2019-2020学年高中物理 第二章 恒定电流 第3节 第1课时 欧姆定律的初步探究课件 新人教版

第3节欧姆定律第1课时欧姆定律的初步探究自主学习课堂探究课堂达标自主学习学习目标1.理解欧姆定律,并会用来解决有关问题。2.了解电阻的作用和定义式。3.理解导体的U-I图象和I-U(伏安特性)图象。教材提炼一、电阻1.意义:反映导体对电流作用的物理量。2.定义:加在导体两端的与通过它的的比值。阻碍电压电流3.定义式:R=______。4.决定因素:取决于导体本身,与电流和电压。5.单位:在国际单位制中,单位为,符号为Ω,常用单位还有:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω。无关欧姆UI二、欧姆定律1.内容:导体中的电流跟导体两端的电压U成,跟导体的电阻R成。正比反比2.公式:I=____。3.适用范围:对金属导体和电解质溶液适用,但对和半导体元件并不适用。三、导体的伏安特性曲线1.伏安特性曲线:纵坐标表示、横坐标表示的I-U图象。2.斜率的物理意义:若I-U图象为直线,则图线斜率为导体电阻的倒数。气态导体电流I电压UUR3.线性元件和非线性元件(1)伏安特性曲线是一条直线的电学元件叫。(2)电流与电压不成正比,即伏安特性曲线不是直线的电学元件叫________。线性元件非线性元件自我反馈1.关于电流和电阻,下列说法中正确的是()A.电流的方向与导体中电荷的定向移动方向相同B.金属导体温度升高时,由于自由电子的热运动加剧,所以电流增大DC.由R=UI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UI是个定值,反映了导体本身的性质解析:电流方向为正电荷定向移动的方向,故A错;电流的大小与自由电荷的热运动无直接关系,故B错;电阻由导体本身性质决定,不随U,I改变,故C错;电阻可用R=UI来计算,故D正确。2.某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中的描点如图,分别用Ra,Rb,Rc,Rd代表电阻的阻值,则()A.RaRdB.RdRaC.RcRbD.RbRcA解析:连接aO,bO,cO,dO,U-I图线的斜率表示电阻的大小,故RaRd,A正确,B错误;又因为O,b,c三点在一条直线上,故Rb=Rc,故C,D错误。3.小灯泡的电阻随温度的升高而增大,加在灯泡两端的电压较小时,通过灯泡的电流也较小,灯丝的温度较低;加在灯泡两端的电压较大时,通过灯泡的电流也较大,灯丝温度较高.已知一灯泡两端的电压为1V时,通过灯泡的电流是0.5A;灯泡两端的电压为3V时,通过灯泡的电流是1A;则当灯泡两端电压为2V时,通过灯泡的电流可能是()A.0.5AB.0.6AC.0.8AD.1.2AC解析:根据欧姆定律可知,灯泡两端的电压为1V时,灯泡的电阻为R1=11UI=10.5Ω=2Ω,灯泡两端的电压为3V时,灯泡的电阻为R2=22UI=31Ω=3Ω,根据题意知,当灯泡两端的电压为2V时,灯泡的电阻R应满足2ΩR3Ω,所以电流I满足0.67AI1A,C正确。4.用电器A的电阻是用电器B的电阻的2倍,加在A上的电压是加在B上的电压的一半,那么通过A,B的电流IA和IB的关系是()D解析:设B的电阻为R,则A的电阻为2R,加在A上的电压为U,则加在B上的电压为2U,由欧姆定律得,A中的电流为IA=2UR,B中的电流为IB=2UR,所以IA=14IB,选项D正确,A,B,C错误。A.IA=2IBB.IA=IBC.IA=12IBD.IA=14IB课堂探究要点突破【例1】下列说法正确的是()要点一对欧姆定律的理解及应用BA.由R=UI知道,一段导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流成反比B.由I=UR知道,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比C.比较几只电阻的U-I图象可知,电流变化相同时,电压变化较小的图象属于阻值较大的那个电阻D.导体中的电流越大,导体的电阻就越小解析:导体的电阻表征导体阻碍电流的能力,由导体本身决定,与U,I无关,故选项A,D错误。由欧姆定律知选项B正确。在U-I图象中,R=UI。当ΔI相同时,ΔU较小的阻值较小,故选项C错误。误区警示应用I=UR,U=IR,R=UI注意的问题(1)I=UR表示导体中的电流跟加在导体两端的电压成正比,跟导体自身的电阻成反比,R=UI是电阻的定义式,说明了一种测量电阻的方法,并不说明“电阻与导体两端的电压成正比,与通过导体的电流成反比”。