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3.歐姆定律,一、歐姆定律 1．電阻 (1)電阻R反映導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，它等于導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)導(dǎo)體的 之比． (2)公式：R＝ . (3)單位：電阻的單位為 、 、 、其關(guān)系為：1 kΩ＝ Ω，1 MΩ＝ Ω.,電流大小,歐姆(Ω),千歐(kΩ),兆歐(MΩ),103,106,2．歐姆定律 (1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成 ，跟導(dǎo)體的電阻R成 ． (2)公式： . (3)適用條件：適用于 導(dǎo)電和 導(dǎo)電，氣態(tài)導(dǎo)體和半導(dǎo)體元件不適用．,正比,反比,金屬,電解質(zhì)溶液,二、導(dǎo)體的伏安特性曲線 1．伏安特性曲線 (1)定義：用橫軸表示電壓U，縱軸表示電流I，畫(huà)出的導(dǎo)體中的電流I隨電壓U的變化圖線，叫導(dǎo)體的 ，如右圖所示． (2)線性元件和非線性元件 ①符合歐姆定律的導(dǎo)體的伏安特性曲線是一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，具有這種伏安特性的電學(xué)元件叫 ． ②伏安特性曲線不是直線的電學(xué)元件叫 元件.,伏安特性曲線,線性元件,非線性,1．對(duì)導(dǎo)體的伏安特性曲線的理解 (1)I－U圖線不同于U－I圖線．I－U圖線為導(dǎo)體的伏安特性曲線，表示電流I隨電壓U的變化規(guī)律，橫軸表示U為自變量，縱軸表示I為因變量． (2)對(duì)I－U圖象或U－I圖象進(jìn)行分析比較時(shí)，要先仔細(xì)辨認(rèn)縱軸與橫軸各代表什么，以及由此對(duì)應(yīng)的圖象上任意一點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率的具體意義，如下圖甲中，R2＜R1；而在圖乙中R2＞R1.,如右圖所示的圖線是兩個(gè)導(dǎo)體A和B的伏安特性曲線，則它們的電阻之比為RA∶RB＝________；若兩個(gè)導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時(shí)，它們兩端的電壓之比為UA∶UB＝________；若兩個(gè)導(dǎo)體兩端的電壓相等(不為零)時(shí)，通過(guò)它們的電流之比為IA∶IB＝________.,答案： 1∶3 1∶3 3∶1,2．如何用電壓表、電流表測(cè)電阻？ (1)伏安法測(cè)電阻的兩種電路形式如下圖所示．,(2)兩種電路對(duì)比分析如下：,(商洛高二檢測(cè))有一個(gè)未知電阻R，用下圖中(a)和(b)兩種電路分別對(duì)它進(jìn)行測(cè)量，用圖(a)電路測(cè)量時(shí)，兩表讀數(shù)分別為6 V、6 mA，用圖(b)電路測(cè)量時(shí)，兩表讀數(shù)分別為5.9 V、10 mA，則用________圖所示電路測(cè)該電阻的阻值誤差較小，測(cè)量值Rx＝________，測(cè)量值比真實(shí)值偏________(選填“大”或“小”)．(電流表內(nèi)阻很小，約為0.1 Ω，電壓表內(nèi)阻很大，約為3 000 Ω以上)．,答案： (a) 1 kΩ 大,3．測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線 (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?描繪小燈泡的伏安特性曲線，并分析曲線的變化規(guī)律． (2)實(shí)驗(yàn)原理 用電流表測(cè)出流過(guò)小燈泡的電流，用電壓表測(cè)出小燈泡兩端的電壓，測(cè)出多組(U，I)值，在U－I坐標(biāo)系中描出各對(duì)應(yīng)點(diǎn)，用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來(lái)．就得到小燈泡的伏安特性曲線．,(3)實(shí)驗(yàn)器材 小燈泡(3.8 V,0.3 A)或(9 V,0.7 A)一個(gè)，電壓表(0～3 V～15 V)，電流表(0～0.6 A～3 A)各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器(20 Ω)一個(gè)，學(xué)生低壓直流電源(或電池組)、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干、坐標(biāo)紙、鉛筆． (4)實(shí)驗(yàn)步驟 ①按下圖連接好實(shí)驗(yàn)電路．