江苏省新沂市王楼中学高中物理 2.3《欧姆定律》导学案（新人教版选修3-1）

1 江苏省新沂市王楼中学高中物理江苏省新沂市王楼中学高中物理 2 3 2 3 欧姆定律欧姆定律 导学案 新人教导学案 新人教 版选修版选修3 13 1 要点导学要点导学 1 电阻 表征导体对电流阻碍作用的物理量 符号常用R表示 电阻的单位 欧姆 简称欧 符号是 1 1V A 常用单位还有千欧 k 和兆欧 M 1M 103k 106 2 欧姆定律的内容 导体中的电流I 跟导体 跟导体中的 公式表示 I 欧姆定律的适用范围 金属导电和电解液导电 对 气体导电不适用 3 导体的伏安特性曲线 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 如图12 3 1所示 图线斜率的物理意义 斜率的倒数表示电阻 即 tan I U 1 R 4 测量小灯泡伏安特性曲线的电路选择 由于小灯泡的电阻较小 为减小误差 可采用安培表外接法 教师要引导学生讨论 选安 培表外接法还是内接法 为什么选外接法 让学生学到的知识 方法在新情景中运用 提 高学生运用知识解决问题的能力 本实验教材中滑动变阻器采用限流接法 电阻R串联在电路中 即使把R的值调到最 大 电路中还有一定的电流 因此实验绘出的伏安特性曲线缺少坐标原点附近的数据 若要求小灯泡的电压变化范围较大 从零开始逐渐增大到接近额定电压 则滑动变阻 器可采用分压接法 教师要引导学生进行分析 让学生知道电压如何变化 并知道接通电 路前 滑动触点应放在何处 滑动变阻器采用分压接法的实验电路图如图12 3 2所示 5 实验电路的连接 这是学生进入高中第一次做恒定电流实验 在连接电路上要给予学生适当的帮助 接线顺序为 先串后并 电表量程选择的原则是 使测量值不超过量程的情况下 指针尽量偏转至3 4量程处 电路接好后合上电键前要检查滑动变阻器滑动触点的位置 使开始实验时 小灯泡两 端的电压为最小 6 数据的收集与处理 合上电键后 移动滑动变阻器的滑动触点 改变小灯泡两端的电压 每改变一次 读 出电压值和相应的电流值 可以引导学生设计记录数据的表格 U V I A 在坐标纸上 将表格中的数据 用描点法画出U I图线 2 范例精析范例精析 例例1 1 电路中有一段导体 给它加上3V 的电压时 通过它的电流为2mA 可知这段导体的 电阻为 如果给它加上2V 的电压 则通过它的电流为 mA 如果在它两端 不加电压 它的电阻为 解析 解析 导体中的电流随电压的变化而变化 但对于一确定的电阻而言 其电阻不随电压 的变化而变化 也与导体中有无电流无关 由欧姆定律I U R得 R U I 3 2 10 3 1500 导体的电阻不随所加的电压变化而变化 并与是否通电无关 所以当 U 2V 时 I U R 3 1500 1 33 10 3 A 1 33A 在不加电压时 电阻仍为1500 拓展 拓展 对于欧姆定律I U R我们可以说 电流与电压成正比 与电阻成反比 但根据欧 姆定律的公式变形R U I 我们就不能说 电阻与电压成正比 与电流成反比 因为电阻是 描述导体阻碍电流本领大小的物理量 与导体中有无电流无关 至于电阻的大小与哪些因 素有关 通过今后的学习 我们可以知道是由导体的本身以及温度来决定 另外 在掌握 物理学公式时 不能仅仅从数学角度去理解 还要注意理解一些物理量本身的 物理学的 内在含义 例例2 2 关于电流和电阻 下列说法中正确的是 A 电流的方向与导体中电荷的定向移动方向相同 B 金属导体温度升高时 由于自由电子的热运动加剧 所以电流增大 C 由 R U I 可知 I 一定时 导体的电阻 R 与 U 成正比 U 与 I 成反比 D 对给定的电阻 比值 U I 是一个定值 反映导体本身的一种性质 答案 D 例例3 3 两电阻R1 R2 的I U图线如图12 3 3所示 由图可知两电阻的大小之比 R1 R2 