部分电路欧姆定律(知识梳理)

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1、部分电路欧姆定律【学习目标】1理解产生电流的条件.2理解电流的概念和定义式 I q/t|，并能进行有关计算.3.了解直流电和恒定电流的概念.4知道公式I nqvS|,但不要求用此公式进行计算.5. 熟练掌握欧姆定律及其表达式I U/R|,明确欧姆定律的适用范围能用欧姆定律解决有关电路 问题.6. 知道导体的伏安特性知道什么是线性元件和非线性元件.7. 知道电阻的定义及定义式 R u /I【要点梳理】要点一、电流自由电荷 物体内部可自由运动的电荷自由电子一一金属内部可自由运动的电子电流 电荷的定向流动在导体的两端加上电压II,导体中才有电流I,那么I,导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？

2、下面我们通过实验来探究这个问题I。实验电路：分压电路：可以提供从零开始连续变化的电压II。数据记录作U -I图像分析这些数据要点二、电阻1定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比叫导体的电阻.uU2 .定义式：R.II_3_63.单位：欧姆 Q I,常用的还有 kQ、M Q I,且有1 Q 10 k Q 10 M Q.4 .物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小.5 .注意 电阻的定义式提供了一种量度电阻大小的方法|,但导体对电流的这种阻碍作用是由导体本身性质决定的|,与所加的电压和通过的电流无关 |,绝不能由R 半而误认为R与U成正比|, R与I成反比 要点三、欧姆定律1 .内容：导体中

3、的电流跟它两端的电压成正比|,跟它的电阻成反比.这就是欧姆定律.2.表达式：I U.R3 .适用条件：金属导电和电解液导电.要点诠释：欧姆定律公式中的I、U、R必须对应同一导体或同一段纯电阻电路（不含电源、电动机、电解槽等电器的电路）欧姆定律不适用于气体导电.UU4对于欧姆定律的表达为I |,可以通过数学变换写成R 和U IR|,从数学上讲II,这三RI个式子只是用于求不同的物理量|,没有什么本质上的差别但从物理角度讲|,这三个式子有着不同的物理意义|,要在学习的过程中注意加深理解和学会不同情况下正确使用它们.I U是定律的数学表达式|,表示通过导体的电流I与电压U成正比|,与电阻R成反比|,

4、常用于R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）UUR是电阻的定义式|,比值表示一段导体对电流的阻碍作用|,常利用一的值表示一段电路的等II效电阻这种表达不仅对于线性元件适用|,对于其他任何的一种导体都是适用的 |,对给定的导体|,它的电阻是一定的|,和导体两端是否加电压|,导体中是否有电流无关因此 |,不能说电阻与电压成正比 |, 与电流成反比.UIR是电势降落的计算式|,用来表示电流经过一电阻时的电势降落|,常用于进行电路分析时|,计算沿电流方向上的电势降落|,是欧姆定律的变形|,所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同.要点四、导体的伏安特性曲线1 .

5、定义.建立平面直角坐标系II,用纵轴表示电流I |,用横轴表示电压 U |,画出的导体的I U图线叫做导体 的伏安特性曲线.2 线性元件.伏安特性是通过坐标原点的直线II,表示电流与电压成正比II,如图所示I,其斜率等于电阻的倒数 I,I 1即tan =所以曲线的斜率越大II,表示电阻越小.U R要点诠释：当导体的伏安特性为过原点的直线时II,即电流与电压成正比例的线性关系I,具有这种伏安特性的元件称为线性元件I,直线的斜率表示电阻的倒数I,所以斜率越大II,电阻越小I,斜率越小I,表示电阻越大.欧姆定律适用于纯电阻II,或由若干纯电阻构成的一段电路从能量转化的角度看I,电流通过时II,电能只

6、转化成内能的用电器或电路I,是纯电阻电路某些电阻在电流增大时I,由于温度升高而使电阻变化I,这种情况下作出的伏安特性曲线不是直线I,但对某一状态II,欧姆定律仍然适用.3 非线性元件.伏安特性曲线不是直线的II,即电流与电压不成正比的电学元件I,如下图II,是二极管的伏安特性曲线二极管具有单向导电性加正向电压时I, 二极管电阻较小II,通过二极管的电流较大；加反向电压时II,二极管的电阻较大II,通过二极管的电流很小.二极管由半导体材料制成 |，其电阻率随温度的升高而减小 |，故其伏安特性曲线不是直线要点诠释： 由图看出随电压的增大 |，图线的斜率在增大 |，表示其电阻随电压的升高而减小 |，

7、即二 极管的伏安特性曲线不是直线 |，这种元件称为非线性元件 气体导电的伏安特性曲线是非线性的气 体导电和二极管导电 |，欧姆定律都不适用要点五、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线1实验目的(1) 掌握伏安法测电阻的电路设计 (关键是内、外接法的特点 )(2) 理解小灯泡的伏安特性曲线为什么不是过原点的一条直线2实验原理由于电流增大 |，小灯泡的功率也增大 |，温度升高 |，由电阻定律可知 |，温度升高 |，电灯丝材料的电 阻率增大 |，因此电灯丝的电阻增大 |，所以灯丝电阻并不是一个定值 |，电流与电压成正比在此并不适用 由 于电流越大|,灯丝电阻越大它的伏安特性曲线(I U图线)并不是一条直线

