《欧姆定律》导学案(新人教版选修3-1)
《欧姆定律》(新人教版选修3-1,2.1)

解法二:
由 得 又
U 0 U 1 2U 0 / 5 R I0 I 1 0.4
I 0 1.0 A
U 0 U 2 R I0 I 2
所以 I 2 I 0 , I 2 2 I 0 2.0 A
解法三:画出导体的I—U图像,如图15—1—3所示, 设原来导体两端的电压为U0时,导体中的电流强度为I0. 当 U 3U 0 时,I=I0-0.4 A 5
如何在导体中建立电场呢?
. . . .. .
电子
. .E .. .
在导体的两端接上电源。 金属导体 .. . . .. . . . ..
自由电子
金属导体
电源正极的电势高,负极的电势低。
导体两端有了电压,导体中有了电场。 导体中的自由电荷在电场力的作用下 发生定向移动,形成电流。
导体中产生电流的条件:
三、情感与价值观 重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的 认识,通过电流产生的历史材料的介绍,使学生了 解知识规律的形成要经过漫长曲折的过程,培养他 们学习上持之以恒的思想品质. 教学重点 电流、欧姆定律及应用和伏安特性曲线。 教学难点 运用数学方法处理实验数据,建立和理解欧姆定律。 教学方法 探究、讲授、讨论、练习 教学用具 多媒体课件
的比值。
U 3、定义式: R I
(R只与导体本身性质有关)
4、单位:国际单位制中 欧姆(Ω) 千欧(kΩ) 兆欧(MΩ)
1k 10
3
1M 10
6
问题: 导体中电流的大小与什么有关?
(1)与导体的两端电压有关?
(2)与导体的本身有关?
(3)其他因素?
方法:
(1)导体不变,改变导体两端的电压,测量电流。
《高中物理选修3-1§2.3欧姆定律》导学案

/V作者:广西英华国际职业附属中学蓝娟例3、某一电阻接在40伏的电路中,其上通过的电流为2安,问:该电阻为大?若电压增大到80伏时,其电阻为多大?电流是多大?知识点三:导体的伏安特性曲线(1)用纵轴表示,用横轴表示,画出的图线叫做导体的伏安特性曲线。
如图所示,是金属导体的伏安特性曲线。
(2)在I—U图中,图线的斜率表示。
即k= 。
图线的斜率越大,电阻越。
则RA与R B 的大小关系是:。
(3)伏安特性曲线是,即导体中电流与其两端电压成,这样的元件叫线性元件。
伏安特性曲线不是直线,即导体中电流与其两端电压,这样的元件叫元件。
例4、两电阻R1、R2的伏安特性曲线如图所示,由图可知:这两电阻的大小之比R1∶R2为___A.1∶3B.3∶1C.1∶3D.3∶1知识点四:实验:小灯泡的伏安特性曲线1.该实验需要的器材有:电源、开关、、、、灯灯、泡、导线。
2.实验操作:A.按电路图连接好电路,开关闭合前,将变阻器滑片滑至R的端。
B.闭合开关,右移滑片,增加小灯泡两端的电压,直至电压达到额定电压,记录不同位置时、的示数。
C.将相关数据填入下表,依据实验数据在坐标纸上作出小灯泡的I—U图线。
实验AVRE SL测绘小灯泡的伏安特性曲线I/AU/V电流I/A电压U/V3.由小灯泡的伏安特性曲线,说明了什么问题?【当堂检测】1、根据欧姆定律,下列说法中正确的是()A从关系式R=U/I可知,对于一个确定的导体来说,如果通过的电流越大,则导体两端的电压也越大B从关系式R=U/I可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成正比C从关系式I=U/R可知,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比D从关系式R=U/I可知,对于一个确定的导体来说,所加在的电压跟通过的电流的比值是一确定值2、鸟落在110kv的高压输电线上,虽然通电的高压线是祼露的确电线,但鸟仍然安然无恙,这是因为()A鸟有耐高压的天性B鸟脚是干燥的,所以鸟体不导电C鸟两脚间的电压几乎为零D鸟体电阻极大,所以无电流通过3、一段导体两端电压是4v,在2 min内通过导体某一横截面面积的电荷量是15C,那么这段导体的电阻应为Ω4、有三个电阻,R A=5Ω,R B=10Ω,R C=2.5Ω,它们的伏安特性呈线性特征,请在同一坐标系中作出它们的伏安特性曲线,并在线旁标明A、B、C。
