【21世纪原创】2017年秋高中物理人教选修3-1同步学案：2.3欧姆定律
文档属性
| 名称 | 【21世纪原创】2017年秋高中物理人教选修3-1同步学案：2.3欧姆定律 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-09-14 18:29:18 | ||
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文档简介
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3 欧姆定律
【学习目标】
1.通过探究电压和电流的关系，体会利用I－U图象处理、分析实验数据.
2.进一步体会比值定义法，理解电阻的定义和欧姆定律.
3.掌握伏安特性曲线，知道什么是线性元件和非线性元件．
【知识探究】
一、欧姆定律
[导学探究] 现有两个导体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．21世纪教育网版权所有
U/V 0 2.0 4.0 6.0 8.0
导体A I/A 0 0.20 0.42 0.60 0.78
导体B I/A 0 0.13 0.26 0.40 0.54
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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，并作出U－I图线．21cnjy.com
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图2
(2)对导体A(或导体B)来说，电流与它两端的电压的关系如何？U与I的比值怎样？
(3)对导体A、B，在电压U相同时，谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？
[知识梳理]
1．电阻：导体两端的________与通过导体的________大小之比．
(1)定义式：R＝________.
(2)单位：________，常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)，且1 Ω＝________ kΩ＝________ MΩ.21·cn·jy·com
(3)物理意义：反映导体对电流________作用的大小．
2．欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压U成________，跟导体的电阻R成________．
(1)表达式：I＝________.
(2)适用范围：适用于________导电、________导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)，而对________导电、________导电不适用．【来源：21·世纪·教育·网】
[即学即用] 判断下列说法的正误．
(1)由R＝知，导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定．( )
(2)导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关．( )
(3)对于确定的导体，其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值．( )
(4)电流相同时，电阻越大，其电压降越大．( )
二、导体的伏安特性曲线
[导学探究] 研究导体中的电流与导体两端的 ( http: / / www.21cnjy.com )电压之间的关系，可以用公式法，可以用列表法，还可以用图象法．分析图3中两电学元件的I－U图象，我们可以得出两元件的电流和电压有怎样的关系？21·世纪*教育网
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图3
[知识梳理]
1．伏安特性曲线：用纵坐标表示________，用横坐标表示________，这样画出的导体的I－U图象叫做导体的伏安特性曲线．若I－U图象为直线，图线的斜率表示________________．即k＝＝，图线的斜率越大，电阻越______，如图4，RA＞RB.2-1-c-n-j-y
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图4
2．线性元件和非线性元件：
(1)线性元件：伏安特性曲线是一条________，欧姆定律适用的元件，如________导体、电解质溶液．21*cnjy*com
(2)非线性元件：伏安特性 ( http: / / www.21cnjy.com )曲线是一条________，欧姆定律不适用的元件．如________导体(日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件．【出处：21教育名师】
[即学即用] 判断下列说法的正误．
(1)凡导电的物体，其伏安特性曲线一定是直线．( )
(2)伏安特性曲线上某点的切线斜率等于电阻的倒数．( )
(3)线性元件的电压与电流成正比．( )
(4)电阻的I－U图象和U－I图象为直线时，两种图象的斜率均表示电阻的倒数．( )
【题型探究】
一、欧姆定律的理解和应用
1．R＝是用比值法定义的电阻的定义式 ( http: / / www.21cnjy.com )，导体的电阻R由导体本身的性质决定，不是由U和I决定的．对于某一导体，它的电阻R不变，它的电压U和电流I成正比．
2．I＝是欧姆定律的数学表达式， ( http: / / www.21cnjy.com )它反映了导体中电流与电压、电阻的比例关系．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)．
例1 某金属导体两端所加电压为8 V时，10 s内通过某一横截面的电荷量为0.16 C，求：
(1)导体的电阻；
(2)若导体两端电压为10 V，求通过导体的电流．
