2017_2018学年高中物理第二章恒定电流3欧姆定律学案新人教版选修3_1

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1、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.一、欧姆定律[导学探究]　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.U/V02.04.06.08.0导体AI/A00.200.420.600.78导体BI/A00.130.260.400.54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

2、和B的数据在图2坐标系中描点，并作出U－I图线.图2(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？(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？答案　(1)U－I图线如图所示(2)对导体A(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.(3)电压相同时，B的电流小，说明B对电流的阻碍作用大.[知识梳理]1.电阻：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比.(1)定义式：R＝.(2)单位：欧姆(Ω

3、)，常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)，且1Ω＝10－3kΩ＝10－6MΩ.(3)物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小.2.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.(1)表达式：I＝.(2)适用范围：适用于金属导电、电解液导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)，而对气体导电、半导体导电不适用.[即学即用]　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

4、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[导学探究]　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？图3答案　甲为非线性关系；乙为线性关系，电流与电压成正比.[知识梳理]1.伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，这样画出的导体的I－U图象叫做导体

5、的伏安特性曲线.若I－U图象为直线，图线的斜率表示导体电阻的倒数.即k＝＝，图线的斜率越大，电阻越小，如图4，RA＞RB.图42.线性元件和非线性元件：(1)线性元件：伏安特性曲线是一条直线，欧姆定律适用的元件，如金属导体、电解质溶液.(2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用的元件.如气态导体(日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件.[即学即用]　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

6、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，两种图象的斜率均表示电阻的倒数.(×)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

7、荷量为0.16C，求：(1)导体的电阻；(2)若导体两端电压为10V，求通过导体的电流.答案　(1)500Ω　(2)0.02A解析　(1)电压U1＝8V,10s内通过电荷量Q＝0.16C，则电流I1＝＝A＝0.016A，电阻R＝＝Ω＝500Ω.(2)若导体两端电压为U2＝10V，则电流I2＝＝A＝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　2A解析　由欧姆定律得：R＝，电压变化后有：R＝，解得I0＝1A.

8、电压加倍后同理可得R＝＝，所以I2＝2I0＝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52.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