【高中物理】高一物理人教版选修3-1导学案:2.3 欧姆定律

长丰县实验高中2016 ~2017学年高二年级第一学期英语学科集体备课教案备课教师:王雯斐孙巧丽李庆友高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上,时间就是我们致胜的法宝,与其犹犹豫豫不知如何落笔,倒不如多学习答题技巧。
那么,高中物理考试答题技巧及注意事项有哪些呢?下面和小编一起来看看吧!高中物理考试答题技巧选择题的答题技巧解答选择题时,要注意以下几个问题:(1)注意题干要求,让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。
(2)相信第一判断:只有当你发现第一次判断肯定错了,另一个百分之百是正确答案时,才能做出改动,而当你拿不定主意时千万不要改。
特别是对中等程度及偏下的同学尤为重要。
切记:每年高考选择题错误率高的不是难题,而是开头三个简单题。
不要再最简单的地方,轻敌栽坑!实验题的做题技巧(1)实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。
填空题:数值、单位、方向或正负号都应填全面;作图题:①对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。
②对电学实物图,则电表量程、正负极性,电流表内、外接法,变阻器接法,滑动触头位置都应考虑周全。
③对光路图不能漏箭头,要正确使用虚、实线,各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位;实物连接图一定要先画出电路图(仪器位置要对应);各种作图及连线要先用铅笔(有利于修改),最后用黑色签字笔涂黑。
切记:游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的读数历来都是考察的重点。
切记:选择题有8-10分是送你的,但你可能拿不到(单位、有效数字、小数点后保留几位、坐标原点等)。
(2)常规实验题:主要考查课本实验,几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析,解答常规实验题时,这种题目考得比较细,要在细、实、全上下足功夫。
(3)设计型实验重在考查实验的原理。
要求同学们能审清题意,明确实验目的,应用迁移能力,联想相关实验原理。
在设计电学实验时,要把安全性【所谓的安全不是对人来说,而是对仪器来说的】放在第一位,同时还要尽可能减小实验的误差【误差从偶然和系统两个方面考虑,系统免不了,偶然可减小】,避免出现大量程测量小数值的情况。
精选人教版高中物理选修3-1学案:第二章 第3节 欧姆定律含答案

第3节欧姆定律1.电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小,其定义式为R =U I,电阻的大小取决于导体本身,与U 和I 无关。
2.欧姆定律的表达式为I =U R,此式仅适用于纯电阻电路。
3.在温度不变时,线性元件的伏安特性曲线是一条过原点的倾斜直线。
4.所有金属的电阻率均随温度的升高而变大。
一、欧姆定律 1.电阻(1)定义:导体两端的电压与通过导体的电流大小之比,用R 表示。
(2)定义式:R =U I。
(3)单位:欧姆(Ω),常用的单位还有k Ω、M Ω,且1 Ω=10-3k Ω=10-6M Ω。
(4)物理意义:反映导体对电流阻碍作用的大小。
2.欧姆定律(1)内容: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。
(2)表达式:I =U R。
(3)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。
二、导体的伏安特性曲线 1.定义建立平面直角坐标系,用纵轴表示电流I ,用横轴表示电压U ,画出导体的I -U 图线。
2.线性元件导体的伏安特性曲线为过原点的直线,即电流与电压成正比的线性关系的元件,如金属导体、电解液等。
3.非线性元件伏安特性曲线不是直线的,即电流与电压不成正比的电学元件,如气态导体、半导体等。
