物理选修33 欧姆定律学案设计

这是一份物理选修33 欧姆定律学案设计，共5页。学案主要包含了欧姆定律，导体的伏安特性曲线，欧姆定律的应用，伏安特性曲线的测量等内容，欢迎下载使用。

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＝eq \f(U,I). (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(kΩ)和兆欧(MΩ)． 1 MΩ＝________ Ω，1 kΩ＝________ 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： (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).
知识探究
要点一： 欧姆定律的理解
1．公式R＝eq \f(U,I)和I＝eq \f(U,R)的对比
2.“同体性”和“同时性”
在应用公式I＝eq \f(U,R) 解题时，要注意欧姆定律的“同体性”和“同时性”．所谓“同体性”是指I、
.1.
总结反思
U、R三个物理量必须对应于同一段电路，不能将不同段电路的I、U、R值代入公式计算．所谓“同时性”指U和I必须是导体上同时刻的电压和电流值，否则不能代入公式计算．
要点二： 伏安特性曲线
1．伏安特性曲线中直线的物理意义
伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，能直观地反映出导体中电流与电压成正比，如图所示，其斜率等于电阻的倒数，即tan α＝eq \f(I,U)＝eq \f(1,R).所以直线的斜率越大，表示电阻越小．
2．二极管的伏安特性曲线
伏安特性曲线不是直线，即电流与电压不成正比(如图2－3－4)是二极管的伏安特性曲线，二极管具有单向导电性．加正向电压时，二极管的电阻较小，通过二极管的电流较大；加反向电压时，二极管的电阻较大，通过二极管的电流很小．
二极管由半导体材料制成，其电阻率随温度的升高而减小，故其伏安特性曲线不是直线．
(1)由图看出随着电压的增大，图线的斜率在增大，表示其电阻随电压的升高而减小，即二极管的伏安特性曲线不是直线，这种元件称为非线性元件．
(2)气体导电的伏安特性曲线是非线性的．气体导电和二极管导电，欧姆定律都不适用．
要点三：伏安法测电阻的两种方法怎样对比？
1.内接法和外接法的电路图分别如图右所示．
两种电路对比分析：接法特点、误差情况、选择条件等
2．如何从两种接法中选择电路？
伏安法测电阻时两种接法的选择方法
为减小伏安法测电阻的系统误差，应对电流表外接法和内接法作出选择，其方法是：
(1)阻值比较法：先将待测电阻的粗略值和电压表、电流表的内阻进行比较，若Rx≪RV，宜采用电流表外接法；若Rx≫RA，宜采用电流表内接法．
(2)临界值计算法：当内外接法相对误差相等时，有eq \f(RA,Rx)＝eq \f(Rx,RV)，所以Rx＝eq \r(RARV)为临界值．当Rx>eq \r(RARV)(即Rx为大电阻)时用内接法；当RxRx＝eq \r(RARV) ，内、外接法均可．
(3)实验试触法：按图2－3－6接好电路，让电压表一根接线P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化(电流表的分压作用明显)，而电流表的示数变化不大(电压表分流作用不大)，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法．
典例剖析
题型一、公式R＝eq \f(U,I)和I＝eq \f(U,R)的对比
【例1】 下列判断正确的是( )
A．由R＝eq \f(U,I)知，导体两端的电压越大，电阻就越大
B．由R＝eq \f(U,I)知，导体中的电流越大，电阻就越小
C．由I＝eq \f(U,R)知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比
D．由I＝eq \f(U,R)可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
.2.
题型二、导体的伏安特性曲线
【例2】 如图所示的图象所对应的两个导体的伏安特性曲线．由图回答： (1)电阻之比R1∶R2为______．
(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2为________．
(3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比为______．
题型三、欧姆定律的应用
【例3】电阻R与两个完全相同的晶体二极管D1和D2连接成如图所示的电路，a、b端的电势差Uab＝10 V时，流经a点的电流为0.01 A；当电势差Uab＝－0.2 V时，流经a点的电流仍为0.01 A．二极管具有单向导电性，单向导通时有电阻，当通过反向电流时，电阻可以认为是无穷大，则电阻R的阻值为__________，二极管导通时的电阻为________．
题型四、伏安特性曲线的测量
【例4】用下列器材组成描绘电阻R0伏安特性曲线的电路，请将实物图2连线成为实验电路．
微安表μA(量程200 μA，内阻约200 Ω)；
电压表V(量程3 V，内阻约10 kΩ)
电阻R0(阻值约20 kΩ)；
滑动变阻器R(最大阻值50 Ω，额定电流1 A)；
电池组E(电动势3 V，内阻不计)；
开关S及导线若干． 图2
拓展探究：小灯泡的伏安特性曲线如图3所示(只画出了AB段)，由图可知，当灯泡电压由3 V变为6 V时，其灯丝电阻改变了________ Ω.