针对训练 若加在某导体两端的电压变为原来的时，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，则导体中的电流是多大？www.21-cn-jy.com
二、导体的伏安特性曲线
1．I－U图象与U－I图象的区别
(1)坐标轴的意义不同：I－U图象中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；U－I图象中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U.2·1·c·n·j·y
(2)图线斜率的意义不同．I－U图象中，斜率表示电阻的倒数，U－I图象中，斜率表示电阻，如图5所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1.www-2-1-cnjy-com
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图5
2．注意：若I－U图象或U－I图象为曲线，如图6所示，则某点与原点连线的斜率的倒数(或斜率)表示电阻．如图所示，R＝≠.【来源：21cnj*y.co*m】
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图6
例2 如图7所示的图象所对应的两个导体：
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图7
(1)电阻R1∶R2为多少？
(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2为多少？
(3)若两个导体中的电压相等(不为零)时，电流之比I1∶I2为多少？
例3 (多选)如图8所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图象可知( )
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图8
A．该导体的电阻随电压的升高而增大
B．该导体的电阻随电压的升高而减小
C．导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 Ω
D．导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω
【达标检测】
1．(多选)下列判断正确的是( )
A．由I＝知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比
B．由I＝可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
C．由R＝可知，I一定时，导体的电阻R与U成正比，U一定时，导体的电阻R与I成反比
D．对给定的导体，比值是个定值，反映了导体本身的性质
2．如图9所示是A、B两电阻的U－I图象，则两电阻之比及连接相同电压情况下的电流之比分别是( )
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图9
A．RA∶RB＝2∶1，IA∶IB＝2∶1
B．RA∶RB＝2∶1，IA∶IB＝1∶2
C．RA∶RB＝1∶2，IA∶IB＝2∶1
D．RA∶RB＝1∶2，IA∶IB＝1∶2
3．电路中有一段导体，给它两端加上 ( http: / / www.21cnjy.com )4 V的电压时，通过它的电流为10 mA，可知这段导体的电阻为________ Ω；如果给它两端加上10 V的电压，在单位时间内通过某一横截面的电荷量为________ C；如果要让导体的电流为15 mA，则需要在其两端加上________ V的电压．
答案精析
知识探究
一、导学探究 (1)U－I图线如图所示
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(2)对导体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．21教育网
(3)电压相同时，B的电流小，说明B对电流的阻碍作用大．
知识梳理 1.电压 电流 (1)
(2)欧姆(Ω) 10－3 10－6 (3)阻碍 2.正比 反比 (1) (2)金属 电解液
气体 半导体
即学即用 (1)× (2)√ (3)√ (4)√
二、导学探究 甲为非线性关系；乙为线性关系，电流与电压成正比．
知识梳理
1．电流I 电压U 导体电阻的倒数 小
2．(1)直线 金属 (2)曲线 气态
即学即用 (1)× (2)× (3)√ (4)×
题型探究 例1 (1)500 Ω (2)0.02 A
解析 (1)电压U1＝8 V,10 s内通过电荷量Q＝0.16 C，
则电流I1＝＝ A＝0.016 A，
电阻R＝＝ Ω＝500 Ω.
(2)若导体两端电压为U2＝10 V，则电流I2＝＝ A＝0.02 A.
针对训练 2 A
例2 (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3
解析 (1)因为在I－U图象中，R＝＝，所以R1＝ Ω＝2 Ω，
R2＝ Ω＝ Ω，
所以R1∶R2＝2∶＝3∶1.
(2)由欧姆定律得
U1＝I1R1，U2＝I2R2，
由于I1＝I2，则U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1.
(3)由欧姆定律得
I1＝，I2＝，
由于U1＝U2，则I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3.
例3 AD [该导体的伏安特性为曲线，但根据 ( http: / / www.21cnjy.com )R＝知，某点与原点连线的斜率倒数表示电阻，故可知U＝2 V时，R＝ Ω＝1 Ω，且导体电阻随电压升高而增大．]
达标检测 1.ABD 2.B
3．400 2.5×10－2 6
解析 由R＝可得R＝ Ω＝400 Ω
由I2＝可得I2＝ A＝0.025 A
由q＝I2t可得q＝0.025 C＝2.5×10－2 C
由U3＝I3R可得U3＝1.5×10－2×400 V＝6 V.
