高中物理 第二章 直流电路 1欧姆定律课件 教科版选修31.ppt

1欧姆定律 第二章直流电路 在电子产品里面有各式各样的电阻 它们的阻值各不相同 请根据初中所学的知识 想一想如何测它们的阻值 电流 电压 电阻是电学的三大基础物理量 它们之间存在着联系吗 1 知道电流的形成及恒定电流的特点 2 知道电阻是导体本身的一种性质 3 能利用欧姆定律进行简单计算 重点 4 通过实验探究小灯泡的伏安特性曲线 初步了解电路实验 学会用图像法处理实验数据 电荷的热运动从宏观上看不能形成电流 自由电子运动的模拟图像 一 电流1 电流 电荷的定向移动形成电流 2 形成电流的条件 1 存在自由电荷金属导体 自由电子 电解液 正 负离子 2 导体两端存在电压当导体两端存在电压时 导体内就建立了电场 导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动 形成电流 电源的作用是保持导体两端的电势差 使导体中有持续的电流 3 电流的方向 规定正电荷定向移动的方向为电流方向 1 在金属导体中 电流方向与自由电荷 电子 的定向移动方向相反 在电解液中 电流方向与正离子定向移动的方向相同 与负离子定向移动的方向相反 2 电流是标量 它的运算不遵循平行四边形定则 4 电流强度 1 意义 表示电流的强弱程度 2 定义 通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷所用时间t的比值叫做电流 3 公式 i 单位 国际单位 安培 a 1a 1c s常用单位 毫安 ma 微安 a 注意 1 i 适用于任何电荷的定向移动形成的电流 2 在金属导体中 电流方向与自由电荷 电子 的定向移动方向相反 3 在电解液中 电流方向与正离子定向移动的方向相同 与负离子定向移动的方向相反 导电时 正 负离子向相反方向定向移动形成电流 电量q等于通过截面的正 负离子的电量绝对值之和 直流电 方向不随时间变化的电流 交流电 方向随时间变化的电流 恒定电流 方向和强弱都不随时间变化的电流 下图中哪个是直流电 哪个是交流电 5 直流电与交流电 讨论交流 6 决定电流大小的微观量在加有电压的一段粗细均匀的导体ad上选取两个截面b和c 设导体的横截面积为s 导体每单位体积内的自由电荷数为n 每个电荷的电荷量为q 电荷的定向移动速率为v 则在时间t内处于相距为vt的两截面b c间的所有自由电荷将通过截面c 由可得 在时间t内通过导体某截面的电量为 q vts nq 既然在导体的两端加上电压导体中才有电流 那么 导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢 导体两端的电压u与通过导体的电流i的比值 3 定义式 4 单位 1 物理意义 2 定义 兆欧 m 千欧 k 国际单位制欧姆 反映导体对电流的阻碍作用 r只与导体本身性质有关 二 电阻 2 公式 3 适用于金属导电和电解液导电 不适用于气体和半导体导电 三 欧姆定律 1 欧姆定律 导体中的电流i跟导体两端的电压u成正比 跟导体的电阻r成反比 四 伏安特性曲线 i u图线 1 伏安特性曲线 i u图线 导体中的电流i随导体两端的电压u变化的图线 图线斜率的物理意义是什么 电阻的倒数 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做线性元件 不符合欧姆定律的导体和器件 电流和电压不成正比 伏安特性曲线不是直线 这种电学元件叫做非线性元件 五 描绘小灯泡的伏安特性曲线 1 了解小灯泡伏安特性 2 练习连接电路 学会几种最基本的电学仪器和电表的使用 3 学会用作图法处理实验数据 实验目的 实验器材 电压表 电流表 滑动变阻器 小灯泡 3 8v0 3a 电源 电键 导线 电学元件的伏安特性是指该元件两端电压与通过它的电流之间的关系特性 这种关系既可以用它的曲线表示 也可以用该元件在某种条件下具有多大的电阻来表示 在一定温度下 在待测电阻两端加上直流电压 便会有直流电流通过 用电压表和电流表测量出电压和电流的数值则可由欧姆定律计算出其电阻值 实验原理 这种测量电阻的方法称为伏安法 用伏安法测电阻时 通常要测多组数据 若为常量 则被测元件是线性电阻 若不是常量 则被测元件呈非线性电阻特性 实验步骤 1 设计实验电路 2 实物连接 3 实验与记录 5 断开开关 整理好器材 4 数据处理 2 实物连接 1 设计实验电路 实验结论及分析 描绘出的图线是一条线 它的斜率随电压的增大而 这表明小灯泡的电阻随电压 温度 升高而 曲 减小 增大 设计记录表格 u v i a 描绘小灯泡的伏安特性曲线 发展空间 二极管的伏安特性曲线 下图是某晶体二极管的伏安特性曲线 请你根据这条曲线说出通过二极管的电流与二极管两端电压的关系 例题 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 如果所加电压变为原来的2倍 则导体中的电流多大 解法一 依题意和欧姆定律得 所以i0 1 0 又因为 所以 解法二 得 又 所以 由 画出导体的i u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 当 时 i i0 0 4 当u 0时 电流为i2 由图知 所以i0 1 0 i2 2 0 2 0 解法三 r只与导体本身性质有关 电流 电荷的定向移动形成电流 正电荷定向移动的方向为电流方向 定义式决定式 电阻 欧姆定律 伏安特性曲线 适用条件 适用于金属导电和电解液导电 1 2 1 在金属导体中 若10s内通过横截面的电量为10c 则导体中的电流为 a 2 某电解槽横截面积为0 5m2 若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10c 则电解液中的电流为 a 3 对于欧姆定律 理解正确的是 a 从i u r可知 导体中的电流跟加在导体两端的电压成正比 跟导体的电阻成反比b 从r u i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u ir可知 导体两端的电压随电阻的增大而增大d 从r u i可知 导体两端的电压为零时 导体的电阻也为零 a 4 图为两个导体的伏安特性曲线 求 1 两个导体的电阻之比r1 r2 2