高中物理第三章 恒定电流第一节 导体的伏安特性曲线一等奖ppt课件

这是一份高中物理第三章 恒定电流第一节 导体的伏安特性曲线一等奖ppt课件，共32页。PPT课件主要包含了复习回顾，定义式，电流是标量，电流的微观表达式，欧姆定律，表达式，变形式，导体的伏安特性曲线，ABD，限流法和分压法等内容，欢迎下载使用。

电流是由电荷定向移动形成的。
自由电荷：金属中的自由电子，电解液中的正、负离子
【思考】在什么条件下，自由电荷才能定向移动？
1、定义：物理学中把通过导体横截面的电量 Q 与所用时间 t 之比称为通过这段导体的电流。
3、单位：安培，简称安，符号是A，1A=1C/s 1A=103mA=106μA
4、电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
【思考】电流是有大小和方向的物理量，电流是矢量吗？
不是。电流的计算不满足平行四边形定则。
直流：导体中电流方向不随时间而改变的电流。
恒定电流：电流的方向和强弱都不随时间改变而改变的电流。
交流电流（交变电流）：方向改变的电流。
如图所示，一段均匀导体长度为L，横截面积为S。设导体中单位体积内所含自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，自由电荷定向移动平均速率为v。试推导处导体中电流I的表达式。
【练1】(单)安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核运动可等效为一环形电流．设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是A．电流大小为ve/2πr，电流方向为顺时针 B．电流大小为ve/r，电流方向为顺时针C．电流大小为ve/2πr，电流方向为逆时针 D．电流大小为ve/r，电流方向为逆时针
【练3】(单)如图所示，电解池内有一价的电解液，t时间内通过溶液内面积为S的截面的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下说法中正确的是A．当n1＝n2时电流强度为零B．当n1＞n2时，电流方向从A→B，电流强度为I＝(n1-n2)e/tC．当n1＜n2时，电流方向从B→A，电流强度为I＝(n2-n1)e/tD．溶液内电流方向从A→B，电流强度为I＝(n1+n2)e/t
1、内容：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
3、电阻的定义：导体两端的电压跟通过的电流之比。
伏安法测电阻：电压表测电压，电流表测电流，再利用电阻表达式计算电阻。
如图所示，用电流表测量通过金属导体a的电流 ，用电压表测量两端的电压U，图中虚线框内是一个能提供可变电压的电路，通过调节滑动变阻器的滑片，可得到金属导体的几组I和U的值。然后，换用金属导体b代替a进行实验，可得到金属导体b的几组I和U的值。记录实验数据，并在同一坐标系中做出I和 U的图像。
（1）改变电阻a两端的电压，每改变一次，读出相应的电压值和电流值，并记录在表格内。
（2）改变电阻b两端的电压，每改变一次，读出相应的电压值和电流值，并记录在表格内。
如图所示的直线a、b的斜率有什么物理意义？哪一条表示的金属导体的电阻较大？
导体的伏安特性曲线：用纵轴表示电流I，横轴表示电压U，画出的I-U图像。
总结：I-U图的斜率表示导体电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，斜率越小，电阻越大。
【思考】U-I图斜率的意义？
（3）将电阻换成小灯泡，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并记录实验数据。
如图所示是某额定电压为3V的小灯泡的伏安特性曲线。
I-U图：图线是直线，表示电流和电压的变化是线性关系。图线是曲线，表示电流和电压的关系是非线性关系。
【思考】非线性元件(电阻改变的元件)电阻怎么确定？
如图所示是某额定电压为3V的小灯泡的伏安特性曲线。当加在小灯泡两端的电压分别是0.2V、0.9V、3V时，求小灯泡钨丝的电阻，并讨论其导电特性。
【思考】如图，小灯泡的I-U图像不是直线，请根据图像分析哪部分曲线斜率大，曲线切线的斜率有什么物理意义？
【注意】I-U图中，导体电阻等于该点与原点连线的斜率的倒数，不等于该点切线斜率的倒数。
曲线切线的斜率没有什么物理意义。
【练4】(多)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1/I2C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1/(I2-I1)D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
【练5】(单)如图所示是电阻R的I­U图像，图中α＝45°，由此得出A．欧姆定律适用于该元件B．电阻R＝0.5 ΩC．因I­U图像的斜率表示电阻的倒数，故R＝1/tanα＝1.0 ΩD．在R两端加上6.0 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是2.0 C
初中学习了滑动变阻器的限流式接法，请对滑动变阻器的分压式接法和限流式接法进行比较，分析两种接法的区别。
为什么在描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中用分压法？用限流法行不行？
以下讨论中，电源电压E不变，忽略电源内阻，滑动变阻器的最大阻值为R0
1.两种电路中，用电器两端电压的变化范围
2.两种电路中，通过用电器的电流变化范围
限流式接法和分压式接法的比较
除分压电路①②③外,一般应用限流电路
①电流与电压从0开始取值②变阻器最大值比R小很多时……
下列三种情况必须选用分压式接法① 要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：描绘小灯泡的伏安特性曲线、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法；② 当用电器的电阻Rx远大于滑动变阻器的最大值R0（用限流法调节时电压、电流变化不明显），且要求测量多组数据时，必须采用分压接法；③ 当用限流式接法时，电路中的最小电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程。
理想电流表：内阻极小，可以忽略它的分压理想电压表：内阻极大，可以忽略它的分流
由于电流表分压引起的。
若RX≫RA时，采用电流表内接法
由于电压表分流引起的。
若RV≫RX时，采用电流表外接法。
1、内接法和外接法、及误差分析
“大内偏大”、“小外偏小”
在具体问题中如何选择内接、外接
【练6】已知电流表的内阻约为0.2Ω，电压表内阻约为4kΩ，若待测电阻分别约为3Ω、30 Ω 、300 Ω ，各应采用何种测量方法。
当Rx2＞RARV时，采用内接法当Rx2＜RARV时，采用外接法当Rx2=RARV时，采用内、外接法均可
①当被测电阻阻值大约值已知，电压表和电流表的阻值大约值也已知时，如何选择？
【练7】如图示，测量同一个电阻Rx，当电压表的一端接触在P点时，U1=6.0V、I1=6mA当电压表接触在M点时，U2=5.9V I2=10mA1、测量时接在哪点所测电阻的误差较小？2、此时测量值为多少？是偏大还是偏小？
②当RX阻值未知时，采用试测法（试触法）判断内接、外接。
总结：根据两表变化来判断哪种接法误差小。 本质还是先判断出被测电阻大小
【练8】如图所示，电流表和电压表的示数分别为10mA和2V，电压表的内阻为1000Ω，则待测电阻Rx的真实值为A、150Ω B、200Ω C、250Ω D、300Ω
③若知道电表的内阻如何求得电阻的真实值？
小结：在内接法中若知电流表的内阻，则在外接法中若知电压表的内阻，则
【思考】如何设计完整的电阻测量电路？
2.限流外接法
1.分压外接法
画出下列四种电路的电路图