人教版选修3-1《欧姆定律》ppt课件

2、线性元件和非线性元件 、
导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原 点的直线， 点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫 如金属导体、电解液等） 做线性元件（如金属导体、电解液等） 电流和电压不成正比，伏安特性曲线 电流和电压不成正比， 不是直线,这种电学元件叫做非线性元件 不是直线,这种电学元件叫做非线性元件 如气态导体、二极管等） （如气态导体、二极管等）． I
一、电 阻
1、物理意义： 、物理意义： 反映导体对电流的阻碍作用 2、定义： 、定义： 导体两端的电压 与 导体两端的电压U与 电压 通过导体的电流 通过导体的电流 I 的比值
(R只与导体本 只与导体本 身性质有关) 身性质有关
U ∆U 3、定义式： R = = 、定义式： I ∆I
千欧（ 千欧（k ）
I 0 = 1.0 A
U 0 ∆U 2 R= = I0 ∆I 2
所以 ∆I 2 = I 0 , I 2 = 2 I 0 = 2.0 A
解法三：画出导体的 图像， 所示， 解法三：画出导体的I—U图像，如图 图像 如图15—1—3所示， 所示 设原来导体两端的电压为U 导体中的电流强度为I 设原来导体两端的电压为 0时,导体中的电流强度为 0. 导体中的电流强度为 当 U = 3U 0 时，I=I0－0.4 Ａ 5 电流为I 当U′＝２Ｕ0时，电流为 2. 由图知 ＝
解法一：依题意和欧姆定律得： 解法一：依题意和欧姆定律得：
所以 又因为 所以
I0＝1.0 Ａ
3U 0 / 5 R = U0 / I0 = I 0 − 0.4
U0 2U 0 R= = I0 I2
I 2 = 2 I 0 = 2.0 A
解法二： 解法二：
由 得 又
U 0 ∆U 1 2U 0 / 5 = R= = I0 ∆I 1 0.4
电阻的定义式， 适用于所有导 欧姆定律表达式 ， 适用于金 欧姆定律表达式， 电阻的定义式， 体 1 不能说 R∝U，R∝ I ，R 由导 ∝ ， ∝ 体本身性质 材料 长短、 材料、 体本身性质(材料、长短、粗 决定， 细)决定，与 U、I 大小无关 决定 、 测量了 U，测量了 I，便可确 ， ， 属、电解质溶液导电 1 可以说 I∝U、I∝R，I 的大小 ∝ 、∝ 由 U、R 共同决定 、 知道了 U、R，便可确定 I， 、 ， ，
1、内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压 成正比，跟导体 、内容：导体中的电流 导体两端的电压U成 电压 电阻R成 的电阻 成反比．
定义式
2、决定式: 、决定式
U I = R
q I = t
微观决定式
I = nqsv
3、适用范围： 、适用范围：
金属导电和电解液导电 金属导电和电解液导电
要点一 欧姆定律的理解 U U 1．公式 R＝ I 和 I＝R 的对比 ． ＝ ＝ U R＝ I ＝ U I＝R ＝
实验电路
V A
测量电路: 测量电路: 测导体B的 测导体 的 电流、 电流、电压
R
B
E
S
分压电路： 控制电路 控制电路) 分压电路：(控制电路 可以提供从零开始连续变化的电压
V A
B
R
E
S
以上实验数据是金属导体A、 分别接入电路中所测 以上实验数据是金属导体 、B分别接入电路中所测 得的电压与电流值，请同学根据提供的实验数据， 得的电压与电流值，请同学根据提供的实验数据， 猜想金属导体两端电压与电流的关系。 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， 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。 察并分析得出实验结论。
U
A B I
O
实验结论： 实验结论： 图像是一条过原点的直线 过原点的直线; （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. 同一导体，电压与电流的比值为定值. 定值
2.3《欧姆定律》
学习目标
1.知道电流的产生原因和条件． 2.理解电流的概念和定义式，并能进行有关 的计算 3.理解电阻的定义式，掌握欧姆定律并能熟 练地用来解决有关的电路问题．知道导体 的伏安特性．
既然在导体的两端加上电压， 既然在导体的两端加上电压， 导体中才有电流，那么， 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？
3
4、单位：国际单位制中 欧姆（Ω） 、单位：
1kΩ = 10 Ω
1MΩ = 10 Ω
6
兆欧（ 兆欧（M ）
U-I图像
U
A B I
O
∆U 斜率k = =R ∆I
斜率越大电阻越大
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
课堂练习
1、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?
