教科版3-1欧姆定律
同步测试:第二章学案1欧姆定律【物理教科版选修3-1】
学案1 欧姆定律[学习目标定位] 1.知道形成电流的条件,理解电流的定义式I =qt ,并能分析相关问题.2.掌握欧姆定律的内容及其适用范围.3.知道导体的伏安特性曲线,并通过描绘小灯泡的伏安特性曲线掌握利用分压电路改变电压的技巧.一、电流1.在导体中形成电流的条件:(1)导体中有自由电荷;(2)导体内存在电场. 2.方向:规定正电荷定向运动的方向为电流方向. (1)在金属导体中,电流方向与自由电子定向运动方向相反.(2)在电解质溶液中,电流方向与正离子定向运动的方向相同,与负离子定向运动的方向相反. 3.定义式:通过导体横截面的电荷量q 跟通过这些电荷所用时间t 的比值,叫做电流,公式:I =q t. 4.单位:国际单位制单位:安培,简称安,符号是A.常用单位还有:毫安(mA)和微安(μA )等.单位换算:1 mA =10-3A,1 μA =10-6 A.5.方向不随时间改变的电流,叫做直流;方向和强弱都不随时间改变的电流,叫做恒定电流. 二、欧姆定律 电阻1.电阻:电压U 和电流I 的比值是一个跟导体本身性质有关的量,我们称之为电阻. 2.欧姆定律:U =IR 或I =U R.3.单位:国际单位制单位:欧姆,简称欧,符号是Ω.常用单位还有:千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)等.单位换算:1 kΩ=103 Ω,1 MΩ=106 Ω. 三、伏安特性曲线1.通过某种电学元件的电流随电压变化的实验图线.2.线性元件:伏安特性曲线是通过坐标原点的直线的电学元件. 3.非线性元件:伏安特性曲线不是直线的电学元件.一、电流 [问题设计]对电流表达式I =qt ,有人认为“I 与q 成正比,与t 成反比”,对吗?I 与q 、t 有关吗?答案 不对;I 与q 、t 无关 [要点提炼]1.电流指单位时间内通过导体任一横截面的电荷量,即I =qt ,其中q 是时间t 内通过某截面的电荷量.电解液中,q 为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和.2.电流的方向:规定正电荷定向运动的方向为电流的方向,则负电荷定向运动的方向与电流方向相反.电解液中正、负离子定向运动方向虽然相反,但正、负离子定向运动形成的电流方向是相同的.3.从微观上看,电流可以表示为I =nqS v . 二、欧姆定律 电阻 [问题设计]现有两个导体电阻A 和B ,利用如图1所示的电路分别测量A 和B 的电压和电流,测得的实验数据见下表.图1(1)在坐标系中,用纵轴表示电压U 、用横轴表示电流I ,分别将A 和B 的数据在图2坐标系中描点,并做出U -I 图线.图2(2)对导体A 或导体B 来说,电流与电压的关系如何?U 与I 的比值怎样?(3)对导体A 、B ,在电压U 相同时,两个导体中的电流是否相同?谁的电流小?谁对电流的阻碍作用大?答案 (1)U -I 图线如图所示(2)对同一导体A 或导体B ,电流与它两端的电压成正比.导体A 或导体B 的电压与电流的比值是个定值,但两者的比值不相等.(3)电压相同时,电流并不相同.B 的电流小.说明B 对电流的阻碍作用大. [要点提炼]1.I =UR 是部分电路欧姆定律的数学表达式,适用于金属导电和电解质溶液导电,它反映了导体中电流与电压、电阻的比例关系.2.公式R =UI 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(填“有关”或“无关”).3.在使用I =U R 、R =UI 两个公式计算时都要注意I 、U 、R 三个量必须是对应同一导体在同种情况下的物理量. 三、伏安特性曲线 [问题设计]研究导体中的电流与导体两端的电压之间的关系,可以用公式法,可以用列表法,还可以用图像法.根据图3中两电学元件的I -U 图像分析得出两元件是什么元件?图3答案 (a)为非线性元件 (b)为线性元件. [要点提炼]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.2.线性元件(金属导体、电解质溶液)的伏安特性曲线是一条直线;欧姆定律适用于线性元件.一、公式I =qt的应用例1 如果导线中的电流为1 mA ,那么1 s 内通过导线横截面的自由电子数是多少?若“220 V 60 W ”的白炽灯正常发光时的电流为273 mA ,则20 s 内通过灯丝的横截面的自由电子数目是多少个?解析 q =It =1×10-3×1 C =1×10-3 C 设自由电子数目为n ,则 n =q e =1×10-31.6×10-19=6.25×1015个当“220 V 60 W ”的白炽灯正常发光时,电压U =220 V ,I ′≈273 mA. q ′=I ′t ′=273×10-3×20 C =5.46 C 设自由电子数目为N ,则N =q ′e = 5.461.6×10-19≈3.41×1019个. 答案 6.25×1015个 3.41×1019个 二、欧姆定律的应用例2 某电压表的量程是0~15 V ,一导体两端电压为1.6 V 时,通过的电流为2 mA.现在若给此导体通以20 mA 的电流,能否用这个电压表测量导体两端的电压? 解析 由题意知:U 1=1.6 V ,I 1=2 mA , 所以R =U 1I 1= 1.62×10-3Ω=800 Ω.当导体通以电流I2=20 mA时,加在导体两端的电压U2=I2·R=20×10-3×800 V=16 V.由计算可知,此时导体两端的电压超出电压表量程,所以不能用这个电压表测量导体两端的电压.答案不能三、伏安特性曲线例3 如图4所示的图像所对应的两个导体:图4(1)电阻R 1∶R 2为多少?(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时,两端的电压之比U 1∶U 2为多少? (3)若两个导体两端的电压相等(不为零)时,电流之比I 1∶I 2为多少? 解析 (1)因为在I -U 图像中,R =1k =ΔUΔI ,所以R 1=10×10-35×10-3 Ω=2 Ω, R 2=10×10-315×10-3 Ω=23 Ω,所以R 1∶R 2=2∶(23)=3∶1.(2)由欧姆定律得:U 1=I 1R 1,U 2=I 2R 2, 由于I 1=I 2,则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,由于U 1=U 2,则I 1∶I 2=R 2∶R 1=1∶3. 答案 (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶31.(电流的理解)关于电流,以下说法正确的是( ) A .通过截面的电荷量多少就是电流的大小 B .电流的方向就是电荷定向移动的方向C .在导体中,只要自由电荷在运动,就一定会形成电流D .导体两端没有电压就不能形成电流 答案 D解析 根据电流的概念,电流是单位时间通过截面的电荷量,知A 项错.规定正电荷定向移动的方向为电流方向,B 项错.自由电荷持续的定向移动才会形成电流,C 错,D 对. 2.(公式I =qt 应用)电路中有一电阻,通过电阻的电流为5 A ,当通电5分钟时,通过电阻横截面的电子数为( )A .1 500个B .9.375×1019个C .9.375×1021个D .9.375×1020个 答案 C解析 q =It ,n =q e =Ite=9.375×1021个.3.(欧姆定律的理解)根据欧姆定律,下列判断正确的是( ) A .导体两端的电压越大,电阻就越大 B .导体中的电流越大,电阻就越小C .比较几只电阻I -U 图像可知,电流变化相同时,电压变化较小的图像是属于阻值较大的那个电阻的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 D解析 导体的电阻由导体本身的性质决定,公式R =U I 只提供了测定电阻的方法,R 与UI 只是在数值上相等,当我们不给导体两端加电压时,导体的电阻仍存在,因此不能说导体的电阻与加在它两端的电压成正比,与导体中的电流成反比,A 、B 错误.由R =ΔUΔI 知C 错误.4. (伏安特性曲线的应用)如图5所示为一小灯泡的伏安特性曲线,横轴和纵轴分别表示电压U 和电流I 图线上点A 的坐标为(U 1、I 1),过点A 的切线与纵轴交点的纵坐标为I 2,小灯泡两端的电压为U 1时,电阻等于( )图5A.I 1U 1B.U 1I 1C .U 1I 2D.U 1I 1-I 2答案 B解析 本题考查利用小灯泡的伏安特性曲线求电阻,意在考查学生对小灯泡的伏安特性曲线以及对电阻定义式的理解,由电阻的定义式R =U /I 可知,B 正确,其他选项错误.要特别注意R ≠ΔU /ΔI .题组一 电流的理解及公式I =qt 的应用1.关于电流的说法中正确的是( ) A .根据I =q /t ,可知I 与q 成正比B .如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流C .电流有方向,电流是矢量D .电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 答案 D解析 依据电流的定义式可知,电流与q 、t 皆无关,显然选项A 错误.虽然电流是标量,但是却有方向,因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等,但如果方向变化,电流也不是恒定电流,所以,选项B 、C 错误.2.