1.自主思考——判一判(1)定值电阻满足R =U I,U 和I 变化时,二者变化的倍数相同。
(√) (2)电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大,导体的导电能力越强。
(×) (3)对于金属导体,电压变化时,可能导致电阻发生变化。
(√) (4)无论是线性元件还是非线性元件,其伏安特性曲线均过原点。
(√) (5)U -I 图线和I -U 图线中,图线上的点与原点连线的斜率的含义不同。
(√) 2.合作探究——议一议(1)一台电动机接入电路中,正常工作时能用欧姆定律求电流吗? 提示:不能。
(2)某同学用正确的方法描绘出了某种半导体元件的伏安特性曲线如图所示,这种元件是线性元件吗?该元件的电阻随U 的增大是如何变化的?提示:该元件是非线性元件,该元件的电阻随U 的增大而减小。
人教版物理选修3-1导学案:2.3欧姆定律

2.掌握欧姆定律3.正确理解伏安特性曲线重点:电阻、欧姆定律难点:伏安特性曲线的物理意义预习案二.课前预习1电阻:表征导体对电流_______作用的物理量。
符号常用_______表示,电阻的单位:欧姆,简称欧,符号是______,1Ω=1U/A,常用单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ),1MΩ=______kΩ=_______Ω2.欧姆定律的内容:导体中的电流I 跟导体_____________,跟导体中的_____________。
公式表示:I=______。
欧姆定律的适用范围:对金属导电和电解液导电适用,对________导电不适用。
3.导体的伏安特性曲线:导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线,叫做导体的伏安特性曲线,如图 2.3-3所示。
图线斜率的物理意义:斜率的倒数表示_____,即tanα=I/U=1/R4.测量小灯泡伏安特性曲线的电路选择:由于小灯泡的电阻较小,为减小误差,可采用安培表_______法。
·教师要引导学生讨论,选安培表外接法还是内接法?让学生学到的知识、方法在新情景中运用,提高学生运用知识解决问题的能力导学案三.合作探究1.欧姆定律是一个实验定律,学生在学习过程中可以通过探索性科学实验去认识物理量之间的制约关系。
2.对实验数据的处理,可以用图象和图表的方法来处理数据、总结规律。
探究一用图2.3—1实验电路探究导体A中的电流跟导体两端电压,导体电阻的关系,安培表为什么选外接法?探究二用图2.3—1实验电路探究导体A中的电流跟导体两端电压,导体电阻的关系,滑动变阻器为什么选分压式接法延伸案四.巩固练习1.关于电流和电阻,下列说法中正确的是()A、电流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C、由R=U/I 可知,I一定时,导体的电阻R与U成正比;U一定时,R与I成反比D、对给定的导线,比值U/I是个定值,它反映导体本身的一种性质2、欧姆定律适用于:()A、金属导电B、电解液导电C、气体导电D、任何物质导电3、对于欧姆定律的理解,下列说法中错误的是()A、由I=U/R,通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比B、由U=IR,对一定的导体,通过它的电流强度越大,它两端的电压也越大C、由R=U/I,导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流强度成反比D、对一定的导体,它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变4、如果电路中某两点间的电压为零,则下列说法中正确的是()A、两点间的电阻一定为零B、两点间电阻一定极大,两点相当于断开C、两点间电势一定相等D、电路中电流一定为零5、图是某导体的伏安特性曲线,由图可知()A、导体的电阻是25B、导体的电阻是0.04C、当导体两端的电压是10V时,通过导体的电流是0.4AD、当通过导体的电流是0.1A时,导体两端的电压是2.5V6、两电阻R1、R2中的电流I和电压U的关系图线如图所示,可知两电阻的大小之比R1:R2等于()A. 1 :3B. 3 :1C. 1 :3D.3:17.