U=IR表示在已知导体中的电流和导体的电阻时,可以计算导体两端的电压。(2)运用欧姆定律解题时,应注意I,U,R具有同时性,即U,I必须是导体上同一时刻对应的电压值和电流值。导体的电阻一定时,U和I成正比,且R=UI。(3)以上公式只适用于纯电阻电路。针对训练1:电路中有一段导体,如果给它加上3V的电压,通过它的电流为2mA,可知这段导体的电阻为Ω;如果不给它加电压,它的电阻为Ω。解析:电流I=2mA=2×10-3A,故导体的电阻R=UI=33210Ω=1.5×103Ω。导体的电阻由自身决定,不加电压时,其电阻不变,仍为1.5×103Ω。答案:1.5×1031.5×103要点二对导体的伏安特性曲线的理解【例2】如图所示是两个导体的伏安特性曲线。求:解析:(1)因为在I-U图象中,R=1k=UI,所以R1=331010510Ω=2Ω,R2=3310101510Ω=23Ω,所以R1∶R2=2∶23=3∶1。(1)电阻R1∶R2为多少?答案:(1)3∶1(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)若两个导体中的电压相等(不为零)时,电流之比I1∶I2为多少?解析:(2)由欧姆定律得U1=I1R1,U2=I2R2,由于I1=I2,则U1∶U2=R1∶R2=3∶1。答案:(2)3∶1(3)1∶3(3)由欧姆定律得I1=11UR,I2=22UR,由于U1=U2,则I1∶I2=R2∶R1=1∶3。规律方法利用I-U图象或U-I图象求电阻应注意的问题(1)明确图线斜率的物理意义,即斜率等于电阻R还是等于电阻的倒数。(2)某些电阻在电流增大时,由于温度升高而使电阻变化,伏安特性曲线不是直线,但对某一状态,欧姆定律仍然适用。(3)利用I-U图象或U-I图象求导体的电阻时,应利用ΔU和ΔI的比值进行计算,而不能用图象的斜率k=tanα,因为坐标轴标度的选取是根据需要人为规定的,同一电阻在坐标轴标度不同时直线的倾角α是不同的。针对训练2:R1,R2,R3,R4四个电阻的I-U图象如图所示,将这四个电阻并联时,通过电阻R1,R2,R3,R4的电流分别是I1,I2,I3,I4,则其大小顺序为()A.I2I4I3I1B.I4I3I2I1C.I1=I2=I3=I4D.I1I2I3I4解析:由I-U图象可知,图线的斜率越小,对应的电阻的电阻值越大,所以R4R3R2R1,将四个电阻并联后加一定电压时,这四个电阻的电压相同,由欧姆定律可知电阻越小通过的电流越大,故D正确。D教材P47关于导体的伏安特性曲线中,图2.3-3中导体A,B的I-U图线为过原点的直线,则金属导体的伏安特性曲线一定是一条过原点的直线吗?答案:不一定。对金属导体,在温度没有显著变化时,电阻几乎不变,它的伏安特性曲线是一条过原点的直线;当温度变化较大时,金属电阻会发生变化,伏安特性曲线不再是直线。如白炽灯泡发光的伏安特性曲线。教材探究课堂达标解析:导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与所加的电压和通过的电流无关。当R一定时,才有I∝U,故选项A错误,B,C,D正确。A1.由欧姆定律I=UR导出U=IR和R=UI,下列叙述中错误的是()A.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B.导体的电阻由导体本身的物理条件决定,跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关C.对确定的导体,其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值D.一定的电流流过导体,电阻越大,其电压越大2.将阻值为R的电阻接在电压为U的电源两端,则描述其电压U、电阻R及流过R的电流I间的关系图象中正确的是()C解析:电阻的阻值不随U,I的变化而变化,但电压U与电流I成正比,C正确。3.为探究小灯泡L的电流随电压变化的关系,连接好如图所示的电路后闭合开关,通过移动滑动变阻器的滑片,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。由电流表和电压表的示数得到的多组数据描绘出的U-I图象应是()C解析:电压增大,流过灯丝的电流增大,灯丝的温度升高,电阻增大,即灯丝电阻随电压的增大而增大,U-I图象上的点与原点连线的斜率表示该点灯丝的电阻,随电压的增大而增大,只有C正确。