8、|,其I U图线应大至如上 图所示 |，在该曲线上 |，任意一点与原点连线的斜率表示该点(在此电压电流下 )的电阻的倒数 |，斜率越小|，电阻越大3实验器材“4V ,0.7A”或“3.8V,0.3A”的小灯泡|, 4V6V学生电源(或34个电池组川，0100的滑动变 阻器|, 015V的电压表|, 03A的电流表开关一个、导线若干.4实验步骤(1) 选取适合的仪器按如图所示的电路连接好(2) 将滑动变阻器滑到 A 端后| |,闭合开关(3) 使滑动变阻器的值由小到大逐渐改变在灯泡额定电压范围内读取数组不同的电压值和电流值|,并制表记录(4) 断开开关 |,拆下导线 |,将仪器恢复原状(5) 以

9、 I 为纵轴 |, U 为横轴 |,画出 I U 曲线并进行分析5注意选项(1) 本实验中 |,因被测小灯泡电阻较小 |,因此实验电路必须采用电流表外接(2) 因本实验要作 I U 图线|,要求测出一组包括零在内的电压、电流值 |,因此变阻器采用分压接法(3) 开关闭合前变阻器滑片移到所分电压为零处(4) 在坐标纸上建立一个直角坐标系 |,纵轴表示电流 |,横轴表示电压 |,两坐标轴选取的标度要合理 |, 使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来【典型例题】 类型一、对导体电阻和欧姆定律的理解例1 .下列说法正确的是()A 由R *知道I, 一段导体的电阻跟它两

10、端的电压成正比I,跟通过它的电流成反比B 比值U反映了导体阻碍电流的性质II,即电阻R UC.导体电流越大II,电阻越小D 由IU知道I,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比R【答案】BD【解析】导体的电阻取决于导体自身II,与U , I无关II,故A、C错误；比值 U反映了导体对电流的阻碍I作用|,定义为电阻|，所以B正确;由I U知通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比R|, D正确.【总结升华】 欧姆定律的原形式是I特N,而公式力就在于被定义的物理量与比值中的那两个物理量无关U应该理解成电阻的比值定义式 I,比值定义的魅I但R U告诉了我们一种测量导体电阻的方法III,即伏安法举一

11、反三：【变式1】如图所示对应的两个导体:(1 )电阻关系R : R2为(2 )若两个导体中的电流强度相等(不为零)时|,电压之比Ui :(3)若两个导体两端的电压相等(不为零)时II,电流强度之比11【答案】3 : 1； 3 : 1 ； 1 : 3【解析】(1)由图可知II,R1k15 2Q;510R2丄丄2 Q.k215310所以：R1 : R2 = 3 :(2 )若两个导体中的电流强度相等II,则为两个导体串联II,电压之比与电阻成正比:U1 : U 2 = R1 : R2 =3 : 1 电流强度之比与电阻成反比比:(3)若两个导体两端的电压相等II,则为两个导体串联II,I1 : 12=

12、 R2 : R1 = 1 : 3 【变式2】关于欧姆定律的适用条件I,下列说法正确的是()A 欧姆定律是在金属导体导电的基础上总结出来的I,对于其他导体不适用B 欧姆定律也适用于电解液导电C.欧姆定律对于气体导电也适用D 欧姆定律适用于一切导体【答案】B例2某电阻两端电压为16 V|,在30 s内通过电阻横截面的电量为48 C|,此电阻为多大？ 30 s内有多少个电子通过它的横截面？【答案】10Q 3.0 1020【解析】由题意知 U 16 V , t 30 s, q 48 C |,电阻中的电流据欧姆定律得故此电阻为10Q|, 30 s内有个电子通过它的横截面 |。举一反三：【变式】某灯泡两端

13、的电压为1V时其电流为0.2A|,当电压为2V时其电流为0.3A|,那么电压为1.5V 时 则（）A 其电流一定为0.25AB 其电流一定大于 0.225A而小于0.3AC.其电流一定大于0.2A而小于0.25AD .以上说法均不对【答案】B【解析】分析易知电压为1.5V时灯丝电阻所以当电压为1.5V时其电流类型二、欧姆定律的应用3例3.若加在某导体两端的电压变为原来的一时导体中的电流减小了 0.4A .如果所加电压变为原来的 25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.【答案】2.0 A【解析】对

14、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：解答一：依题意和欧姆定律得：所以又因为所以解答二：由得又所以解答三：画出导体的I U图像如图所示设原来导体两端的电压为 U。时导体中的电流强度为1.当U3U0 冲.-时II,5当U2U。时II,电流为I2由图知所以【总结升华】（1 ）用I U图像结合比例式解题I,显得更直观、简捷I。物理意义更鲜明I。（2）导体的电阻是导体自身的一种属性|，与U、丨无关|，因而|，用此式讨论问题更简单明了 |。举一反三：【变式1】如图所示|,在A、B两端加一恒定不变的电压 U |,电阻R为60Q|,若将Ri短路|, R?中的电流增大到原来的4倍|,则R2为（A. 40QB . 20QC. 120QD. 6Q【答案】B【解析】设 R短路前Ri、R2两端的电压分别为 Ui、U2II,由题得4U2 U |, Ui U2 U |, Ui 3U2在串联电路中电压分配与电阻成正比|,即R 3R2 |,所以：R2 20 Q.【变式2】一段导体两端的电压