在示波管中,电子枪2 s 发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为( ) A .4.8×10-6 A B .3×10-13AC .3×10-6 A D .9.6×10-6 A答案 A解析 电子枪2 s 发射的电荷量q =6×1013×1.6×10-19 C =9.6×10-6 C ,所以示波管中的电流大小为I =q t =9.6×10-62A =4.8×10-6 A ,故A 正确,B 、C 、D 错误.3.某电解液,如果在1 s 内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流大小为( ) A .0 B .0.8 A C .1.6 A D .3.2 A 答案 D解析 在电解液导电中,正、负离子定向移动的方向是相反的,因此各自形成的电流方向是相同的,根据电流的定义式I =qt=(2×5×1018+1×1019)×1.6×10-191A =3.2 A ,故答案为D.4.我国北京正、负电子对撞机的储存环是周长为240 m 的近似圆形轨道,电子电荷量e =1.6×10-19C ,在整个环中运行的电子数目为5×1011个,设电子的运行速度是3×107 m/s ,则环中的电流是( ) A .10 mA B .1 mA C .0.1 mA D .0.01 mA 答案 A解析 电子运动一周的时间为T =lv ,在T 时间内通过任意横截面的电量为:q =ne , 电流为:I =q T =ne vl=5×1011×1.6×10-19×3×107240A =10 mA.5.非洲电鳐的捕猎方式是放电电死猎物,它放电的电压可达100 V ,电流50 A ,每秒钟放电150次,其放电情况可近似看做如图1所示的图线.则放电1秒钟非洲电鳐放出的电量为( )图1A .25 CB .50C C .150 CD .250 C 答案 A解析 由题图象可得1秒钟该鱼的放电时间为0.5 s ,根据电流的定义式I =qt ,可得q =It =50×0.5 C =25 C ,故A 正确.6.盛夏的入夜,正当大地由喧闹归于沉睡之际,天空却不甘寂寞地施放着大自然的烟火,上演着一场精彩的闪电交响曲.某摄影爱好者拍摄到的闪电如图2所示,闪电产生的电压、电流是不稳定的,假设这次闪电产生的电压可等效为2.5×107 V 、电流可等效为2×105 A 、历时1×10-3 s ,则:图2(1)若闪电定向移动的是电子,这次闪电产生的电荷量以0.5 A 的电流给小灯泡供电,能维持多长时间?(2)这次闪电释放的电能是多少? 答案 (1)400 s (2)5×109 J解析 (1)根据电流的定义式I =qt ,可得q =It =2×105×10-3C =200 C , 供电时间t ′=q I ′=2000.5 s =400 s(2)这次闪电释放的电能为 E =qU =200×2.5×107 J =5×109 J 题组二 欧姆定律7.关于欧姆定律,下列说法错误..的是( ) A .由I =UR 可知,通过电阻的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比B .由U =IR 可知,对于一定的导体,通过它的电流越大,它两端的电压也越大C .由R =UI 可知,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D .对于一定的导体,它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变 答案 C解析 导体的电阻是由导体自身的性质决定的,与电压、电流的大小无关.8.已知用电器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 和B 的电流I A 和I B 的关系是( ) A .I A =2I B B .I A =I B2C .I A =I BD .I A =I B 4答案 D解析 由I =U R 得:I A ∶I B =U A R A ∶U B R B =U A R B ∶U B R A =1∶4,即I A =14I B ,应选D. 9.电路中有一段导体,如果给它加上3 V 的电压,通过它的电流为2 mA ,可知这段导体的电阻为________Ω;如果给它加上2 V 的电压,则通过它的电流为________ mA ;如果在它两端不加电压,则它的电阻为________Ω.答案 1 500 1.33 1 500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 =32×10-3Ω=1 500 Ω.当U =2 V 时,I =U R =21 500A ≈1.33×10-3 A =1.33 mA. 题组三 伏安特性曲线10.如图3所示是某导体的伏安特性曲线,由图可知,下列说法正确的是( )图3A .导体的电阻是25 ΩB .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 ACD解析 由题图可知,导体的电阻:R =U I =50.2Ω=25 Ω, 当电压U 1=10 V 时,电流I 1=U 1R =1025A =0.4 A , 当电流I 2=0.1 A 时,电压U 2=I 2R =0.1×25 V =2.5 V .11.某导体中的电流随其两端电压的变化如图4所示,则下列说法中正确的是( )图4A .加5 V 电压时,导体的电阻为5 ΩB .加11 V 电压时,导体的电阻为1.4 ΩC .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答案 AD解析 对某些电学元件,其伏安特性曲线不是直线,但曲线上某一点的U I值仍表示该点所对应的电阻值.本题中给出的导体在加5 V 电压时,U I值为5,所以此时电阻为5 Ω;当电压增大时,U I值增大,即电阻增大,综合判断可知B 、C 项错误. 12.小灯泡的伏安特性曲线如图5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( )图5A .5 ΩB .10 ΩC .1 ΩD .6 Ω答案 B解析 由电阻的定义R =U I 知,A 点电阻R A =30.1 Ω=30 Ω;B 点的电阻R B =60.15Ω=40 Ω,因此AB 段电阻改变了10 Ω,故B 正确.13.一个阻值为R 的导体两端加上电压U 后,通过导体横截面的电荷量q 与通电时间t 之间的关系为过坐标原点的直线,如图6所示.此图线的斜率表示( )图6A .UB .R C.U RD.R U答案 C解析 在q -t 图像中图线的斜率应代表q t ,即电流,又由欧姆定律I =U R知,C 正确. 14.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 .若所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流多大?答案 2.0 A解析 解法一 由欧姆定律得:R =U 0I 0=3U 0/5I 0-0.4,所以I 0=1.0 A又因为R =U 0I 0=2U 0I 2所以I 2=2I 0=2.0 A解法二 由R =U 0I 0=ΔU 1ΔI 1=2U 0/50.4得I 0=1.0 A又R =U 0I 0=ΔU 2ΔI 2,其中ΔU 2=2U 0-U 0=U 0所以ΔI 2=I 0I 2=2I 0=2.0 A解法三 画出导体的I —U 图像,如图所示,设原来导体两端的电压为U 0时,导体中的电流为I 0.当U =3U 05时,I =I 0-0.4当U ′=2U 0时,电流为I 2由图知I 0-0.435U 0=I 0U 0=0.425U 0=I 22U 0所以I 0=1.0 A ,I 2=2I 0=2.0 A。
2024-2025学年高中物理第2章4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律教案教科版选修3-1
-组织课堂活动:设计小组讨论、角色扮演、实验等活动,让学生在实践中掌握相关技能。
-解答疑问:针对学生在学习中产生的疑问,进行及时解答和指导。
学生活动:
-听讲并思考:认真听讲,积极思考老师提出的问题。
-参与课堂活动:积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动,体验电源的电动势和内阻、闭合电路欧姆定律的应用。
1.理解电动势的定义和物理意义,培养科学思维和概念理解能力。
2.掌握电源内阻对电路的影响,提高问题解决能力。
3.运用闭合电路欧姆定律分析电路中的电流、电压和电阻关系,锻炼实验探究和问题解决能力。
4.计算并分析电源的效率,培养实验操作和数据分析能力。
学习者分析
1.学生已经掌握了哪些相关知识:在学习本节课之前,学生应该已经掌握了以下知识点:电阻、电流、电压的基本概念;电路的基本连接方式;欧姆定律及其应用。这些知识为本节课的学习提供了基础。
【解析】首先,计算电流I =电动势E /总电阻R = 9V / (3Ω + 0.5Ω)。然后,计算灯泡两端的电压U_灯泡= I *灯泡电阻R_灯泡= I * 3Ω。最后,根据灯泡的亮度与电压的关系,电压越高,灯泡越亮。
教学反思
本节课的教学内容是关于电源的电动势和内阻以及闭合电路欧姆定律。通过本节课的教学,我深刻反思了自己的教学方法和策略,以下是我的几点思考:
(4)小组讨论法:在课堂上,我将组织学生进行小组讨论,鼓励学生发表自己的观点,培养学生的合作交流能力。
2.设计具体的教学活动
(1)导入新课:以一个有趣的实验现象引入新课,激发学生的学习兴趣,引发学生的思考。
(2)知识讲授:运用PPT展示电动势、电源内阻、闭合电路欧姆定律等概念和理论,结合生动的实例进行讲解,帮助学生理解和掌握。
高中物理第二章直流电路第1讲欧姆定律学案教科版选修3-1(2021年整理)
2017-2018学年高中物理第二章直流电路第1讲欧姆定律学案教科版选修3-1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017-2018学年高中物理第二章直流电路第1讲欧姆定律学案教科版选修3-1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2017-2018学年高中物理第二章直流电路第1讲欧姆定律学案教科版选修3-1的全部内容。
第1讲欧姆定律[目标定位] 1。
知道形成电流的条件,理解电流的定义式I=错误!,并能分析相关问题。
2。
掌握欧姆定律的内容及其适用范围。
3.知道导体的伏安特性和I-U图像,并通过描绘小灯泡的伏安特性曲线掌握利用分压电路改变电压的技巧.一、电流1.自由电荷:导体中可自由运动的电荷,称为自由电荷.金属中的自由电荷是自由电子;电解质溶液中自由电荷是可自由运动的正负离子.2.形成电流的条件:导体中有自由电荷、导体内存在电场.3.电流(1)定义:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷所用时间t的比值.(2)定义式:I=错误!。
(3)单位:国际单位是安培(A);常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)等,1 mA=10-3A,1 μA =10-6 A。
(4)方向:电流是标量,但有方向.导体内正电荷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)电流强度的微观解释①如图1所示,导体长为l,两端加一定的电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,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,每个自由电荷的电荷量为q。
图1②导体AD中的自由电荷总数:N=nlS.总电荷量Q=Nq=nlSq.这些电荷都通过横截面D所需要的时间:t=错误!.由q=It可得,导体AD中的电流为I=错误!=nqSv,即导体中电流取决于n、q、S、v.4.直流和恒定电流方向不随时间改变的电流叫做直流,方向和强弱都不随时间改变的电流叫做恒定电流.深度思考判断下列说法是否正确,并说明理由.(1)电流有方向,所以说电流是矢量.(2)由于I=qt,所以说I与q成正比,与t成反比.答案(1)不正确,电流的计算遵循代数运算法则,所以是标量.(2)I=错误!是电流的定义式,电流与q无正比关系,与t无反比关系.例1在某种带有一价离子的水溶液中,正、负离子在定向移动,方向如图2所示.如果测得2 s内分别有1。
教科版选修3《欧姆定律》评课稿
教科版选修3《欧姆定律》评课稿简介本文是对教科版选修3《欧姆定律》课程进行评课的文档,通过对课程内容和教学方式的分析,评价该课程的优点和不足,并提出相应的改进方法。
一、课程内容分析1.1 教材内容概述《欧姆定律》教材是教科版选修3中的一部分,主要介绍欧姆定律的基本概念和公式,并通过实例讲解欧姆定律在电路中的应用。
1.2 课程目标分析课程的目标是让学生了解欧姆定律的基本原理和应用,掌握欧姆定律的公式和计算方法,培养学生的实验操作能力和问题解决能力。
1.3 课程内容详解课程的主要内容包括:•什么是欧姆定律•欧姆定律的公式和推导•欧姆定律在电路中的应用•欧姆定律实验的操作方法和注意事项二、教学方式分析2.1 教学方法该课程采用了多种教学方法,包括讲授、示范、实验等,以提高学生的学习兴趣和参与度。
2.2 教学手段在教学过程中,教师采用了多媒体教学手段,使用投影仪展示电路图、实验步骤和实验结果,帮助学生更好地理解和掌握欧姆定律。
2.3 教学效果评价由于缺乏具体的教学效果评价数据,很难准确评估课程的教学效果。
然而,通过观察学生的参与情况和课后测试成绩,可以初步评价教学效果。
三、课程评价3.1 优点(1)内容组织合理课程内容组织紧凑,逻辑清晰,循序渐进。
通过基本概念和公式的讲解,再结合实例和实验,帮助学生更好地理解欧姆定律。
(2)教学方法多样课程采用了多种教学方法,如讲授、示范和实验等,培养了学生的综合能力和实验操作能力。
(3)教师指导及时教师在课堂上及时解答学生的疑问,提供必要的指导和辅导,确保学生能够正确理解和应用欧姆定律。
3.2 不足之处(1)案例缺乏实际应用课程中的案例主要集中在欧姆定律的计算和电路图的分析上,但没有涉及到实际应用场景,导致学生难以将欧姆定律与实际问题联系起来。
(2)实验设计有限课程中的实验设计较为简单,只包括了基本的电路实验,并没有设计更具挑战性的实验项目,无法充分锻炼学生的实验操作能力和问题解决能力。
高中物理教科版选修(3-1)2.1 教学设计 《欧姆定律》(教科版)
《欧姆定律》电阻三者之间的定量关系,是学习欧姆定律的基础,起着承上启下的作用,是学生理解和掌握欧姆定律的关键。
在教学中应引导学生设计实验,能画出电路图连接实物图(能记录分析数据,得出结论;能绘制U-I关系图像,(根据图像能比较电阻大小,求出电阻值)。
强调电压和电阻是因,电流是果。
(1)知道什么是电阻及电阻的单位。
(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,知道什么是线性元件和非线性元件。
2.过程与方法(1)通过演示实验探究电流大小的决定因素,培养学生的实验观察能力。
(2)运用数学图象法处理物理问题,培养学生运用数学进行逻辑推理的能力。
3.情感、态度和价值观:通过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的建立,激发学生的创新意识,培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格。
2. 难点:对电阻的定义的理解PPT 一、探究电流电压关系1、探究实验:实验目的:研究导体中的电流跟导体两端电压之间的定量关系实验原理:用电压表测导体两端的电压,用电流表测导体中的电流,观察和记录数据,在坐标系中作出U —I 图象进行探究分析,找出规律,电路图所图所示2、实验过程及数据处理:把导体A接入电路中的两点间,闭合S调节滑动变阻器的滑片,可以得到关于导体A的几组电压和电流数据,如下图用描点法在直角坐标系中作U—I图象3、电阻:1)定义2)物理意义:3)定义式:4)单位:4、欧姆定律1)内容:2)表达式:3)适用条件:达标训练11、对于欧姆定律,理解正确的是( )A. 从R U I /= 可知,导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比B. 从I U R /=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 I U R /= 可知,导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零D. 从 IR U = 可知,导体两端的电压随电阻的增大而增大 达标训练2某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I 坐标系中描点,得到了图中a 、b 、c 、d 四个点.请比较这四个电阻值的大小.课堂小结:略。
选修3-1 第二章第3节 欧姆定律 (共19张PPT)
V
A
A
R
E
S
控制电路(供电电路):由电源、开关、滑动变阻器组成 分压式:可以提供从零开始连续变化的电压
数据记录 导体 电压(V) 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 电阻平均值
A 电流(A) 0.10 0.16 0.20 0.26 0.30
U/I 电阻(Ω) 10.0 9.88 10.00 9.62 10.00 9.8
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,
2、决定式:
I跟 导体U 的电阻R成反比.
R
适 用: 线性电阻.
I
三、伏安特性曲线(I-U图线)
斜率=电阻的倒数
O
B A
U
2、决定式: I U R
定义式 I q
t
决定式 I nqsv
3、适用条件: 金属导电和电解液导电
四、伏安特性曲线(I-U图线)
1、伏安特性曲线(I-U图线):
导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线Biblioteka 图线斜率的物理意义是什么?
I
B
电阻的倒数 A
U O
比较
导体 电压(V) 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 U/I
国际单位制中 欧姆(Ω)
千欧(kΩ)
兆欧(MΩ)
1k 103 1M 106
三、欧姆定律
导体 电压(V) B 电流(A) A 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U成正比, 跟导体的电阻R成反比.
