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第二章 恒定電流 3歐姆定律 課前預(yù)習(xí) 電阻 電壓 電流 歐姆 106 1000 4 標(biāo)量電阻只有大小 沒有方向 5 物理意義反映導(dǎo)體對電流 作用的物理量 是導(dǎo)體本身的特性 阻礙 1 表述導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成 跟導(dǎo)體的電阻成 2 表達(dá)式 3 適用范圍歐姆定律對金屬導(dǎo)體和 溶液導(dǎo)電適用 但對 和半導(dǎo)體元件并不適用 歐姆定律 正比 反比 電解質(zhì) 氣體導(dǎo)電 1 伏安特性曲線 1 概念 用縱坐標(biāo)表示 橫坐標(biāo)表示 的I U圖象 2 形狀 過原點(diǎn)的直線 對應(yīng)元件叫 元件 過原點(diǎn)的曲線 對應(yīng)元件叫 元件 3 意義 能形象直觀的反映出 的變化規(guī)律 導(dǎo)體的伏安特性曲線 電流I 電壓U 線性 非線性 導(dǎo)體電阻 2 測繪小燈泡的伏安特性曲線 1 實(shí)驗(yàn)器材 小燈泡 電流表 學(xué)生電源 或電池組 開關(guān) 導(dǎo)線 坐標(biāo)紙 鉛筆等 2 實(shí)驗(yàn)電路如圖所示 電壓表 滑動變阻器 3 實(shí)驗(yàn)操作 按如圖所示連接好電路 開關(guān)閉合前 將變阻器滑片滑至R的 端 閉合開關(guān) 右移滑片到不同位置 并分別記下 的示數(shù) 依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出小燈泡的 圖線 最左 電壓表 電流表 I U A 想一想 人體通過50mA的電流 就會引起呼吸麻痹 如果人體的最小電阻為800 求人體安全工作電壓 根據(jù)以上數(shù)據(jù)說明 為什么人體觸到電壓220V電線時會發(fā)生危險 而接觸到干電池時卻沒有感覺 解析 人體的安全電壓為U IR 50 10 3 800V 40V 當(dāng)人體接觸220V電線時 其電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人體安全電壓 通過人體的電流也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過50mA 所以會發(fā)生危險 而干電池僅幾伏的電動勢 通過人體的電流遠(yuǎn)小于50mA 故沒有感覺 課內(nèi)探究 如圖是某燈泡的銘牌標(biāo)識 看圖思考 該燈泡正常發(fā)光時的電壓 電流 電阻分別是多少 探究一對歐姆定律的理解 1 C 解析 根據(jù)歐姆定律可知 A正確 由U IR 對一定的導(dǎo)體 電流與電壓成正比 所以通過它的電流強(qiáng)度越大 它兩端的電壓也越大 所以B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 所以C錯誤 對一定的導(dǎo)體 它兩端的電壓與通過它的電流強(qiáng)度的比值保持不變 即為電阻的大小 所以D正確 本題選錯誤的 故選C A 從表中可看出干燥時的電阻是潮濕時的電阻的40 80倍B 對表中對應(yīng)人體部位加220V電壓后 若對人的安全電流是22mA以下 只有出汗或潮濕時是十分危險的C 對表中對應(yīng)人體部位加220V電壓后 若對人的安全電流是22mA以下 上述幾項(xiàng)都十分危險D 從表中可看出干燥時對表中對應(yīng)人體部位加220V電壓后的電流值最大是1 1A答案 AB解析 計(jì)算可知A正確 對人體加220V電壓后 干燥時電流分別為1 1mA 0 73mA 0 275mA 潮濕時電流分別為44mA 27 5mA 22mA 潮濕時各種情況均有危險 所以B正確 C D錯誤 管道煤氣的用戶家中都有一個漏氣報警器 報警器中有一個對煤氣敏感的電阻元件 小明同學(xué)突然想到一個問題 該元件是線性元件還是非線性元件呢 為此他從一個廢棄的報警器中拆下該元件接入電路中 測得其電流 電壓值如下表所示 請猜想該元件是哪類元件 探究二對導(dǎo)體的伏安特性曲線的理解 2 提示 該元件是非線性元件解析 可以根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn) 