,②把滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)節(jié)到a端，電路經(jīng)檢查無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)S. ③改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù)I和U，記入記錄表格內(nèi)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S. ④在坐標(biāo)紙上建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，縱軸表示電流I，橫軸表示電壓U，用平滑曲線將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來(lái)，便得到伏安特性曲線． ⑤拆去實(shí)驗(yàn)線路，整理好實(shí)驗(yàn)器材．,④在坐標(biāo)紙上建立坐標(biāo)系時(shí)，橫、縱坐標(biāo)所取的分度比例要適當(dāng)，盡量使測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖線占滿坐標(biāo)紙．連線時(shí)一定要用平滑的曲線，不能畫(huà)成折線．,現(xiàn)要測(cè)定一個(gè)額定電壓為4 V、電阻約為10 Ω(設(shè)電阻不變)的小燈泡的伏安特性曲線．要求所測(cè)電壓范圍為0.1 V～4 V. 現(xiàn)有器材：直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4.5 V，內(nèi)阻不計(jì))，電壓表V(量程4.5 V，內(nèi)阻約為4×102 Ω)，電流表A1(量程250 mA，內(nèi)阻約為2 Ω)，電流表A2(量程500 mA，內(nèi)阻約為1 Ω)，滑動(dòng)變阻器R(最大阻值約為30 Ω)，開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干．,如果既要滿足測(cè)量要求，又要測(cè)量誤差較小，應(yīng)該選用的電流表是________，上圖所示的甲、乙兩個(gè)電路應(yīng)該選用的是________． 答案： A2 圖甲,4．滑動(dòng)變阻器的兩種連接方法 (1)滑動(dòng)變阻器的限流接法,(2)滑動(dòng)變阻器的分壓接法 電路如圖所示，其中滑動(dòng)變阻器的作用是用來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載R上的電壓，由電路分析可知，連接方式為AP間的電阻與R并聯(lián)，然后與PB間的電阻串聯(lián)，因此當(dāng)滑動(dòng)觸頭由A向B滑動(dòng)時(shí)，加在R上的電壓漸漸增大，所以，在實(shí)際電路中，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將P移到A端，此時(shí)R兩端的電壓為零．設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，則負(fù)載R兩端的電壓變化范圍為0～E.,(3)兩種接法的比較 ①限流接法起降壓限流作用；分壓接法起分壓、分流作用． ②用限流接法時(shí)，負(fù)載電壓、電流調(diào)節(jié)范圍比分壓電路小，在同樣的負(fù)載電壓下，電路消耗功率比分壓電路小．,(4)兩種電路的選擇原則 ①要求回路中的某部分電路的電壓從零開(kāi)始連續(xù)變化，必須選擇分壓接法． ②若采用限流接法，題目所提供的實(shí)驗(yàn)儀器，電表量程或電阻的最大允許電流不夠，則選擇分壓接法． ③滑動(dòng)變阻器的電阻遠(yuǎn)小于被測(cè)電阻或電路中串聯(lián)的其他電阻時(shí)，必須選擇分壓接法． ④分壓、限流都可以時(shí)，因?yàn)橄蘖鲿r(shí)能耗小，優(yōu)先采用限流接法．,表格中所列數(shù)據(jù)是測(cè)量小燈泡U－I關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： (1)分析上表內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)電路圖是下圖中的________填(“甲”或“乙”)． (2)在下圖所示的方格紙內(nèi)畫(huà)出小燈泡的U－I曲線．分析曲線可知小燈泡的電阻隨I變大而________(填“變大”“變小”或“不變”)．,解析： (1)從表中數(shù)據(jù)可看出，燈泡兩端電壓可以零調(diào)節(jié)，這說(shuō)明滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用分壓接法，故應(yīng)選用甲圖．,(2)在方格紙上根據(jù)U－I數(shù)據(jù)描點(diǎn)、連線，其U－I圖象如上圖，隨U和I的增大，圖線上各點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率越來(lái)越大，故其電阻變大． 