辽宁省大连市高中物理第2章恒定电流2.3欧姆定律课件新人教版选修31

导入新课想必大家都见过这些东西吧，它们是我们做实验或者小制作时最常用的电阻。之前你可能不知道它的规格是如何来的，学了欧姆定律你会重新认识它们。了解欧姆定律在生活中的应用。学会欧姆定律我们的日常用电将变的更加安全。二极管的伏安特性曲线伏安特性曲线测量仪上图你可能不认识，但是右图二极管的伏安特性曲线你肯定很熟悉，它就是有上图的仪器测量得到的。2.3欧姆定律★通过探究导体电压和电流的关系的过程，体会利用U-I图像来处理、分析实验数据、总结实验规律的方法。★熟练掌握欧姆定律，并知道欧姆定律的适用条件。1.知识与能力★通过实验掌握利用分压电路改变电压的基本技能；知道伏安特性曲线，知道线性元件和非线性元件。教学目标★根据路端电压与电流的关系画出伏安特性曲线，并根据曲线求出电阻。2.过程与方法3.情感态度与价值观★培养学生探究实验的热情，并引领提高其理论与实践相结合的能力。★提高学生观察并独立思考的能力，让其在今后生活中都受益匪浅。教学重难点重点：欧姆定律的内容及电路欧姆定律的适用条件。☆知道伏安特性曲线，知道线性元件和非线性元件，学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法。☆测绘小灯泡伏安特性曲线实验的过程及结果，利用分压电路改变电压的基本技能。☆欧姆定律的适用条件。☆一般元件伏安特性曲线的测绘方法。☆利用分压电路改变电压的基本技能。☆难点：知识导航1.欧姆定律2.导体的伏安特性曲线1.欧姆定律电流的大小与什么因素有关？观察下面演示实验，将你观察到的到的实验数据记录下来，并在同一坐标系中描出数据所示点，看会有什么结果。AVARSE测量导体电流和电压右图是测量导体电流和电压的电路图，你知道它是怎样达到测量多个不同值的结果的吗？演示如图，用电流表测量通过导体A，的电流，用电压表测量A两端的电压。图中虚线框内是一个能提供可变电阻的电路（其原理将在以后讨论，在此暂不涉及），调节滑动变阻器的滑片可以得到关于导体A的几组电压、电流数据。随后，换用另一导体B代替A进行实验，又可以得到关于导体B的多组电压、电流数据。根据实验测得的数据我们可以对其进行描点画图，画出图形后观察图像有何特点。OIUAB导体A、B的U-I图象左图是根据上述实验作出的关于金属导体A和B得U-I图象。从图中可以看出，同一金属导体的U-I图象是一条过原点的直线。这表明，同一导体，不同电流、电压怎样变化，电压跟电流的比值都是一个常数，此结论可以写成：IURR是一个只跟导体本身性质有关而与通过的电流无关的物理量。图中不同导体U-I图象的倾斜程度不同，表明不同导体的R值不同。从以上公式可以看到，在电压U相同时，R越大的导体电流I越小。看来R的值反应了导体对电流的阻碍作用，所以物理学中把它叫做导体的电阻。有了电阻的概念，我们可以把电压、电流、电阻的关系写成分析IUR定义：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比，这就是欧姆定律。单位：欧姆，简称欧，符号是它是根据欧姆定律规定的：如果某段导体两端的电压是1V，通过的电流是1A，这段导体的电阻是1，所以，。常用的电阻单位还有千欧（）和兆欧（）：3101k6101MkM2.导体的伏安特性曲线定义：在实际应用中，常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。有了伏安特性曲线的概念下面我们了解一下线性元件和非线性元件。下面我们通过测绘小灯泡和二极管的伏安特性曲线来定义线性元件和非线性元件。实验一测绘小灯泡的伏安特性曲线实验装置的电路图AVLRSE测绘小灯泡伏安特性曲线的电路图给出你所需要的元器件，你能根据电路图连接好实路图吗？实验装置简介图中L为额定电流0.2A左右的小灯泡，虚线框内是能够提供可变电压的电路。注意开关闭合前，调节滑动变阻器的滑片，使它靠近电路图中变阻器左端的接线柱，这时灯泡两端的电压为零。实验步骤1.电路的选择和电路的连接都事先安排好。2.数据的收集与处理。根据实验数据在方格纸上作出小灯泡灯丝的伏安特性曲线。也可以把测量数据输入算机中，利用数表软件直接生成伏安特性曲线。你在自己得到的曲线中有什么新的发现？你怎样解释这一发现？闭合开关后逐渐移动变阻器的滑片，增加小灯泡两端的电压，从零开始记录电流表和电压表的多组数据，直至电流达到它的额定电流为止。3.根据得到的数据绘出小灯泡的伏安特性曲线。下面是根据实验数据得到的伏安特性曲线，观察它和我们知道的有什么不同。观察左图我们会发现小灯泡的伏安特性曲线不是一条直线而是曲线，你知道这是为什么吗？UI小灯泡的伏安特性曲线想一想为什么和我们知道的伏安特性曲线不一样呢。认真观察曲线我们会发现曲线的斜率越来越大，也就是说，小灯泡灯丝的电阻越来越小，会是什么让小灯泡灯丝的电阻发生变化的呢？如果你不知道没关系，下面由我来告诉大家。小资料小灯泡的灯丝会随着电流的增大温度升高，灯泡灯丝的温度不同，电阻也会不同，所以I-U图象的斜率不同。注意由图象我们还可以看到在灯两端电压在额定电压附近变化（小灯泡接近正常发光）时，曲线的斜率几乎不变，也就是说，灯丝的电阻变化很小，我们在一般计算时可以忽略这个变化。当我们忽略温度带来的影响时，小灯泡的伏安特性曲线如右图。IUO理想化小灯泡伏安特性曲线线性元件定义：某一个金属导体，在温度没有显著变化时，电阻是不变的，它的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。