2021-2022学年高二上学期物理人教版选修3-1 2.3欧姆定律 课件（共44张PPT）

(共44张PPT)
2.3《欧姆定律》
2、熟练掌握欧姆定律及其表达式
I＝U/R，明确欧姆定律的适用条件。
1、知道电阻的定义及定义式
R＝U/I。
3、理解伏安特性曲线的物理意义。
探究：导体中的电流跟导体两端的电压的关系
1、导体中产生电流的条件是什么？
2、通过导体的电流I与什么有关呢？
3、可以采用什么方法来验证这个猜想？
导体两端存在电势差
实验验证；控制变量法、图象法
电压，电阻
分压电路：(控制电路)
可以提供从零开始连续变化的电压
实验电路
E
S
R
B
A
V
测量电路
测导体B的电流、电压
提示
返回
导体
测电阻.swf
数据记录
10
U/I
5
0.40
0.30
0.20
0.10
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
0.50
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
电压（V）
电流（A）
电流（A）
B
导体
数据处理
做U-I图象
1、U-I
图像是一条过原点的直线;
A
2、同一导体，电压与电流的比值为定值.
I
U
O
B
A
电阻
导体两端的电压U与通过导体的电流
I
的比值
（3）定义式：
（4）单位：
（2）定义：
国际单位制中
欧姆（Ω）
反映导体对电流的阻碍作用
1.电
阻
(R只与导体本身性质有关，不随U、I的变化而变化)
兆欧（MΩ）
千欧（kΩ）
一：欧姆定律
（1）物理意义：
10
U/I
5
0.40
0.30
0.20
0.10
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
0.50
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
电压（V）
电流（A）
电流（A）
B
导体
A
思考：分析表格数据，
（1）电阻一定时，导体中的电流和电压有什么关系？
（2）导体两端电压一定时，电流与电阻的关系？
一：欧姆定律
2.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:
（3）说明：
a.同体性：三个物理量U、I、R对应同一段电路或导体
b.同时性：三个物理量U、I、R对应同一时刻。c.金属导体和电解液（纯电阻电路）
1、(多选)下列说法正确的是(
　　)
A.由R＝U/I可知，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.比值U/I反映了导体阻碍电流的性质，即电阻R＝U/I
C.通过导体的电流越大，导体的电阻越小
D.由I＝U/R可知，通过同一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
BD
课堂练习
问题：能表述导体中的电流与导体两端的电压之间的关系的方法有哪些？
公式法，列表法，图象法
图线斜率的物理意义是什么？
电阻的倒数
I
U
O
B
A
I
U
O
B
A
图线斜率的物理意义是什么？
电阻
U-I图线
I-U图线
不是伏安特性曲线
二：导体的伏安特性曲线
（1）概念：以纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U；反映了导体中的电流I
随导体两端的电压U
变化的图线
1.伏安特性曲线
（I-U图线）
想一想：如果元件的伏安特性曲线不是直线，而是弯曲的，如何计算P点的电阻？
O
I
U
θ1
θ2
由导体电阻定义式Rn＝
Un/In
求，即电阻等于图线上点Ｐn(Un，In)与坐标原点连线的斜率的倒数
P
随电压的增大，电阻在变小
随电压的增大其阻值如何变化？
2.线性元件和非线性元件
（1）线性元件：伏安特性曲线是通过原点的直线的电学元件,如金属导体、电解液等（欧姆定律适用的元件）
（2）非线性元件：伏安特性曲线不是直线，即电流与电压不成正比的电学元件，如气态导体、二极管等。
O
I
U
a
b
c
d
Rd>Rb=Rc>Ra
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.
课堂练习
3、某一导体的伏安特性曲线如图
AB段(曲线)所示，关于导体的电阻，以下说法正确的是(　　)
A.
B点的电阻为12
Ω
B.
B点的电阻为40
Ω
C.
导体的电阻因温度的影响改变了1
Ω
D.
