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1、第二章恒定电流 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 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 1 一 欧姆定律 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 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 答案 图2 U I图线如图所示 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 对导体A
2、 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 答案 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 电压相同时 B的电流小 说明B对电流的阻碍作用大 答案 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 k 兆欧 M 且1 k M 3 物理意义 反映导体对电流作用的大小 电压 10 3 电流 欧姆 10 6 阻碍 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
3、适用 正比 反比 金属 气体 半导体 电解液 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 研究导体中的电流与导体两端的电压之间的关系 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 答案 甲为非线性关系 乙为线性关系 电流与电压成正比 图3 1 伏安特性曲线 用纵坐标表示 用横坐标表
4、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 图线的斜率越大 电阻越 如图4 RA RB 电流I 电压U 小 导体电阻的倒数 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 2 非线性元件 伏安特性曲线是一条 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 直线 曲线 金属 气态 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
5、图象的斜率均表示电阻的倒数 2 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 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 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8V时 10s内通过某一横截面的电荷量为0 16C 求 1 导体的电阻 答案 解析 电压U1 8V 10s内通过电荷量Q 0 16C 500 2 若导体两端电压为10V 求通过导体的电流 答案 解析
6、 0 02A 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 4A 如果所加电压变为原来的2倍 则导体中的电流是多大 答案 解析 2A 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 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 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 图6 例2如图
7、7所示的图象所对应的两个导体 答案 解析 图7 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2V时 电阻为0 5 D 导体两端电压
8、为2V时 电阻为1 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 2V时 R 1 且导体电阻随电压升高而增大 图8 答案 解析 达标检测 3 1 2 3 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 答案 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A RA RB 2 1 IA IB
9、2 1B RA RB 2 1 IA IB 1 2C RA RB 1 2 IA IB 2 1D RA RB 1 2 IA IB 1 2 图9 答案 解析 1 2 3 U I图象中图象的斜率表示电阻的阻值 则由题图可知 A的电阻RA 10 B的电阻RB 5 则RA RB 10 5 2 1 电压相同时 电流与电阻成反比 故电流之比为1 2 1 2 3 3 电路中有一段导体 给它两端加上4V的电压时 通过它的电流为10mA 可知这段导体的电阻为 如果给它两端加上10V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15mA 则需要在其两端加上 V的电压 答案 解析 400 2 5 10 2 6 由q I2t可得q 0 025C 2 5 10 2C由U3 I3R可得U3 1 5 10 2 400V 6V 1 2 3 本课结束
