教科版选修31 2.1 欧姆定律 课件（27张）.pptx

第二章直流电路 第1节欧姆定律 1 电流 1 定义 大小 都不随时间变化的电流叫恒定电流 2 大小 是单位时间内通过导体横截面的电荷量 表示电流强弱程度的物理量 方向 其中 i表示电流 q表示在时间t内通过导体横截面的 电荷量 课前预习 一 电流 3 单位 符号a 其他单位 毫安 ma 微安 a 1a 103ma 106 a 4 方向 规定定向移动的方向为电流方向 即电流方向与负电荷定向移动的方向相反 5 测量电流的仪器 安培 正电荷 电流表 1 电阻是一个只跟导体本身性质 而跟通过的电流 的物理量 它反映了导体对电流的阻碍作用 定义式为r 其单位是 简称 符号是 常用单位还有千欧和兆欧 2 欧姆定律的内容是 导体中的电流跟导体两端的 成正比 跟导体的 成反比 公式为 有关 无关 欧姆 欧 电压u 电阻r 二 欧姆定律电阻 3 欧姆定律是个实验定律 实验表明该定律适用于金属导电和电解质溶液导电 对气体导电和半导体导电并不适用 4 导体的伏安特性曲线 用横轴表示电压u 纵轴表示电流i 画出的i u关系图线叫做导体的伏安特性曲线 伏安特性曲线直观地反映出导体中的 与 的关系 金属导体的伏安特性曲线是一 直线的斜率为金属导体电阻的 电压 电流 过原点的直线 倒数 3 单位 安培a其他单位ma a4 方向 正电荷定向移动的方向金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 一 电流 1 定义 大小 方向都不随时间变化的电流用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱 2 公式 课堂教学 1 电荷只要移动就一定能形成电流吗 提示 不一定 只有电荷在电场力的作用下形成的定向移动才能够形成电流 例如没有放在电场中的导体其中的自由电荷在做无规则热运动 其大量自由电荷向各个方向运动的机会均等 这样不能形成电流 问题探究 2 有电源是否一定会得到持续的电流吗 一个电路要形成持续电流需具备什么条件 提示 有电源不一定得到持续的电流 要得到持续的电流需要同时满足两个条件 1 电路中有电源 2 电路还必须是闭合的 提示 电流与横截面积无关 从公式i 知 q指时间t内通过导体某一横截面的电量 在公式中并没有限定必须是单位面积通过的电量 所以计算电流时 与导体横截面的大小无关 只与电量和通过这些电量所需的时间有关 例1 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 正离子电荷量是多少 负离子电荷量是多少 总电荷量是多少 2 典例精析 4 电流的微观表达式 推导 一段粗细均匀的导体长为l 两端加一定的电压 自由电荷定向移动的速率为v 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 每个自由电荷量为q 课堂教学 例2 有一横截面积为s的铜导线 流经其中的电流为i 设每单位体积的导线中有n个自由电子 电子的电荷量为e 此电子的定向移动速率为v 在 t时间内 通过导线横截面的自由电子数可表示为 a nvs tb nv tc d ac 典例精析 二 电阻 1 定义 导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值 3 公式 4 单位 国际单位制中欧姆 2 物理意义 反映了导体对电流的阻碍作用 兆欧 m 千欧 k 新课教学 三 欧姆定律 1 内容 导体中的电流i跟导体两端的电压u成正比 跟导体的电阻成反比 3 适用条件 金属导电和电解液导电 2 公式 四 导体的伏安特性 1 伏安特性曲线 导体中的电流i随导体两端的电压u变化的图线 叫做导体的伏安特性曲线 电阻的倒数 图线斜率的物理意义是什么 2 线性元件和非线性元件 线性元件 符合欧姆定律的导体 伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线 非线性元件 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 例3 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 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 从关系式i u r可知 导体中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 u i可知 对一个确定的导体来说 温度不变时 所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值 导体两端的电压是由电源和该导体在电路中的连接情况决定的 与i r无关 典例精析 例3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 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 从关系式i u r可知 导体中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 u i可知 对一个确定的导体来说 温度不变时 所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值 导体的电阻是导体本身的性质 与导体的长度 横截面积 材料及温度有关 与u i无关 在温度不变时是一个定值 即是一个定值 典例精析 例3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 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 从关系式i u r可知 导体中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 u i可知 对一个确定的导体来说 温度不变时 所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值 导体中的电流是由加在它两端的电压和本身的电阻决定 且与u成正比 与r成反比 典例精析 例4 如图所示的电路 理想电压表示数为2v 电阻r2的阻值为6 总电压u为5v 求 1 电流表的示数 2 r1的阻值 审题指导1 r2的电压是多少 2 r2的电流是多少 3 r1的电流是多少 4 r1的电阻是多少 典例精析 例4 如图所示的电路 理想电压表示数为2v 电阻r2的阻值为6 总电压u为5v 求 1 电流表的示数 2 r1的阻值 解析 1 由u u1 u2得 u2 u u1 5v 2v 3v由欧姆定律得 i2 a 0 5a即电流表示数为0 5a 2 由串联电路特点得 i1 i2 0 5a 所以r1 4 答案 1 0 5a 2 4 典例精析 例5 某金属导体中的电流随其两端电压的变化而变化 如图所示 则下列说法中正确的是 a 该元件是非线性元件 所以不能用欧姆定律计算导体在某状态的电阻b 加5v电压时 导体的电阻约是5 c 由图可知 随着电压的增大 导体的电阻不断减小d 由图可知 随着电压的减小 导体的电阻不断减小 典例精析 例5 某金属导体中的电流随其两端电压的变化而变化 如图所示 则下列说法中正确的是 a 该元件是非线性元件 所以不能用欧姆定律计算导体在某状态的电阻b 加5v电压时 导体的电阻约是5 c 由图可知 随着电压的增大 导体的电阻不断减小d 由图可知 随着电压的减小 导体的电阻不断减小 由对应的电压和电流计算电阻值 由各点与坐标原点连线的斜率大小确定电阻大小 虽然是非线性元件 但可以用欧姆定律计算各状态的电阻值 1 关于电流的概念 下列说法中正确的有 a 导体中有电荷运动就形成电流b 电流是一个矢量 其方向就是正电荷定向运动的方向c 在国际单位制中 电流是一个基本物理量 其单位安培是基本单位d 对于导体 只要其两端电势差为零 电流也必为零 cd 课堂练习 2 一段粗细均匀的金属导体的横截面积是s 导体单位长度内的自由电子数为n 金属内的自由电子的电荷量为e 自由电子做无规则热运动的速率为v0 导体中通过的电流为i 则下列说法中正确的有 a 自由电子定向移动的速率为v0b 自由电子定向移动的速率为v c 自由电子定向移动的速率为真空中的光速cd 自由电子定向移动的速率为v d 3 对导体的电阻的定义式r 的认识正确的是 a 导体的电阻与其两端电压成正比 与通过导体的电流成反比b 导体两端的电压越高 其电阻越大c 导体的电阻与其两端的电压u 通过它的电流i均无关d 导体的电阻与通过导体的电流有关 c 4 用电器a的电阻是用电器b的电阻的2倍 加在a上的电压是加在b上的电压的一半 那么通