2.3欧姆定律
选修3-1-2.3欧姆定律教案(讲义)有答案
2.3《欧姆定律》一、【学习与讨论】学点一：欧姆定律的理解1．公式R ＝U I 和I ＝UR的对比R ＝U II ＝U R电阻的定义式，适用于所有导体 欧姆定律表达式，适用于金属、电解质溶液导电 不能说R ∝U ，R ∝1I，R 由导体本身性质(材料、长短、粗细)决定，与U 、I 大小无关可以说I ∝U 、I ∝1R，I 的大小由U 、R 共同决定测量了U ，测量了I ，便可确定R ，为我们提供了测量电阻的一种方法知道了U 、R ，便可确定I ，为我们提供了除I ＝qt之外的一种计算电流的方法 在应用公式I ＝UR解题时，要注意欧姆定律的“同体性”和“同时性”．所谓“同体性”是指I 、U 、R 三个物理量必须对应于同一段电路，不能将不同段电路的I 、U 、R 值代入公式计算．所谓“同时性”指U 和I 必须是导体上同时刻的电压和电流值，否则不能代入公式计算．学点二：伏安特性曲线1．伏安特性曲线中直线的物理意义 伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，能直观地反映出导体中电流与电压成正比，如图2－3－3所示，其斜率等于电阻的倒数，即tan α＝I U ＝1R.所以直线的斜率越大，表示电阻越小．图2－3－32．二极管的伏安特性曲线伏安特性曲线不是直线，即电流与电压不成正比(如图2－3－4)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，二极管的电阻较小，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．图2－3－4二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． (1)由图看出随着电压的增大，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．二、【探索与分析】1.伏安法测电阻的两种方法怎样对比？内接法和外接法的电路图分别如图2－3－5所示．图2－3－5电路图对比甲 乙电流表 接法电流表内接法电流表外接法误差分析 电压表示数U V ＝U R ＋U A >U R 电流表示数I A ＝I R R 测＝U V I A >U R I R ＝R 真 误差来源于电流表的分压作用 电压表示数U V ＝U R电流表示数I A ＝I R ＋I V >I RR 测＝U V I A <U RI R＝R 真误差来源于电压表的分流作用 两种电 路的选择条件R 越大，U R 越接近U V ， R 测＝U V I A 越接近于R 真＝U R I R 可见，为了减小误差，该电路适合测大电阻，即R ≫R A R 越小，I R 越接近I A ，R 测＝U V I A 越接近于R 真＝U RI R可见，为了减小误差，该电路适合测小电阻，即R ≪R V伏安法测电阻时两种接法的选择方法为减小伏安法测电阻的系统误差，应对电流表外接法和内接法作出选择，其方法是： (1)阻值比较法：先将待测电阻的粗略值和电压表、电流表的内阻进行比较，若R x ≪R V ，宜采用电流表外接法；若R x ≫R A ，宜采用电流表内接法．(2)临界值计算法：当内外接法相对误差相等时，有R A R x ＝R xR V，所以R x ＝R A R V 为临界值．当R x >R A R V (即R x 为大电阻)时用内接法；当R x <R A R V (即R x 为小电阻)时用外接法；R x ＝R A R V ，内、外接法均可． (3)实验试触法：按图2－3－6接好电路，让电压表一根接线P 先后与a 、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化(电流表的分压作用明显)，而电流表的示数变化不大(电压表分流作用不大)，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．图2－3－6三、公式R ＝UI 和I ＝UR的对比【例1】 下列判断正确的是( ) A ．由R ＝UI 知，导体两端的电压越大，电阻就越大B ．由R ＝UI 知，导体中的电流越大，电阻就越小C ．由I ＝UR知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比D ．由I ＝UR可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比答案 CD 解析 R ＝UI 只是电阻的定义式，U ＝0，I ＝0时R 仍存在，即R 与U 和I不存在正、反比关系．对一段确定的导体而言，R 一定，故I 与U 成正比，D 对，A 、B 错．由欧姆定律可知I 与U 成正比，与R 成反比，C 对．四、导体的伏安特性曲线【例2】 如图所示的图象所对应的两个导体的伏安特性曲线．由图回答：(1)电阻之比R 1∶R 2为______．(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U 1∶U 2为________． (3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比为______． 答案 (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3解析 (1)在I —U 图象中，电阻的大小等于图象斜率的倒数，所以R 1＝ΔU ΔI ＝10×10－35×10－3Ω＝2 ΩR 2＝10×10－315×10－3 Ω＝23 Ω 即R 1∶R 2＝3∶1 (2)由欧姆定律得U 1＝I 1R 1，U 2＝I 2R 2 所以U 1∶U 2＝R 1∶R 2＝3∶1(3)由欧姆定律得I 1＝U 1R 1，I 2＝U 2R 2所以I 1∶I 2＝R 2∶R 1＝1∶3自学检测：1.两电阻R 1、R 2的电流I 和电压U 的关系如图所示，可知两电阻的大小之比R 1∶R 2等于( )A ．1∶3B ．3∶1C ．1∶ 3 D.3∶1 答案 A 解析 图象斜率的物理意义是电阻的倒数．2.用伏安法测未知电阻R x 时，若不知道R x 的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如图所示连接，只空出电压表的一个接头S ，然后将S 分别与a 、b 接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，那么( )A ．若电流表示数有显著变化，S 应接aB ．若电流表示数有显著变化，S 应接bC ．若电压表示数有显著变化，S 应接aD ．若电压表示数有显著变化，S 应接b答案 BC 解析 实验试探法的原理是以伏安法测电阻原理的系统误差产生原因入手来选择，如果电流表分压引入误差大，则试探过程中，电压表示数变化明显，则应选外接法以减小电流表分压的影响：如果因电压表分流作用引入误差大，则电流表示数变化明显，则应选用内接法．如果S 接触a ，属外接法，S 接触b ，属内接法．若S 分别接触a 、b 时，电流表示数变化显著，说明电压表的分流作用较强，即R x 是一个高阻值电阻，应选用内接法测量．即S 应接b 测量，误差小．B 选项正确．若S 分别接触a 、b 时，电压表示数变化显著，说明电流表的分压作用较强，即R x 是一个低阻值的电阻，应选用外接法测量，即S 应接a ，误差小．C 选项正确．3．下列判断正确的是( )A ．导体两端的电压越大，导体的电阻越大B ．若不计温度影响，在导体两端的电压与通过的电流之比是一个常数C ．电流经过电阻时，沿电流方向电势要降低D ．电解液短时间内导电的U —I 线是一条直线答案 BCD 解析 导体的电阻是导体本身的性质，与导体两端的电压及通过导体的电流无直接关系，R ＝UI仅仅是导体电阻的计算式，而不是决定式．4．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 A ．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？答案 2 A 解析 由欧姆定律得：R ＝U 0/I 0，又知R ＝3U 0/5I 0－0.4 解得I 0＝1.0 A又因为R ＝U 0I 0＝2U 0I，所以I ＝2I 0＝2 A.典型例题：题型一 欧姆定律的应用电阻R 与两个完全相同的晶体二极管D 1和D 2连接成如图所示的电路，a 、b 端的电势差U ab ＝10 V 时，流经a 点的电流为0.01 A ；当电势差U ab ＝－0.2 V 时，流经a 点的电流仍为0.01 A ．二极管具有单向导电性，单向导通时有电阻，当通过反向电流时，电阻可以认为是无穷大，则电阻R 的阻值为__________，二极管导通时的电阻为________．