4.1 闭合电路欧姆定律 课件 (3)

课件54张PPT。4.1 闭合电路欧姆定律[教材自读]
一、电阻及欧姆定律
1．电阻
(1)定义：导体两端的电压与通过导体的 大小之比．电流(2)定义式：R＝ .
(3)单位： (Ω)，常用的还有千欧(kΩ)和兆欧( MΩ)，
且有1 Ω＝10－3 kΩ＝10－6 MΩ.
(4)物理意义：反映导体对 阻碍作用的大小．欧姆电流2．欧姆定律
(1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成 ，跟
导体的电阻R成 ．
(2)公式：I＝ .
(3)适用条件：对 导电和电解液导电适用，对 导
电(如日光灯管、霓虹灯管中的气体)和半导体元件并不适用．正比反比金属气体二、导体的伏安特性曲线及测绘
1．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，画出导体的I-U图线．(2)线性元件：导体的伏安特性曲线为 的直线，即
电流与电压成 的线性关系的元件，如金属导体、电解液等．
(3)非线性元件：伏安特性曲线不是 的，即电流与电
压不成正比的电学元件，如气态导体、二极管等．过原点正比直线2．测绘小灯泡的伏安特性曲线
(1)实验器材：
小灯泡、 、电流表、 、学生电源(或电池组)、开关、导线、坐标纸、铅笔等．
(2)实验电路如图2－3－1所示．电压表滑动变阻器(3)实验操作
①按如图2－3－1所示连接好
电路，开关闭合前，将滑动
变阻器滑片滑至R的 端． 图2－3－1
②闭合开关，向右移动变阻器的滑片到不同位置，并分别记下 、 的示数．
③依据实验数据作出小灯泡的 图线．最左电压表电流表I-U(4)应注意的问题
①由于小灯泡的电阻较小，为减小误差，采用电流表外接法．
②滑动变阻器的接法：描绘小灯泡的伏安特性曲线，需要从零开始的连续变化的电压，因此滑动变阻器要采用分压式连接，实验电路图见前面图2－3－1所示．③接线顺序为“先串后并”，即先将电源、开关、滑动变阻器的全部电阻组成串联电路，再将电流表和小灯泡串联后两端接滑动变阻器的滑动触点和另一固定接线柱，最后把电压表并联到小灯泡两端．
④电表量程选择的原则是在保证测量值不超过量程的情况下，指针偏转角度越大，测量值的精确度通常越高．⑤电路接好后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，使小灯泡两端的电压或流经小灯泡的电流最小．[思考讨论]
实验描绘的小灯泡的伏安特性曲线是一条曲线，说明小灯泡是非线性元件，试讨论欧姆定律能否适用于小灯泡．提示：欧姆定律适用于纯电阻用电器，而不是线性元件或非线性元件，小灯泡虽然不是线性元件，但它是纯电阻用电器，欧姆定律仍能适用．[基础自测]
1．下列说法中正确的是 (　　)
A．由R＝U/I知道，一段导体的电阻跟它两端的电压
成正比，跟通过它的电流强度成反比
B．由I＝U/R知道，通过一段导体的电流强度跟加在
它两端的电压成正比
C．比较几只电阻的I－U图象可知，电流变化相同时，
电压变化较小的图象属于阻值较大的那个电阻的
D．导体的电流越大，电阻就越小答案：B解析：导体的电阻是由导体本身决定，与电流、电压无决定关系，A错误；由欧姆定律可知，B正确；由ΔU＝ΔIR可知，ΔI相同，ΔU较小的，阻值较小，C错误；导体两端电压一定时，才有导体的电流越大，电阻就越小，故D错误．2．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的电流强度IA和IB的关系是 (　　)
A．IA＝2IB　　　　　　　 B．IA＝IB/2
C．IA＝IB D．IA＝IB/4答案：D图2－3－2解析：I—U图象中斜率的倒数等于电阻，由图可知R1＝cot 60°，R2＝cot 30°，∴R1∶R2＝1∶3，故选A.答案：A4.(2011·绥化测试)某同学经过实验，描
绘出一个小灯泡的伏安特性曲线(如
图2－3－3所示)，分析该曲线，下
列说法正确的是 (　　)
A．小灯泡的伏安特性曲线的斜率 图2－3－3
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答案：B解析：由图可知，小灯泡的伏安特性曲线的斜率随电压的增大而减小，而小灯泡的电阻随电压的增大而增大，故A、D错误，B正确；欧姆定律适用于小灯泡，但小灯泡不是线性元件，C错误．5．如果人体的最小电阻是800 Ω，已知通过人体的电流
为50 mA时，就会引起呼吸器官麻痹，不能自主摆脱电源，试求安全电压．答案：40 V[特别关注]
