部分电路欧姆定律

部分电路欧姆定律【学习目标】1•理解产生电流的条件.2•理解电流的概念和定义式Iq/t|，并能进行有关计算.3.了解直流电和恒定电流的概念.4•知道公式InqvS||,但不要求用此公式进行计算.熟练掌握欧姆定律及其表达式IU/R|,明确欧姆定律的适用范围能用欧姆定律解决有关电路问题.知道导体的伏安特性知道什么是线性元件和非线性元件.知道电阻的定义及定义式Ru/I【要点梳理】要点一、电流自由电荷——物体内部可自由运动的电荷自由电子一一金属内部可自由运动的电子电流电荷的定向流动在导体的两端加上电压II,导体中才有电流I,那么I,导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？下面我们通过实验来探究这个问题I。实验电路：分压电路：可以提供从零开始连续变化的电压II。数据 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 作U-I图像分析这些数据要点二、电阻1•定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比叫导体的电阻.TOC\o"1-5"\h\zuUHYPERLINK\l"bookmark18"\o"CurrentDocument"2.定义式：R.HYPERLINK\l"bookmark2"\o"CurrentDocument"II_3_63.单位：欧姆QI,常用的还有kQ、MQI,且有1Q10kQ10MQ..物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小..注意电阻的定义式提供了一种量度电阻大小的方法|,但导体对电流的这种阻碍作用是由导体本身性质决定的|,与所加的电压和通过的电流无关|,绝不能由R半而误认为’R与U成正比||,R与I成反比要点三、欧姆定律.内容：导体中的电流跟它两端的电压成正比||,跟它的电阻成反比.这就是欧姆定律.2.表达式：IU.R3.适用条件：金属导电和电解液导电.要点诠释：①欧姆定律公式中的I、U、R必须对应同一导体或同一段纯电阻电路（不含电源、电动机、电解槽等电器的电路）•②欧姆定律不适用于气体导电.UU4•对于欧姆定律的表达为I|,可以通过数学变换写成R和UIR|,从数学上讲II,这三RI个式子只是用于求不同的物理量|,没有什么本质上的差别•但从物理角度讲|,这三个式子有着不同的物理意义||,要在学习的过程中注意加深理解和学会不同情况下正确使用它们.IU是定律的数学表达式|,表示通过导体的电流I与电压U成正比||,与电阻R成反比||,常用于R计算一段电路加上一定电压时产生的电流||,适用条件是金属或电解液导电（纯电阻电路）•UUR是电阻的定义式|,比值表示一段导体对电流的阻碍作用|,常利用一的值表示一段电路的等II效电阻•这种表达不仅对于线性元件适用||,对于其他任何的一种导体都是适用的||,对给定的导体||,它的电阻是一定的|,和导体两端是否加电压||,导体中是否有电流无关•因此||,不能说电阻与电压成正比|,与电流成反比.UIR是电势降落的计算式||,用来表示电流经过一电阻时的电势降落|,常用于进行电路分析时|,计算沿电流方向上的电势降落|,是欧姆定律的变形|,所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同.要点四、导体的伏安特性曲线.定义.建立平面直角坐标系II,用纵轴表示电流I|,用横轴表示电压U|,画出的导体的IU图线叫做导体的伏安特性曲线.•线性元件.伏安特性是通过坐标原点的直线II,表示电流与电压成正比II,如图所示I,其斜率等于电阻的倒数I,I1即tan=••所以曲线的斜率越大II,表示电阻越小.UR要点诠释：①当导体的伏安特性为过原点的直线时II,即电流与电压成正比例的线性关系I,具有这种伏安特性的元件称为线性元件I,直线的斜率表示电阻的倒数I,所以斜率越大II,电阻越小I,斜率越小I,表示电阻越大.②欧姆定律适用于纯电阻II,或由若干纯电阻构成的一段电路•从能量转化的角度看I,电流通过时II,电能只转化成内能的用电器或电路I,是纯电阻电路•某些电阻在电流增大时I,由于温度升高而使电阻变化I,这种情况下作出的伏安特性曲线不是直线I,但对某一状态II,欧姆定律仍然适用.