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3 欧姆定律
【学习目标】
1.通过探究电压和电流的关系，体会利用I－U图象处理、分析实验数据.
2.进一步体会比值定义法，理解电阻的定义和欧姆定律.
3.掌握伏安特性曲线，知道什么是线性元件和非线性元件．
【知识探究】
一、欧姆定律
[导学探究] 现有两个导体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．21世纪教育网版权所有
U/V 0 2.0 4.0 6.0 8.0
导体A I/A 0 0.20 0.42 0.60 0.78
导体B I/A 0 0.13 0.26 0.40 0.54
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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，并作出U－I图线．21cnjy.com
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图2
(2)对导体A(或导体B)来说，电流与它两端的电压的关系如何？U与I的比值怎样？
(3)对导体A、B，在电压U相同时，谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？
[知识梳理]
1．电阻：导体两端的________与通过导体的________大小之比．
(1)定义式：R＝________.
(2)单位：________，常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)，且1 Ω＝________ kΩ＝________ MΩ.21·cn·jy·com
(3)物理意义：反映导体对电流________作用的大小．
2．欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压U成________，跟导体的电阻R成________．
(1)表达式：I＝________.
(2)适用范围：适用于________导电、________导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)，而对________导电、________导电不适用．【来源：21·世纪·教育·网】
[即学即用] 判断下列说法的正误．
(1)由R＝知，导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定．( )
(2)导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关．( )
(3)对于确定的导体，其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值．( )
(4)电流相同时，电阻越大，其电压降越大．( )
二、导体的伏安特性曲线
[导学探究] 研究导体中的电流与导体两端的 ( http: / / www.21cnjy.com )电压之间的关系，可以用公式法，可以用列表法，还可以用图象法．分析图3中两电学元件的I－U图象，我们可以得出两元件的电流和电压有怎样的关系？21·世纪*教育网
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图3
[知识梳理]
1．伏安特性曲线：用纵坐标表示________，用横坐标表示________，这样画出的导体的I－U图象叫做导体的伏安特性曲线．若I－U图象为直线，图线的斜率表示________________．即k＝＝，图线的斜率越大，电阻越______，如图4，RA＞RB.2-1-c-n-j-y
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图4
2．线性元件和非线性元件：
(1)线性元件：伏安特性曲线是一条________，欧姆定律适用的元件，如________导体、电解质溶液．21*cnjy*com
(2)非线性元件：伏安特性 ( http: / / www.21cnjy.com )曲线是一条________，欧姆定律不适用的元件．如________导体(日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件．【出处：21教育名师】
[即学即用] 判断下列说法的正误．
(1)凡导电的物体，其伏安特性曲线一定是直线．( )
(2)伏安特性曲线上某点的切线斜率等于电阻的倒数．( )
(3)线性元件的电压与电流成正比．( )
(4)电阻的I－U图象和U－I图象为直线时，两种图象的斜率均表示电阻的倒数．( )
【题型探究】
一、欧姆定律的理解和应用
1．R＝是用比值法定义的电阻的定义式 ( http: / / www.21cnjy.com )，导体的电阻R由导体本身的性质决定，不是由U和I决定的．对于某一导体，它的电阻R不变，它的电压U和电流I成正比．
2．I＝是欧姆定律的数学表达式， ( http: / / www.21cnjy.com )它反映了导体中电流与电压、电阻的比例关系．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)．
例1 某金属导体两端所加电压为8 V时，10 s内通过某一横截面的电荷量为0.16 C，求：
(1)导体的电阻；
(2)若导体两端电压为10 V，求通过导体的电流．
针对训练 若加在某导体两端的电压变为原来的时，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，则导体中的电流是多大？www.21-cn-jy.com
二、导体的伏安特性曲线
1．I－U图象与U－I图象的区别