高中物理教科版选修31课件:第二章 第1节 欧 姆 定 律
欧_姆_定_律
1.电荷的定向移动形成电流,电流是标量,但有方 向,规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
2.欧姆定律的表达式为 I=UR,此式仅适用于纯电 阻电路。
3.电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,其定义 式为 R=UI ,电阻的大小取决于导体本身,与 U 和 I 无关。
4.电学元件的电流 I 随电压 U 变化的关系图线叫 元件的伏安特性曲线。
[答案] 见解析
在电解液中,若已知 t 时间内到达阳极的负离子和到达阴
极的正离子的电荷量均为 q,则此时电流 I=qt ,而非 I=2tq。 因为这段时间内只有q2的正离子和q2的负离子在同时移动。
1.关于电流,下列说法中正确的是
()
A.导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动
B.同一个金属导体接在不同的电路中,通过的电流强度往
6、“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/222021/11/222021/11/2211/22/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去,他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生,而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/222021/11/22November 22, 2021
v (3)结论 由此可见,从微观上看,电流决定于导体中单位体积内的自 由电荷数、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速率以及导 体的横截面积。
3.三种速率的区别
电子定向移
电子热运
动的速率
动的速率
电流传导的速率
电流是由电 构成导体的电子
荷的定向移 在不停地做无规
动形成的, 则热运动,由于
2.4 电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律 教案(教科版选修3-1).
4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律(教师用书独具)●课标要求1.知道电源的电动势和内阻.2.理解闭合电路的欧姆定律.3.测量电源的电动势和内电阻.●课标解读1.知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置.2.了解电路中自由电荷定向移动过程中静电力和非静电力做功与能量间转化的关系.3.了解电源电动势及内阻的含义.4.理解闭合电路欧姆定律,理解内外电路的电势降落.5.会用闭合电路欧姆定律分析路端电压与负载的关系,并能进行电路分析与计算.●教学地位闭合电路欧姆定律的应用是高考命题的热点,常与其他电路知识相结合,以选择题的形式出现.(教师用书独具)●新课导入建议日常生活中我们会接触到各种各样的电源,如石英钟、遥控器中用的干电池(1号、5号、7号等);摩托车、汽车、电动车上用的蓄电池;手机中用的锂电池;电子手表中用的钮扣电池等.干电池、手机中的锂电池、钮扣电池和一节铅蓄电池的电动势各是多大?同一个电池对不同电阻供电时,电池两极电压和电路中的电流与外电路电阻有什么关系?今天我们就来解决这些问题.●教学流程设计课前预习安排:1.看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论步骤1:导入新课,本节教学地位分析步骤2:老师提问,检查预习效果(可多提问几个学生步骤3:师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度,补充一个例题以拓展学生思路)步骤7:完成“探究3”(重在讲解规律方法技巧步骤6:师生互动完成“探究2”(方式同完成“探究1”相同步骤5:让学生完成【迁移应用】检查完成情况并点评步骤4:教师通过例题讲解总结闭合电路动态问题的分析方法步骤8:指导学生完成【当堂双基达标】,验证学习情况步骤9:先由学生自己总结本节的主要知识,教师点评,安排学生课下完成【课后知能检测】1.(1)电源的电动势①电源:把其它形式的能转化为电能的装置.②电动势(ⅰ)大小等于没有接入电路时两极间的电压,用字母E表示.(ⅱ)物理意义:表示电源把其他形式的能转化成电势能的本领.(2)电源的内阻电源内部也是一段电路,也有电阻,它就是电源的内电阻,简称内阻,常用符号r来表示.2.思考判断(1)电源提供的电能越多,电源的电动势越大.(×)(2)电池是将化学能转化为电势能,光电池是将光能转化为电势能.(√)(3)当电路中通过1库仑的电荷量时,电源消耗的其他形式能的数值等于电源电动势的值.(√)3.探究交流电源的电动势和外接电路的负载有什么关系?【提示】电源的电动势只和电源本身有关,与所接的负载无关.1.(1)闭合电路只有用导线把电源、用电器连成一个闭合电路才有电流.用电器、导线组成外电路,电源内部是内电路.在外电路中,沿电流方向电势降低,在内电路中电流从负极到正极.(2)闭合电路欧姆定律①内容:在外电路为纯电阻的闭合电路中,电流的大小跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比.②公式:I=ER+r.③适用范围:外电路为纯电阻电路.2.思考判断(1)电源的电动势等于外电路电阻两端的电压.(×)(2)对整个闭合电路来说,内、外电阻串联,它们分担的电压之和等于电源电动势的大小.(√)(3)在闭合电路中,电源的电动势等于内、外电路上电压之和,所以电动势实质上就是电压.(×)3.探究交流闭合电路欧姆定律公式中,E 、R 、r 的物理意义各是什么?【提示】 E 代表电源的电动势,R 代表外电路的电阻,r 代表内电路的电阻.路端电压与外电阻、电流的关系(1)U =E -Ir ,对给定的电源来说,E 和r 是一定的①当外电阻R 增大时,电流I 减小,内电压减小,路端电压增大,当外电路断开,即R 为无穷大时,I =0,U 内=0,U 外=E .这就是说,开路时的路端电压等于电源电动势.②当外电阻R 减小时,电流I 增大,内电压增大,路端电压减小. ③当电源两端短路时,则电阻R =0,此时电流I =Er ,叫短路电流.(2)路端电压与电流的关系图像由U =E -Ir 可知,U -I 图像是一条向下倾斜的直线.如图2-4-1所示:图2-4-1①图线与纵轴截距的意义:电源电动势. ②图线与横轴截距的意义:短路电流. ③图线斜率的意义:电源的内阻. 2.思考判断(1)当电源短路时,路端电压等于电源的电动势.(×)(2)由于电源内阻很小,所以短路时会形成很大的电流,为保护电源,绝对不能把电源两极直接相连接.(√)(3)电源断开时,电流为零,所以路端电压也为零.(×) 3.探究交流上述路端电压U 与电流I 的图像中,UI表示外电阻还是内电阻?【提示】 因U 为路端电压,U I 表示外电阻R 的大小,而ΔUΔI 表示图线斜率,就是电源内阻的大小.1.用电压表测量闭合电路电源两端的电压,电压表的示数等于电源电动势吗? 2.在含有电动机的电路中,能用闭合电路的欧姆定律求电流吗?3.当外电路的电阻增大时,闭合电路中的电流如何变化?路端电压是增大还是减小? 1.对闭合电路的欧姆定律的理解 (1)I =ER +r或E =IR +Ir ,只适用于外电路为纯电阻电路的情况,对外电路中含有非纯电阻元件(如电动机、电解槽等)的电路不适用.(2)E =U 外+U 内=U 外+Ir ,即电源电动势等于内外电路的电压之和.普遍适用于外电路为任意用电器的情况,当外电路断开时,I =0,内电压U 内=Ir =0,U 外=E ,即只有当外电路断开时,电源两端的电压才等于电动势.(3)将电压表接在电源两极间测得的电压U 外是指路端电压,不是内电路两端的电压,也不是电源电动势,所以U 外<E .(4)电动势和路端电压虽然是有相同的单位且有时数值也相同,但二者是本质不同的物理量.电动势反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领大小,路端电压反映了外电路中电能转化为其他形式的能的本领大小.2.闭合电路动态分析的步骤闭合电路中由于局部电阻变化(或开关的通断)引起各部分电压、电流(或灯泡明暗)发生变化的问题分析的基本步骤是:(1)明确各部分电路的串并联关系,特别要注意电流表或电压表测量的是哪部分电路的电流或电压.(2)由局部电路电阻的变化确定外电路总电阻的变化. (3)根据闭合电路欧姆定律I =ER +r判断电路中总电流如何变化. (4)根据U 内=Ir ,判断电源的内电压如何变化.(5)根据U 外=E -U 内,判断电源的外电压(路端电压)如何变化. (6)根据串并联电路的特点判断各部分电路的电流或电压如何变化.1.