答案： (1)甲 (2)圖見(jiàn)解析 變大,No.4 疑難解釋,3．本實(shí)驗(yàn)中為什么要采用電流表外接法？ 提示： 實(shí)驗(yàn)時(shí)，仔細(xì)觀察小燈泡的銘牌，可以比較容易算出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，一般為幾歐或十幾歐，與電流表的內(nèi)阻差不多大，比電壓表的內(nèi)阻要小得多，電壓表的分流作用可以忽略，所以在實(shí)驗(yàn)中采用了電流表的外接法．,4．本實(shí)驗(yàn)為什么要采用滑動(dòng)變阻器分壓接法？ 提示： 本實(shí)驗(yàn)的目的是要繪制小燈泡的伏安特性曲線，這就要求小燈泡上的電壓從零開(kāi)始，測(cè)出多組數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)，因此要采用滑動(dòng)變阻器分壓接法．,◎ 教材資料分析 〔思考與討論〕 二極管的電流與電壓是什么樣的關(guān)系？ 點(diǎn)撥： 由圖線可以看出，二極管具有單向?qū)щ娦?，加正向電壓時(shí)，二極管電阻較小，通過(guò)二極管的電流較大；如果給二極管加反向電壓，當(dāng)電壓較小時(shí)，幾乎沒(méi)有電流；當(dāng)電壓增大到一定程度時(shí)，電流迅速增大，此時(shí)的電壓稱(chēng)為反向擊穿電壓．圖象中，隨著正向電壓的增大，圖線斜率增大，表示其電阻隨正向電壓的增大而減小.,根據(jù)歐姆定律，下列說(shuō)法中正確的是( ) A．從關(guān)系式U＝IR可知，導(dǎo)體兩端的電壓U由通過(guò)它的電流I和它的電阻R共同決定 B．從關(guān)系式R＝U/I可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比 C．從關(guān)系式I＝U/R可知，導(dǎo)體中電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比 D．從關(guān)系式R＝U/I可知，對(duì)一個(gè)確定的導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，溫度不變時(shí)，所加的電壓跟通過(guò)導(dǎo)體的電流的比值是一定值,解析： 逐項(xiàng)分析,答案： CD,答案： 2.0 A,如下圖所示的圖象所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)體 (1)電阻關(guān)系R1∶R2是多少？ (2)若兩個(gè)導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時(shí)，電壓之比U1∶U2是多少？ (3)若兩個(gè)導(dǎo)體的電壓相等(不為零)時(shí)，電流之比I1∶I2是多少？,【思路點(diǎn)撥】 I－U圖象中，導(dǎo)體的電阻等于斜率的倒數(shù)．可以求出兩導(dǎo)體電阻之比．再根據(jù)歐姆定律，當(dāng)電流相等時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓和電阻成正比，當(dāng)電壓相等時(shí)，導(dǎo)體中的電流和電阻成反比．,答案： (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3,【反思總結(jié)】 分析I－U圖線或U－I圖線，關(guān)鍵是先分析圖線斜率的物理意義，搞清斜率表示電阻還是斜率的倒數(shù)表示電阻．對(duì)于非線性元件，其I－U圖象為曲線，不遵守歐姆定律，但對(duì)于某一確定的電壓和相應(yīng)的電流其間的關(guān)系仍滿足歐姆定律．,【跟蹤發(fā)散】 2－1： 兩個(gè)金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線如右圖所示，則( ) A．RⅠ＞RⅡ B．RⅠ＜RⅡ C．電壓相同時(shí)IⅠ＞IⅡ D．電壓相同時(shí)IⅠ＜IⅡ,答案： BC,測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線既考查了對(duì)I－U(U－I)圖線知識(shí)的認(rèn)識(shí)，又考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中圖線的描繪與分析，是高考熱點(diǎn)． 測(cè)繪I－U(U－I)圖線時(shí)要注意三點(diǎn)：一是標(biāo)度選取合理．即作出的圖象既可以把表中所給的所有點(diǎn)都標(biāo)注上，同時(shí)又要使圖象分布在中央位置上；二是用“·”或“×”標(biāo)注點(diǎn)；三是用平滑曲線擬合連接各點(diǎn)，誤差較大的點(diǎn)可以舍棄．,某同學(xué)在做“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中，得到如下表所示的一組U－I數(shù)據(jù)：,(1)試在右圖上畫(huà)出U－I圖線． 