(1)坐标轴的意义不同：I－U图象中，横坐标表示电压U、纵坐标表示电流I；U－I图象中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U.2·1·c·n·j·y
(2)图线斜率的意义不同．I－U图象中，斜率表示电阻的倒数，U－I图象中，斜率表示电阻，如图5所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1.www-2-1-cnjy-com
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图5
2．注意：若I－U图象或U－I图象为曲线，如图6所示，则某点与原点连线的斜率的倒数(或斜率)表示电阻．如图所示，R＝≠.【来源：21cnj*y.co*m】
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图6
例2 如图7所示的图象所对应的两个导体：
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(1)电阻R1∶R2为多少？
(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2为多少？
(3)若两个导体中的电压相等(不为零)时，电流之比I1∶I2为多少？
例3 (多选)如图8所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图象可知( )
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图8
A．该导体的电阻随电压的升高而增大
B．该导体的电阻随电压的升高而减小
C．导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 Ω
D．导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω
【达标检测】
1．(多选)下列判断正确的是( )
A．由I＝知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比
B．由I＝可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
C．由R＝可知，I一定时，导体的电阻R与U成正比，U一定时，导体的电阻R与I成反比
D．对给定的导体，比值是个定值，反映了导体本身的性质
2．如图9所示是A、B两电阻的U－I图象，则两电阻之比及连接相同电压情况下的电流之比分别是( )
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图9
A．RA∶RB＝2∶1，IA∶IB＝2∶1
B．RA∶RB＝2∶1，IA∶IB＝1∶2
C．RA∶RB＝1∶2，IA∶IB＝2∶1
D．RA∶RB＝1∶2，IA∶IB＝1∶2
3．电路中有一段导体，给它两端加上 ( http: / / www.21cnjy.com )4 V的电压时，通过它的电流为10 mA，可知这段导体的电阻为________ Ω；如果给它两端加上10 V的电压，在单位时间内通过某一横截面的电荷量为________ C；如果要让导体的电流为15 mA，则需要在其两端加上________ V的电压．
答案精析
知识探究
一、导学探究 (1)U－I图线如图所示
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(2)对导体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．21教育网
(3)电压相同时，B的电流小，说明B对电流的阻碍作用大．
知识梳理 1.电压 电流 (1)
(2)欧姆(Ω) 10－3 10－6 (3)阻碍 2.正比 反比 (1) (2)金属 电解液
气体 半导体
即学即用 (1)× (2)√ (3)√ (4)√
二、导学探究 甲为非线性关系；乙为线性关系，电流与电压成正比．
知识梳理
1．电流I 电压U 导体电阻的倒数 小
2．(1)直线 金属 (2)曲线 气态
即学即用 (1)× (2)× (3)√ (4)×
题型探究 例1 (1)500 Ω (2)0.02 A
解析 (1)电压U1＝8 V,10 s内通过电荷量Q＝0.16 C，
则电流I1＝＝ A＝0.016 A，
电阻R＝＝ Ω＝500 Ω.
(2)若导体两端电压为U2＝10 V，则电流I2＝＝ A＝0.02 A.
针对训练 2 A
例2 (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3
解析 (1)因为在I－U图象中，R＝＝，所以R1＝ Ω＝2 Ω，
R2＝ Ω＝ Ω，
所以R1∶R2＝2∶＝3∶1.
(2)由欧姆定律得
U1＝I1R1，U2＝I2R2，
由于I1＝I2，则U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1.
(3)由欧姆定律得
I1＝，I2＝，
由于U1＝U2，则I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3.
例3 AD [该导体的伏安特性为曲线，但根据 ( http: / / www.21cnjy.com )R＝知，某点与原点连线的斜率倒数表示电阻，故可知U＝2 V时，R＝ Ω＝1 Ω，且导体电阻随电压升高而增大．]
达标检测 1.ABD 2.B
3．400 2.5×10－2 6
解析 由R＝可得R＝ Ω＝400 Ω
由I2＝可得I2＝ A＝0.025 A
由q＝I2t可得q＝0.025 C＝2.5×10－2 C
由U3＝I3R可得U3＝1.5×10－2×400 V＝6 V.
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