课堂达标
1.两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图4所示，可知两电阻的大小之比R1∶R2等于( )
A．1∶3 B．3∶1
C．1∶eq \r(3) D.eq \r(3)∶1
2.用伏安法测未知电阻Rx时，若不知道
Rx的大概值，为了选择正确的电路接法以减小 图4 图3
误差，可将电路如图2－3－9所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，那么( )
A．若电流表示数有显著变化，S应接a
B．若电流表示数有显著变化，S应接b
C．若电压表示数有显著变化，S应接a
D．若电压表示数有显著变化，S应接b
3．下列判断正确的是( )
A．导体两端的电压越大，导体的电阻越大
B．若不计温度影响，在导体两端的电压与通过的电流之比是一个常数
C．电流经过电阻时，沿电流方向电势要降低
D．电解液短时间内导电的U—I线是一条直线
4．若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？
课后达标
阅读以下材料．回答1～3题．
在研究长度为l、横截面积为S的均匀导体中电流的流动时，在导体两端加上电压U，于是导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子受匀强电场作用而加速，和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复碰撞边向前移动．可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，其大小可以表示成kv(k是恒量)．
1．静电力和碰撞的阻力相平衡时，导体中的电子的速率v成为一定值．这一定值是( )
.3.
总结反思
A.eq \f(ekU,l) B.eq \f(eU,kl) C.eq \f(elU,k) D．elkU
2．设单位体积的自由电子数为n，自由电子在导体中以一定速率v运动时，该导体中所流过的电流是( )
A.eq \f(env,l) B.eq \f(enlv,S) C．envS D．enlv
3．该导体的电阻是( ) A.eq \f(kl,e2nS) B. eq \f(kS,e2nl) C.eq \f(kS,enl) D.eq \f(k,enlS)
4.如图4所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知错误的是( )
A．导体的电阻是25 Ω B．导体的电阻是0.04 Ω
C．当导体两端的电压是10 V时，通过导体的电流是0.4 A
D．当通过导体的电流是0.1 A时，导体两端的电压是2.5 V
5．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图5甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是( )
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
6．某导体中的电流随其两端的电压变化，如图6实线所示，则下列说法中正确的是( )
A．加5 V电压时，导体的电阻是5 Ω
B．加12 V电压时，导体的电阻是8 Ω
C．由图可知，随着电压增大，导体的电阻不断减小
D．由图可知，随着电压减小，导体的电阻不断减小
7．某同学学习了线性元件和非线性元件的知识之后，他突然想到一个问题，若把一个线性元件和非线性元件串联起来作为一个“大”元件使用，这个“大”元件是线性还是非线性，为此，他把这个“大”元件接入电路中，测得其电流和电压值如下表所示，请猜想“大”元件是哪类元件？
8．一金属导体，两端加上U1＝10 V的电压时电流I1＝0.5 A，两端加上U2＝30 V的电压时导体中电流I2多大？若导体两端不加电压，则导体的电阻多大？
9．贝贝同学在做测量小灯泡功率的实验中，得到如下一组U和I的数据，数据如下表：
R＝eq \f(U,I)
I＝eq \f(U,R)
电阻的定义式，适用于所有导体
欧姆定律表达式，适用于金属、电解质溶液导电
不能说R∝U，R∝，R由导体本身性质(材料、长短、粗细)决定，与U、I大小无关
可以说I∝U、I∝，I的大小由U、R共同决定
测量了U，测量了I，便可确定R，为我们提供了测量电阻的一种方法
知道了U、R，便可确定I，为我们提供了除
I＝eq \f(q,t)之外的一种计算电流的方法
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
U/V
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
2.00
I/A
0.12
0.21
0.29
0.34
0.38
0.42
0.45
0.47
0.50
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
U/V
0.20
0.60
1.00
1.40
1.80
2.20
2.60
3.00
I/A
0.020
0.060
0.100
0.140
0.170
0.190
0.200
0.205
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