由圖象看特點(diǎn) 若I U圖線是過原點(diǎn)的直線則表示 敏感 元件是線性的 若I U圖線是過原點(diǎn)的曲線則表示 敏感 元件是非線性的 I U圖線如圖所示 由此可見 敏感 元件是非線性元件 1 線性元件的U I圖象與I U圖象的比較 2 線性元件與非線性元件 1 線性元件 歐姆定律適用的元件 例如 金屬 電解質(zhì)溶液 其伏安特性曲線是直線 2 非線性元件 歐姆定律不適用的元件 例如 日光燈 霓虹燈 其伏安特性曲線是曲線 3 1 3 1 1 3 解題指導(dǎo) 首先利用I U圖象求出R1和R2 再利用歐姆定律求出電壓之比和電流之比 C 在測繪小燈泡的伏安特性曲線時 需要多測幾組數(shù)據(jù) 這樣對小燈泡兩端的電壓范圍有什么要求 提示 0 U額 探究三實(shí)驗(yàn) 測繪小燈泡的伏安特性曲線 3 1 實(shí)驗(yàn)電路的確定 1 電流表的內(nèi) 外接 由于小燈泡的電阻較小 為減小誤差 采用電流表外接法 2 滑動變阻器的接法 描繪小燈泡的伏安特性曲線 需要從坐標(biāo)原點(diǎn)開始的連續(xù)變化的電壓 因此滑動變阻器要采用分壓式連接 實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示 2 實(shí)驗(yàn)過程的三個方面 特別提醒 1 調(diào)節(jié)電壓時不要超過小燈泡的額定電壓 2 坐標(biāo)系標(biāo)度要合理選取 盡量使描出的圖象占據(jù)坐標(biāo)紙的大部分 3 小燈泡電壓 電流變大時 電阻變大 伏安特性圖線是曲線 連線時要用平滑的曲線 不能連成折線 2 完成下列實(shí)驗(yàn)步驟 閉合開關(guān)前 調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片 滑片應(yīng)停留在滑動變阻器的最 選填 左 或 右 端 閉合開關(guān)后 逐漸移動滑動變阻器的滑片 增加小燈泡兩端的電壓 記錄電流表和電壓表的多組讀數(shù) 直至電壓達(dá)到額定電壓 記錄如下8組U和I的數(shù)據(jù) 斷開開關(guān) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖丙方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線 左 3 數(shù)據(jù)分析 從圖線上可以看出 當(dāng)電壓逐漸增大時 燈絲電阻的變化情況是 圖線表明導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而 小燈泡正常工作時的電阻約為 保留到小數(shù)點(diǎn)后一位 先不變 后逐漸增大 增大 14 6 解析 1 與實(shí)物電路相應(yīng)的電路圖如圖1所示 2 為保護(hù)電路安全 開關(guān)閉合之前 圖甲中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于最左端 根據(jù)U I的數(shù)據(jù) 在坐標(biāo)紙上找出對應(yīng)的點(diǎn) 連成平滑曲線 即I U圖線 如圖2所示 3 在I U圖線中 任一點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線斜率的倒數(shù)即這一狀態(tài)的電阻值 即R U I 從圖線可以看出當(dāng)U1 40V時 斜率越來越小 其倒數(shù)越來越大 即燈絲電阻隨電壓增加而變大 或者說隨溫度升高而變大 答案 1 圖見解析 2 圖見解析 對點(diǎn)訓(xùn)練3 如圖甲所示 為某同學(xué)測繪額定電壓為2 5V的小燈泡的伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)電路圖 1 根據(jù)圖甲所示電路圖 用筆畫線代替導(dǎo)體 將圖乙中的實(shí)物圖連接完整 2 開關(guān)S閉合之前 圖甲中滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于 端 選填 A B 或 AB中間 答案 1 如圖解析 2 電鍵閉合前 將滑動變阻器滑動到A端 使測量電路處于短路狀態(tài) 起到保護(hù)作用 A 素養(yǎng)提升 利用歐姆定律解題的三種方法