在闭合电路中,任何一个电阻的增大(或减小),都将引起电路总电阻的增大(或减小),该电阻两端的电压一定会增大(或减小).2.某支路开关断开时,相当于该支路电阻增大,开关闭合时,相当于该支路电阻减小.(2012·雅安高二检测)电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图2-4-2所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b 端时,下列说法正确的是( )A .电压表和电流表读数都增大B .电压表和电流表读数都减小C .电压表读数增大,电流表读数减小D .电压表读数减小,电流表读数增大【审题指导】 首先根据滑片的移动情况判断R 连入电路的阻值如何变化,然后判断外电阻如何变化,外电压如何变化,进而分析各部分电压及电流的变化.【解析】 由电路图可知,滑动变阻器的触头向b 端滑动时,其连入电路的阻值变大,导致整个电路的外电阻R 外增大,由U =E R 外+r R 外=E 1+r R 外知路端电压即电压表的读数变大;而R 1的分压UR 1=E R 外+r R 1减小,故R 2两端的电压UR 2=U -UR 1增大,再据I =UR 2R 2可得通过R 2的电流即电流表的读数增大,所以A 项正确.【答案】A直流电路的动态分析1.引起电路特性发生变化主要有三种情况:(1)滑动变阻器滑片位置的改变,使电路的电阻发生变化;(2)电键的闭合、断开或换向(双掷电键)使电路结构发生变化;(3)非理想电表的接入使电路的结构发生变化.2.进行动态分析的常见思路是:由部分电阻变化推断外电路总电阻(R外)的变化,再由全电路欧姆定律I总=ER外+r讨论干路电流I总的变化,最后再根据具体情况分别确定各元件上其他量的变化情况.3.分析方法(1)程序法:基本思路是“部分→整体→部分”.即从阻值变化入手,由串并联规律判知R总的变化情况,再由欧姆定律判知I总和U端的变化情况,最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判知各部分的变化情况.(2)结论法——“并同串反”:“并同”:是指某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大;某一电阻减小时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小.“串反”:是指某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小;某一电阻减小时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率将增大.(3)特殊值法与极限法:即因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题,可将变阻器的滑动端分别滑至两个极端去讨论.一般用于滑动变阻器两部分在电路中都有电流时的讨论.图2-4-31.如图2-4-3所示电路,电源内阻不可忽略.开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中()A.电压表与电流表的示数都减小B.电压表与电流表的示数都增大C.电压表的示数增大,电流表的示数减小D.电压表的示数减小,电流表的示数增大【解析】当R0滑动端向下滑动时,R0减小,则电路中总电阻减小,总电流增大,路端电压减小,所以电压表示数减小,又由于R1两端电压增大,R1两端电压减小,故电流表示数减小,A项正确.【答案】 A1.闭合电路的U-I图像与电阻的U-I图像有什么不同?2.如何在闭合电路的U-I图像上确定电源的电动势和内电阻?1.闭合电路U-I图像的物理意义反映路端电压U随电流I的变化关系,如图2-4-4所示是一条斜向下的直线.图2-4-42.闭合电路U -I 图像的应用(1)当外电路断路时(即R →∞,I =0):纵轴上的截距表示电源的电动势E (E =U 端); 当外电路短路时(R =0,U =0):横坐标的截距表示电源的短路电流I 短=E /r . (2)图线的斜率:其绝对值为电源的内电阻.(3)该直线上任意一点与原点连线的斜率:表示该状态时外电阻的大小.(2013·巴中高二检测)电源与电阻R 组成串联电路,路端电压U 随电流的变化图线及电阻R 的U -I 图线如图2-4-5所示,求:图2-4-5(1)电源的电动势和内阻; (2)电源的路端电压.【审题指导】 审题时应把握以下两点: (1)明确每一条图线的物理意义. (2)明确两条图线上交点的物理意义. 【解析】 (1)由图像可知电源电动势:E =4 V ,短路电流I 短=4 A 所以电源内阻为:r =EI 短=1 Ω.(2)由图像知:电源与电阻串联后的电流为I =1 A 此时对应路端电压为U =3 V . 【答案】 (1)4 A 1 Ω (2)3 V路端电压的U-I图像表示的是电源的性质,电阻的U-I图像表示的是导体的性质,只有在两图像的交点上才能把两方面知识结合起来.2.如图2-4-6所示,a、b为两电源的路端电压U和电路中的电流I的关系图线,则()图2-4-6A.a电源电动势等于b电源的电动势B.a电源的内阻大于b电源的内阻C.若电流变化相同,a路端电压变化小D.若路端电压变化相同,a电流变化大【解析】由图知与U轴交点表电动势,故A对.斜率绝对值表示内阻大小,故B错.由右图知当ΔI相同时,ΔU b>ΔU a,故C正确.若ΔU相同,则有ΔI b<ΔI a,故D对.【答案】ACD图2-4-7如图2-4-7所示的电路中,电源的电动势为E ,内阻忽略不计,R 1、R 2、R 3、R 4均为定值电阻,C 是电容器,开关S 是断开的,现将开关S 闭合,则在闭合S 后的较长时间内,通过R 4的电荷量是多少?【规范解答】 S 断开时,电源与R 1、R 2串联,R 3、R 4和电容器串联后与R 2并联,由于电容器可看做断路,故R 3、R 4上电压为零,电容器上的电压等于R 2的电压,且上极板电势高,带正电.Q 1=CR 2E R 1+R 2S 闭合时,R 1、R 2串联后与R 3并联,R 4和电容器串联后并联在R 1两端,电容器上的电压等于R 1两端的电压,且上极板电势低,带负电.Q 2=CR 1ER 1+R 2闭合S 后的较长时间内,通过R 4的电荷量为Δ Q =Q 1+Q 2=CR 2E R 1+R 2+CR 1ER 1+R 2=CE .【答案】 CE分析含电容器的直流电路时注意的四点1.在直流电路中,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件,一旦电路达到稳定状态,在电容器处电路看做是断路.2.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过,所以在此支路中的电阻上无电压,因此电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压.3.当电容器和用电器并联后接入电路时,电容器两极板间的电压与其并联用电器两端的电压相等.4.电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电.如果电容器两端电压升高,电容器将充电;如果电压降低,电容器将通过与它并联的电路放电.可以根据正极板电荷变化情况来判断电流方向.【备课资源】(教师用书独具)电池组用电器在额定电压和额定电流下才能正常工作.为了使用电器正常工作,必须配有合适的电源.然而,任何一个电池都有一定的电动势和允许通过的最大电流.为此,必须将若干个电池组成电池组,以适应不同规格用电器的需要.通常都是用相同的电池组成电池组.设每个电池的电动势为E,内阻为r,若将n个电池的正极和负极依次连接起来,便组成了串联电池组.串联电池组的电动势和内阻分别为:E串=nE,r串=nr.若将n个电池的正极和正极相连接,负极和负极相连接,便组成了并联电池组.并联电池组的电动势和内阻分别为:E并=E,r并=rn.1.下列说法中正确的是()A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压B.电源的电动势在数值上等于断路时两极间的电压C.电源的电动势与电压的单位相同,但与电压有本质的区别D.电动势越大,电源两极间的电压一定越高【解析】电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量.而电压是电场中两点间的电势差,电动势与电压有着本质的区别,所以A选项错,C选项对.当电源开路时,两极间的电压在数值上等于电源的电动势,但在闭合电路中,电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增大而增大,随外电阻的减小而减小,当电源短路时,R外=0,这时路端电压为零,所以B正确,D选项错.【答案】BC2.下列关于闭合电路的说法中,错误的是()A.