《2017-2018學年高中物理 第二章 恒定電流 第3講 歐姆定律學案 新人教版選修3-1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2017-2018學年高中物理 第二章 恒定電流 第3講 歐姆定律學案 新人教版選修3-1(10頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、歐姆定律目標定位1.通過探究電壓和電流的關(guān)系,體會利用IU圖象處理、分析實驗數(shù)據(jù).2.理解電阻的定義和歐姆定律.3.知道什么是線性元件和非線性元件一、歐姆定律1電阻:(1)導(dǎo)體對電流的阻礙作用,叫做導(dǎo)體的電阻(2)定義式:R.(3)電阻的單位:歐姆,簡稱歐,符號是.常用的電阻單位還有千歐(k)和兆歐(M)換算關(guān)系:1k103,1M106.2歐姆定律:(1)導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比,跟導(dǎo)體的電阻R成反比(2)公式:I.(3)適用條件:適用于金屬和電解質(zhì)溶液導(dǎo)電,不適于氣體和半導(dǎo)體深度思考導(dǎo)體兩端的電壓為零時,導(dǎo)體的電阻也為零嗎?導(dǎo)體兩端的電壓增大時,電阻也會增大嗎?答案電阻是導(dǎo)體本身
2、的固有屬性,利用電壓和電流計算電阻只是一種比值定義法,電壓為零時,導(dǎo)體的電阻不為零;同理,電壓增大時,電阻不變例1對于歐姆定律的理解,下列說法中正確的是()A由I,通過電阻的電流跟它兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比B由UIR,對一定的導(dǎo)體,通過它的電流越大,它兩端的電壓也越大C由R,導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比,跟通過它的電流成反比D對一定的導(dǎo)體,它兩端的電壓與通過它的電流的比值保持不變解析根據(jù)歐姆定律可知,通過電阻的電流跟它兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比,A正確;對一定的導(dǎo)體,它兩端的電壓與通過它的電流的比值保持不變,即電阻不變,電流與電壓成正比,通過它的電流越大,它兩端的電壓也越大
3、,B、D正確;導(dǎo)體的電阻與電壓的大小無關(guān),是由導(dǎo)體本身決定的,C錯誤故選A、B、D.答案ABD(1)R是電阻的定義式,適用于任何電阻的計算,給出了量度電阻大小的一種方法而導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定,與外加的電壓和通過的電流大小無關(guān)(2)使用I、R計算時要注意I、U、R三個量必須是對應(yīng)同一導(dǎo)體在同種情況下的物理量針對訓(xùn)練電路中有一段導(dǎo)體,如果給它加上3V的電壓,通過它的電流為2mA,可知這段導(dǎo)體的電阻為_;如果不給它加電壓,它的電阻為_.答案1.51031.5103解析電流I2mA2103A,故導(dǎo)體的電阻R1.5103.導(dǎo)體的電阻由自身決定,不加電壓時,其電阻不變,仍為1.5103.二、導(dǎo)體
4、的伏安特性曲線1伏安特性曲線:在實際應(yīng)用中,常用縱坐標表示電流I、橫坐標表示電壓U,這樣畫出的IU圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線2線性元件:伏安特性曲線是直(選填“直”或“曲”)線的元件例如金屬導(dǎo)體,在溫度沒有明顯變化時,電阻幾乎是不變的(不隨電流、電壓變化),它是線性元件3非線性元件:伏安特性是曲(選填“直”或“曲”)線的元件如氣態(tài)導(dǎo)體(如日光燈管、霓虹燈管中的氣體)、半導(dǎo)體元件等深度思考金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高會增大,它的伏安特性曲線是向上彎曲還是向下彎曲?答案金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而增大,所以它的電阻增大,根據(jù)IU圖象上各點與原點連線的斜率可以反映出電阻的倒數(shù),所以圖線向下彎曲例2如圖1
5、所示的圖象所對應(yīng)的兩個導(dǎo)體:圖1(1)電阻R1R2為多少?(2)若兩個導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時,電壓之比U1U2為多少?(3)若兩個導(dǎo)體中的電壓相等(不為零)時,電流之比I1I2為多少?解析(1)因為在IU圖象中,R,所以R12,R2,所以R1R2231.(2)由歐姆定律得U1I1R1,U2I2R2,由于I1I2,則U1U2R1R231.(3)由歐姆定律得I1,I2,由于U1U2,則I1I2R2R113.答案(1)31(2)31(3)13IU圖象與UI圖象的區(qū)別(1)坐標軸的意義不同:IU圖象中,橫坐標表示電壓U、縱坐標表示電流I;UI圖象中,橫坐標表示電流I,縱坐標表示電壓U.(2)圖線