在应用公式时，应注意公式中的三个物理量I、U、R是同一纯电阻电路中同一时刻的值．二、对导体的伏安特性曲线的理解
1．I－U图线不同于U－I图线，I－U图线为导体的伏安
特性曲线，加在导体两端的电压U是自变量，I是因
变量．
2．对I－U图象或U－I图象进行分析比较时，要先仔细辨
认纵轴与横轴各代表什么，以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义，如图2－3－4甲中，R2R1.图2－3－4
[思路点拨]　对于物理公式不要只看其表达形式，还要注意对其适用条件、物理意义等方面的理解．[答案]　BCD[解析]　导体的电阻是由导体自身的性质决定的，与所加的电压和通过的电流无关．当R一定时，才有I∝U，故A错，B、C、D正确．1．某导体两端的电压减小了10 V时，通过此导体的电流
减小了2 A，则当导体两端的电压为20 V时，通过导体的电流为多少？答案：4 A[典例2]　某导体中的电流随其两
端电压的变化如图2－3－6所示，
则下列说法中正确的是 (　　)图2－3－6A．该元件是非线性元件，所以不能用欧姆定律计算导
体在某状态的电阻
B．加5 V电压时，导体的电阻约是5 Ω
C．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[思路点拨]　解答本题时应注意以下两点：
(1)欧姆定律的适用条件；
(2)电阻值与斜率的对应关系．[答案]　BD(1)导体的伏安特性曲线是直线的电学元件称为线性元件．
导体的伏安特性曲线是曲线的电学元件称为非线性元件．欧姆定律适用于纯电阻用电器而不是线性元件或非线性元件，因为有些纯电阻元件的电阻随温度的升高而增大，其I－U曲线也不是直线，如白炽灯泡,但其是纯电阻元件欧姆定律适用.
(2)在伏安特性曲线中，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，电阻越大．2.如图2－3－7所示为两电阻RA、RB的
伏安特性曲线，由图可知：
(1)这两电阻大小之比RA∶RB＝
________.
(2)当这两个电阻分别加上相同 图2－3－7
电压时，通过的电流之比IA∶IB＝________.
(3)当这两个电阻分别通上相同电流时，电阻两端的电压之比UA∶UB＝________.答案：(1)1∶3　(2)3∶1　(3)1∶3[典例3]　某同学在做“测绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，得到如下表所示的一组U－I数据.(1)试在图2－3－8上画出U－I图
线．当U<1.40 V时，灯丝电压与
电流成________比，灯丝电阻__
______；当U>1.40 V时，灯丝的
温度逐渐升高，其电阻随温度升
高而________． 图2－3－8
(2)从图线上可以看出，当小灯泡两端电压逐渐地增大时灯丝电阻的变化是________．
(3)实验结果表明，导体的电阻随温度的升高而_______．[思路点拨]　在U－I坐标系中准确描出各点，然后用平滑曲线连接各点，再根据图线的特点对灯丝电阻的变化规律做出判断．[解析]　(1)根据给出的数据描点，
再用平滑的曲线连接，如图2－3
－9所示．可以看出当U<1.40 V
时，灯泡电压与电流成正比，
灯丝电阻不变； 图2－3－9
当U>1.40 V时，由U－I图线可知，图线斜率逐渐增大，故其电阻随温度的升高而增大．[答案]　(1)U－I图线如图2－3－9所示　正　不变　增大　(2)开始不变后来逐渐变大　(3)增大(2)从图象得到，当U<1.40 V时，图线斜率基本不变；当U>1.40 V时，图线斜率逐渐增大，所以灯丝电阻的变化是开始不变后来逐渐增大．
(3)从图线的斜率可知导体的电阻随温度的升高而增大．(1)准确描出各点是做好图线的前提，连线时要注意连线
原则．
(2)注意区别U－I图线和I－U图线的弯曲方向对应的电阻
变化规律．3.为探究小灯泡L的伏安特性，连好如图
2－3－10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 图2－3－10
象应是 (　　)图2－3－11答案：C解析：由于小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，随着灯泡两端电压逐渐增大，灯丝温度逐渐升高，其电阻逐渐增大，则在U－I图象中斜率应逐渐增大，故C正确．欧姆定律