思维步步高当ab 间接正向电压时，接通的是哪个电路？当ab 间接负向电压时，接通的是哪个电路？先求哪个用电器的电阻比较方便？解析 当ab 间接正向电压时，接通的是二极管和电阻串联的电路．根据欧姆定律，二极管和电阻的串联值为1 000 Ω，当ab 间接负向电压时，接通的是二极管的电路，根据欧姆定律，两个二极管的电阻值为20 Ω，所以电阻R 的电阻值为980 Ω. 答案 980 Ω 20 Ω拓展探究某电路两端电压保持不变，当电路电阻为20 Ω时，其电流强度为0.3 A ，电阻增加到30 Ω时，其电路中的电流强度要减小多少？电路两端的电压为多大？答案 0.1 A 6 V 方法总结欧姆定律的注意事项：①R ＝UI 不是欧姆定律的表达式，而是电阻的定义式，对于确定的导体，因为U 与I 成正比，其比值UI为一恒量，所以电阻与电压、电流无关，仅与导体本身有关．不能把欧姆定律说成电阻与电压成正比，与电流成反比．②在应用公式解题时，要注意欧姆定律的“同时性”和“同体性”，即三个物理量必须对于同一个电阻和同一个电阻的同一个时刻.题型二 伏安特性曲线的测量用下列器材组成描绘电阻R 0伏安特性曲线的电路，请将实物在下图中连线成为实验电路．微安表μA(量程200 μA ，内阻约200 Ω)； 电压表V(量程3 V ，内阻约10 kΩ)电阻R 0(阻值约20 kΩ)；滑动变阻器R (最大阻值50 Ω，额定电流1 A)； 电池组E (电动势3 V ，内阻不计)； 开关S 及导线若干．思维步步高测量电阻R 0时电流表采用内接法还是外接法？采用的依据是什么？滑动变阻器的阻值决定了滑动变阻器采用什么解法？连线时应该注意哪些问题？解析 仪器的选择问题，微安表内阻比待测电阻小得多，比电压表内阻还要大，需要用微安表的内接法．滑动变阻器的阻值比待测电阻小得多，需要用分压式接法才能更好的调节待测电路上的电压．电路图如下所示．答案拓展探究小灯泡的伏安特性曲线如图所示(只画出了AB 段)，由图可知，当灯泡电压由3 V 变为6 V 时，其灯丝电阻改变了________ Ω.答案 5 方法总结测定电器元件的伏安特性曲线的常见方法：①需要测量待测电器元件的电压和电流．②要考虑电流表是内接还是外接，一般情况下是外接，因为所测的小灯泡的电阻一般较小．③要考虑滑动变阻器的接法．④在进行数据处理时，图线一般不是直线，要用平滑的曲线把各个点连接起来.课堂检测：一、选择题阅读以下材料．回答1～3题．在研究长度为l 、横截面积为S 的均匀导体中电流的流动时，在导体两端加上电压U ，于是导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子受匀强电场作用而加速，和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复碰撞边向前移动．可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v 成正比，其大小可以表示成k v (k 是恒量)．1．静电力和碰撞的阻力相平衡时，导体中的电子的速率v 成为一定值．这一定值是( )A.ekU lB.eU klC.elU kD ．elkU答案 B 解析 静电力和碰撞阻力平衡时，有k v ＝eE ＝e Ul 可得电子定向移动速率v ＝eUkl，B 正确． 2．设单位体积的自由电子数为n ，自由电子在导体中以一定速率v 运动时，该导体中所流过的电流是( )A.en v lB.enl v SC ．en v SD ．enl v答案 C 解析 电流I ＝neS v ，C 正确． 3．该导体的电阻是( ) A.kl e 2nS B kS e 2nl C.kS enl D k enlS答案 A 解析 电阻R ＝U I ＝U neS v ＝U neSeU kl＝kle 2nS，A 正确．4.如图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知错误的是( ) A ．导体的电阻是25 Ω B ．导体的电阻是0.04 ΩC ．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，导体两端的电压是2.5 V 答案 B5．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )A ．从t 1到t 2时间内，小车做匀速直线运动B ．从t 1到t 2时间内，小车做匀加速直线运动C ．从t 2到t 3时间内，小车做匀速直线运动D ．从t 2到t 3时间内，小车做匀加速直线运动答案 D 解析 在0～t 1内，I 恒定，压敏电阻阻值不变，压敏电阻所受压力不变或不受压力，小车可能做匀加速直线运动或匀速运动；在t 1～t 2内，I 变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速直线运动，A 、B 均错误．在t 2～t 3内，I 不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C 错误，D 正确．6．将截面均匀，长为l ，电阻为R 的金属导线截去ln，再拉长至l ，则导线电阻变为( )A.n －1n RB.1n RC.n n －1R D ．nR答案 C 解析 R ＝ρl S ，截去ln 再拉长至l 后的横截面积为S ′，有(l －l n )S ＝lS ′，S ′＝n －1n S R ′＝ρl S ′＝n n －1ρl S ＝nn －1R7.某导体中的电流随其两端的电压变化，如图实线所示，则下列说法中正确的是( ) A ．加5 V 电压时，导体的电阻是5 Ω B ．加12 V 电压时，导体的电阻是8 ΩC ．由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小D ．由图可知，随着电压减小，导体的电阻不断减小答案 ABD 解析 U ＝5 V 时，I ＝1.0 A ，R ＝UI ＝5 Ω，同理U ＝12 V 时，R ＝8 Ω，由图线可知随着电压的增大，电阻不断增大，随电压的减小，电阻不断减小，A 、B 、D 对，C 错．二、计算实验题8．某同学学习了线性元件和非线性元件的知识之后，他突然想到一个问题，若把一个线性元件和非线性元件串联起来作为一个“大”元件使用，这个“大”元件是线性还是非线性，为此，他把这个“大”元件接入电路中，测得其电流和电压值如下表所示，请猜想“大”编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U /V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 2.00 I /A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.50 解析 可以根据表中数据在坐标纸上描点，由图象看特点，若I-U 图线是过原点的直线则表示“大”元件是线性的，I-U 图线是曲线则表示“大”元件是非线性的，I-U 图线如图所示，由此可见“大”元件是非线性元件．9．一金属导体，两端加上U 1＝10 V 的电压时电流I 1＝0.5 A ，两端加上U 2＝30 V 的电压时导体中电流I 2多大？若导体两端不加电压，则导体的电阻多大？答案 1.5 A 20 Ω 解析 导体的电阻由导体本身决定，与电压U 及电流I 无关．R ＝U I 是电阻的定义式，但不是决定式．所以R ＝U 1I 1＝U 2I 2，I 2＝U 2U 1I 1＝1.5 A ．导体的电阻R ＝U 1I 1＝20 Ω，为定值．10．贝贝同学在做测量小灯泡功率的实验中，得到如下一组U 和I 的数据，数据如下编号 1 2 3 4 5 6 7 8 U /V 0.20 0.60 1.00 1.40 1.80 2.20 2.60 3.00 I /A 0.020 0.060 0.100 0.140 0.170 0.190 0.200 0.205 发光情况 不亮 微亮 逐渐变亮 正常发光(2)从图线上可以看出，当小灯泡的电功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是________．(3)这表明导体的电阻随着温度的升高而________． 答案 (1)I －U 图线如下图所示(2)开始不变，后来逐渐增大 (3)增大 解析 画图线时所取标度必须合适，以所画图线尽量布满坐标纸为宜，且使尽可能多的点分布在图线上，其余点均匀分布在两侧，个别偏差较大的点舍去．。
人教版高中物理选修3-1课件2.3《欧姆定律》ppt
• 答案：(1)如图
• (2)A • 解析：(2)电键闭合前，将滑动变阻器滑动到
A端，使测量电路处于短路状态，起到保护 作用。
课堂知识构建
考点题型设计
• 对欧姆定律的理解及应用 • 若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，
