分压式连接：描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要从坐标原点开始的连续变化的电压，因此滑动变阻器要采用分压式连接，实验电路图如图所示3实验过程的三个方面特别提醒 （1）调节电压时不要超过小灯泡的额定电压（2）坐标系标度要合理选取，尽量使描出的图象占据坐标纸的大部分（3）小灯泡电压、电流变大时，电阻变大，伏安特性图线是曲线连线时要用平滑的曲线，不能连成折线【例3】 在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的器材有：A小灯泡：规格为“3.8 V0.3 A”B电流表：量程00.6 A，内阻约为0.5 C电流表：量程03 A，内阻约为0.1 D电压表：量程05 V，内阻约为5 kE滑动变阻器：阻值范围010 ，额定电流2 AF电池组：电动势6 V，内阻约为1 G开关一只，导线若干（1）为了使测量尽可能准确，需要使小灯泡两端电压从0逐渐增大到3.8 V且能方便地进行调节，因此电流表应选_（填器材代号）（2）根据你选用的实验电路，将图中所示的器材连成实验电路点拨：小灯泡伏安特性曲线的描绘，要求测量电路应采用电流表外接，控制电路采用分压电路解析：（1）因小灯泡的额定电流为0.3 A，为减小读数误差，让指针偏角大一些，则电流表应选B.（2）由电流表外接和滑动变阻器采用分压式连接，电路图如图甲所示，由电路图连接实物图如图乙所示答案：（1）B（2）见解析题后反思 由于小灯泡的电阻比较小，为减小误差，电流表采用外接法实验要求电压从零开始调节，变阻器应采用分