当通过两个电阻的电流相等时 两个电阻两端的电压之比 U1 U2 当加在两个电阻上的电压相等时 通过它们的电流之比I1 I2 解析 解析 由于电阻R U I 1 tan 所以在I U图线中 两个电阻的比值即等于图线与水 平轴夹角正切值的倒数之比 知道了电阻之比 再根据欧姆定律即可求出电流相同时的电 压之比和电压相同时的电流之比 在I U图线中 两个电阻的比值等于图线与水平轴夹角的正切值的倒数之比 所以有 R1 R2 tan300 tan600 1 3 根据欧姆定律可知 当通过两个电阻的电流相等时 两个电阻两端的电压与它们的电 阻成正比 所以有 U1 U2 R 1 R2 1 3 3 同样根据欧姆定律可知 当加在两个电阻上的电压相等时 通过它们的电流与电阻成 反比 所以有 I1 I2 R 2 R1 3 1 拓展 拓展 用图象反映物理规律 是物理学中常用的方法 也是考察的重点之一 本题要 求学生理解I U图象的物理含义 知道I U图象不仅能反映电流随电压变化的关系 还要 能知道 其斜率的倒数即为该导体的电阻 在观察物理函数图象时一定要注意坐标 不能 凭记忆来回答 如果图象是U I图象 其图线的斜率就等于导体的电阻 如图12 3 4所 示是表示两个导体的伏安特性曲线 导体1和导体2的电阻那个大 答案 R1 R2 能力训练能力训练 1 欧姆定律适用于 BC A 电动机电路 B 金属导体导电 C 电解液导电 D 所有电器元件 2 如图12 3 5所示 a b两直线分别是用电器A和B的伏安特性曲线 则下列说 法正确的是 AC A 通过用电器的电流与用电器两端的电压成正比 B 用电器中的电流 两端的电压和用电器的电阻不符合欧姆定律 C 用电器A的电阻值比B大 D 用电器A的电阻值比B小 3 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 那么通过A B的电流IA和IB的关系是 D A IA 2IB B IA IB C IA IB 2 D IA IB 4 4 小灯泡的伏安特性曲线如图12 3 6中的AB段 曲线 所示 由图可知 灯丝的 电阻因温度的影响改变了 10 5 如果人体的最小电阻是800 已知通过人体的电流为50mA 时 就会引起呼吸器官 麻痹 不能自主摆脱电源 试求安全电压 小于40V 6 标有 6 3V 0 3A 的小灯泡 其电阻为多少 若将此灯泡接到4 2V 的电源上时 通过灯泡的电流强度为多少 21 0 2A 7 普通电话用的是炭精话筒 里面碳粒的电阻能在45 55 的范围里变化 当加上 4 6V 的电压时 电路中的电流变化范围是多少 0 11A 0 133A 8 一个电阻器 当它两端的电压增加0 2V 时 通过电阻器的电流增加2mA 则该电阻 器的阻值是多少 100 9 为研究小灯泡的伏安曲线的特性 选用小灯泡额定值为 3 0 V 0 4 A 实验 中有仪器 安培表 伏特表 电键 导线若干外 还需要 1 根据所学的知识 通过查资料 与同学讨论思考后回答下列问题 实验中用两电表测量小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流时 电路怎样连接才能使测 得灯泡的电阻误差较小 为什么 2 为使加在小灯泡的电压从零开始 能在较大的范围调节 滑动变阻器应采用怎样连 接 在方框内画出相关的电路图 3 请根据你画的电路图 把图12 3 7中的实验器材连成符合要求的实验电路 4 为使读数误差尽可能小 电压表的量程应选用 档 电流表的量程应选用 档 为保证实验安全 测量范围不能超过 V 和 A 开始做实验闭合 S 前 应把 P 移到 端 5 若实验中测得某一小灯泡的电流强度和电压之值如下表 请在图12 3 8中画出U I图线 该小灯泡的电阻有何特征 并从中分析其主要原因 I A0 100 200 260 300 360 400 440 480