解法二：由R＝UI00＝ΔΔUI11＝20U.40A/5 得I0＝1.0A 又R＝UI00＝ΔΔUI22，所以ΔI2＝I0，I2＝2I0＝2.0A 解法三：画出导体的I－U图象，如图所示，
设原来导体两端的电压为U0时，导体中的电流为I0。 当U＝3U5 0时，I＝I0－0.4A 当U′＝2U0时，电流为I2 由图知I0－35U0.04A＝UI00＝025.U4A0 ＝2IU20 所以I0＝1.0A I2＝2I0＝2.0A
• 答案：(1)见解析图
• (青岛市2013～2014学年高二上学期三校联 考)下图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验 的实物连线图，已知小灯泡额定电压为2.5V。
• (1)完成下列实验步骤：
• ①闭合开关前，调节滑动变阻器的滑片， ________；
• ②闭合开关后，逐渐移动变阻器的滑片， ________；
灯光
• (1)在图上画出I－U图线。
• (2)从图线上可以看出，当电压逐渐增大时， 灯丝电阻的变化情况是 ________________________________。
• (3)图线表明导体的电阻随温度升高而
• 解析：(1)根据U、I的数据，在坐标纸上找出 对应的点，连成平滑曲线，即I－U图线，如 图所示。
• 3．单位 • 在国际单位制中是：欧姆________，符号是Ω，
学案1：2.3欧姆定律
2.3欧姆定律一、欧姆定律1．电阻：反映了导体对电流的阻碍作用．(1)定义式：R ＝U I. (2)单位：欧姆，符号是Ω.常用单位：kΩ、MΩ .1 kΩ＝103 Ω，1 MΩ＝106 Ω.2．欧姆定律(1)公式：I ＝U R. (2)适用条件：欧姆定律对金属导体和电解质溶液适用，但对气态导体和半导体元件并不适用．二、导体的伏安特性曲线1．伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I ，用横坐标表示电压U ，这样画出的导体的I －U 图象叫做导体的伏安特性曲线．2．线性元件的伏安特性曲线是一条直线；欧姆定律适用的元件，如金属导体、电解液导体．3．非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线；欧姆定律不适用的元件，如气态导体(如日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件．4．I －U 曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，而U －I 曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻．随堂练习1. 为探究小灯泡L 的伏安特性,连好图(甲)所示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正常发光,由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的I U 图像应是图(乙)中的( )2. 以下是“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验的操作步骤:A.闭合开关,记下电压表、电流表的一组示数(U,I),移动滑动变阻器的滑片位置,每移动一次记下一组(U,I)值,共测出12组左右的数据B.将电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡、电源、开关正确连接成电路,电流表外接,滑动变阻器采用分压式接法,如图所示C.调节滑片位置,使闭合开关前滑片处于滑动变阻器的最左端D.按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用直线连接起来,得出小灯泡的伏安特性曲线(1)以上各步骤存在错误或不足的是.(2)将各步骤纠正后,按实验先后顺序排列起来.3.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,实验室提供了小灯泡(2.5 V,0.3 A)、电流表、电压表以及滑动变阻器等实验器材:(1)图(甲)为实验中某同学连接好的实验电路图,在开关S闭合之前,应把滑动变阻器的滑动片P移到位置(填“A端”或“B端”);实验中滑动片P从中间位置向B端移动过程中会观察到电压表读数变(填“大”或“小”).(2)某同学由测出的数据画出I U图像,如图(乙)所示,当小灯泡两端电压为2.00 V时,小灯泡的电阻值R=Ω.(结果保留两位有效数字)4.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,用导线a,b,c,d,e,f,g和h按图所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后:(1)若电压表的示数为2 V,电流表的示数为零,小电珠不亮,则断路的导线为.(2)若电压表的示数为零,电流表的示数为0.3 A,小电珠亮,则断路的导线为.(3)若反复调节滑动变阻器,小电珠亮度发生变化,但电压表、电流表的示数不能调为零,则断路的导线为.5.某实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线,他们设计了如图(甲)所示的电路图.请回答下列问题:(1)图(乙)中实物连线按图(甲)的电路图补充完整.(2)图(甲)中闭合开关S,电流表、电压表均有示数,但无论怎样移动变阻器滑片,总不能使电压表的示数调为零,原因可能是图(甲)中的(选填a,b,c,d,e,f)处接触不良.(3)据实验测得的数据,作出该元件的I U图线如图(丙)所示,则元件Q在U=0.8 V时的电阻值是,I U图线在该点的切线的斜率的倒数(选填“大于”“等于”或“小于”)电阻值.答案1. C解析:小灯泡中的电流逐渐增大时其温度升高,导致电阻R增大.只有C选项对.2. 解析:A步骤中测量不同电压下的电流值时,应先预设各组数据中的电压值或电流值,而不是随意测,随意测会使描点疏密不均匀,画图线时出现较大误差,甚至无法画出I U图线;C步骤中闭合开关前应使灯泡两端电压为零,即滑片应置于变阻器最右端;D步骤中应将各点用平滑的曲线连接起来.答案:(1)ACD(2)BCAD3.解析:(1)由图(甲)可知,测量电路电压是变阻器滑动片P与左端C接线柱间电阻分得的电压,为保证安全,S闭合时,这个电压要最小,故S闭合前P移到A端.(2)由图(乙)得到U=2.00 V时,I=0.26 A,R=≈7.7 Ω.答案:(1)A端大(2)7.74.解析: 将实物图转化成电路图,如图所示.(1)电压表有示数说明电压表与供电电路相连,而小电珠不亮,故d导线断.(2)电压表示数为零,电流表示数为0.3 A,则电压表与电源断开,故h导线断.(3)无论如何调节滑动变阻器,电压表、电流表示数不能调为零,说明变阻器不为分压式接法,但小电珠仍亮且亮度发生变化,故g导线断.答案:(1)d(2)h(3)g5.解析:(1)如图所示(2)可能是滑动变阻器接成限流式了.(3)元件Q在U=0.8 V时的电流值是I=0.05 A,电阻值是R==16 Ω.答案:(1)连线见解析(2)f(3)16 Ω小于。
2.3 欧姆定律
U R I
Ra>Rb>Rc>Rd
I
b
d O
2、对伏安特性曲线的理解及由图线求电
阻
（1）I－U图线是直线：表示电流跟电压 成正比，导体为线性元件． （2）I－U图线是曲线：表示电流跟电压 不成正比，导体为非线性元件． 说明： 线性元件与纯电阻元件是不同的概念． 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．
新课标高中物理选修3－1
第二章
2.3
恒定电流
欧姆定律
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？
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？
实验电路
V A
R
RP
E
S
分压电路： 可以提供从零开始连续变化的电压
数据记录
导 电压（V） 0.5 体
小结：
• 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．
• 欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压成
正比，跟导体的电阻成反比． • 导体的伏安特性曲线的物理意义：图线斜率的 倒数表示电阻．
答案：①I＝U/R ②R＝U/I ③金属导电和电 解液导电 ④I－U图线是过原点的直线 ⑤I－ U图线不是直线
电 U 某段导体电流、 大小，仅适用于纯电阻 I＝ R 压和电阻的关系 电路 q 电流定义式 I＝ t 已知 q 和 t 情况下，可 计算 I 大小