U 8 解析 电阻R= = Ω = 4000Ω I 0.002
加50V电压，通过的电流为
U 50 Ｉ= R = 4000 A = 12.5mA > 10mA
I 0 − 0.4 I 0 I2 0.4 = = = 3 U0 2 2U 0 U0 U0 5 5
所以I 所以 0＝1.0 Ａ I2＝2Ｉ0＝2.0 Ａ
图15—1—3
说明
（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。
q 定 R，为我们提供了测量电阻 为我们提供了除 I＝ 之外的 ， ＝t 的一种方法 一种计算电流的方法
2.“同体性”和“同时性” “同体性” 同时性” U 要注意欧姆定律的“同体性” 在应用公式 I＝R 解题时， ＝ 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 所谓“同体性” 、 、 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” 、 、 值代入公式计算．所谓“同时性” 必须是导体上同时刻的电压和电流值， 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．
U R= I
I Ra>Rb=Rc>Rd
课堂练习 3、图为两个导体的伏安特性曲线，求 、图为两个导体的伏安特性曲线， (1)两个导体的电阻之比 R1:R2 两个导体的电阻之比 (2)若两个导体中的电流相等 不为零 ，导体两端的电压之 若两个导体中的电流相等(不为零 若两个导体中的电流相等 不为零) 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 若两个导体两端的电压相等(不为零 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 R1
四、测绘小灯泡的伏安特性曲线
V A
导体A 导体A
R
开关闭合前， 开关闭合前，滑动变 阻器的滑片应靠近变 阻器的左端 左端， 阻器的左端，这是导 体两端的电压为零
E
S
滑动变阻器分压式接法的优点： 滑动变阻器分压式接法的优点：可以提供 从零开始连续变化的电压
例题3： 例题 ： 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 Ａ ， 如果所加 时 导体中的电流减小了0.4Ａ 电压变为原来的2倍 则导体中的电流多大? 电压变为原来的 倍，则导体中的电流多大
例题1对于欧姆定律，理解正确的是（ 例题 对于欧姆定律，理解正确的是（ A ） 对于欧姆定律 A. 从 I = U / R 可知，导体中的电流跟它两端 可知， 的电压成正比， 的电压成正比，跟它的电阻成反比 B. 从 R = U / I 可知，导体的电阻跟导体两端 可知， 的电压成正比， 的电压成正比，跟导体中的电流成反比 C. 从 R = U / I 可知，导体两端的电压为零时， 可知，导体两端的电压为零时， 导体的电阻也为零 D. 从 U = IR 可知，导体两端的电压随电阻 可知， 的增大而增大
故不可以测量
图线) 三、伏安特性曲线(I-U图线 - 图线
1、伏安特性曲线(I-U图线 : 、 图线) - 图线 导体中的电流 电流I随 导体中的 电流 随 导体两端的 电压U变化的图线 电压 变化的图线
I B A U
O
图线斜率的物 理意义是什么？ 理意义是什么？
电阻的倒数： 电阻的倒数： K=1/R或R=1/K 或
课堂练习 2、某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两 、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 坐标系中描点,得到了图 端的电压和通过它的电流在 坐标系中描点 得到了图 四个点.请比较这四个电阻值的大小 中a、b、c、d四个点 请比较这四个电阻值的大小 、 、 、 四个点 请比较这四个电阻值的大小. U a b d O c
一、电阻 电压与 电流的 1、定义： 导体两端的电压与通过导体的电流的比值. 、定义： 导体两端的电压 通过导体的电流 比值. U R反映导体对电流的阻碍作用 反映导体对电流的阻碍作用. 反映导体对电流的阻碍作用 2、定义式： 、定义式： R = 只与导体本身性质有关. 只与导体本身性质有关 I R只与导体本身性质有关 二、欧姆定律 1、内容：导体中的电流 跟导体两端的电压 成正比, 电压U成 、内容：导体中的电流I 导体两端的电压 跟导体的电阻 电阻R成 跟导体的电阻 成反比． 2、决定式: 、决定式
O U
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， 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， 流与电压成正比， － － 所示， 其斜率等于电阻的倒数， tan 即 I 1 α＝U＝R.所以直线的斜率越大，表示电阻越小． ＝ 所以直线的斜率越大， 所以直线的斜率越大 表示电阻越小．
斜率越大电阻越小
比较
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
U
A B I
I
B A U
O
U-I图线 - 图线
O
I-U图线 - 图线
I 图线的斜率k= U
1 = R ，即电阻的大小等于伏安特
U 可知，在I—U图线中， R
性曲线斜率的倒数。 R1∶R2=tan30°∶tan60°=1∶3 所以A选项正确。
U （2）由欧姆定律I= 可知，给R1、R2分别加上 R
相同的电压时，通过的电流与电阻成反比 I1∶I2=R2∶R1=3∶1，故B选项正确
图 2－3－4 － －
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二极管由半导体材料制成，其电阻率随温度的升高而减小， 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． 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 由图看出随着电压的增大，图线的斜率在增大， 由图看出随着电压的增大 电压的升高而减小，即二极管的伏安特性曲线不是直线， 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． 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 气体导电的伏安特性曲线是非线性的． 气体导电的伏安特性曲线是非线性的 电，欧姆定律都不适用． 欧姆定律都不适用．
图 2－3－3 － －
2．二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 － － 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， 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． 的电阻较大，通过二极管的电流很小．
【例2】两电阻R1、R2的伏安特性曲线如右图所示， 由图可知： （1）这两电阻的大小之比R1∶R2为_______ A.1∶3 B.3∶1 C.1∶ 3 D. 3 ∶1 （2）当这两个电阻上分别加上相同 电压时，通过的电流之比为_______ A.1∶3 B.3∶1 C.1∶ 3 D. 3 ∶1
解析：（1）由欧姆定律I=