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,哪一幅或哪几幅是正确的?()8.灯的灯丝随温度的升高导电性能变差,则白炽灯不通电时灯丝电阻R1正常工作时电阻R2较应是:()A. R1 > R2B.R1 < R2C. R1 = R2D.无法判断9.阻值为300的用电器,允许通过的最大电流强度是0.6A,试问:这个用电器能不能接到220V电压的电路中?10.两端电压保持不变,当电路电阻为20时,其电流强度为0.3A,电阻增加到30时,其电路中的电流强度要减小多少?电路两端的电压为多大?。
物理:2.3《欧姆定律》导学案(新人教版选修3-1)

三.欧姆定律[要点导学]1.电阻:表征导体对电流阻碍作用的物理量。
符号常用R表示,电阻的单位:欧姆,简称欧,符号是Ω,1Ω=1V/A,常用单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ),1MΩ=103kΩ=106Ω。
2.欧姆定律的内容:导体中的电流I跟导体________________,跟导体中的_____________。
公式表示:I=______。
欧姆定律的适用范围:金属导电和电解液导电,对气体导电不适用。
3.导体的伏安特性曲线:导体中的电流I随导体两端的电压U 变化的图线,叫做导体的伏安特性曲线,如图12-3-1所示。
图线斜率的物理意义:斜率的倒数表示电阻,即tanα=I/U=1/R4.测量小灯泡伏安特性曲线的电路选择:由于小灯泡的电阻较小,为减小误差,可采用安培表外接法,教师要引导学生讨论,选安培表外接法还是内接法?为什么选外接法?让学生学到的知识、方法在新情景中运用,提高学生运用知识解决问题的能力。
本实验教材中滑动变阻器采用限流接法,电阻R串联在电路中,即使把R的值调到最大,电路中还有一定的电流,因此实验绘出的伏安特性曲线缺少坐标原点附近的数据。
若要求小灯泡的电压变化范围较大(从零开始逐渐增大到接近额定电压),则滑动变阻器可采用分压接法。
教师要引导学生进行分析,让学生知道电压如何变化,并知道接通电路前,滑动触点应放在何处。
滑动变阻器采用分压接法的实验电路图如图12—3—2所示。
5.实验电路的连接:这是学生进入高中第一次做恒定电流实验,在连接电路上要给予学生适当的帮助。
接线顺序为“先串后并”。
电表量程选择的原则是:使测量值不超过量程的情况下,指针尽量偏转至3/4量程处。
电路接好后合上电键前要检查滑动变阻器滑动触点的位置,使开始实验时,小灯泡两端的电压为最小。
6.数据的收集与处理合上电键后,移动滑动变阻器的滑动触点,改变小灯泡两端的电压,每改变一次,读出电压值和相应的电流值。
可以引导学生设计记录数据的表格。
3欧姆定律-人教版选修3-1教案

3 欧姆定律-人教版选修3-1教案一、知识点概述欧姆定律是描述电流、电压和电阻之间关系的基本定律。
它告诉我们,电流和电压成正比,电流和电阻成反比。
欧姆定律的数学表达式为:$$ I = \\frac{U}{R} $$其中,I表示电流,U表示电压,R表示电阻。
上式表示电流等于电压除以电阻。
二、教学目标1.了解欧姆定律的基本概念和数学表达式;2.掌握欧姆定律的计算方法,能够熟练地计算电流、电压和电阻之间的关系;3.理解电阻的定义和单位,知道常见电阻的特点和用途;4.能够进行欧姆定律实验,掌握使用万用表等仪器的方法。
三、教学内容1.概念讲解:讲解欧姆定律的基本概念和数学表达式,引导学生理解电流、电压和电阻的关系;2.计算练习:通过练习,帮助学生掌握欧姆定律的计算方法,在计算时注重练习数学转换;3.实验操作:进行欧姆定律实验,引导学生使用万用表等仪器,体验欧姆定律的实际应用;4.课堂练习:以课堂练习的形式,检查学生对欧姆定律的理解和掌握程度,引导学生巩固和加深理解。
四、教学重点和难点1.教学重点:欧姆定律的基本概念和数学表达式,电流、电压和电阻之间的关系,电阻的定义和单位;2.教学难点:欧姆定律的实验操作,万用表的使用方法,电路理解和计算思路的培养。
五、教学过程1. 概念讲解首先,讲解欧姆定律的基本概念和数学表达式,通过实例演示电流、电压和电阻之间的关系,以及在电路中计算这些量的方法。