物理意义
适用条件
导体电阻定义式， R 由导体本身决定，与 反 R＝ U I 映导体对电流的阻 碍作用 外电路沿电流方向 U＝IR 电势逐渐降低， 电压 降等于 I 和 R 乘积 U、I 无关，适用于所有 导体
K 2.3 欧姆定律
当 R x ＝ R AR V时，两种接法效果相同。
(3)试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能
确定的情况，如图所示，把电压表的接线端分别 接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表 的示数变化明显，说明电压表的分流对电路影响 大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化， 说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选 外接法。
(2)非线性元件：欧姆定律不适用的元件。例如，日
光灯、霓虹灯，其伏安特性曲线是曲线。
4．非线性元件电阻的确定
如图， 非线性元件的 I －U 图线是曲线， 导体电 Un 阻 R n ＝ ，即电阻等于图线上点 (Un ，I n )与坐 In 标原点连线的斜率的倒数。而不等于该点切线 斜率的倒数。如图所示。
AD ）
A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻减小 C．对应 P D．对应 P
U1 点，小灯泡的电阻为 R I I 2 1 U1 点，小灯泡的电阻为 R I2
五、伏安法测电阻 1．伏安法测电阻原理 欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法，由
U R＝ I
5．线性元件的U－I图象与I－U图象的比较
U－I图象 I－U图象
图象举例
坐标轴 纵坐标表示电压U 纵坐标表示电流I 含义 横坐标表示电流I 横坐标表示电压U 图线斜率 斜率表示电阻，如图 斜率表示电阻的 含义 R1<R2 倒数，如图R1>R2
【典型例题】（多选）小灯泡通电后其电流 I 随所加电 压 U 变化的图线如图所示，P 为图线上一点，PN 为图 线的切线，PQ 为 U 轴的垂线，PM 为 I 轴的垂线．则下 列说法中正确的是： （
五、实验步骤
1．按图连接好实验电路．
物理：2.3《欧姆定律》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
(3)滑动变阻器滑动触头的初始位置： 电路接好后 滑动变阻器滑动触头的初始位置： 滑动变阻器滑动触头的初始位置 合上开关前要检查滑动变阻器滑动触点的位置， 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， 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． 使小灯泡两端的电压或流经小灯泡的电流最小．
图2－3－4 － － 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：滑动变阻器有限流式和分压 ．控制电路的选择： 式两种，分别如图 － － 甲 乙两图所示． 式两种，分别如图2－3－5甲、乙两图所示．
图2－3－5 － － 考虑到灯泡两端电压变化范围问题， 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． 图所示的电路．
第三节 欧姆定律
学习目标： 掌握欧姆定律的内容及其适用范围 掌握欧姆定律的内容及其适用范围， 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． 并能用来解决有关电路的问题． 2．知道导体的伏安特性和I－U图象，知道什么是 ．知道导体的伏安特性和 － 图象 图象， 线性元件和非线性元件． 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 ．知道电阻的定义式， 流无关． 流无关． 重点难点：欧姆定律的适用条件． 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． 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， 同一导体 ， 不管电流 、 电压怎样变化 ， 电压跟电 表示， 流的比值不变，用R表示，即R＝ 表示 ＝ ，R的值反映了导体 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 常用的单位还有千欧、兆欧， 是 欧姆 ，常用的单位还有千欧、兆欧，1 k ＝ 103 1 M ＝ 106 . ，
物理：2.3《欧姆定律》导学案(新人教版选修3-1)
三．欧姆定律[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Ω，1Ω＝1V/A，常用单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ），1MΩ=103kΩ=106Ω。
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tanα=I/U=1/R4．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。
人教版物理_选修3-1_2.3欧姆定律
二、欧姆定律
导体 电压（V） 电压（
B A
电流（ 电流（A） 电流（ 电流（A）
0.50 0.10 0.05
1.00 0.20 0.10
1.50 0.30 0.15
2.00 0.40 0.20
2.50 0.50 0.25
U/I 5 10
1、内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压 成 、内容：导体中的电流 导体两端的电压 电压U成 跟导体的电阻 电阻R成 正比，跟导体的电阻 成反比． 2、决定式: 、决定式
思考与讨论
下图是某晶体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和二 极管两端的电压的关系
课堂练习
4、某电流表可测量的最大电流是10mA， 已知一个电阻两端的电压是8V时，通过的 电流是2mA，如果给这个电阻加上50V的 电压， 电压，能否用该电流表测量通过这个电阻 的电流?
由
Q I= t
q ⋅ nSvt = nqvS 可得 I = t
在导体的两端加上电压， 在导体的两端加上电压，导 体中才有电流，那么， 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？ 系呢？下面我们通过实路
演示
分压电路： 分压电路： 可以提供从零开始连续变化的电压
三、导体的伏安特性
1．伏安特性曲线：导 ． 伏安特性曲线： 体中的电流I随导体 体中的电流 随导体 两端的电压U变化的 两端的电压 变化的 图线，叫做导体的 伏安特性曲线，如 图所示： 图所示：
图线斜率的倒数表示电阻． 图线斜率的倒数表示电阻．
练习2、有四个金属导体， 练习 、有四个金属导体，它们的伏安性曲线分别 则电阻最大的（ ） 是图中的 、b、 、d ，则电阻最大的（
2.3欧姆定律
• 某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说 例 3 法中正确的是( )
4.为探究小灯泡L的伏安特性，连好图所示的电路后闭合开关， 通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增 大，直到小灯泡正常发光，由电流表和电压表得到的多组读 数描绘出的U－I图象应是( C )
练
习
BD ) (
1．欧姆定律不适用于下列哪种情况 A．金属导电 B．半导体导电 C．电解液导电 D．气体导电
2．某同学经过实验，描绘出一个小灯泡的伏安特性曲线，分 析该曲线，下列说法不正确的是( ACD ) A．小灯泡的伏安特性曲线的斜率随着电压的升高而增大 B．小灯泡的电阻随着电压的升高而增大 C．欧姆定律适用于小灯泡，所以小灯泡是个线性元件 D．小灯泡灯丝的电阻随着电压的升高而减小
而 U U x U A U x ,Ix I, 测 量 值 偏 大 当 Rx R A ,则 U U x ,则 Rx R 测， 误 差 较 小 。
条件：Rx>>RA,
真实值R x
口诀：“大内偏大”
电流表 外接 法 ： (电 压 表 、 电 流 表 读 数 分 别 为 U、 I） 当 Rx R A R V ， Ux U ，测量值R 测 Ix I
3） 增 大