电源短路时,电源的内电压等于电动势B.电源短路时,路端电压为零C.电源断路时,路端电压最大D.电路的外电阻增加时,路端电压减小【解析】根据闭合电路欧姆定律E=IR+Ir,当外电路短路时,R=0,E=Ir,U=0,所以A、B正确;当外电路断路时,I=0,Ir=0,E=U外,C正确;电路的外电阻增加时,路端电压应增大,D错误.【答案】 D3.(2012·天津高二检测)一电池外电路断开时的路端电压为3 V,接上8 Ω的负载电阻后路端电压降为2.4 V,则可以判定电池的电动势E和电阻r为()A.E=2.4 V,r=1 ΩB.E=3 V,r=2 ΩC.E=2.4 V,r=2 ΩD.E=3 V,r=1 Ω【解析】因为电路断开时路端电压为3 V,所以E=3 V当R =8 Ω时,U =2.4 V ,所以I =U R =2.48 A =0.3 AE =U +Ir ,所以r =2 Ω. 【答案】 B4.如图2-4-8所示,当R 3的触头向右移动时,电压表V 1和电压表V 2的示数的变化量分别为ΔU 1和ΔU 2(均取绝对值).则下列说法中正确的是( )图2-4-8A .ΔU 1>ΔU 2B .ΔU 1<ΔU 2C .电压表V 1的示数变小D .电压表V 2的示数变小【解析】 当R 3的触头向右移动时,接入电路的电阻减小,电源输出电流增大,电压表V 2的示数变大,电压表V 1的示数变小,选项C 正确,D 错误;设电源内阻为r ,内阻上电压变化量为ΔU r =ΔIr ,当R 3的触头向右移动时,U r 增大,U 2增大,U 1减小,所以ΔU 1>ΔU 2,选项A 正确,B 错误.【答案】 AC5.如图2-4-9所示的电路中,当S 闭合时,电压表和电流表(均为理想电表)的示数分别为1.6 V 和0.4 A .当S 断开时,它们的示数各改变0.1 V 和0.1 A ,求电源的电动势和内阻.图2-4-9【解析】 方法一:当S 闭合时,R 1、R 2并联接入电路,由闭合电路欧姆定律E =U +Ir 得E =1.6 V +0.4r ;当S 断开时,只有R 1接入电路,由闭合电路欧姆定律E =U +Ir 得E =(1.6+0.1)V +(0.4-0.1)r ,由上两式得E =2 V ,r =1 Ω.方法二:(图像法)画出U -I 图像如图所示,因为图线的斜率r =|ΔUΔI |=1 Ω,由闭合电路欧姆定律得E =U +Ir =1.6 V +0.4×1 V =2 V ,故电源电动势为2 V.【答案】 E =2 V r =1 Ω1.对于不同型号的干电池,下列说法中正确的是( ) A .1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势 B .1号干电池的容量比5号干电池的容量大 C .1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大D .把1号和5号干电池分别连入电路中,若电流I 相同,则它们做功的快慢相同 【解析】 电池的电动势取决于正、负极材料及电解液的化学性质,与体积大小无关,A 错.电池的容量与体积大小有关,B 正确.电池的内阻与体积大小无关,C 错.1号和5号电池电动势相同,电流相同时,做功快慢也相同,D 正确.【答案】 BD2.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV ,短路电流为40 mA ,若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压为( )A .0.10 VB .0.20 VC .0.30 VD .0.40 V【解析】 由题意知它的开路电压为800 mV ,可知电源电动势为800 mV ,由题意短路电流为40 mA ,而短路电流I 短=Er ,可得电源内阻为r =20 Ω,该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,内外电阻相等,即路端电压为400 mV =0.40 V ,所以D 对.【答案】 D 3.图2-4-10如图2-4-10所示为某一电源的U -I 曲线,由图可知( ) A .电源电动势为2 V B .电源内电阻为13 ΩC .电源短路时电流为6 AD .电路路端电压为1 V 时,电路中电流为5 A【解析】 在U -I 图知,电源的电动势E =2 V .r =|Δ U Δ I |=1.26 Ω=0.2 Ω.当U =1 V 时,I =E -U r =10.2A =5 A【答案】 AD图2-4-114.如图2-4-11所示电路中,当电阻箱R 由2 Ω改为6 Ω时,电流减小为原来的一半,则电源的内电阻为( )A .1 ΩB .2 ΩC .3 ΩD .4Ω【解析】 设电源电动势为E ,内阻为r 当R =2 Ω时的电流为I 则I =E2+r①由题意可知12I =E6+r②联立①②解得r =2 Ω,故选项B 正确. 【答案】 B 5.图2-4-12(2012·阿坝州高二检测)在图2-4-12所示电路中E 为电源,其电动势E =9.0 V ,内阻可忽略不计;AB 为滑动变阻器,其电阻R =30 Ω;L 为一小灯泡.其额定电压U =6.0 V ,额定功率P =1.8 W ;K 为电键.开始时滑动变阻器的触头位于B 端,现在接通电键K ,然后将触头缓慢地向A 端滑动,当到达某一位置C 处时,小灯泡刚好正常发光,则CB 之间的电阻应为( )A .10 ΩB .20 ΩC .15 ΩD .5 Ω【解析】 本题中小灯泡正好正常发光,说明此时小灯泡达到额定电流I额=P /U =1.8/6.0 A =0.3 A ,两端电压达到额定电压U 额=6.0 V ,而小灯泡和电源、滑动电阻AC 串联,则电阻AC 的电流与小灯泡的电流相等,则R AC =U AC I AC =E -U L I AC =9.0-6.00.3 Ω=10 Ω,R CB =R -R AC =(30-10) Ω=20 Ω,所以B 选项正确.【答案】 B6.如图2-4-13所示电路中,4个电阻阻值均为R ,开关S 闭合时,有质量为m 、带电量为q 的小球静止于水平放置的平行板电容器的正中间.现断开开关S ,则下列说法正确的是( )图2-4-13A .小球带负电B .断开开关后电容器的带电量减小C .断开开关后带电小球向下运动D .断开开关后带电小球向上运动【解析】 由电路图知,电容器的上极板带正电,小球受到向上的电场力而平衡,所以小球带负电,A 正确.当开关S 断开后,电容器两端的电压(即竖直方向电阻的分压)变小,电容器的带电量减小,小球受到的电场力变小,小球将向下运动,B 、C 正确,D 错误.【答案】 ABC7.如图2-4-14所示是一实验电路图.在滑动触头由a 端滑向b 端的过程中,下列表述正确的是( )图2-4-14A .路端电压变小B .电流表的示数变大C .流过电源的电流变小D .电路的总电阻变大【解析】 当滑片向b 端滑动时,接入电路中的电阻减少,使得总电阻减小,D 错.根据I =ER 总,可知总电流在增加,根据闭合电路中的欧姆定律有E =Ir +U外,可知路端电压在减小,A 对,C 错.流过电流表的示数为I =U 外R 3,可知电流在减小,B 错.【答案】 A 8.图2-4-15(2011·海南高考)如图2-4-15所示E为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3为定值电阻,S0、S为开关,○V与Ⓐ分别为电压表与电流表.初始时S0与S均闭合,现将S断开,则() A.○V的读数变大,Ⓐ的读数变小B.○V的读数变大,Ⓐ的读数变大C.○V的读数变小,Ⓐ的读数变小D.○V的读数变小,Ⓐ的读数变大【解析】S断开时,外电路总电阻增大,总电流减小,故路端电压增大,电压表示数增大,由于R3两端电压增大,故通过R3的电流增大,电流表示数增大,故B正确.【答案】 B9.(2012·武汉高二检测)如图2-4-16所示电路,闭合开关S,两个灯泡都不亮,电流表指针几乎不动,而电压表指针有明显偏转,该电路的故障可能是()2-4-16A.电流表坏了或未接好B.从点a经过灯L1到点b的电路中有断路C.灯L2的灯丝断了或灯座未接通D.电流表和灯L1、L2都坏了【解析】由于闭合开关,两灯不亮,电流表无示数,可以判定电路中某处断路,电压表有示数,所以应是a经L1到b点间有断路,故B正确.【答案】 B10.图2-4-17法国和德国两名科学家先后独立发现了“巨磁电阻”效应,共同获得2007年诺贝尔物理学奖.所谓“巨磁电阻”效应,是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象.物理兴趣小组的同学从“巨磁电阻”效应联想到一些应用,他们的探究如下:为了儿童安全,布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针,可以先将玩具放置在强磁场中,若其中有断针,则断针被磁化,用磁报警装置可以检测到断针的存在.