导体的电阻因温度的影响改变了9
Ω
B
4、(多选)如图5所示是某导体的I－U图线，图中α＝45°，下列说法正确的是(
　　)
A.通过电阻的电流与其两端的电压成正比
B.此导体的电阻R＝2
Ω
C.I－U图线的斜率表示电阻的倒数，所以R=
=1.0
Ω
D.在R两端加6.0
V电压时，每秒通过电阻截面的电荷量是3.0
C
ABD
斜率不能理解为k=tanα，因为数学中的坐标轴标度是确定的，而物理中是可以人为规定的。
5、(多选)两个电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示，由图可知(　　)
A.R1为线性元件，R2为非线性元件
B.R1的电阻R1＝tan
45°＝1
Ω
C.R2的电阻随电压的增大而减小
D.当U＝1
V时，R2的电阻等于R1的电阻
AD
三：滑动变阻器的两种接法
1.限流式接法
特点：一上一下接线
2.分压式接法
特点：一上两下接线
限流式
分压式
问题1：接入电路的方式有何不同？
3.滑动电阻器两种接法的比较
分压式：先并联后串联
限流式：直接串联
⑴从电压的调节范围来看
分压：
UR=0→E
限流：
问题2：负载R上的电压调节范围、电流调节范围各为多少？
⑵从电流的调节范围来看
分压：
限流：
⑶从节能方面来看
在满足负载需要的情况下，限流式电路消耗的总功率小，电源负担轻；而分压式电路消耗的总功率大，电源负担重。
⑷从电路结构上看
限流式电路简单，而分压式电路比限流式要复杂得多。
问题3：为了保护电路，开关闭合前触头P所处位置相同吗？
b端
a端
由上表可以看出：滑动变阻器的分压式接法电压和电流的调节范围很大，限流式接法较节能．
限流电路和分压电路
通常以限流接法为主，但在下列三种情况下，必须选择分压连接方式：
１、当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大（滑小必分压）
2、若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过负载或电表的额定值时（烧表必分压）
3、要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化（零起必分压）
1.电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”
2.电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”
A
V
R
A
V
R
因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差．
四：电流表的两种接法
电流表外接法
电压表示数
电流表示数
测量值偏小，适于测量小阻值电阻
.
说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．所以该电路适合测量小电阻，即
<
A
V
R
3.伏安法测电阻的误差分析
电流表内接法
电压表示数
电流表示数
测量值偏大,适于测量大阻值电阻.
说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．所以该电路适合测量大电阻，即
A
V
R
>
当
时，选用电流表内接法．
时，选用电流表外接法．
当
１、直接比较法：当Ｒ《
Ｒv时，采用外接法
　　　　　　　　当Ｒx》ＲA时，采用内接法
２、比值法：
伏安法测电阻的电路选择
“大内小外”
1.实验目的:
描绘小灯泡的伏安特性曲线．
2.电路选择
使灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压．所以滑动变阻器分压接法电路
小灯泡的电阻值较小，
应选用电流表外接法
五：小灯泡的伏安特性曲线
用电流表和电压表测出灯泡在不同电压下的电流，建立U－I坐标系，描出的点用平滑的曲线连接起来即得到小灯泡的伏安特性曲线．
3.实验原理
小灯泡的电阻会随着电压的升高(灯丝温度随之升高)而增大
3.实验器材：
小灯泡
电流表
电压表
滑动变阻器
电源
导线
开关
坐标纸
2．测出小电珠在不同电压下的电流
(1)闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到最左端，以使开关闭合时小电珠电压能从0开始变化；同时，这样做也防止开关刚闭合时小电珠两端电压过大而烧坏灯丝．
1．连接电路
用导线连接成如图所示电路
4.实验步骤：
(2)移动滑动变阻器触头位置，测出12组不同的电压值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
4．拆除电路，整理仪器
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．
(3)将描出的点用平滑的曲线连接起来就得到小电珠的伏安特性曲线．
1．电路的连接方式
(1)电流表应采用外接法
(2)滑动变阻器应采用分压式连接
2．闭合开关S前，滑动变阻器触头应移到小电珠分得电压为零的位置
3．U－I图线在U＝1.0
V左右将发生明显弯曲，故在U=1.0
V左右测绘点要密，否则将出现很大误差．
5.注意事项：
4．电流表选择
0.6
A量程，电压表量程选择视小电珠的额定电压而定，若使用“2.5
V,0.6
A”的小电珠，则选用电压表的3
V量程．
6．误差较大的点要舍去，U－I图线应是平滑曲线而非折线．且横纵坐标标度适中
5．保持小电珠电压接近额定值时要缓慢增加，到额定值，读出I后立即断开开关．
用如图（甲）所示的电路图研究额定电压为
2.4V
的灯泡L的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下工作时的电阻值。
课堂练习
(1)在闭合开关S前，滑动变阻器触头应该放在图甲中______（选填“a”或“b”）端；
(2)在图乙中用笔画线代替导线，把实验仪器连接成完整的实验电路。
(3)按电路图甲测出的灯泡电阻值比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）。根据所得到实验数据画出如图丙所示的图像，在额定电压下灯泡的电阻
_____
。
用如图（甲）所示的电路图研究额定电压为
2.4V
的灯泡L的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下工作时的电阻值。
课堂练习