6.有一个额定电压为2.8V，正常工作电阻约为10Ω 的小灯泡， 现要用伏安法描绘这个灯泡的I-U图线，有下列器材供选用： A.电压表(0～3V，内阻6kΩ ) B.电压表(0～15V，内阻30kΩ ) C.电流表(0～3A，内阻0.1Ω ) D.电流表(0～0.6A，内阻0.5Ω ) E.滑动变阻器(10Ω ，2A) F.滑动变阻器(1000Ω ，0.6A) G.蓄电池(电动势6V，内阻不计) （1）用如图所示的电路进行测量，电压表应选用_____ ，电流 A 表应选用 D ，滑动变阻器应选用 E 。（用序号字母表示） （2）通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图所示，由图线 可求得此灯泡在正常工作时的电阻为__10____Ω 。
物理：2.3《欧姆定律》精品学案(人教版选修3-1)
第3节 欧姆定律要点一 欧姆定律的理解 1．公式R ＝U I 和I ＝UR的对比在应用公式I ＝UR 解题时，要注意欧姆定律的“同体性”和“同时性”．所谓“同体性”是指I 、U 、R 三个物理量必须对应于同一段电路，不能将不同段电路的I 、U 、R 值代入公式计算．所谓“同时性”指U 和I 必须是导体上同时刻的电压和电流值，否则不能代入公式计算．要点二 伏安特性曲线1．伏安特性曲线中直线的物理意义伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，能直观地反映出导体中电流与电压成正比，如图2－3－3所示，其斜率等于电阻的倒数，即tan α＝I U ＝1R.所以直线的斜率越大，表示电阻越小．图2－3－32．二极管的伏安特性曲线伏安特性曲线不是直线，即电流与电压不成正比(如图2－3－4)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，二极管的电阻较小，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．图2－3－4二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．(1)由图看出随着电压的增大，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．1.伏安法测电阻的两种方法怎样对比？内接法和外接法的电路图分别如图2－3－5所示．两种电路对比分析如下：2．如何从两种接法中选择电路？ 伏安法测电阻时两种接法的选择方法为减小伏安法测电阻的系统误差，应对电流表外接法和内接法作出选择，其方法是： (1)阻值比较法：先将待测电阻的粗略值和电压表、电流表的内阻进行比较，若R x ≪R V ，宜采用电流表外接法；若R x ≫R A ，宜采用电流表内接法．(2)临界值计算法：当内外接法相对误差相等时，有R A R x ＝R xR V，所以R x ＝R A R V 为临界值．当R x >R A R V (即R x 为大电阻)时用内接法；当R x <R A R V (即R x 为小电阻)时用外接法；R x＝R A R V ，内、外接法均可．(3)实验试触法：按图2－3－6接好电路，让电压表一根接线P 先后与a 、b 处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化(电流表的分压作用明显)，而电流表的示数变化不大(电压表分流作用不大)，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．图2－3－6一、公式R ＝U I 和I ＝UR 的对比【例1】 下列判断正确的是( )A ．由R ＝UI 知，导体两端的电压越大，电阻就越大B ．由R ＝UI知，导体中的电流越大，电阻就越小C ．由I ＝UR 知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比D ．由I ＝UR 可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比答案 CD解析 R ＝UI 只是电阻的定义式，U ＝0，I ＝0时R 仍存在，即R 与U 和I 不存在正、反比关系．对一段确定的导体而言，R 一定，故I 与U 成正比，D 对，A 、B 错．由欧姆定律可知I 与U 成正比，与R 成反比，C 对．二、导体的伏安特性曲线【例2】 如图2－3－7所示的图象所对应的两个导体的伏安特性曲线．由图回答：图2－3－7(1)电阻之比R 1∶R 2为______．(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U 1∶U 2 为________．(3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比为______． 答案 (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3解析 (1)在I —U 图象中，电阻的大小等于图象斜率的倒数，所以R 1＝ΔU ΔI ＝10×10－35×10－3Ω＝2 ΩR 2＝10×10－315×10－3 Ω＝23 Ω 即R 1∶R 2＝3∶1(2)由欧姆定律得U 1＝I 1R 1，U 2＝I 2R 2 所以U 1∶U 2＝R 1∶R 2＝3∶1 (3)由欧姆定律得I 1＝U 1R 1，I 2＝U 2R 2所以I 1∶I 2＝R 2∶R 1＝1∶31.图2－3－8两电阻R 1、R 2的电流I 和电压U 的关系如图2－3－8所示，可知两电阻的大小之比R 1∶R 2等于( )A ．1∶3B ．3∶1C ．1∶ 3 D.3∶1 答案 A解析 图象斜率的物理意义是电阻的倒数．图2－3－9用伏安法测未知电阻R x 时，若不知道R x 的大概值，为了选择正确的电路接法以减小误差，可将电路如图2－3－9所示连接，只空出电压表的一个接头S ，然后将S 分别与a 、b 接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，那么( )A ．若电流表示数有显著变化，S 应接aB ．若电流表示数有显著变化，S 应接bC ．若电压表示数有显著变化，S 应接aD ．若电压表示数有显著变化，S 应接b 答案 BC解析 实验试探法的原理是以伏安法测电阻原理的系统误差产生原因入手来选择，如果电流表分压引入误差大，则试探过程中，电压表示数变化明显，则应选外接法以减小电流表分压的影响：如果因电压表分流作用引入误差大，则电流表示数变化明显，则应选用内接法．如果S 接触a ，属外接法，S 接触b ，属内接法．若S 分别接触a 、b 时，电流表示数变化显著，说明电压表的分流作用较强，即R x 是一个高阻值电阻，应选用内接法测量．即S 应接b 测量，误差小．B 选项正确．若S 分别接触a 、b 时，电压表示数变化显著，说明电流表的分压作用较强，即R x 是一个低阻值的电阻，应选用外接法测量，即S 应接a ，误差小．C 选项正确．3．下列判断正确的是( )A ．导体两端的电压越大，导体的电阻越大B ．若不计温度影响，在导体两端的电压与通过的电流之比是一个常数C ．电流经过电阻时，沿电流方向电势要降低D ．电解液短时间内导电的U —I 线是一条直线 答案 BCD解析 导体的电阻是导体本身的性质，与导体两端的电压及通过导体的电流无直接关系，R ＝UI仅仅是导体电阻的计算式，而不是决定式．4．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 A ．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？答案 2 A解析 由欧姆定律得：R ＝U 0/I 0，又知R ＝3U 0/5I 0－0.4解得I 0＝1.0 A又因为R ＝U 0I 0＝2U 0I，所以I ＝2I 0＝2 A.题型一 欧姆定律的应用 电阻R 与两个完全相同的图1晶体二极管D 1和D 2连接成如图1所示的电路，a 、b 端的电势差U ab ＝10 V 时，流经a 点的电流为0.01 A ；当电势差U ab ＝－0.2 V 时，流经a 点的电流仍为0.01 A ．二极管具有单向导电性，单向导通时有电阻，当通过反向电流时，电阻可以认为是无穷大，则电阻R 的阻值为__________，二极管导通时的电阻为________．思维步步高当ab 间接正向电压时，接通的是哪个电路？当ab 间接负向电压时，接通的是哪个电路？先求哪个用电器的电阻比较方便？解析 当ab 间接正向电压时，接通的是二极管和电阻串联的电路．根据欧姆定律，二极管和电阻的串联值为1 000 Ω，当ab 间接负向电压时，接通的是二极管的电路，根据欧姆定律，两个二极管的电阻值为20 Ω，所以电阻R 的电阻值为980 Ω.