【同步推荐】人教版物理课件：选修3-1第2章 第3节　欧姆定律

(共47张PPT)
第三节　欧姆定律
课标定位
学习目标：1.掌握欧姆定律的内容及其适用范围，并能用来解决有关电路的问题．
2．知道导体的伏安特性和I－U图象，知道什么是线性元件和非线性元件．
3．知道电阻的定义式，理解电阻大小与电压和电流无关．
重点难点：欧姆定律的适用条件．
易错问题：欧姆定律的适用条件．
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
第三节　欧姆定律
课前自主学案
课前自主学案
一、欧姆定律
1．电阻
(1)定义：加在导体两端的______跟通过该导体的______的比值叫做该导体的电阻．
(2)定义公式：R＝ .
(3)单位：在国际单位制中是：_____，符号是Ω，常用的电阻单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ).1 MΩ＝____ Ω，1 kΩ＝_____ Ω.
(4)标量：电阻只有大小，没有方向．
电压
电流
欧姆
106
1000
(5)物理意义：反映导体对电流_____作用的物理量，是导体本身的特性．
2．欧姆定律
(1)表述：导体中的电流跟导体两端的电压成_____，跟导体的电阻成_____．
(2)公式：__________.
(3)适用范围：欧姆定律对金属导体和_______溶液导电适用，但对__________和半导体元件并不适用．
阻碍
正比
反比
电解质
气体导电
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过原点的_____，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.
直线
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
图2－3－1
(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．
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．
(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．
左
电压表
电流表
I－U
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．
思考感悟
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．
核心要点突破
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
1．根据欧姆定律，下列说法中正确的是(　　)
A．从关系式U＝IR可知，导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R共同决定
B．从关系式R＝U/I可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
C．从关系式I＝U/R可知，导体中电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比
D．从关系式R＝U/I可知，对一个确定的导体来说，温度不变时，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值
图2－3－2
图2－3－3
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．某导体中的电流随其两端的电压变化，如图2－3－4实线所示，则下列说法中正确的是(　　)
A．加5 V电压时，导体的电阻是5 Ω
B．加12 V电压时，导体的电阻是8 Ω
C．由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小
D．由图可知，随着电压减小，导体的电阻不断减小
图2－3－4
三、测绘小灯泡伏安特性曲线实验的电路选择
1．测量电路的选择：测量电路可供选择的电路有两种，即内接法和外接法，分别如图2－3－5甲、乙两图所示．
考虑到误差因素，应选择如图乙所示的电路连接．
图2－3－5
2．控制电路的选择：滑动变阻器有限流式和分压式两种，分别如图2－3－6甲、乙两图所示．
考虑到灯泡两端电压变化范围问题，应选择如乙图所示的电路．
图2－3－6
3．实验电路的连接方法
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的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．
课堂互动讲练
欧姆定律的应用
例1
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？
【思路点拨】　电阻一定，导体中的电流随导体两端的电压变化而变化，可根据欧姆定律的公式求解，也可根据I－U图象，找出关系求解．
图2－3－7
【答案】　2.0 A
变式训练1　某电压表的量程是0～15 V，一导体两端电压为1.6 V时，通过的电流为2 mA.现在给此导体通过20 mA电流时，能否用这个电压表去测量导体两端的电压？
答案：不能
如图2－3－8 所示的图象所对应的两个导体：
(1)电阻关系为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)若两个导体的电压相等
(不为零)时，电流之比I1∶I2
为多少？
导体的伏安特性曲线的应用
例2
图2－3－8
【思路点拨】　首先利用I－U图象求出R1和R2，再利用欧姆定律求出电压之比和电流之比．
【答案】　(1)3∶1　(2)3∶1　(3)1∶3
变式训练2　如图2－3－9所示是电阻R1和R2的伏安特性曲线，则下列结论正确的是(　　)
A．R1>R2
B．R1C．R1、R2串联后作为一个新电阻的伏安特性曲线在Ⅰ区
D．R1、R2串联后作为一个新电阻的伏安特性曲线在Ⅱ区
图2－3－9
解析：选AC.斜率k表示电阻倒数，R1>R2，A正确；R1、R2串联后电阻值变大，因此在Ⅰ区，C正确．
如图2－3－10甲所示，为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I－U关系曲线图．
对实验的考查
例3
图2－3－10
(1)为了通过测量得到图甲所示I－U 关系的完整曲线，在图乙、丙所示两个电路中应选择的是图________；简要说明理由________．(电源的电压恒为9 V，滑动变阻器的阻值为 0～100 Ω)
(2)在图丁所示电路中，电源电压恒为9 V，电流表读数为70 mA，定值电阻R1＝250 Ω.由热敏电阻的I－U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V，电阻 R2的阻值为________Ω.
【思路点拨】　解答本题时应把握以下三点：
(1)滑动变阻器两种连接方式的选择．
(2)从丁图中通过计算得到热敏电阻中的电流．
(3)结合甲图图线获取热敏电阻两端的电压．
【答案】　(1) 乙　能获取更多数据　(2)5.2　111.8
【方法总结】　滑动变阻器的分压式接法，在电学实验中经常用到．在下列情况中，一般要选用分压式接法：
(1)要求待测部分电压从0开始时．
(2)滑动变阻器的总阻值小于待测电阻时．
(3)电压表、电流表的量程较小时．
(4)实验中强调要多测数据时．
变式训练3　(2009年高考天津理综卷)为探究小灯泡L的伏安特性，连好图2－3－11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图象应是(　　)
图2－3－11
解析：选C.小灯泡中的电流逐渐增大时其温度升高，导致电阻R增大．只有C选项对．
图2－3－12
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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