2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 2.3 欧姆定律课件 新人教版选修3-1.ppt

3欧姆定律,【自主预习】1.电阻：(1)物理意义：反映了导体对电流的_作用。(2)定义式：_。(3)单位：欧姆，简称_，符号是_。(4)换算关系：1k=_，1M=_。,阻碍,欧,1103,1106,2.欧姆定律：(1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成_，跟导体的电阻R成_。(2)公式：_。(3)适用条件：欧姆定律对金属导体和_导电适用，但对_和_并不适用。,正比,反比,电解质溶液,气态导体,半导体元件,3.伏安特性曲线：(1)意义：用纵坐标表示_，用横坐标表示_，画出的导体的I-U图象。(2)斜率的物理意义：I-U图象各点与坐标原点连线的斜率为导体电阻的_，斜率越大，导体电阻_。,电流I,电压U,倒数,越小,(3)图线形状：直线：线性元件。例如，_、电解液等。曲线：非线性元件。例如，气态导体、_等。,金属导体,二极管,【预习小测】1.(多选)下列说法中正确的是()A.由R=知道，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比B.比值反映了导体阻碍电流的性质，即电阻R=,C.导体电流越大，电阻越小D.由I=知道，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比,【解析】选B、D。导体的电阻取决于导体本身，与U、I无关，故A、C错误。比值反映了导体对电流的阻碍作用，定义为电阻，故B正确，欧姆定律I=告诉我们，通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，故D正确。,2.两电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知：这两电阻的大小之比R1R2为()A.13B.31C.1D.1,【解析】选A。由欧姆定律I=可知，在I-U图线中，图线的斜率k=，即电阻的大小等于伏安特性曲线斜率的倒数。R1R2=tan30tan60=13，所以A选项正确。,主题一欧姆定律【互动探究】现有两个导体A和B，利用如图甲所示的电路分别测量A和B的电压和电流，测得的实验数据见表。,试结合上述情境，讨论下列问题：(1)在坐标系中，用纵轴表示电压U，用横轴表示电流I，分别将A和B的数据在图乙坐标系中描点，并作出U-I图线。,提示：,(2)对导体A或导体B来说，电流与它两端的电压的关系如何？U与I的比值怎样？提示：对导体A或导体B，电流与它两端的电压成正比，导体A或导体B的电压与电流的比值是个定值，但两者的比值不相等。,(3)A、B两导体谁对电流的阻碍作用大？提示：在电压相同的情况下，IAIB说明导体B对电流的阻碍作用大。,【探究总结】1.欧姆定律：对于同一段导体，流过导体的电流与导体两端的电压成正比。2.导体的U-I图象：不同导体的U-I图象的斜率不同，该斜率只与导体本身有关。,3.欧姆定律的“两性”：(1)同体性：表达式I=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。,4.I=、R=和U=IR三式的区别：(1)I=是欧姆定律的数学表达式，常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流，适用条件是金属或电解液导电(纯电阻电路)。,(2)R=是电阻的定义式，比值表示导体对电流的阻碍作用，常利用的值表示电路的等效电阻。但对给定的导体，不能说导体的电阻与导体两端的电压成正比，与流经导体的电流成反比。即使导体的电阻发生变化，公式R=仍然适用。,(3)U=IR是电势降落的计算式，用来表示电流经过一电阻时的电势降落，适用条件与欧姆定律的适用条件相同。,【典例示范】某电阻两端电压为16V，在30s内通过导体横截面的电荷量为48C，此电阻为多大？30s内有多少个电子通过它的横截面？,【解题指南】解答本题可把握以下三点：(1)由电流强度的定义式求出电流强度。(2)由欧姆定律求出电阻。(3)由n=求出电子的个数。,【解析】由题意知U=16V，t=30s，q=48C电阻中的电流I=1.6A根据欧姆定律I=，得R=10。n=3.01020(个)故此电阻阻值为10，30s内有3.01020个电子通过它的横截面。答案：103.01020个,【探究训练】(多选)根据欧姆定律，下列说法中正确的是()A.