答案 980 Ω 20 Ω拓展探究某电路两端电压保持不变，当电路电阻为20 Ω时，其电流强度为0.3 A ，电阻增加到30 Ω时，其电路中的电流强度要减小多少？电路两端的电压为多大？答案 0.1 A 6 V欧姆定律的注意事项：①R ＝UI 不是欧姆定律的表达式，而是电阻的定义式，对于确定的导体，因为U 与I 成正比，其比值UI 为一恒量，所以电阻与电压、电流无关，仅与导体本身有关．不能把欧姆定律说成电阻与电压成正比，与电流成反比．②在应用公式解题时，要注意欧姆定律的“同时性”和“同体性”，即三个物理量必须对于同一个电阻和同一个电阻的同一个时刻.题型二 伏安特性曲线的测量用下列器材组成描绘电阻R 0伏安特性曲线的电路，请将实物图2连线成为实验电路． 微安表μA(量程200 μA ，内阻约200 Ω)； 电压表V(量程3 V ，内阻约10 kΩ) 电阻R 0(阻值约20 kΩ)；滑动变阻器R(最大阻值50 Ω，额定电流1 A)；电池组E(电动势3 V，内阻不计)；开关S及导线若干．图2思维步步高测量电阻R0时电流表采用内接法还是外接法？采用的依据是什么？滑动变阻器的阻值决定了滑动变阻器采用什么解法？连线时应该注意哪些问题？解析仪器的选择问题，微安表内阻比待测电阻小得多，比电压表内阻还要大，需要用微安表的内接法．滑动变阻器的阻值比待测电阻小得多，需要用分压式接法才能更好的调节待测电路上的电压．电路图如下所示．答案拓展探究小灯泡的伏安特性曲线如图3所示(只画出了AB段)，由图可知，当灯泡电压由3 V变为6 V时，其灯丝电阻改变了________ Ω.图3答案 5测定电器元件的伏安特性曲线的常见方法：①需要测量待测电器元件的电压和电流．②要考虑电流表是内接还是外接，一般情况下是外接，因为所测的小灯泡的电阻一般较小．③要考虑滑动变阻器的接法．④在进行数据处理时，图线一般不是直线，要用平滑的曲线把各个点连接起来.一、选择题阅读以下材料．回答1～3题．在研究长度为l 、横截面积为S 的均匀导体中电流的流动时，在导体两端加上电压U ，于是导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子受匀强电场作用而加速，和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复碰撞边向前移动．可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v 成正比，其大小可以表示成k v (k 是恒量)．1．静电力和碰撞的阻力相平衡时，导体中的电子的速率v 成为一定值．这一定值是( ) A.ekU l B.eU kl C.elUk D ．elkU答案 B解析 静电力和碰撞阻力平衡时，有k v ＝eE ＝e U l 可得电子定向移动速率v ＝eUkl ，B 正确．2．设单位体积的自由电子数为n ，自由电子在导体中以一定速率v 运动时，该导体中所流过的电流是( )A.en v lB.enl vS C ．en v S D ．enl v答案 C解析 电流I ＝neS v ，C 正确． 3．该导体的电阻是( ) A.kl e 2nS B kS e 2nl C.kS enl D k enlS 答案 A解析 电阻R ＝U I ＝U neS v ＝U neSeU kl＝kl e 2nS，A 正确．4.图4如图4所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知错误的是( ) A ．导体的电阻是25 Ω B ．导体的电阻是0.04 ΩC ．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，导体两端的电压是2.5 V 答案 B5．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图5甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )图5A ．从t 1到t 2时间内，小车做匀速直线运动B ．从t 1到t 2时间内，小车做匀加速直线运动C ．从t 2到t 3时间内，小车做匀速直线运动D ．从t 2到t 3时间内，小车做匀加速直线运动 答案 D解析 在0～t 1内，I 恒定，压敏电阻阻值不变，压敏电阻所受压力不变或不受压力，小车可能做匀加速直线运动或匀速运动；在t 1～t 2内，I 变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速直线运动，A 、B 均错误．在t 2～t 3内，I 不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C 错误，D 正确．6．将截面均匀，长为l ，电阻为R 的金属导线截去ln ，再拉长至l ，则导线电阻变为( )A.n －1n RB.1n RC.n n －1R D ．nR答案 C解析 R ＝ρl S ，截去ln再拉长至l 后的横截面积为S ′，有(l －ln )S ＝lS ′，S ′＝n －1n SR ′＝ρl S ′＝n n －1ρl S ＝n n －1R7.图6某导体中的电流随其两端的电压变化，如图6实线所示，则下列说法中正确的是( ) A ．加5 V 电压时，导体的电阻是5 Ω B ．加12 V 电压时，导体的电阻是8 ΩC ．由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小D ．由图可知，随着电压减小，导体的电阻不断减小 答案 ABD解析 U ＝5 V 时，I ＝1.0 A ，R ＝UI ＝5 Ω，同理U ＝12 V 时，R ＝8 Ω，由图线可知随着电压的增大，电阻不断增大，随电压的减小，电阻不断减小，A 、B 、D 对，C 错．二、计算实验题8．某同学学习了线性元件和非线性元件的知识之后，他突然想到一个问题，若把一个线性元件和非线性元件串联起来作为一个“大”元件使用，这个“大”元件是线性还是非线性，为此，他把这个“大”元件接入电路中，测得其电流和电压值如下表所示，请猜想“大”元件是哪类元件？解析可以根据表中数据在坐标纸上描点，由图象看特点，若I-U 图线是过原点的直线则表示“大”元件是线性的，I-U 图线是曲线则表示“大”元件是非线性的，I-U 图线如图所示，由此可见“大”元件是非线性元件．9．一金属导体，两端加上U 1＝10 V 的电压时电流I 1＝0.5 A ，两端加上U 2＝30 V 的电压时导体中电流I 2多大？若导体两端不加电压，则导体的电阻多大？答案 1.5 A 20 Ω解析 导体的电阻由导体本身决定，与电压U 及电流I 无关．R ＝UI 是电阻的定义式，但不是决定式．所以R ＝U 1I 1＝U 2I 2，I 2＝U 2U 1I 1＝1.5 A ．导体的电阻R ＝U 1I 1＝20 Ω，为定值．10．贝贝同学在做测量小灯泡功率的实验中，得到如下一组U 和I 的数据，数据如下表：图7(2)从图线上可以看出，当小灯泡的电功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是________． (3)这表明导体的电阻随着温度的升高而________． 答案 (1)I －U 图线如下图所示(2)开始不变，后来逐渐增大 (3)增大解析 画图线时所取标度必须合适，以所画图线尽量布满坐标纸为宜，且使尽可能多的点分布在图线上，其余点均匀分布在两侧，个别偏差较大的点舍去．。
吉林省长春市第五中学高中物理(人教版)选修3-1课件：2.3欧姆定律
U 0 U 2 I0 I 2
，所以 I 2 I 0 , I 2 2I 0 2.0Ａ
解答三：画出导体的 I—U 图像，如图 15—1—3 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 3U 0 时，I=I0－0.4 Ａ
U
当U′＝２Ｕ0时，电流为I2. 由图知 所以I0＝1.0 Ａ I2＝2Ｉ0＝2.0 Ａ
5
I 0 0 .4 I 0 I 0.4 2 3 U0 2 2U 0 U0 U0 5 5
图15—1—3
6、一个标有”220V，60W”的白炽灯泡，加上 的电压U由零逐渐增大到220V的过程中，电压 U随电流I的关系可用图象表示，图中给出的四 个图线中，肯定不符合实际的是：
U U U U
5
450 O 10 U/V
4、如图所示，R1=3 Ω，R2=9 Ω，R3=6 Ω，电压
U0=24V，当电键K1、K2同时开启同时均闭合时，
灯泡S均正常发光
（1）写出两种情况下流经灯泡的电流方向 K1、K2同时开启时 ；K1、K2同时闭合时 （2）求灯泡正常发光时的电阻R和电压U
5、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 Ａ，如果所 加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大?
