高中物理 第二章 恒定电流 3 欧姆定律课件 新人教版选修31 (2).ppt

第二章恒定电流 3欧姆定律 学习目标1 通过探究电压和电流的关系 体会利用i u图象处理 分析实验数据 2 进一步体会比值定义法 理解电阻的定义和欧姆定律 3 掌握伏安特性曲线 知道什么是线性元件和非线性元件 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 1 一 欧姆定律 现有两个导体a和b 利用如图1所示的电路分别测量a和b的电压和电流 测得的实验数据见下表 图1 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2坐标系中描点 并作出u i图线 答案 图2 u i图线如图所示 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 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 答案 3 对导体a b 在电压u相同时 谁的电流小 谁对电流的阻碍作用大 电压相同时 b的电流小 说明b对电流的阻碍作用大 答案 1 电阻 导体两端的与通过导体的大小之比 1 定义式 r 2 单位 常用的单位还有千欧 k 兆欧 m 且1 k m 3 物理意义 反映导体对电流作用的大小 电压 10 3 电流 欧姆 10 6 阻碍 2 欧姆定律 导体中的电流跟导体两端的电压u成 跟导体的电阻r成 1 表达式 i 2 适用范围 适用于导电 导电的纯电阻电路 不含电动机 电解槽等的电路 而对导电 导电不适用 正比 反比 金属 气体 半导体 电解液 判断下列说法的正误 1 由r 知 导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定 2 导体的电阻由导体本身的性质决定 跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关 3 对于确定的导体 其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值 4 电流相同时 电阻越大 其电压降越大 二 导体的伏安特性曲线 研究导体中的电流与导体两端的电压之间的关系 可以用公式法 可以用列表法 还可以用图象法 分析图3中两电学元件的i u图象 我们可以得出两元件的电流和电压有怎样的关系 答案 甲为非线性关系 乙为线性关系 电流与电压成正比 图3 1 伏安特性曲线 用纵坐标表示 用横坐标表示 这样画出的导体的i u图象叫做导体的伏安特性曲线 若i u图象为直线 图线的斜率表示 即 图线的斜率越大 电阻越 如图4 ra rb 电流i 电压u 小 导体电阻的倒数 图4 2 线性元件和非线性元件 1 线性元件 伏安特性曲线是一条 欧姆定律适用的元件 如导体 电解质溶液 2 非线性元件 伏安特性曲线是一条 欧姆定律不适用的元件 如导体 日光灯 霓虹灯管中的气体 和半导体元件 直线 曲线 金属 气态 判断下列说法的正误 1 凡导电的物体 其伏安特性曲线一定是直线 2 伏安特性曲线上某点的切线斜率等于电阻的倒数 3 线性元件的电压与电流成正比 4 电阻的i u图象和u i图象为直线时 两种图象的斜率均表示电阻的倒数 2 题型探究 一 欧姆定律的理解和应用 1 r 是用比值法定义的电阻的定义式 导体的电阻r由导体本身的性质决定 不是由u和i决定的 对于某一导体 它的电阻r不变 它的电压u和电流i成正比 2 i 是欧姆定律的数学表达式 它反映了导体中电流与电压 电阻的比例关系 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 例1某金属导体两端所加电压为8v时 10s内通过某一横截面的电荷量为0 16c 求 1 导体的电阻 答案 解析 电压u1 8v 10s内通过电荷量q 0 16c 500 2 若导体两端电压为10v 求通过导体的电流 答案 解析 0 02a 针对训练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 4a 如果所加电压变为原来的2倍 则导体中的电流是多大 答案 解析 2a 二 导体的伏安特性曲线1 i u图象与u i图象的区别 1 坐标轴的意义不同 i u图象中 横坐标表示电压u 纵坐标表示电流i u i图象中 横坐标表示电流i 纵坐标表示电压u 2 图线斜率的意义不同 i u图象中 斜率表示电阻的倒数 u i图象中 斜率表示电阻 如图5所示 在图甲中r2 r1 图乙中r2 r1 图5 2 注意 若i u图象或u i图象为曲线 如图6所示 则某点与原点连线的斜率的倒数 或斜率 表示电阻 如图所示 图6 例2如图7所示的图象所对应的两个导体 答案 解析 图7 3 1 1 电阻r1 r2为多少 2 若两个导体中的电流相等 不为零 时 电压之比u1 u2为多少 答案 解析 3 1 由欧姆定律得u1 i1r1 u2 i2r2 由于i1 i2 则u1 u2 r1 r2 3 1 3 若两个导体中的电压相等 不为零 时 电流之比i1 i2为多少 答案 解析 1 3 由欧姆定律得 由于u1 u2 则i1 i2 r2 r1 1 3 例3 多选 如图8所示 为某一金属导体的伏安特性曲线 由图象可知a 该导体的电阻随电压的升高而增大b 该导体的电阻随电压的升高而减小c 导体两端电压为2v时 电阻为0 5 d 导体两端电压为2v时 电阻为1 该导体的伏安特性为曲线 但根据r 知 某点与原点连线的斜率倒数表示电阻 故可知u 2v时 r 1 且导体电阻随电压升高而增大 图8 答案 解析 达标检测 3 1 2 3 1 多选 下列判断正确的是a 由i 知 电流跟导体两端电压成正比 跟导体的电阻成反比b 由i 可知 通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比c 由r 可知 i一定时 导体的电阻r与u成正比 u一定时 导体的电阻r与i成反比d 对给定的导体 比值是个定值 反映了导体本身的性质 答案 2 如图9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 ra rb 2 1 ia ib 2 1b ra rb 2 1 ia ib 1 2c ra rb 1 2 ia ib 2 1d ra rb 1 2 ia ib 1 2 图9 答案 解析 1 2 3 u i图象中图象的斜率表示电阻的阻值 则由题图可知 a的电阻ra 10 b的电阻rb 5 则ra rb 10 5 2 1 电压相同时 电流与电阻成反比 故电流之比为1 2 1 2 3 3 电路中有一段导体 给它两端加上4v的电压时 通过它的电流为10ma 可知这段导体的电阻为 如果给它两端加上10v的电压