如图2-4-17所示是磁报警装置一部分电路示意图,其中R B是利用“巨磁电阻”效应而制作的磁敏传感器,它的电阻随断针的出现而减小,a、b接报警器,当传感器R B所在处出现断针时,电流表的电流I、ab两端的电压U将()A.I变大,U变大B.I变小,U变小C.I变大,U变小D.I变小,U变大【解析】当R B处出现断针时,R B减小,R总减小,I总增大,I总r增大,U ab=E-I总r将减小;由于I总增大,所以R1分压增大,U R1+U RB =U ab,可得U RB减小,I R3减小,由I R3+I=I总,可得I增大.【答案】 C11.图2-4-18如图2-4-18所示的电路中,电源的电动势E =3.0 V ,内阻r =1.0 Ω;电阻R 1=10 Ω,R 2=10 Ω,R 3=30 Ω,R 4=35 Ω;电容器的电容C =10 μF.电容器原来不带电.求接通电键K 并达到稳定的过程中流过R 4的总电荷量.【解析】 由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻为R =R 1(R 2+R 3)R 1+R 2+R 3+r =9.0 Ω 由欧姆定律得通过电源的电流I =E /R =1/3 A电源的路端电压U =E -Ir =8/3 V电阻R 3两端的电压U ′=R 3R 2+R 3U =2 V 通过R 4的总电荷量就是电容器的带电荷量Q =CU ′=2.0×10-5 C【答案】 2.0×10-5 C 12.如图2-4-19所示的电路中,电阻R 1=9 Ω,R 2=15 Ω,电源电动势E =12 V ,内电阻r =1 Ω.求当电流表示数为0.4 A 时,变阻器R 3的阻值为多大?图2-4-19【解析】 R 2两端的电压U 2=I 2R 2=0.4×15 V =6 V ,设总电流为I ,则有:E -I (r +R 1)=U 2,即12-I (1+9)=6,解得I =0.6 A ,通过R 3的电流I 3=I -I 2=(0.6-0.4)A =0.2 A ,所以R 3的阻值为:R 3=U 2I 3=60.2Ω=30 Ω. 【答案】 30 Ω。
2. 电阻定律-教科版选修3-1教案
2. 电阻定律-教科版选修3-1教案1. 教学目标•理解欧姆定律。
•掌握电阻的概念及计算方法。
•熟悉串、并联电路中的电阻计算方法。
•培养学生的实验能力和观察能力。
2. 教学重点和难点2.1 教学重点•欧姆定律的理解。
•电阻的计算方法。
•串、并联电路中电阻的计算方法。
2.2 教学难点•电阻计算方法的深入理解。
•串、并联电路中电阻计算方法的应用。
3. 教学方法3.1 讲授法通过讲述欧姆定律、电阻的概念及计算方法、串、并联电路中的电阻计算方法等,让学生了解理论知识。
3.2 实验法通过实验,让学生亲自操作电路和测量数据,加深对电阻定律的理解。
3.3 归纳法通过归纳串、并联电路中电阻的计算方法,提高学生的综合分析能力。
4. 教学过程4.1 欧姆定律讲解欧姆定律的定义和公式:电流I经过电阻R的导体时所产生的电势差U 和I的比值为常数,称为电阻R。
即:U = RI让学生理解欧姆定律的意义,说明电阻对电路的影响。
4.2 电阻的计算方法让学生了解电阻的计算方法:•用万用表测量电阻值。
•用电阻计测量电阻值。
•根据电阻材料、尺寸、温度等条件计算电阻值。
并在实验中予以验证和应用。
4.3 串、并联电路中的电阻计算方法分别介绍串联电路和并联电路中电阻的计算方法,并通过实验让学生体验其中的异同之处。
4.4 实验环节通过实验,让学生熟悉电路和测量数据的方法,掌握电阻的测量方法和计算方法。
5. 总结与反思通过本次学习,学生应该对欧姆定律、电阻的概念及计算方法、串、并联电路中的电阻计算方法有了全面的了解。
为了更好地掌握电阻定律,学生应该多参与实验,熟练掌握测量和计算方法。
新课标教科版3-1选修三2.1《欧姆定律》WORD教案4
欧姆定律测试、选择题1在如图所示的电路中,R2为固定电阻,R i为滑动变阻器。
在变阻器的滑片向右移动的过程中,图中的电压表、电流表示数及它们示数的比值的变化情况是()A、电压表示数变小,电流表示数变大,比值变小B、电压表示数不变,电流表示数变小,比值变大C、电压表示数不变,电流表示数变大,比值变小D、电压表示数变大,电流表示数变小,比值变大2、如下图左所示,当闭合开关S时,灯L i、L2均不亮,其同学用一根导线找故障:选取将导线并联在灯L2两端,发现灯L i亮,仍不亮,由此判别()A、L i短路B、L i断路L2不亮,再将导线并联在灯L i两端,发现两灯C、L2短路D、L2断路3、如上图右电路,先将开关S i闭合,再将S2闭合,在这一过程中各电表示数的变化情况是()A、A i、A2示数变大,V示数变大B、A i示数不变,A2示数变小,V示数不变C、A i示数变大,A2、V示数不变D、A「A2示数变小,V示数变大4、电阻R a、R b分别接入电路中,通过它们的电流随其两端电压变化的情况如图2所示。
由图可知,R a、R b阻值大小的关系是()A、R a>R bB、R a=R bC、R a<R bD、条件不足,无法判断5、如图3,电阻R i与变阻器R2串联。
将开关S闭合时,三个电表指针正常偏转。
当变阻器滑片P向右滑动时,三个电表示数变化情况是()A、电压表V i、V2示数都变小,电流表示数变大B、电压表V i示数变小,V2示数变大,电流表示数变大C、电压表V i示数变小,V2示数变大,电流表示数变小D、三个表示数都变小6、两电阻R i 、R 2并联时总电阻为4门,接入电路中时,它们通过的电流l i : S=1: 2,则R i 、R 2的阻值分别为()A 、i 门,3 门B 、2.7 门,i.3 门C 、6门,12'J则R 2的阻值为( )示数之比为( )表,电压表可能出现的现象是(A 、 电流表电压表数均为零B 、 电流表和电压表指针迅速发生最大偏转,电表损坏D 、12 门,6117、如图4所示,电源电压保持 12V 不变,R i =3^ 1,变阻器R 2的阻值变化范围是20门。
高二物理选修3-1欧姆定律
成R=UI 和U=IR,从数学上讲,这三个式子只是用于求不同
的物理量,没有什么本质上的差别.但从物理角度讲,这三
个式子有着不同的物理意义,要在学习的过程中注意加深理
解和学会不同情况下正确使用它们.
12
三、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. 2.定义式:R=UI . 3.单位:欧姆(Ω),常用的还有 kΩ、MΩ,且有 1 Ω =10-3kΩ =10-6M Ω.
21
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.
22
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.
17
三、导体的伏安特性曲线 1.定义. 建立平面直角坐标系,用纵轴表示电流I,用横轴表示 电压U,画出的导体的I-U图线叫做导体的伏安特性曲线.
18
2.线性元件.
伏安特性是通过坐标原点的直线,表示电流与电压成正
比,如图所示,其斜率等于电阻的倒数,即tanα=
I U
=
1 R
.所
以曲线的斜率越大,表示电阻越小.
13
I=
U R
是定律的数学表达式,表示通过导体的电流I与电
压U成正比,与电阻R成反比,常用于计算一段电路加上一
定电压时产生的电流,适用条件是金属或电解液导电(纯电
阻电路).
14
15
R=
U I
是电阻的定义式,比值表示一段导体对电流的阻
碍作用,常利用
U I
教科版 选修3-1 第二章 第一节 欧姆定律
即时应用 (即时突破,小试牛刀) 2.某导体中的电流随其两端的电压变化,如图2 -3-4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 Ω C.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
对应同一段导体或同一段电路,即满足“通 体性”。还应该是同一段导体在同一时刻的 电流,电压,电阻,即满足“同时性”。
例题:手电筒的小灯泡上标有“2.5V
0.3A”, 表示加2.5V电压时,通过的电流为0.3A,灯 泡正常发光。灯泡正常发光时的电阻时多少?
解:由
得到
R
U I
2.5V 0.3 A
U a b d
O
c I
R
U I
Ra>Rb=Rc>Rd
课堂练习
4、图为两个导体的伏安特性曲线,求 (1)两个导体的电阻之比 R1:R2 (2)若两个导体中的电流相等(不为零) , 导体两端的电压之比 U1:U2 (3)若两个导体两端的电压相等(不为零), 导体中的电流之比 I1:I2 R2
(1) 3:1 (2) 3:1 (3) 1:3
0.20
0.25
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、决定式:
I U R
定义式
I
q t
决定式 I nqsv
3、适用: 金属导电和电解液导电
U U 1.将电阻的定义式R= I 变形就可以得到I= R ,说明 这两个公式是一回事,你认同这种说法吗?