當(dāng)U＜1.40 V時(shí)，燈絲電壓與電流成________比，燈絲電阻________；當(dāng)U＞1.40 V時(shí)，燈絲的溫度逐漸升高，其電阻隨溫度升高而________．(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而________．,解析： (1)根據(jù)給出的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，用平滑的曲線連接，如右圖所示．由圖可以看出當(dāng)U＜1.40 V時(shí)，燈泡電壓近似與電流成正比，燈絲電阻基本不變；U＞1.40 V時(shí)，由U－I圖線可知，圖線斜率逐漸增大，故其電阻隨溫度的升高而增大． (2)從圖線的斜率可知導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大 答案： (1)U－I圖線見(jiàn)解析 正 基本不變 增大 (2)增大,【跟蹤發(fā)散】 3－1：現(xiàn)要測(cè)定一個(gè)額定電壓約4 V，額定電流約為0.5 A的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，電壓表應(yīng)該選擇________，電流表應(yīng)選擇________，電路連接時(shí)應(yīng)采用________(選填“電流表內(nèi)接法”或“電流表外接法”)． A．V1量程4.5 V，內(nèi)阻約4×103 Ω B．V2量程10 V，內(nèi)阻約8×103 Ω C．A1量程3 A，內(nèi)阻約0.4 Ω D．A2量程0.6 A，內(nèi)阻約2 Ω,答案： A D 電流表外接法,1．由歐姆定律I＝U/R導(dǎo)出U＝IR和R＝U/I，下列敘述中正確的是( ) A．導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比 B．導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的物理?xiàng)l件決定，跟導(dǎo)體兩端的電壓及流過(guò)導(dǎo)體的電流的大小無(wú)關(guān) C．對(duì)確定的導(dǎo)體，其兩端電壓和流過(guò)它的電流的比值就是它的電阻值 D．一定的電流流過(guò)導(dǎo)體，電阻越大，其電壓降越大,解析： 導(dǎo)體的電阻是由導(dǎo)體的性質(zhì)決定的，與所加的電壓和通過(guò)的電流無(wú)關(guān)，當(dāng)R一定時(shí)，才有I∝U，故A錯(cuò)，B、C、D正確． 答案： BCD,答案： D,3．某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如下圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是( ) A．該元件是非線性元件，所以不能用歐姆定律計(jì)算導(dǎo)體在某狀態(tài)的電阻 B．加5 V電壓時(shí)，導(dǎo)體的電阻約是5 Ω C．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： BD,4．為探究小燈泡L的伏安特性，連好圖示的電路后閉合開(kāi)關(guān)，通過(guò)移動(dòng)變阻器的滑片，使小燈泡中的電流由零開(kāi)始逐漸增大，直到小燈泡正常發(fā)光，由電流表和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的U－I圖象應(yīng)是( ),解析： 由于小燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，隨著燈泡兩端電壓逐漸增大，燈絲溫度逐漸升高，其電阻逐漸增大，則在U－I圖象中斜率應(yīng)逐漸增大，故選項(xiàng)C正確． 答案： C,5．有一燈泡上標(biāo)有“6 V 0.1 A”字樣，現(xiàn)要測(cè)繪該燈泡的伏安特性曲線，有下列器材可供選用： A．電壓表(0～5 V，內(nèi)阻2.0 kΩ) B．電壓表(0～10 V，內(nèi)阻3.0 kΩ) C．電流表(0～0.3 A，內(nèi)阻2.0 Ω) D．電流表(0～6 A，內(nèi)阻1.5 Ω) E．滑動(dòng)變阻器(30 Ω，2 A) F．滑動(dòng)變阻器(100 Ω，0.5 A),G．學(xué)生電源(直流9 V)及開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等 (1)實(shí)驗(yàn)中所用的電壓表應(yīng)選________，電流表應(yīng)選________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________． (2)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求電壓從零開(kāi)始測(cè)量．,答案： (1)B C E (2),