O A
IO B
I O C
IO D
I
zxxk
欧姆定律 适用条件
导体 电路
适用于金属和电解液导体 不适用于气体导电，电子管,晶体管 适用于纯电阻电路 不适用于含有电动机，电解槽电路
三、导体的伏安特性
1、研究内容：导体中的电流I和电压U的关系 2、导体的伏安特性曲线：用纵轴表示电流I，用 横轴表示电压
I/A
2.3 欧姆定律
教学目标 知识与技能
1、理解电阻的概念，明确导体的电阻是由导体本身的特性所 决定
2、理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题 3、知道导体的伏安特性曲线，知道什么是线性元件和非线性 元件
过程与方法
教学中渗透一些研究物理的科学方法和分析的正确思路
情感态度与价值观
通过本节课的学习培养学生理论联系实际的能力
C、电阻反映导体对电流的阻碍作用 3、单位：欧姆，符号Ω，且1Ω=1V／A， 常用单位：Ω、kΩ 、MΩ 换算关系：1kΩ=103Ω 1MΩ=103KΩ
二、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． ２、公式表示：
或
3、适应范围： 一是部分电路 二是金属导体、电解质溶液
重点和难点
重点：欧姆定律。
难点：欧姆定律的应用。
实验目的： 探究通过导体的电流和电压与电阻的关系 实验器材： 学生电源、电压表、电流表、滑动变阻器、待 测电阻、开关、 导线若干．
实验电路：
（1）表1 电阻不变，研究电流和两端电压的关系
R= 5 Ω
U
实验次数 电压/V 电流/A
A
1
1
0.2
2
2
0.4
压值U和电流值I，并将测量数据填入表格。
U/ V 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
I/A 0
U/ V 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.8
I/A
3.画出伏安特性曲线 (1)在坐标纸上以U为横轴、以I为纵轴，建立坐标 系。 (2)在坐标纸上描出各组数据所对应的点(坐标系纵 轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐 标纸为宜)。 (3)将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小灯 泡的伏安特性曲线。 4.拆除电路，整理仪器。
2.3欧姆定律
选择仪器的一般步骤： ①根据实验要求设计合理的实验电路 ②根据电路选择滑动变阻器 ③选定电源，选择电压表和电流表以及所用的量程
电表的选用原则
（1）选用电流表、电压表时，应使测量最大值不 超过电表的量程，确保不损坏仪器。
（2）电流表A、电压表V的读数不宜过小，最好为 半量程到满量程之间，这样读数的相对误差小。
实验步骤： 1、连好电路，使开关处于断开状 态，滑动触头移到A端。 2、闭合开关后，逐渐移动变阻器滑 片，增加小灯泡两端的电压，从零开始记录电流表 和电压表的多组读数（10至12组），直至电流达到 灯泡的额定电流为止。将数据记入设计好的表格。
注意：将滑动片逐渐向B移动时，读数要快而准。
3、读数完毕，先断开开关S，并使仪器复原。 4、在坐标纸上以电压U为横轴，电流I为纵轴，对 实验数据进行描点。 5、用光滑的曲线将其连接起来，得到小电珠的伏 安特性曲线。
R RA
测量值偏大，适于测量大阻值电阻
口诀：大内大，小外小
例、 用内阻为3000Ω的电压表和内阻为10Ω的电流表 测电阻，在图甲、乙两种情况下，电压表的示数都 是60V，电流表的示数都是0.2A，则： R1的测量值为 300 Ω，真实值是 290 Ω； R2的测量值为 300 Ω，真实值是 333 Ω。
＋－
（4）通过实验测得此小灯泡的伏安特性曲线如图丙 所示．由图线可求得此小灯泡在正常工作时的电阻为 ___1_0__Ω。
0.28A
2.8V （5）若将此灯泡与电动势为6V、内阻不计的电源 相连，要使灯泡正常发光，需要串联一个阻值为 __1_1_.4__Ω的电阻。
二极管的伏安特性曲线 性质： 单向导电性
初中物理2.3《欧姆定律》课件(选修3-1)
3∶1
(B2．)3A∶1 (3)B
分＝别(_3_)通(C_(当23_．))_当过这_1_这∶_两相.两个3个同电电的阻阻分电分别别流加通时上过相，相同电同电压的阻时电两，D流.通端时3过∶的，的1电电电流阻压之两之比端为比的IA∶电I压B 之比
UA∶AU．BAC＝．．1∶_11_∶∶3_3__3___.
数据处理
做U-I图象
U
1、U-I 图像是一条过 原点的直线;
2、同一导体，电压 与电流的比值为定值. O
A B I
初中物理课件
二、欧姆定律
导体 电压（V） 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 U/I B 电流（A） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 5 A 电流（A） 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 10
第二章《恒定电流》
第三节《欧姆定律》
初中物理课件
一、电 阻
1、物理意义：反映导体对电流的阻碍作用
2、定义：
导体两端的电压U与 通过导体的电流 I 的比值
3、定义式： R U (R只与导体本身性质有关) I
4、单位：国际单位制中 欧姆（Ω）
千欧（kΩ） 兆欧（MΩ）
1k 103 1M 106 初中物理课件
实验电路
V
A
B
R
测量电路: 测导体B的 电流、电压
E
S
分压电路：(控制电路)
可以提供从零开始连续变化的电压
初中物理课件
数据记录
导体 电压（V） 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 U/I B 电流（A） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 5 A 电流（A） 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 10
2.3欧姆定律
I kU
IB
A
O
U
I-U图像是过原点的直线。
三、确定常数k:
导体 电压（V） 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 I/U A 电流（A） 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.1 B 电流（A） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.2
2.3欧姆定律
问题探索
➢ 导体中产生电流的条件是什么？ ➢ 导体中的电流跟导体两端的电压有
什么关系呢？
乔治·西蒙·欧姆（Georg Simon Ohm，1787年3 月16日 [1] ——1854年7月6日），德国物理学 家。欧姆发现了电阻中电流与电压的正比关系， 即著名的欧姆定律；他还证明了导体的电阻与 其长度成正比，与其横截面积和传导系数成反 比；以及在稳定电流的情况下，电荷不仅在导 体的表面上，而且在导体的整个截面上运动。 电阻的国际单位制“欧姆”以他的名字命名。 欧姆的名字也被用于其他物理及相关技术内容 中，比如“欧姆接触”，“欧姆杀菌”，“欧 姆表”等。
U成正比,跟导体的电阻R成反比．
（2）公式表述。I U
R
（3）图像表述。 I
R一定
I U一定
U O
R-1 O
4、适用条件：金属、电解液等纯电阻导电。
气体导电、半导体导电及含电动机、电解槽电器不适用
随画 电出 压导 变体 化中 的的 曲电 线流
I
B IU
R
A
U
U
A
U IR
B
I
O I-U图线
O U-I图线
答案 3∶1 解析 由欧姆定律得
U1＝I1R1，U2＝I2R2， 由于I1＝I2，则U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1.
