2.3欧姆定律 —人教版高中物理选修3-1 课件

(共25张PPT)
2.3欧姆定律
问题探索
导体中产生电流的条件是什么？
导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？
乔治·西蒙·欧姆（Georg
Simon
Ohm，1787年3月16日
[1]
——1854年7月6日），德国物理学家。欧姆发现了电阻中电流与电压的正比关系，即著名的欧姆定律；他还证明了导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积和传导系数成反比；以及在稳定电流的情况下，电荷不仅在导体的表面上，而且在导体的整个截面上运动。电阻的国际单位制“欧姆”以他的名字命名。欧姆的名字也被用于其他物理及相关技术内容中，比如“欧姆接触”，“欧姆杀菌”，“欧姆表”等。
控制电路
E
S
R
B
A
V
一、电路连接
测量电路
方法（1）直接观察（2）图像法
I
U
O
B
A
0.1
I/U
0.2
电压（V）
电流（A）
电流（A）
B
导体
A
二、数据处理
2.50
0.25
2.00
0.20
1.50
0.15
1.00
0.10
0.50
0.05
0.40
0.30
0.20
0.10
0.50
结论：对同一导体，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。
I-U图像是过原点的直线。
三、确定常数k:
对于同一导体，电流与电压之比是一个常数，与电流、电压无关。不同的导体比值不同。
在电压相同的情况下，k越大的导体电流越大。说明导体对电流的阻碍作用越弱。
1.为什么说常数k反映了导体本身的性质？
2.常数
k反映了导体的什么性质？
0.1
I/U
0.2
电压（V）
电流（A）
电流（A）
B
导体
A
2.50
0.25
2.00
0.20
1.50
0.15
1.00
0.10
0.50
0.05
0.40
0.30
0.20
0.10
0.50
3.用常数k反映了导体对电流的阻碍作用方便吗？
0.1
I/U
0.2
电压（V）
电流（A）
电流（A）
B
导体
A
2.50
0.25
2.00
0.20
1.50
0.15
1.00
0.10
0.50
0.05
0.40
0.30
0.20
0.10
0.50
4.怎样改进才能方便地反映导体对电流的阻碍作用？
用1/k即用U/I比值反映导体对电流的阻碍作用强弱比较方便。
怎样学好电阻这个物理量
2、度量方式：
4、矢量标量：标量
3、决定因素：导体本身的性质决定。
1、引入目的：反映了导体对电流的阻碍作用的大小。
5、单位换算：
6、测量方法：伏安法等。
比值法。测量式。R与U、I无关。
Ω（SI）
1Ω=1V/A
1M
Ω
=103
kΩ
=106
Ω
10
U/I
5.0
电压（V）
电流（A）
电流（A）
B
导体
A
2.50
0.25
2.00
0.20
1.50
0.15
1.00
0.10
0.50
0.05
0.40
0.30
0.20
0.10
0.50
结论：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．
-------欧姆定律
2、理论和实验依据：
3、三种表述：
1、研究内容：
4、适用条件：金属、电解液等纯电阻导电。
气体导电、半导体导电及含电动机、电解槽电器不适用
欧姆最早通过实验证明。
（1）文字表述。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）公式表述。
（3）图像表述。
I
U
O
R一定
I
R-1
O
U一定
导体中的电流跟哪些因素有关系。
怎样学好欧姆定律
I
U
O
B
A
I
U
O
B
A
I-U图线
U-I图线
两个图线斜率的物理意义是什么？
10
U/I
5.0
电压（V）
电流（A）
电流（A）
B
导体
A
2.50
0.25
2.00
0.20
1.50
0.15
1.00
0.10
0.50
0.05
0.40
0.30
0.20
0.10
0.50
I-U图像的斜率表示导体电阻的倒数
U-I图像的斜率表示导体的电阻。
画出导体中的电流随电压变化的曲线
1．什么叫导体的伏安特性曲线？
U
I
O
A
2.
定值电阻和小灯泡的伏安特性曲线。对比两个图像的异同，并确定出在这两个图像中如何求电阻？图线斜率的物理意义是什么？
U
I
O
B
导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线。U-I图像和I-U图像都叫做导体的伏安特性曲线。
导体A的伏安特性曲线为直线，斜率表示导体的电阻，电阻在研究过程中保持不变；导体B的伏安特性曲线为曲线，过原点的直线（割线）的斜率表示导体的电阻，电阻在研究过程中不断变化。
导体的伏安特性曲线
1．什么线性元件和非线性元件？
（1）线性元件与纯电阻元件是不同的概念．
（2）线性元件一定是纯电阻元件，而纯电阻元件不一定是线性元件(小灯泡是纯电阻，但它的伏案特性曲线是曲线）．
伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线的电学元件叫做线性元件．
伏安特性曲线不是直线的电学元件叫做非线性元件。
0.4
10
20
0
-20
-40
-2
-4
-6
U/V
I/μA
0.8
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。
当反向电压很大时，二极管击穿，反向电流很大。
表明二极管具有单向导电性：
根据二极管的伏安特性曲线，说出通过二极管的电流与两端电压的关系
例1、
若加在某定值电阻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.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大?
对欧姆定律理解的角度不同，求解的方法也不相同.本题可以有三种解法：
依题意和欧姆定律得：
解答一：
所以
I0＝1.0
A
又因为
所以
I2＝
2I0＝
2.0
A
解答二：
由
得
I0＝1.0
A
又
所以
画出导体的I—U图像，如图所示，设原来导体两端的电压为U0时，导体中的电流强度为I0.
解答三：
当
时，
I=I0-0.4
A
当U'
＝2U0时，电流为I2
由图知
所以
I0＝1.0
A
I2＝2I0＝2.0
A
2U0
I/A
I2
U/V
I0
I0-0.4
U0
0.6U0
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；
答案
解析
电压U1＝8
V,10
s内通过电荷量Q＝0.16
C，
500
Ω
(2)若导体两端电压为10
V，求通过导体的电流.
答案
解析
0.02
A
例2　如图7所示的图象所对应的两个导体：
答案
解析
3∶1
(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？
答案
解析
3∶1
由欧姆定律得
U1＝I1R1，U2＝I2R2，
由于I1＝I2，则U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1.
(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？
答案
解析
1∶3
由欧姆定律得
由于U1＝U2，则I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3.
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
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
该导体的伏安特性为曲线，但根据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.
√
√
答案
解析
如果你简单，这个世界就对你简单！——北京大学