从关系式U=IR可知，导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R共同决定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，对一确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值,【解析】选C、D。U=IR和I=的意义不同，可以说I由U和R共同决定，但不能说U由I和R共同决定，因为电流产生的条件是导体两端存在电势差，故选项A错误，选项C正确；可以利用R=计算导体的电阻，但R与U和I无关，故选B错误，选项D正确。,【补偿训练】(多选)将阻值为R的电阻接在电源两端，则描述其电压U、电阻R及流过电阻的电流I三者关系的图线如图所示，这些图线中哪些是正确的(),【解析】选C、D。由欧姆定律公式I=可知，通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，电阻的阻值由电阻本身决定，与电压、电流无关。,【通法悟道】欧姆定律的应用技巧(1)式中I、U、R对应同一导体或同一段电路。(2)同一导体(即R不变)，则I与U成正比。(3)同一电流(即U不变)，则I与R与反比。,主题二导体的伏安特性曲线【互动探究】1.如图是某元件的I-U图象，思考图象斜率的物理意义是什么。该元件是线性元件还是非线性元件？,提示：k=，图线的斜率表示导体电阻的倒数，斜率越大，电阻越小；图象反映的导体电阻不变，是线性元件。,2.如果某元件的伏安特性曲线如图所示，分析该元件的电阻在图象中如何变化？该元件是线性元件还是非线性元件？,提示：R=，I-U曲线上一点与原点连线斜率的倒数表示电阻；该元件的电阻随电压的变化而变化，且电压增大时，电阻变小，这种元件是非线性元件。,【探究总结】1.I-U曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，而U-I曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻。,2.线性元件的伏安特性曲线是一条直线；非线性元件的伏安特性曲线是一条曲线。(1)对于金属导体，它的伏安特性曲线是通过坐标原点的倾斜直线，具有这种伏安特性的电学元件叫作线性元件。(2)对于气态导体和半导体元件，其伏安特性曲线不是直线，这类电学元件叫作非线性元件。,【拓展延伸】应用伏安特性曲线求电阻的方法(1)若伏安特性曲线是过原点的直线，如图甲所示，则直线斜率的倒数表示电阻，且R=,(2)如图乙、丙所示，伏安特性曲线是过原点的曲线时，图线斜率的倒数不表示电阻，而且曲线切线斜率的倒数也不表示电阻。电阻应该为某点与原点连线的斜率的倒数，即R=,【典例示范】(多选)(2018临沂高二检测)某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测数据，分别绘制了三种元件的I-U图象，如图所示。下列判断正确的是(),A.只有乙图象是正确的B.甲、丙图象是曲线，肯定误差太大C.甲、丙为非线性元件，乙为线性元件D.甲、乙、丙三个图象都可能是正确的，并不一定有较大误差,【解析】选C、D。由于三种导电元件可能是线性的，也可能是非线性的，故其I-U图象可能是直线，也可能是曲线，故C、D正确。,【探究训练】1.(2018南阳高二检测)如图所示是A、B两电阻的U-I图象，则两电阻之比及连接相同电压情况下的电流之比分别是()A.RARB=21IAIB=21B.RARB=21IAIB=12C.RARB=12IAIB=21D.RARB=12IAIB=12,【解析】选B。由U-I图象得：RA=10，RB=5，故RARB=21，当电压相同时，IAIB=RBRA=12，故B对。,2.小灯泡的伏安特性曲线如图中的AB段(曲线)所示。由图可知，AB段灯丝的电阻因温度的影响改变了()A.5B.10C.1D.6,【解析】选B。由电阻的定义知，A点的电阻为RA=30，B点的电阻为RB=40，从A到B段电阻改变了10，故B正确，A、C、D错误。,【补偿训练】(多选)如图所示是某导体的I-U图线，图中=45，下列说法正确的是()A.通过电阻的电流与其两端的电压成正比B.此导体的电阻R=2,C.I-U图线的斜率表示电阻的倒数，所以R=cot45=1.0D.在R两端加6.0V电压时，每秒通过电阻截面的电荷量是3.0C,【解析】选A、B、D。由题图可知，通过电阻的电流I与其两端电压U成正比，A正确；导体电阻R=2，对应I-U图线斜率的倒数，但Rcot45，B正确，C错误；当U=6.0V时，I=3A，故每秒通过电阻截面的电荷量为q=It=3.