高二物理欧姆定律

1、第三节欧姆定律第三节欧姆定律 学习目标：1.掌握欧姆定律的内容及其适用范围，并能用来解决有关电路的问题2知道导体的伏安特性和IU图象，知道什么是线性元件和非线性元件3知道电阻的定义式，理解电阻大小与电压和电流无关 重点难点：欧姆定律的适用条件 易错问题：欧姆定律的适用条件一、电阻同一导体，不管电流、电压怎样变化，电压跟电流的比值，用R表示，即R ，R的值反映了导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻，电阻的单位是 ，常用的单位还有千欧、兆欧，1 k ，1 M .不变不变欧姆欧姆103106二、欧姆定律1表述：导体中的电流跟导体两端的电压成 ，跟导体的电阻成 2公式：3适用范围：欧姆定律对金属导体和

2、 溶液导电适用，但对和半导体元件并不适用正比正比反比反比气体导电气体导电电解质电解质三、导体的伏安特性曲线1伏安特性曲线表示导体中的和导体两端的关系用IU图线2斜率的物理意义IU图线上各点与坐标原点连线的斜率为导体的电流电流电压电压电阻电阻3图线的形状按照图线的形状是否为直线，可将电学元件分为 和 线性元件线性元件非线性元件非线性元件四、实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线1该实验需要的器材有：电源、开关、 、 、 、灯泡、导线电压表电压表电流表电流表滑动变阻器滑动变阻器2按图231的电路图进行实验，开关闭合前，将滑动变阻器的滑片滑至R 端，闭合开关，逐步减小滑动变阻器的有效电阻，通过小灯泡的电流随

3、之 ，分别记录电流表和电压表的多组数据，直至电压达到它的为止，根据实验数据在方格纸上作出小灯泡的伏安特性曲线，是一条 图图231左左增大增大额定电压额定电压曲线曲线2公式是电阻的定义式，适用于任何电阻的计算，公式给出了量度电阻大小的一种方法而导体的电阻由导体本身的性质决定，与外加的电压和通过的电流大小无关，说“电阻R与U成正比，与I成反比”是错误的1应用两公式时应注意公式中三个物理量I、U、R应是同一时刻、对同一导体而言，即应满足同时性与同体性，计算时谨防“张冠李戴”2对因U与I成正比，所以 . 二、对伏安特性曲线的理解及由图线求电阻1IU图线是直线：表示电流跟电压成正比，导体为线性元件2IU

4、图线是曲线：表示电流跟电压不成正比，导体为非线性元件图232图图2331线性元件与纯电阻元件是不同的概念2线性元件一定是纯电阻元件，而纯电阻元件不一定是线性元件 3.非线性元件伏安特性曲线不是直线的,即电流与电压不成正比的电学元件,如下图,是二极管的伏安特性曲线: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;加反向电压时,二极管的电阻较大,通过二极管的电流很小.三、测绘小灯泡伏安特性曲线实验的电路选择1测量电路的选择：测量电路可供选择的电路有两种，即内接法和外接法，分别如图234甲、乙两图所示图234考虑到误差因素，应选择如图乙所示的电路连接 2控制电路的选择：滑动

5、变阻器有限流式和分压式两种，分别如图235甲、乙两图所示图235考虑到灯泡两端电压变化范围问题，应选择如乙图所示的电路3实验电路的连接方法(1)接线顺序为“先串后并”，即先将电源、开关、滑动变阻器的全部电阻组成串联电路，再将电流表和小灯泡串联后的两端接滑动变阻器的滑动触点和另一固定接线柱，最后把电压表并联到小灯泡两端(2)电表量程选择的原则：在保证测量值不超过量程的情况下，指针偏转角度越大，测量值的精确度通常越高(3)滑动变阻器滑动触头的初始位置：电路接好后合上开关前要检查滑动变阻器滑动触点的位置，通常在开始实验时，应通过调整滑动变阻器的滑动触头位置，使小灯泡两端的电压或流经小灯泡的电流最小1

6、调节电压时不要超过小灯泡的额定电压2描点作图象时，建立的坐标系标度要合理，使描出的点布满坐标纸3小灯泡电压、电流变大时，电阻变大，伏安特性曲线是曲线连线时要用平滑的曲线，不能连成折线 二 欧姆定律的应用例2: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0.4 A.如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大?35020020020200000000200101020235,0.42:1:I1.0 A,I2I2.0 A.2:I1.0 A.U2UU ,II ,I2I2,25,.0 4,.A0UURRIIUURIIUUURIIUURII解析 解法 由欧姆定律得又知解得又因为所以解法由得

7、又其中所以答案答案:2.0 A三 伏安特性曲线的应用例3:如图所示,为某小灯泡的电流与其两端的电压关系图线,试分别计算出其电压为5 V 10 V时小灯泡的电阻,并说明电阻的变化规律. 巩固练习3.如图所示,显示了两电阻R1 R2的电流I和电压U之间的关系,由图象可知两电阻大小之比R1:R2为( ).13. 3 1. 2:.2:22ABCD12453.3:IU,01RtanRtan解析 在伏安特性曲线图线中 直线的斜率与电阻成反比所以答案答案:B课后巩固提升 巩固基础1.UIR(),UUIRRI由欧姆定律导出和下列叙述中正确的是A.导体的电阻跟导体两端的电压成正比导体的电阻跟导体两端的电压成正比