2. 计算练习在讲解完欧姆定律的基本概念和数学表达式之后,通过计算练习来帮助学生掌握欧姆定律的计算方法。
练习内容包括:1.求解电路中的电流、电压和电阻;2.求解电路中某一元件的特定值;3.将电路中的各个元素转换为标准单位。
通过这些练习,让学生掌握欧姆定律的公式变换和计算方法。
3. 实验操作进行欧姆定律实验,引导学生使用万用表等仪器,身体欧姆定律的实际应用。
实验内容包括:1.测量某一电路中三个元件之间的电流、电压和电阻;2.测量不同电阻下的电流变化,验证欧姆定律;3.使用万用表测量电阻值。
高中物理 2.3 欧姆定律学案 新人教版选修3-1

2.3 欧姆定律 学案(人教版选修3-1)一、欧姆定律 1.电阻(1)定义:加在导体两端的________跟通过该导体的________的比值叫做该导体的电阻.(2)定义式:R =UI.(3)单位:在国际单位制中是:________,简称欧,符号是Ω,常用的电阻单位还有千欧(k Ω)和兆欧(M Ω).1 M Ω=________ Ω,1 k Ω=________ Ω. (4)标量:电阻只有大小,没有方向.(5)物理意义:反映导体对电流________作用的物理量,是导体本身的属性. 2.欧姆定律(1)内容:导体中的电流跟导体两端的________成正比,跟导体的________成反比.(2)表达式:I =UR(3)适用条件:实验表明,除金属外,欧姆定律对____________也适用,对气态导体和半导体元件不适用.二、导体的伏安特性曲线1.伏安特性曲线:在实际应用中,常用纵坐标表示________、横坐标表示________,这样画出的IU 图象叫做导体的伏安特性曲线.2.线性元件:金属导体在温度没有显著变化时,电阻几乎是不变的,它的伏安特性曲线是通过坐标________,具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件.3.非线性元件:伏安特性曲线不是过原点的直线,也就是说,电流与电压________正比,这类电学元件叫做非线性元件(气态导体和半导体元件).一、欧姆定律 [问题情境]把两根相同的铁棒插在潮湿的地里,相距10 m 以上.用导线把它们连接到一只比较灵敏的电流表上,可以看到有电流通过,这就是地电流.两根铁棒的距离不同,它们接地点连线的方向不同,电流也不一样.影响电流大小的因素有哪些?1.公式R =U I 与I =UR的物理意义相同吗?2.欧姆定律对任何导体都适用吗?[要点提炼]1.导体中的电流跟导体两端的________成正比,跟导体的________成反比.2.欧姆定律对金属导体适用,对电解质溶液________,对________和________不适用. 二、导体的伏安特性曲线 [问题情境]在探究导体中的电流与导体两端的电压的关系时,若将导体换成晶体二极管,此时导体中的电流还与导体两端的电压成正比吗? 1.什么是非线性元件?2.欧姆定律对非线性元件一定不适用吗?[要点提炼]1.伏安特性曲线不是过原点的直线,即__________与______不成正比关系的元件是非线性元件.2.欧姆定律适用于纯电阻电器,而不是线性元件或非线性元件.如我们日常照明用的________.答案 1.电流 电压 2.白炽灯例1 电路中有一段导体,如果给它加上3 V 的电压,通过它的电流为2 mA ,可知这段导体的电阻为________Ω;如果给它加上2 V 的电压,则通过它的电流为________ mA ;如果在它两端不加电压,则它的电阻为________Ω.变式训练1 加在导体上的电压增加13,导体中的电流增加0.2 A ,求导体上的电压变为原来的2倍时,通过导体的电流.例2 某导体中的电流随其两端电压的变化图象如图1所示,则下列说法中正确的是( )图1A .该元件是非线性元件,所以不能用欧姆定律计算导体在某状态的电阻B .加5 V 电压时,导体的电阻约是5 ΩC .由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D .由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小 听课记录:变式训练2 电阻R 1和R 2的伏安特性曲线如图2所示,已知R 1=1 Ω,则R 2的阻值为( )图2A .3 ΩB . 