2018学年教科版高二物理选修3-1第二章《直流电路》部分电路欧姆定律（知识梳理）

部分电路欧姆定律【学习目标】1.理解产生电流的条件．3.了解直流电和恒定电流的概念．6.知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件．【要点梳理】要点一、电流自由电荷——物体内部可自由运动的电荷自由电子——金属内部可自由运动的电子电流——电荷的定向流动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？下面我们通过实验来探究这个问题。实验电路：分压电路：可以提供从零开始连续变化的电压。数据记录要点二、电阻1．定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比叫导体的电阻．4．物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小．要点三、欧姆定律1．内容：导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比．这就是欧姆定律．3．适用条件：金属导电和电解液导电．要点四、导体的伏安特性曲线1．定义．2．线性元件．要点诠释：①当导体的伏安特性为过原点的直线时，即电流与电压成正比例的线性关系，具有这种伏安特性的元件称为线性元件，直线的斜率表示电阻的倒数，所以斜率越大，电阻越小，斜率越小，表示电阻越大．②欧姆定律适用于纯电阻，或由若干纯电阻构成的一段电路．从能量转化的角度看，电流通过时，电能只转化成内能的用电器或电路，是纯电阻电路．某些电阻在电流增大时，由于温度升高而使电阻变化，这种情况下作出的伏安特性曲线不是直线，但对某一状态，欧姆定律仍然适用．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．二极管由半导体材料制成，其电阻率随温度的升高而减小，故其伏安特性曲线不是直线．要点诠释：①由图看出随电压的增大，图线的斜率在增大，表示其电阻随电压的升高而减小，即二极管的伏安特性曲线不是直线，这种元件称为非线性元件．②气体导电的伏安特性曲线是非线性的．气体导电和二极管导电，欧姆定律都不适用．要点五、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线1．实验目的．(1)掌握伏安法测电阻的电路设计(关键是内、外接法的特点)．(2)理解小灯泡的伏安特性曲线为什么不是过原点的一条直线．2．实验原理．3．实验器材．4．实验步骤．(1)选取适合的仪器按如图所示的电路连接好．(2)将滑动变阻器滑到A端后，闭合开关．(3)使滑动变阻器的值由小到大逐渐改变．在灯泡额定电压范围内读取数组不同的电压值和电流值，并制表记录．(4)断开开关，拆下导线，将仪器恢复原状．5．注意选项．(1)本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接．(3)开关闭合前变阻器滑片移到所分电压为零处．(4)在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来.【典型例题】类型一、对导体电阻和欧姆定律的理解例1．下列说法正确的是()C．导体电流越大，电阻越小【答案】BD举一反三:【变式1】如图所示对应的两个导体：（1）电阻关系∶为_____________；（2）若两个导体中的电流强度相等（不为零）时，电压之比∶=___________；（3）若两个导体两端的电压相等（不为零）时，电流强度之比∶=___________．【答案】∶；∶；∶．所以：∶=∶．（2）若两个导体中的电流强度相等，则为两个导体串联，电压之比与电阻成正比：∶=∶=∶．（3）若两个导体两端的电压相等，则为两个导体串联，电流强度之比与电阻成反比比：∶=∶=∶．【变式2】关于欧姆定律的适用条件，下列说法正确的是()A．欧姆定律是在金属导体导电的基础上总结出来的，对于其他导体不适用B．欧姆定律也适用于电解液导电C．欧姆定律对于气体导电也适用D．欧姆定律适用于一切导体【答案】B电阻中的电流据欧姆定律得故此电阻为，内有个电子通过它的横截面。举一反三:D．以上说法均不对【答案】B类型二、欧姆定律的应用【解析】对欧姆定律理解的角度不同，求解的方法也不相同.本题可以有三种解法：解答一：依题意和欧姆定律得：所以又因为所以解答二：由得又所以解答三：由图知所以【总结升华】（1）用I—U图像结合比例式解题，显得更直观、简捷。物理意义更鲜明。（2）导体的电阻是导体自身的一种属性，与U、I无关，因而，用此式讨论问题更简单明了。举一反三:【答案】B【变式2】一段导体两端的电压是4V时导体中的电流是1A如果将电压减少2V则电流为()A．2AB．0.25AC．3AD．0.5A【答案】D类型三、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线【答案】C【解析】灯丝电阻随电压的增大而增大，图像的斜率应越来越大。C正确。举一反三:【变式】小灯泡通电后其电流随所加电压变化的图线如图所示，为图线上一点，为图线过点的切线，为轴的垂线，为轴的垂线。则下列说法中正确的是()A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小【答案】C例5．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,可供选择的实验仪器如下：某同学测量小电珠UI关系的实验数据如表所示：（1）在上述器材中，电压表应选；电流表应选；滑动变阻器应选．（2）该实验应选用的实验电路图是图1中的．（3）根据表格中的实验数据在图2方格纸内画出小电珠UI曲线．分析曲线可知小电珠的电阻值随I变大而（选填“变大”、“变小”或“不变”）；【答案】（1）V1，A1，R1，（2）A（3）如图，变大【解析】（1）灯泡的额定电压为3V，所以电压表的量程选择V1；额定电流是0.3A，所以电流表的量程选择A1，灯泡电压能从零开始变化，滑动变阻器采用分压式接法，使用选择电阻值比较小的滑动变阻器R1，（3）根据表中实验数据在坐标系中描点，然后作出UI图象，小灯泡的UI图象如图所示．举一反三:（1）分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图_______（填“甲”或“乙”）；（3）如图丙所示，用一个定值电阻和两个上述小灯泡组成串并联电路，连接