8、,跟导体中的电流成反跟导体中的电流成反比比B.导体的电阻由导体本身的物理条件决定导体的电阻由导体本身的物理条件决定,跟导体两端的电压跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关及流过导体的电流的大小无关C.对确定的导体对确定的导体,其两端电压和流过它的电流的比值就是它的其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值电阻值D.一定的电流流过导体一定的电流流过导体,电阻越大电阻越大,其电压降越大其电压降越大解析:导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与所加的电压和通过的电流无关.当R一定时,才有IU,故A错误,B CD正确.答案:BCD2.下列物质中欧姆定律可适用的是( )A.金属 B.电解液C.气体

9、D.任何物质答案:AB3.有甲 乙两导体,甲的电阻是乙的一半,而单位时间内通过导体乙横截面的电荷量是甲的两倍,则以下说法中正确的是( )A.甲 乙两导体中的电流相同B.乙导体中的电流是甲导体的2倍C.甲 乙两导体两端的电压相同D.乙导体两端的电压是甲导体的2倍:,.UIR,4,A C D.qItUIR解析 由电流的定义式可知乙的电流是甲的两倍由得可知乙两端的电压是甲两端电压的 倍 错误答案答案:B4.如图所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知正确的是( )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10 V时,通过导体的电流是0.4 AD.当通过导体的电流是0.1 A时

10、,导体两端的电压是2.5 V11222:,:25 ,U10 V,I0.1 A,UI R0.1 2550.2100.4 , V2.5 5V2URIUIAAR 解析 由图象 导体的电阻当电压时电流当电流时电压答案答案:ACD5.已知两个导体电阻之比R1:R2=2:1,那么( )A.若两个导体两端电压相等,则电流之比I1:I2=2:1B.若两个导体两端电压相等,则电流之比I1:I2=1:2C.若导体中电流相等,则两导体两端电压之比U1:U2=2:1D.若导体中电流相等,则两导体两端电压之比U1:U2=1:2答案:BC6.两电阻R1 R2的电流I和电压U的关系如图可知两电阻的大小之比R1:R2等于(

11、).1:3.3:1.1:3. 3:1ABCD121212211,111,:IU,tan.3IURRtanRRtantanRtan解析 图象为图线图线的斜率即得答案答案:A7.导体的电阻为4 ,在120 s内通过导体横截面的电荷量是480 C,则加在导体两端的电压是( )A.960 V B.16 VC.1 V D.60 V答案:B提升能力8.某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是( )A.加5 V电压时,导体的电阻约是5 B.加11 V电压时,导体的电阻约是1.4 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:,.5 V

12、,5,5 ;,B C.,UIUIUI解析 对某些导电器材 其伏安特性曲线不是直线 但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值本题中给出的导体在加电压时值为 所以此时电阻为当电压增大时值增大 即电阻增大 综合判断可知 项错误答案答案:AD9.一只标有“220 V 60 W”的白炽灯泡,加上的电压U由零逐渐增大到220 V.在此过程中,电压U和电流I的关系可用图线表示.在如图所示的四个图线中,肯定不符合实际的是( )解析:由电阻的定义式 知:在U-I图象上,某一点的纵坐标U和该点的横坐标I的比值 就对应着电阻值R.由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大,当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220

13、V时,钨丝由红变到白炽,灯丝的温度不断升高,电阻将不断增大,A图象表示 为一定值,说明电阻不变,不符合要求;C图象上各点的 值随U的增大而减小,也不符合实际; URIUIUIUIDU,U,;BU,A C D.UIUI图象中的的值开始随 的增大而增大 后来随 的增大而减小 也不符合实际 只有 图象中的值随 的增大而变大 符合实际 应选 答案答案:ACD10.某同学做三种导电元件的导电性质实验,他根据所测数据,分别绘制了三种元件的I-U图象,如图所示,下列判断哪些是正确的是( )A.只有乙图象是正确的B.甲 丙图象是曲线,肯定误差太大C.甲 丙为非线性元件,乙为线性元件D.甲 乙 丙三个图象都可能

14、是正确的,并不一定有较大误差解析:某导体元件的I-U图线可能是直线,也可能是曲线,如果I-U图线为曲线,即表示该元件是非线性元件,故C D选项正确.答案:CD11.如图所示的图象所对应的两个导体: (1)电阻关系R1:R2为_;(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时,电压之比U1:U2为_;(3)若两个导体的电压相等(不为零)时,电流之比I1:I2为_.3:13:11:312.某电阻两端电压为16 V,30 s内通过的电荷量为48 C,此电阻为多少?30 s内有多少电子通过它的横截面?(e=1.610-19C)219020:30 s48 C,10 ,q48 C()3.0 10 ().10 ,

15、30 s31.6161.6481.0 1100.6qIAtUUIRRIqne 解析 由于内通过的电荷量为因此而由得因为所以个个即电阻为内有个电子通过它的横截面积答案答案:10 30:10 3010102020个个13.有一个电阻器,测得其电流和电压的值如下:I(A)0.51.02.04.0U(V)2.184.368.7217.44画出该电阻器的画出该电阻器的I-U图线图线,此电阻器是否为线性元件此电阻器是否为线性元件?若若是是,求其电阻是多大求其电阻是多大?解析:以I为纵轴,U为横轴建立直角坐标系,适当选取坐标值,根据给出的4组I U值描点,如下图所示.17.44 I2.1840.U,4.365R 通过图线为直线可知 此电阻器是线性元件该电阻器的电阻答案答案:图见解析图见解析 是线性元件是线性元件 4.36 14.小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大,某同学为研究这一现象,用实验得到如下数据(I和U分别表示小灯泡的电流和电压):I(A)0.120.210.2