U q 2.电流的两个公式I=R 和I= t 有何区别? U 提示: (1)I= R 是欧姆定律的表达式,说明了导体中
创新教学设计 培养探究能力——谈“闭合电路欧姆定律”教学设计与反思
数 据分析得 出结 论 : 在选择数据 处理方法 时 , 教 师可引导学 生思考不 同方法在对 比中得 出利用 图像 法分析是 最佳方 法。E X C E L 表 格对 U ~ I 图像 的拟合使 数据 分析方 法更 加有效 , 电脑进行 数据拟合 后 的直线 方程y = k x + b . 与u =一r l +E( y =一1 7 x + 2 . 9 2与 u =一 1 7 I + 2 . 9 2 ) 进 行对 比得 出 u ~ I 的线 性关 系 、 经过 变 形后得 出闭合电路欧姆定律 E = U + I r 的表达 式 , 这会让 学生兴奋 , 也让应 用数形结 合思想处 理物理数据方法 的优势得 以很好 的体 现——借 此机会教 师应让学生 学会图像法处 理数据 ( 点线 面) 的 方法并 自然 引出直线 与两 轴交 点的物理意义 ( 断路 、 短路 ) 。 解释现象 : 路端 电压 u与 负载 R的关 系 , 教师可通过 “ E X C E L 表格 画U R图像 的拟合 图像 ” 或“ 公式u =E—I r 的理论分析 ” 的两种 研究手段 引导学 生完 成对 引课 中生活现象的解释 。
会 成 功 的喜 悦 , 突破 重难 点 。
关键词 : 中学物理 实验教 学 中 图分 类 号 : G6 3 3 . 7 文献标识码 : C 1 情景创设 电路 图类 比—— 通过含电源与不含电源两个 电路图的对 比, 引 出关于闭合 电路 的相关概念 , 完成初高 中对 电路 的知识衔接 。 演 示实 验— —来 源于生 活现象 , 让 学生通 过观察 现象 ( u< E ) 、 发现 问题 , 引出学生 进行猜 测 , 进而将 要研究 的问题 生动地 展现在 学生 的面前 , 使其产 生疑 问 , 引起思 维 , 激 发兴趣 , 从而顺 利引入新课 。 2 新 课教 学 教学难 点 : 电动势 与内外 电压 的关 系 , 使 学生先定性 了解 电 动势与 内外 电压 的关 系。 设计 实验验证猜 想 : 教师提 出实 验 目的( 用简单 易行 的实验 测多组 U、 I 值) 、 学生 白行设计 电路完 成实验测量 ( 4 ~ 5 组数 据) 并 填入表 格 ( 学案 ) , 鉴 于本实验在 整节课 中有至关 重要 的作用 , 需 向学生详细介绍装置及 电动势 E和 内电阻 r 3 < 发生 变化 。 ( 数据 、 u — I 图像 略)
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.电阻定律-教科版选修3-1教案
2. 电阻定律-教科版选修3-1教案一、教学目标1.掌握欧姆定律的基本概念,能够正确理解并运用欧姆定律求解电路问题;2.理解电路中电流、电压、电阻的关系,掌握串联电阻和并联电阻的计算方法;3.培养学生的实际动手能力和实验能力,加强学生实验知识的应用。
二、教学内容2.1 欧姆定律欧姆定律是描述电阻的现象。
在讲述欧姆定律之前,首先要介绍一下电流、电阻、电压等基本概念:•电流(I):电荷在单位时间内通过导体的数量,单位为安培(A);•电压(U):导体两端电势差,单位为伏特(V);•电阻(R):导体抵抗电流流动的程度,单位为欧姆(Ω)。
据欧姆定律所述,电阻为常数时,通过导体的电流I与它的电势差U之间成正比关系,即U = I * R2.2 串联电阻与并联电阻由于电路通常由多个电阻器组成,因此我们需要掌握电路中电阻的计算方法。
当电路中的电阻依次连接成一条线路时,我们称之为串联电阻。
如下图所示:+------------|+-----------+----+----+--+| | | |+-----------+----+----+--R1 R2 R3 R4相邻两个电阻之间的电势差分别为U1、U2、U3、U4,由欧姆定律可以得出:U1 = I * R1U2 = I * R2U3 = I * R3U4 = I * R4因此,整段线路的电势差为:U = U1 + U2 + U3 + U4= I * R1 + I * R2 + I * R3 + I * R4= I * (R1 + R2 + R3 + R4)可见,串联电阻的总电阻值为:R = R1 + R2 + R3 + R4当电路中的电阻相互平行时,我们称之为并联电阻。
如下图所示: +--+-----------+| | |+--+-----+-----+| |+--+--+-+---+-+--+| | | | |+--+--+-----+----+R1 R2 R3 R4各电阻并联后电势相同。
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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、决定式:
I U R
定义式
IQ t
I 微观决定式 nqSv
3、适用范围: 金属导体和电解液导体
做一做:
例 某电压表的量程是0~15 V,一导体两端 电压为1.6 V时,通过的电流为2 mA.现在若给 此导体通以20 mA的电流,能否用这个电压表 测量导体两端的电压?
I
O
U
做一做:
例:如图所示为一电学元件的伏安特性曲线,横 轴和纵轴分别表示电压U和电流I.图线上点A的坐标 为(U1、I1),过点A的切线与纵轴交点的纵坐标为I2 ,当两端的电压为U1时,电阻等于 ( B )
A.UI11 C.UI21
B.UI11 D.I1U-1I2
做一做:
例 如图所示的图像所对应的两个导体: (1)电阻R1∶R2为多少? (2)若两个导体中的电流相等时,两端的电压之 比U1∶U2为多少? (3)若两个导体两端的电压相等时,电流之比 I1∶I2为多少?
想一想
• 图线1与图线2是两个 导体的I—U图线,试 定性说明两个电阻的 大小关系。
欧姆定律
导体 电压(v) 0 A 电流(A) 0 B 电流(A) 0
0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 R 0.08 0.16 0.24 0.33 0.42 5 0.04 0.08 0.13 0.17 0.22 10
• 3、电流单位 A(安培) mA(毫安) μA(微安)
1 mA=10-3A
1 μA=10-6A
活动二、探究电流与电压的关系
实验电路
测量电路:
测导体B的
V
电流、电压
A
B
R
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
猜一猜:
序号 U/V
IA/A
IB/A
1
0
0
0
2
0.4
0.08 0.04
活动三、认识伏安特性曲线
1、伏安特性曲线(I-U图线):导体中的电 流I随导体两端的电压U变化的图线 。
I
B
图线斜率的物
理意义是什么?
A
U 电阻的倒数
O
两种图线的比较
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
U
AI
B
O
U-I图线
B
I
O
A U
I-U图线
2、线性元件和非线性元件
线性元件:伏安特性曲线是一条通过坐 标原点的直线,符合欧姆定律,如电阻。
非线性元件:电流和电压不成正比, 伏安特性曲线不是直线,不符合欧姆定律。 如:气态导体和半导体。
欧姆定律
活动一:再识电流
形成河流的条件: 1、水 2、落差
一段导体
中形成电流的 条件是什么呢?
形成电流的条件: 1、自由电荷 2、电场
2、电流的定义
• 定义:通过导体横截面的电荷量与这些电 荷通过横截面所用时间的比值。
• 定义式试一试: I=nqSv
设: • 导体横截面为S,自由电子电量为q • 单位体积内自由电子数为n • 电子定向移动速率v 求电流表达式?
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 U I I
4、单位:Ω(欧姆)
(R只与导体本 身性质有关)
千欧(kΩ) 兆欧(MΩ)
1k 103 1M 106
U-I图像
U
A
B
I O
斜率k U =R I
斜率越大电阻越大
3
0.8
0.16 0.08
4
1.2
0.24 0.13
5
1.6
0.33 0.17
6
2.0
0.42 0.22
以上实验数据是金属导体A、B分别接入电路中所测 得的电压与电流值,试猜想金属导体两端电压与电 流的关系。
使用图像法总结规律:将实验数据描到以下坐标系中,观 察并分析得出实验结论。
实验结论: (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.