2.3欧姆定律
0 U（V）
例题
有一待测电阻，阻值大约为40Ω—50Ω，需要进一步测 定其电阻，手边有以下器材： A 电池组E E=9V r≌0.5Ω B 伏特表V 量程为0~10V RV ≌20KΩ C 毫安表A1 量程为0~50mA RA1 ≌20Ω D 毫安表A2 量程为0~300mA RA2 ≌4Ω E 滑动变阻器R1 0~100Ω F 滑动变阻器R2 0~1700Ω I额=0.3A 电键K 导线若干 实验要求多测几组电流电压值，画出电流电压关系图， 为了实验能正常进行，并减小测量误差，而且要求滑动 变阻器便于调节。在实验中用选择哪个电流表及滑动变 阻器。画出实验电路。
2.3 欧姆定律
一、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R成反比．
2、公式: I U （电流的宏观决定式） R
3、导出公式:
（1）U IR （电势降落的计算式）
（2）R U I
（电阻的定义式） （可用于电阻的计算及量度，但不是 决定式）
(R只与导体本身性质有关)
U
A
I
B
B
O U-I图线 I
斜率代表电阻
A U
O I-U图线
斜率的倒数代表电阻
３、线性元件和非线性元件 （１）线性元件： Ｉ－Ｕ图线直线 符合欧姆定律 或者I-U图线在一定范围内是直线
（2）非线性元件：Ｉ－Ｕ图线不是直线 不符合欧姆定律
三、电阻的测量——伏安法 （考虑电表内阻的影响）
1、原理：R U I
4、电 阻： 导体两端的电压U与通过导体的电流 I 的比值， 反映导体对电流的阻碍作用。
5、电阻的单位：国际单位制中 欧姆（Ω）
千欧（kΩ）
1k 103
高中物理选修三2.3欧姆定律
知识图解
核心素养 物理观念：电阻、电压、电流的概念和欧姆定律． 科学思维：(1)欧姆定律的理解及应用． (2)通过比值法定义电阻，分析、总结欧姆定律的适用范围． 科学探究：伏安特性曲线的理解及伏安特性曲线的应用． 科学态度与责任：(1)欧姆定律的发现及对电学发展的贡献． (2)运用欧姆定律解决相关实际问题．
R 甲＝UI22－－UI11＝142－－00 Ω＝3 Ω， R 乙＝ΔΔUI ＝122－－00 Ω＝6 Ω.
答案：CD
利用 I－U 图象或 U－I 图象求电阻 (1)明确图线斜率的物理意义，即弄清图线斜率是等于电阻 R 还是等于电阻 R 的倒数． (2)某些电阻在电流增大时，由于温度升高而使电阻变化，伏安 特性曲线不是直线，但对某一状态欧姆定律仍然适用．
2．欧姆定律 (1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压 U 成___正__比___，跟 导体的电阻 R 成___反__比___． (2)公式：I＝UR. (3)适用条件：适用于__金__属____导电和_电__解__质__溶__液__导电．对气 态导体和半导体元件不适用．
拓展 根据 R＝UI ，如果测出了 U、I，就可以确定 R，为我们提供了 一种测量电阻 R 的方法——伏安法．
任何导体
利用欧姆定律解题的三种方法
(1)直接利用公式 I＝UR，将数据代入计算． (2)利用 R＝ ((ΔΔ))UI 计算电阻．对于阻值一定的电阻，变化量的 比值 ((ΔΔ))UI 仍表示电阻的阻值． (3)利用 I－U 图象，由图象的意义直接得出相关量之间的关系．
要点二 导体的伏安特性曲线
1．I－U 曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，而 U －I 曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻．
【答案】 ABD
2.3欧姆定律
课堂练习
4、某电流表可测量的最大电流是10mA， 已知一个电阻两端的电压是8V时，通过的 电流是2mA，如果给这个电阻加上50V的 电压，能否用该电流表测量通过这个电阻 的电流?
新课标高中物理选修3－1
第二章 恒定电流
2.3 欧姆定律
实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线
用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表 测出小灯泡两端的电压，测出多组（U，I） 值，在I－U坐标系中描出各对应点，用一条 平滑曲线将这些点连结起来，就得到小灯泡 的伏安特性曲线．
当堂练习
1.某学生用如下图甲所示的器材做“描绘小 灯泡的伏安特性曲线”的实验，小灯泡标 有 “3.8 V，2 W”的字样，电池组电动势为 4.5 V（内阻不计），滑动变阻器有两种规 格：R1标有“10 Ω，2 A”，R2标有“100 Ω，20 mA”．测量时要求小灯泡两端的电
２．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
上的电流和电压）：
I（ 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 A） U（ 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 V）
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．
I
I
O
U
O
U
课堂练习
• 3．如下图所示为两电阻RA、RB的伏安特 性曲线，由图可知：
A (1)这两电阻大小之比RA∶RB＝________. A．1∶3 B．3∶1 C．1∶ 3 D. 3∶1 (2)当这两个电阻分别加上相同电压时，通过的电流之比为IA∶IB ＝________. B A．1∶3 B．3∶1 C．1∶ 3 D. 3∶1
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2.3欧姆定律学案
【学习目标】
1.能举例列举一些利用比值定义的物理量。
2.能够说出电阻的定义，能说出欧姆定律中每个物理量的物理意义。
．
2.能够画出伏安特性曲线，能说出什么是线性元件和非线性元件．
【学习过程】
一．欧姆定律
1.根据课本P46，完成下面问题：
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作用。
定义式为。
2．欧姆定律的内容是：。
公式为。
3．电阻的定义式给我们提供了一种测电阻的方法，即伏安法测电阻。
利用它我们可以测一个电阻或一个电学元件的电阻值。
试想这种方法有误差吗？
4．试讨论电流的三个公式I=U/R、I=q/t、I=nqsv的意义。
二．导体的伏安特性曲线
根据课本完成下列问题。
1．欧姆定律是个实验定律，实验表明适用于导体和，对和并不适用。
2．画出的I一U关系图象叫做伏安特性曲线。
是一条直线的叫元件，适用于欧姆定律；不是直线的叫元件。
观察演示实验，把电路图画在下方并试画出小灯泡的伏安特性曲线。
【课堂练习】
1．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I A和I B的关系是（）
A．I A=2I B B. I A=I B
C. I A=I B/2
D. I A=I B/4
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
3．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
______Ω；如果给它加上6V 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______Ω。
4．一个电阻器，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？
例1．两电阻R 1、R 2的电流I 和电压U 的关系如图所示，可知电阻大小之比R 1：R 2等于（ ）
A ．1:3
B ．3:1
C ．3:1
D ．1:3
【检测反馈】
1．下列说法正确的是（ ）
Ａ．由Ｒ＝Ｕ／Ｉ知，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比． Ｂ．由Ｉ＝Ｕ／Ｒ知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟电阻成反比． Ｃ．导体的电阻由导体本身性质决定，与通过的电流无关。
Ｄ．导体通过的电流越大，导体的电阻就越大．
2．欧姆定律适用于（ ）
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
3．加在某段导体两端的电压变为原来的3
1时，导体总的电流就减小0.6A ，如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流将变为（ ）
A.0.6A
B.1.2A
C.0.9A
D.1.8A
4．如图3所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知（ ）
A.导体的电阻是25Ω
B.导体的电阻是0.04Ω
C.当导体两端的电压是10V时，通过导体的电流是0.4A
D.当通过导体的电流是0.1A时，导体两端的电压是2.5V
5．一段导体两端电压是３Ｖ，在２分钟内通过导体某横截面的电量为15C，求这段导体的电阻？
【拓展提高】
1．某电阻的两端电压为10V，16s内通过的电荷量为32C，这个电阻的阻值为_____________Ω，16s内有_____________ 个自由电子通过它的横截面。
２．如图1所示的图象所对应的两个导体：
（1）电阻之比R1：R2_____；
（2）若两个导体的电流相等（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I1：I2之比为______。
３．如图是甲乙两导体的Ｉ－Ｕ图线，将他们串联接到电压为６
Ｖ的电路中，电路中的总电流多大？若将它们并联接到电压
为６Ｖ的电路中总电流多大？。