3 ΩC .13Ω D .33Ω 【即学即练】1.关于欧姆定律,下列说法错误的是( )A .由I =UR可知,通过电阻的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比B .由U =IR 可知,对于一定的导体,通过它的电流越大,它两端的电压也越大C .由R =UI可知,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D .对于一定的导体,它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变 2.下列说法正确的是( )A .通过导体的电流越大,则导体的电阻越小B .当加在导体两端的电压变化时,导体中的电流也发生变化,但是电压和电流的比值对这段导体来说等于恒量C .只有金属导体的伏安特性曲线才是直线D .欧姆定律也适用于非线性元件 3.欧姆定律适用于( )A .金属导电B .电解液导电C .气体导电D .任何物质导电4.有四个金属导体,它们的U -I 图象如图3所示,电阻最大的导体是( )图3A .aB .bC .cD .d参考答案课前自主学习一、1.(1)电压U 电流I (3)欧姆 106 103(5)阻碍 2.(1)电压U 电阻R (3)电解质溶液二、1.电流I 电压U 2.原点的直线 3.不成 核心知识探究 一、[问题情境]1.不要认为R =U I 是I =UR的公式变形,单从数学上讲可以这样认为,但在物理学中两式描述的物理意义是不相同的,是对两个物理事件不同的叙述. 2.不是 [要点提炼]1.电压U 电阻R2.适用 气态导体 半导体元件 二、[问题情境]1.伏安特性曲线不是过原点的直线,即电流与电压不成正比的电学元件. 2.不一定[要点提炼] 1.电流 电压 2.白炽灯 解题方法探究例1 1 500 1.33 1 500解析 导体中的电流随电压的变化而变化,但对于一确定的电阻而言,其电阻不随电压的变化而变化,也与导体中有无电流无关.由欧姆定律I =U R 得:R =U I =32×10-3 Ω=1500 Ω当U =2 V 时,I =U R =21 500A ≈1.33×10-3A =1.33 mA .变式训练1 1.2 A例2 BD [非线性元件欧姆定律不一定不适用,例如金属导体的电阻随温度的变化而变化,但可以用欧姆定律计算各状态的电阻值,A 错误.当U =5 V 时,I =1.0 A ,R =UI=5Ω,B 选项正确.由图线可知,随着电压的增大,各点到坐标原点连线的斜率越来越小,电阻越来越大,反之,随着电压的减小,电阻不断减小,C 错误,D 正确.]变式训练2 A [过U 轴上任一不为零的点U 0作平行于I 轴的直线,交R 1、R 2的伏安特性曲线分别于I 1、I 2,表明在电阻R 1、R 2的两端加上相同电压U 0时,流过R 1、R 2的电流不同,如图所示.由欧姆定律R =U I 和数学知识可得:R 1R 2=U 0I 1U 0I 2=cot 60°cot 30°=13又R 1=1 Ω,故R 2=3 Ω] 即学即练1.C [导体的电阻是由导体自身的性质决定的,与电压、电流的大小无关.]2.BD [通过导体的电流越大,不能说明导体的电阻越小,由公式R =UI知,还与电压有关,选项A 错误;电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,与是否通电无关,与电流和电压的大小无关,故选项B 正确;线性元件的伏安特性曲线都是直线,选项C 错误;欧姆定律也适用于非线性元件,如小灯泡,故选项D 正确.]3.AB [欧姆定律适用于线性元件,金属导电、电解液导电都是适用的.] 4.D [U -I 图象中图线的斜率越大,电阻越大.]。
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《欧姆定律》导学案
一、学习目标:
1.知道电流的形成原因和电流的基本计算。
2.理解欧姆定律和电阻,记住欧姆定律的公式。
3.能运用欧姆定律进行简单的计算。
4.能描绘和应用伏安特性曲线。
5.掌握解简单电学计算题的一般步骤和方法.