6、斜率的意義不同IU圖象中,斜率表示電阻的倒數(shù),UI圖象中,斜率表示電阻,如圖2所示,在圖甲中R2R1,圖乙中R2R1.圖2例3如圖3所示為一小燈泡的伏安特性曲線,橫軸和縱軸分別表示電壓U和電流I.圖線上點A的坐標為(U1,I1),過點A的切線與縱軸交點的縱坐標為I2,小燈泡兩端的電壓為U1時,電阻等于()圖3A.B.C.D.解析由電阻的定義式R可知,B正確,其他選項錯誤要特別注意R.答案B若伏安特性為曲線,則IU曲線上各點與原點連線的斜率表示電阻的倒數(shù),曲線上各點切線的斜率無意義.1(對歐姆定律的理解)根據(jù)歐姆定律,下列判斷正確的是()A導(dǎo)體兩端的電壓為零,電阻即為零B導(dǎo)體中的電流越大,電阻就
7、越小C當電壓增大2倍時,電阻增大2倍D由I可知,通過一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比答案D解析導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定,公式R只提供了測定電阻的方法,R與只是在數(shù)值上相等,當我們不給導(dǎo)體兩端加電壓時,導(dǎo)體的電阻仍存在,因此不能說導(dǎo)體的電阻與加在它兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體中的電流成反比,A、B、C錯誤2(對歐姆定律的理解)取阻值分別為R1和R2的電阻,現(xiàn)在兩電阻兩端分別施加電壓U1、U2,已知U1U2,此時流過R1的電流為流過R2的電流的3倍則為()A. B. C. D.答案A解析設(shè)R2兩端的電壓為U,通過R2的電流為I,則R1兩端的電壓為U,通過R1的電流為3I,由歐姆定律知R,所
8、以,A正確3(對伏安特性曲線的認識)(多選)某同學在探究通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的關(guān)系時,將記錄的實驗數(shù)據(jù)通過整理作出了如圖4所示的圖象,根據(jù)圖象,下列說法正確的是()圖4A導(dǎo)體甲的電阻大于導(dǎo)體乙的電阻B在導(dǎo)體乙的兩端加1V的電壓時,通過導(dǎo)體乙的電流為0.1AC當通過導(dǎo)體甲的電流為0.9A時,導(dǎo)體甲兩端的電壓為4VD將導(dǎo)體乙連接到電壓為5V的電源上時,通過導(dǎo)體的電流為0.5A答案BD解析IU圖象的斜率表示電阻的倒數(shù),則R甲 5 ,R乙 10 ,A錯誤;由I,得當導(dǎo)體乙兩端的電壓為1 V時,I1 A0.1 A,選項B正確;乙連接到電壓為5 V的電源上時,I2 A0.5 A,選項D正確;由UIR
9、,得當通過導(dǎo)體甲的電流為0.9 A時,導(dǎo)體甲兩端的電壓UIR甲0.95 V4.5 V,選項C錯誤4(對伏安特性曲線的認識)小燈泡的伏安特性曲線如圖5中的AB段(曲線)所示,由圖可知,燈絲的電阻因溫度的影響改變了()圖5A5B10C1D6答案B解析由電阻的定義式R知,A點電阻RA30;B點的電阻RB40,從而使AB段電阻改變了10,故B正確題組一對歐姆定律的理解1(多選)歐姆定律適用于()A金屬導(dǎo)電B氣體導(dǎo)電C電解質(zhì)溶液導(dǎo)電D所有導(dǎo)電物質(zhì)答案AC解析歐姆定律適用于金屬導(dǎo)電、電解質(zhì)溶液導(dǎo)電,對氣體導(dǎo)電、半導(dǎo)體導(dǎo)電不適用,故A、C正確,B、D錯誤,故選A、C.2(多選)由歐姆定律I導(dǎo)出UIR和R,下
10、列敘述中正確的是()A由R知,導(dǎo)體的電阻由兩端的電壓和通過的電流決定B導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定,跟導(dǎo)體兩端的電壓及流過導(dǎo)體的電流的大小無關(guān)C對于確定的導(dǎo)體,其兩端的電壓和流過它的電流的比值等于它的電阻值D電流相同時,電阻越大,其電壓越大答案BCD3在電阻為4的導(dǎo)體中通以恒定電流,5min內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是45C,這時加在導(dǎo)體兩端的電壓是()A60VB6VC0.6VD3.6V答案C解析通過導(dǎo)體的電流為IA0.15A;根據(jù)歐姆定律得,加在導(dǎo)體兩端的電壓是UIR0.154V0.6V,故選C.4有甲、乙兩導(dǎo)體,甲的電阻是乙的一半,而單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體乙橫截面的電荷量是甲導(dǎo)體中的兩倍,則以