实验证明小灯泡灯丝是线性元件。我们知道欧姆定律是个实验定律，实验中用的都是金属导体。那这个结论对其他导体是否适用，下面我们对半导体元件进行实验验证欧姆定律的适用条件。实验二测绘二极管的伏安特性曲线实验装置的电路图AVRSE测绘二极管伏安特性曲线的电路图右图是测绘二极管伏安特性曲线的电路图，虚线框内是能够提供可变电压的电路。注意开关闭合前，调节滑动变阻器的滑片，使它靠近电路图中变阻器左端的接线柱，这时二极管两端的电压为零。实验内容同实验一。根据实验数据绘出二极管的伏安特性曲线。IU晶体二极管的伏安特性曲线结论1.二极管的电流与电压不成正比，二极管是非线性关系；2.二极管加正向电压时，电压越高，电流随电压的变化越快；3.二极管加方向电压时，一般电压下电流为零表示不导通，当电压达到一定值时，电流迅速增大，这是反向击穿现象。由上述实验我们得出二极管不遵循欧姆定律。非线性元件的定义：在测绘出的伏安特性曲线中，电流与电压不成正比，这类电学元件叫做非线性元件。通过其他实验我们还可以知道欧姆定律对电解质也适用，但对气态导体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件并不适用。课堂小结1.欧姆定律导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比，这就是欧姆定律。掌握测定欧姆定律的实验，并牢记欧姆定律的公式。IUR2.导体的伏安特性曲线在实际应用中，常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。某一个金属导体，在温度没有显著变化时，电阻是不变的，它的伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。在测绘出的伏安特性曲线中，电流与电压不成正比，这类电学元件叫做非线性元件。课堂练习1.一太阳能电池板，测得它的开路电压为800mV，短路电流为40mA。若将该电池板与一阻值为20的电阻器连成一闭合电路，则它的路端电压是（）A.0.10V；B.0.20V；C.0.30V；D.0.40V.D2.下面对电源电动势概念的认识正确的是（）A.电源电动势等于电源两级间的电压；B.在闭合电路中，电动势等于内、外电压之和；C.电源电动势表明了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其它形式的能转化为电能越多；D.电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同。BrR2R1PESV3V2V1AAB3.在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用、、和表示。下列比值正确的是（）I1U2U3UA.不变，不变B.I减少，U1减小C.U2不变，U3增大D.I增大，U2增大IU1IU14.如图所示的I-U图象所对应的两个导体：0151051012U/mVI/mA（1）电阻之比R1：R2=（2）若两导体中的电流相等（不为零）时，电压之比U1：U2=（3）若两个导体两端的电压相等（不为零）时，电流强度之比I1：I2=（4）画出这两个导体的U-I图象，图象的斜率与相等3：13：11：3R5.如图所示，是四只电阻的U-I图象，这四只电阻并联起来使用时，通过各个电阻的电流强度分别是I1、I2、I3、I4，则其大小顺序为IU0R1R2R3R4I4I3I2I1高考链接1.（2007.广东中山）如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中不正确的是（）ErR2R1A.当R2=R1+r时，R2上获得最大功率B.当R1=R2+r时，R1上获得最大功率C.当R2=0时，电源的效率最大D.当R2=0时，电源的输出功率最大BCD提示本题的四个选项相对独立，分项进行讨论，从题干提供的信息可知，R1和r都是固定不变的，A选项中，当R2=R1+r时，R2上获得的功率通过功率的计算公式知道为最大，所以正确。同样可证明B、C、D选项均是错误的。在这里同学们一定要审清题目内容，看清它的问题，例如本题它让选择的是不正确的，你最好在读题的时候着重标记，以防出现不该出的问题。注意问题与练习2.答：RaRb=RcRd。1.答：因,所以因此不能用这个电流表来测量通过这个电阻的电流。说明：也可以先求通过的电流为10mA时，电阻两端的电压值（40V），再将所得的电压值与50V比较，从而做出判断。2121UUIImAmAmAIUUI105.1282502211说明：用直线将图中的4个点与坐标原点连接起来，得到4个电阻的伏安特性曲线。在同一条直线上的不同点，代表的电压、电流不同，但它们的比值相同，这个比值就是对应电阻的阻值。b、c在同一条直线上，因此电阻相同。在其中三条直线上取一个相同的电压值，可以发现a的电流最小，因此电阻最大，d的电流最大，因此电阻最小。也可以根据直线的斜率判断电阻的大小。3.答：如图2-4所示。CABI/AU/V1.00.502.55.07.510.0图2-44.答：如图2-5所示。U/VI/A0.30.10.2054321图2-5说明：可以根据电阻求出3V、4V和5V时的电流，在坐标系中描点，画出I-U图像。由于点太少，I-U图像所给出的只是一个粗略估测的结果。5.证明：RUIk1