高中物理 2.3 欧姆定律课件 新人教版选修31.ppt

3欧姆定律 温故知新 1 电流的强弱程度用电流强度这个物理量表示 电流强度越大 单位时间内通过导体横截面的 就越多 即i 精彩回眸 2 由初中所学知识判断 下列说法中正确的是 答案 b 一 欧姆定律1 电阻 1 电阻r反映导体对电流的阻碍作用 它等于导体两端的电压与通过导体的 之比 3 单位 电阻的单位为 其关系为 1k 1m 新知梳理 电流大小 欧姆 千欧 k 兆欧 m 103 106 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 3 适用条件 适用于 导电和 导电 气态导体和半导体元件不适用 正比 反比 金属 电解质溶液 二 导体的伏安特性曲线1 伏安特性曲线 1 定义 用横轴表示电压u 纵轴表示电流i 画出的导体中的电流i随电压u的变化图线 叫导体的 特性曲线 如图2 3 1所示 图2 3 1 3 适用条件 适用于金属导电和电解质溶液导电 气态导体和半导体元件不适用 伏安 2 线性元件和非线性元件 符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线 具有这种伏安特性的电学元件叫 伏安特性曲线不是直线的电学元件叫 元件 线性元件 非线性 合作探究 不认同 两个公式的意义及使用条件是不同的 答案 bcd 1 i u图线不同于u i图线 i u图线为导体的伏安特性曲线 加在导体两端的电压u是自变量 i是因变量 2 对i u图象或u i图象进行分析比较时 要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么 以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义 在i u图象中 斜率代表电阻的倒数 在u i图象中 斜率代表电阻 如图2 3 2中 r2r1 由导体的伏安特性曲线如何求导体的电阻 图2 3 2图2 3 3 图2 3 2图2 3 3 图2 3 4 图2 3 4 2 两个金属导体的伏安特性曲线如图2 3 5所示 则 a r r b r i d 电压相同时i i 图2 3 5 答案 bc 1 伏安法测电阻的两种电路形式 如图2 3 6甲 乙所示 图2 3 6 2 两种电路对比分析如下 3 已知电压表内阻rv 2 5k 电流表内阻ra 0 1 用伏安法测未知电阻的阻值 若未知电阻约0 5 时 应用电流表 接法 若未知电阻约5k 应采用电流表 接法 若未知电阻约为500 应采用电流表 接法 答案 外内内 1 实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线并分析其规律 2 实验原理用电流表测出流过小灯泡的电流 用电压表测出小灯泡两端的电压 测出多组 u i 值 在u i坐标系中描出各对应点 用一条平滑的曲线将这些点连接起来 就得到小灯泡的伏安特性曲线 3 实验器材小灯泡 3 8v 0 3a 一个 电压表 0 3v 15v 电流表 0 0 6a 3a 各一个 滑动变阻器 20 一个 学生低压直流电源 或电池组 开关一个 导线若干 坐标纸 铅笔 图2 3 7 4 实验步骤 1 按图2 3 7连接好实验电路 2 把滑动变阻器的滑片调节到a端 电路经检查无误后 闭合开关s 3 改变滑动变阻器滑片的位置 读出几组相应的电流表 电压表的示数i和u 记入记录表格内 断开开关s 4 在坐标纸上建立一个直角坐标系 纵轴表示电流i 横轴表示电压u 用平滑曲线将各数据点连接起来 便得到伏安特性曲线 5 拆去实验线路 整理好实验器材 5 注意事项 1 开关闭合前 滑动变阻器的滑片应滑到使灯泡两端电压为零的位置 如图中a端 2 在增大电压的过程中 要确保不超过小灯泡的额定电压 4 在坐标纸上建立坐标系时 横 纵坐标所取的分度比例要适当 尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸 连线时一定要用平滑的曲线 不能画成折线 4 现要测定一个额定电压为4v 电阻约为10 设电阻不变 的小灯泡的伏安特性曲线 要求所测电压范围为0 1v 4v 图2 3 8 现有器材 直流电源e 电动势4 5v 内阻不计 电压表v 量程4 5v 内阻约为4 102 电流表a1 量程250ma 内阻约为2 电流表a2 量程500ma 内阻约为1 滑动变阻器r 