11、下說法中正確的是()A甲、乙兩導(dǎo)體中的電流相同B乙導(dǎo)體中的電流是甲導(dǎo)體中的2倍C甲、乙兩導(dǎo)體兩端的電壓相同D乙導(dǎo)體兩端的電壓是甲的2倍答案B解析由電流的定義式I可知乙導(dǎo)體中的電流是甲的兩倍由I得UIR,因R乙2R甲,可知乙兩端的電壓是甲兩端電壓的4倍,所以A、C、D錯誤5已知用電器A的電阻是用電器B的電阻的2倍,加在A上的電壓是加在B上的電壓的一半,那么通過A和B的電流IA和IB的關(guān)系是()AIA2IBBIACIAIBDIA答案D解析由I得:IAIBUARBUBRA14,即IAIB,應(yīng)選D.題組二對伏安特性曲線的理解6某同學做三種電學元件的導(dǎo)電性實驗,他根據(jù)所測量的數(shù)據(jù)分別繪制了三種元件的IU
12、圖象,如圖1所示,則下述判斷正確的是()圖1A只有乙圖正確B甲、丙圖的曲線肯定是偶然誤差太大C甲、丙不遵從歐姆定律,肯定錯誤D甲、乙、丙三個圖象都可能正確,并不一定有較大誤差答案D解析由于三種電學元件可能是線性的,也可能是非線性的,故其IU圖象可能是直線,也可能是曲線,故D正確7(多選)將阻值為R的電阻接在電壓為U的電源兩端,則描述其電壓U、電阻R及流過R的電流I間的關(guān)系圖象中正確的是()答案CD解析電阻的阻值R不隨U、I的變化而改變,但電壓U與電流I成正比,C、D正確8(多選)如圖2所示,A、B、C為三個通電導(dǎo)體的IU關(guān)系圖象由圖可知()圖2A三個導(dǎo)體的電阻關(guān)系為RARBRCB三個導(dǎo)體的電阻
13、關(guān)系為RARBRCC若在導(dǎo)體B兩端加上10V的電壓,通過導(dǎo)體B的電流是2.5AD若在導(dǎo)體B兩端加上10V的電壓,通過導(dǎo)體B的電流是40A答案BC解析由IU圖象知,電阻最大的應(yīng)該是斜率最小的C,其中導(dǎo)體B的電阻為RB4,所以在導(dǎo)體B兩端加10V電壓時,通過導(dǎo)體B的電流為2.5A.9(多選)某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖3所示,則下列說法中正確的是()圖3A該元件是非線性元件,不能用歐姆定律計算導(dǎo)體在某狀態(tài)下的電阻B加5V電壓時,導(dǎo)體的電阻約是0.2C加12V電壓時,導(dǎo)體的電阻約是8D由圖可知,隨著電壓的增大,導(dǎo)體的電阻不斷增大答案CD解析該元件是非線性元件,但仍能用歐姆定律計算導(dǎo)體在某狀態(tài)
14、下的電阻,故A錯誤;由題圖可知,當加5 V電壓時,通過導(dǎo)體的電流為1.0 A,根據(jù)歐姆定律可得導(dǎo)體此時電阻R5 ,所以B錯誤;同理當加12 V電壓時,電流為1.5 A,電阻等于8 ,所以C正確;由題圖知,隨著電壓的增大,圖象上的點與原點連線的斜率減小,此斜率等于電阻的倒數(shù),則知導(dǎo)體的電阻不斷增大,故D正確10某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化關(guān)系,如圖4所示,則下列說法中正確的是()圖4A加5V電壓時,導(dǎo)體的電阻大于5B加11V電壓時,導(dǎo)體的電阻可能為1.4C由圖可知,隨著電壓的增大,導(dǎo)體的電阻不斷減小D由圖可知,隨著電壓的減小,導(dǎo)體的電阻不斷減小答案D解析對某些電學元件,其伏安特性曲線不是直線
15、,但曲線上某一點的值仍表示該點所對應(yīng)的電阻值本題中給出的導(dǎo)體在加5V電壓時,5,所以此時電阻為5;當電壓增大時,值增大,即電阻增大,綜合判斷可知A、B、C項錯誤11(多選)圖5是某導(dǎo)體的IU圖線,圖線的傾角為45,下列說法正確的是()圖5A通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比B此導(dǎo)體的電阻R2CIU圖線的斜率表示電阻的倒數(shù),所以電阻R1.0D在R兩端加6.0V電壓時,每秒通過電阻橫截面的電荷量是6.0C答案AB解析通過電阻的電流I與其兩端的電壓U成正比,A正確;導(dǎo)體的電阻R2,B正確,C錯誤;在R兩端加6.0V電壓時,電流IA3A,每秒通過電阻橫截面的電荷量是qIt31C3C,故D錯誤故選A、B
16、.題組三綜合應(yīng)用12小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大,加在燈泡兩端的電壓較小時,通過燈泡的電流也較小,燈絲的溫度較低加在燈泡兩端的電壓較大時,通過燈泡的電流也較大,燈絲的溫度較高已知一只燈泡兩端的電壓為1V時,通過燈泡的電流為0.5A,燈泡兩端的電壓為3V時,通過燈泡的電流是1A,則燈泡兩端電壓為2V時,通過燈泡的電流可能是()A0.5AB0.6AC0.8AD1A答案C13加在某導(dǎo)體上的電壓變?yōu)樵瓉淼?倍時,導(dǎo)體中的電流增加了0.9A,如果所加電壓變?yōu)樵瓉淼臅r,導(dǎo)體中的電流變?yōu)槎嗌??答?.225A解析設(shè)導(dǎo)體電阻為R,導(dǎo)體上原來的電壓為U0,通過的電流為I0,則當電壓變?yōu)樵瓉淼?倍時,由歐姆定律得:I0,I00.9由以上兩式解得:0.45A.當電壓為U0時,I0.45A0.225A.10