二、学习重点:
电流、欧姆定律及其应用和伏安特性曲线。
三、学习难点:
正确理解欧姆定律、伏安特性曲线。
四、知识导学:
1.电阻:表征导体对电流阻碍作用的物理量。
符号常用R表示,电阻的单位:欧姆,简称欧,符号是Ω,1Ω=1V/A,常用单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ),1MΩ=103kΩ=106Ω。
2.欧姆定律的内容:导体中的电流I 跟导体________________,跟导体中的_____________。
公式表示:I=______。
欧姆定律的适用范围:金属导电和电解液导电,对气体导电不适用。
3.导体的伏安特性曲线:导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线,叫做导体的伏安特性曲线,如图12-3-1所示。
图线斜率的物理意义:斜率的倒数表示电阻,即tanα=I/U=1/R
4.测量小灯泡伏安特性曲线的电路选择:
由于小灯泡的电阻较小,为减小误差,可采用安培表外接法,教师要引导学生讨论,选安培表外接法还是内接法?为什么选外接法?让学生学到的知识、方法在新情景中运用,提高学生运用知识解决问题的能力。
滑动变阻器如果采用限流接法,电阻R串联在电路中,即使把R的值调到最大,电路中还有一定的电流,因此实验绘出的伏安特性曲线缺少坐标原点附近的数据。
若要求小灯泡的电压变化范围较大(从零开始逐渐增大到接近额定电压),则滑动变阻器可采用分压接法。
滑动变阻器采用分压接法的实验电路图如图12—3—2所示。
5.实验电路的连接:
这是学生进入高中第一次做恒定电流实验,在连接电路上要给予学生适当的帮助。
接线顺序为“先串后并”。
电表量程选择的原则是:使测量值不超过量程的情况下,指针尽量偏转至3/4量程处。
电路接好后合上电键前要检查滑动变阻器滑动触点的位置,使开始实验时,小灯泡两端的电压为最小。
五、范例精析
例1.电路中有一段导体,给它加上3V的电压时,通过它的电流为2mA,可知这段导体的电阻为______Ω;如果给它加上2V的电压,则通过它的电流为______ mA;如果在它两端不加电压,它的电阻为
______Ω。
解析:导体中的电流随电压的变化而变化,但对于一确定的电阻而言,其电阻不随电压的变化而变化,也与导体中有无电流无关。
由欧姆定律I=U/R得:R=U/I=3/(2×10-3)=1500(Ω)。
导体的电阻不随所加的电压变化而变化,并与是否通电无关,所以当U=2V时,
I=U/R=3/1500=1.33×10-3(A)=1.33A。
在不加电压时,电阻仍为1500Ω。
拓展:对于欧姆定律I=U/R我们可以说:电流与电压成正比,与电阻成反比;但根据欧姆定律的公式变形R=U/I,我们就不能说:电阻与电压成正比,与电流成反比。
因为电阻是描述导体阻碍电流本领大小的物理量,与导体中有无电流无关。
至于电阻的大小与哪些因素有关,通过今后的学习,我们可以知道是由导体的本身以及温度来决定。
另外,在掌握物理学公式时,不能仅仅从数学角度去理解,还要注意理解一些物理量本身的、物理学的内在含义。
例2: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
C.由R=U/I可知,I一定时,导体的电阻R与U成正比,U与I成
反比
D.对给定的电阻,比值U/I是一个定值,反映导体本身的一种性质答案:D
例3.两电阻R1、R2的I-U图线如图12-3-3所示,由图可知两电阻的大小之比R1:R2=______。
当通过两个电阻的电流相等时,两个电阻两端的电压之比U1:U2=______。
当加在两个电阻上的电压相等时,通过它们的电流之比I1:I2=______。
解析:由于电阻R=U/I=1/tanθ,所以在I-U图线中,两个电阻的比值即等于图线与水平轴夹角正切值的倒数之比,知道了电阻之比,再根据欧姆定律即可求出电流相同时的电压之比和电压相同时的电流之比。
在I-U图线中,两个电阻的比值等于图线与水平轴夹角的正切值的倒数之比,所以有R1:R2=tan300:tan600=1:3根据欧姆定律可知,当通过两个电阻的电流相等时,两个电阻两端的电压与它们的电阻成正比,所以有:U1:U2=R1:R2=1:3,同样根据欧姆定律可知,当加在两个电阻上的电压相等时,通过它们的电流与电阻成反比,所以有:I1:I2=R2:R1=3:1
拓展:用图象反映物理规律,是物理学中常用的方法,也是考察的重点之一。
本题要求学生理解I-U图象的物理含义,知道I-U图象不仅能反映电流随电压变化的关系,还要能知道,其斜率的倒数即为该导体的电阻。
在观察物理函数图象时一定要注意坐标,不能凭记忆来回答。
如果图象是U-I图象,其图线的斜率就等于导体的电阻。
如图12-3-4所示是表示两个导体的伏安特性曲线,导体1和导体2的电阻那个大?
