高中物理教科版选修3-1：第二章 直流电路 学案1

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1、学案1　欧姆定律[学习目标定位]1.知道形成电流的条件，理解电流的定义式I＝，并能分析相关问题.2.掌握欧姆定律的内容及其适用范围.3.知道导体的伏安特性曲线，并通过描绘小灯泡的伏安特性曲线掌握利用分压电路改变电压的技巧．一、电流1．在导体中形成电流的条件：(1)导体中有自由电荷；(2)导体内存在电场．2．方向：规定正电荷定向运动的方向为电流方向．(1)在金属导体中，电流方向与自由电子定向运动方向相反．(2)在电解质溶液中，电流方向与正离子定向运动的方向相同，与负离子定向运动的方向相反．3．定义式：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷所用时间t的比值，叫做电流，公式：I＝.4

2、．单位：国际单位制单位：安培，简称安，符号是A.常用单位还有：毫安(mA)和微安(μA)等．单位换算：1mA＝10－3A,1μA＝10－6A.5．方向不随时间改变的电流，叫做直流；方向和强弱都不随时间改变的电流，叫做恒定电流．二、欧姆定律　电阻1．电阻：电压U和电流I的比值是一个跟导体本身性质有关的量，我们称之为电阻．2．欧姆定律：U＝IR或I＝.3．单位：国际单位制单位：欧姆，简称欧，符号是Ω.常用单位还有：千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)等．单位换算：1kΩ＝103Ω，1MΩ＝106Ω.三、伏安特性曲线1．通过某种电学元件的电流随电压变化的实验图线．2．线性元件：伏安特性曲线是通

3、过坐标原点的直线的电学元件．3．非线性元件：伏安特性曲线不是直线的电学元件．一、电流[问题设计]对电流表达式I＝，有人认为“I与q成正比，与t成反比”，对吗？I与q、t有关吗？答案　不对；I与q、t无关[要点提炼]1．电流指单位时间内通过导体任一横截面的电荷量，即I＝，其中q是时间t内通过某截面的电荷量．电解液中，q为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．2．电流的方向：规定正电荷定向运动的方向为电流的方向，则负电荷定向运动的方向与电流方向相反．电解液中正、负离子定向运动方向虽然相反，但正、负离子定向运动形成的电流方向是相同的．3．从微观上看，电流可以表示为I＝nqSv

4、.二、欧姆定律　电阻[问题设计]现有两个导体电阻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.U/V02.04.06.08.0导体AI/A00.200.420.600.78导体BI/A00.130.280.400.54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，并做出U－I图线．图2(2)对导体A或导体B来说，电流与电压的关系如何？U与I的比值怎样？(3)对导体A、B，在电压U相同时，两个导体中的电流是否相同？谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？答案　(1)U－I图线如图所示(2)对同一导体A或导

5、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．(3)电压相同时，电流并不相同．B的电流小．说明B对电流的阻碍作用大．[要点提炼]1．I＝是部分电路欧姆定律的数学表达式，适用于金属导电和电解质溶液导电，它反映了导体中电流与电压、电阻的比例关系．2．公式R＝是电阻的定义式，适用于任何电阻的计算，公式给出了量度电阻大小的一种方法．而导体的电阻由导体本身的性质决定，与外加的电压和通过的电流大小无关(填“有关”或“无关”)．3．在使用I＝、R＝两个公式计算时都要注意I、U、R三个量必须是对应同一导体在同种情况下的物理量．三、伏安特性曲线[问

6、题设计]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，还可以用图像法．根据图3中两电学元件的I－U图像分析得出两元件是什么元件？图3答案　(a)为非线性元件　(b)为线性元件．[要点提炼]1．I－U曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，而U－I曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻．2．线性元件(金属导体、电解质溶液)的伏安特性曲线是一条直线；欧姆定律适用于线性元件．一、公式I＝的应用例1　如果导线中的电流为1mA，那么1s内通过导线横截面的自由电子数是多少？若“220V　60W”的白炽灯正常发光时的电流为273mA，则20s内通过灯丝的横截面的自由电

7、子数目是多少个？解析　q＝It＝1×10－3×1C＝1×10－3C设自由电子数目为n，则n＝＝＝6.25×1015个当“220V　60W”的白炽灯正常发光时，电压U＝220V，I′≈273mA.q′＝I′t′＝273×10－3×20C＝5.46C设自由电子数目为N，则N＝＝≈3.41×1019个．答案　6.25×1015个　3.41×1019个二、欧姆定律的应用例2　某电压表的量程是0～15V，一导体两端电压为1.6V时，通过的电流为2mA.现在若给此导体通以20mA的电流，能否用这个电压表