最大阻值约为30 开关s 导线若干 如果既要满足测量要求 又要测量误差较小 应该选用的电流表是 图2 3 8所示的甲 乙两个电路应该选用的是 答案 a2图甲 说一说二极管的电流与电压是什么样的关系 点拨 由图线可以看出 二极管具有单向导电性 加正向电压时 二极管电阻较小 通过二极管的电流较大 如果给二极管加反向电压 当电压较小时 几乎没有电流 当电压增大到一定程度时 电流迅速增大 此时的电压称为反向击穿电压 图象中 随着正向电压的增大 图线斜率增大 表示其电阻随正向电压的增大而减小 典例精析 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 4a 如果所加电压变为原来的2倍 则导体中的电流多大 欧姆定律的应用 答案 2 0a 一根镍铬合金丝的两端加8v的电压 通过它的电流是2a 它的电阻是多少 若通电时间为50s 那么有多少库仑的电荷量通过它 如果在它两端加4v电压 则这合金丝的电阻是多少 答案 4 100c4 答案 4 100c4 例2 图2 3 9所示的图象所对应的两个导体 1 电阻关系r1 r2是多少 2 若两个导体中的电流相等 不为零 时 电压之比u1 u2是多少 3 若两个导体的电压相等 不为零 时 电流之比i1 i2是多少 图2 3 9 答案 1 3 1 2 3 1 3 1 3 如图2 3 10所示是某导体的伏安 a 导体的电阻是25 b 导体的电阻是0 04 c 当导体两端的电压是10v时 通过导体的电流是0 4ad 当通过导体的电流是0 1a时 导体两端的电压是2 5v 图2 3 10 答案 acd 例3 在 描绘小灯泡的伏安特性曲线 实验中 用导线a b c d e f g和h按图2 3 11所示方式连接好电路 电路中所有元器件都完好 且电压表和电流表已调零 闭合开关后 1 若不管怎样调节滑动变阻器 小电珠亮度能发生变化 但电压表 电流表的示数总不能为零 则可能是 导线断路 图2 3 11 2 某同学在实验中还测出a b c三种元件的伏安特性曲线分别如图2 3 12中的 a b c 下列说法正确的是 a a可以作为标准电阻使用b b能作为标准电阻使用c b的阻值随电压升高而增大d c的阻值随电压升高而增大 图2 3 12 解析 1 若调节滑动变阻器 小电珠的亮度变化 但电压表 电流表示数总不能为零 说明滑动变阻器不起分压作用 所以可能是g导线断路 2 因a元件的i u线是直线 说明电阻随电压的变化不变 故可作为标准电阻 故a对 b错 因i u线的斜率倒数表示电阻值的变化 故c对d错 选a c 答案 1 g 2 ac 在用电压表和电流表研究小电珠在不同电压下的功率的实验中 实验室备有下列器材供选择 a 待测小电珠 3 0v 0 6w b 电流表 量程200ma 内阻约为20 c 电流表 量程0 6a 内阻约为5 d 电压表 量程3 0v 内阻约为10k e 电压表 量程6 0v 内阻约为20k f 滑动变阻器 最大阻值为100 额定电流50ma g 滑动变阻器 最大阻值为10 额定电流1 0a h 电源 电动势为4 0v 内阻不计 i 电键及导线等 1 为了使实验完成的更好 电流表应选用 电压表应选用 滑动变阻器应选用 只需填器材前面的字母即可 2 请在线框内画出实验电路图 答案 1 bdg 2 电路图见解析 伏安法测电阻时两种接法的选择 1 比较法 先将待测电阻的粗略值和电压表 电流表的内阻进行比较 若rx rv 宜采用电流表外接法 若rx ra 宜采用电流表内接法 可以概括为 大内偏大 小外偏小 意思是 测量大电阻要电流表内接 且r测 r真 测量小电阻要电流表外接 且r测 r真 创新拓展 3 试触法 若不知rx的大概值 为了选择正确的电路接法以减少误差 可将电路如图2 3 7所示连接 只空出电压表的一个接头s 然后将s分别与a b接触一下 观察电压表和电流表的示数变化情况 若电流表示数有显著变化 说明电压表的分流作用较强 即rx是一个高值电阻 应选用内接法 s应接b测量 若电压表示数有明显变化 说明电流表分压作用较强 即rx是一个低值电阻 应选用外接法 s应接a测量 图2 3 7 例4 如图2 3 14所示为用伏安法测定一个定值电阻的阻值的实验所需的器材实物图 器材规格如下 图2 3 14 1 待测电阻rx 约100 2 直流毫安表 量程0 20ma 内阻50 3 直流电压表 量程0 3v 内阻5k 4 直流电源 输出电压6v 内阻不计 5 滑动变阻器