[答案]:R1>R2
六、巩固训练
1.欧姆定律适用于 ( BC )
A.电动机电路
B.金属导体导电
C.电解液导电
D.所有电器元件
2.根据欧姆定律I=U/R,下列哪种说法是正确的( CD )
A.通过导体的电流越大,这段导体的电阻就越小
B.导体两端的电压越大,这段导体的电阻就越大
C.通过导体的电流与电压成正比,与电阻成反比
D.导体两端的电压越大,这段导体中电流就越大
3.如图12—3—5所示,a、b两直线分别是用电器A和B的伏安特性曲线,则下列说法正确的是( AC )
A.通过用电器的电流与用电器两端的电压成正比
B.用电器中的电流、两端的电压和用电器的电阻不符合欧姆定律
C.用电器A的电阻值比B大
D.用电器A的电阻值比B小
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I A和I B的关系是( D )A.I A=2I B B.I A=I B
C.I A=I B/2
D.I A=I B/4
5.小灯泡的伏安特性曲线如图12—3—6中的AB段(曲线)所示,由图可知,灯丝的电阻因温度的影响改变了________Ω. 答案:10
6.如果人体的最小电阻是800Ω,已知通过人体的电流为50mA时,就会引起呼吸器官麻痹,不能自主摆脱电源,试求安全电压。
答案:小于40V
7.标有“6.3V 0.3A”的小灯泡,其电阻为多少?若将此灯泡接到4.2V的电源上时,通过灯泡的电流强度为多少?
答案:21Ω 0.2A
8.普通电话用的是炭精话筒,里面碳粒的电阻能在45Ω~55Ω的范围里变化,当加上6V的电压时,电路中的电流变化范围是多少?
答案:0.11A~0.133A
9.一个电阻器,当它两端的电压增加0.2V时,通过电阻器的电流增加2mA,则该电阻器的阻值是多少?
答案:100Ω
10.为研究小灯泡的伏安曲线的特性,选用小灯泡额定值为“3.0V,0.4 A”,实验中有仪器:安培表、伏特表、电键、导线若干外;还需要 ________、__________。
(1)根据所学的知识,通过查资料、与同学讨论思考后回答下列问题: 实验中用两电表测量小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流时,电路怎样连接才能使测得灯
泡的电阻误差较小?为什么?
(2)为使加在小灯泡的电压从零开始,能在较大的
范围调节,滑动变阻器应采用怎样连接?在方框内
画出相关的电路图。
(3)请根据你画的电路图,把图12—3—7中的实验器材连成符合要求的实验电路。
(4)为使读数误差尽可能小,电压表的量程应选用________档,电流表的量程应选用_______档,为保证实验安全,测量范围不能超过_______V 和_____A ,开始做实验闭合S 前,应把P 移到________端。
(5)若实验中测得某一小灯泡的电流强度和电压之值如下表,请在图12—3—8中画出U-I 图线,该小灯泡的电阻有何特征?并从中分析其
(1)安培表量程选择0∽0.6A,伏特表量程选0∽3V,安培表采用外接法。
(2)采用分压电路,电路图如图所示。
(3)实物图如下图所示。
(4)0∽3V,0∽0.6A,3V 0.4A D
(5)图略,灯丝电阻随两端电压的增大而增大。