•非线性元件.伏安特性曲线不是直线的II,即电流与电压不成正比的电学元件I,如下图II,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I,二极管电阻较小II,通过二极管的电流较大；加反向电压时II,二极管的电阻较大II,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．要点诠释：①由图看出随电压的增大||，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．要点五、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线1．实验目的．掌握伏安法测电阻的电路设计(关键是内、外接法的特点)．理解小灯泡的伏安特性曲线为什么不是过原点的一条直线．2．实验原理．由于电流增大||，小灯泡的功率也增大||，温度升高||，由电阻定律可知||，温度升高||，电灯丝材料的电阻率增大||，因此电灯丝的电阻增大||，所以灯丝电阻并不是一个定值||，电流与电压成正比在此并不适用．由于电流越大|,灯丝电阻越大它的伏安特性曲线(IU图线)并不是一条直线|,其IU图线应大至如上图所示||，在该曲线上||，任意一点与原点连线的斜率表示该点(在此电压电流下)的电阻的倒数||，斜率越小||，电阻越大．3．实验器材．“4V,0.7A”或“3.8V,0.3A”的小灯泡|,4V〜6V学生电源(或3〜4个电池组川，0〜100的滑动变阻器|,0〜15V的电压表|,0〜3A的电流表开关一个、导线若干.4．实验步骤．选取适合的仪器按如图所示的电路连接好．将滑动变阻器滑到A端后||,闭合开关．使滑动变阻器的值由小到大逐渐改变．在灯泡额定电压范围内读取数组不同的电压值和电流值||,并制表记录．断开开关||,拆下导线||,将仪器恢复原状．以I为纵轴||,U为横轴||,画出IU曲线并进行分析．5．注意选项．本实验中||,因被测小灯泡电阻较小||,因此实验电路必须采用电流表外接．因本实验要作IU图线||,要求测出一组包括零在内的电压、电流值||,因此变阻器采用分压接法．开关闭合前变阻器滑片移到所分电压为零处．在坐标纸上建立一个直角坐标系||,纵轴表示电流||,横轴表示电压||,两坐标轴选取的标度要合理||,使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来【典型例题】类型一、对导体电阻和欧姆定律的理解例1.下列说法正确的是()A•由R*知道I,一段导体的电阻跟它两端的电压成正比I,跟通过它的电流成反比B•比值U反映了导体阻碍电流的性质II,即电阻RUC.导体电流越大II,电阻越小D•由IU知道I,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比R【答案】BD【解析】导体的电阻取决于导体自身II,与U,I无关II,故A、C错误；比值U反映了导体对电流的阻碍I作用||,定义为电阻||，所以B正确;由IU知通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比R||,D正确.【总结升华】欧姆定律的原形式是I特N,而公式力就在于被定义的物理量与比值中的那两个物理量无关U应该理解成电阻的比值定义式I,比值定义的魅I•但RU告诉了我们一种测量导体电阻的方法III,即伏安法•举一反三：【变式1】如图所示对应的两个导体:(1)电阻关系R:R2为(2)若两个导体中的电流强度相等(不为零)时||,电压之比Ui:(3)若两个导体两端的电压相等(不为零)时II,电流强度之比11【答案】3:1；3:1；1:3•【解析】(1)由图可知II,R1k1■52Q;510R2丄丄2Q.k215310所以：R1:R2=3:(2)若两个导体中的电流强度相等II,则为两个导体串联II,电压之比与电阻成正比:U1:U2=R1:R2=3:1•电流强度之比与电阻成反比比:(3)若两个导体两端的电压相等II,则为两个导体串联II,I1:12=R2:R1=1:3•【变式2】关于欧姆定律的适用条件I,下列说法正确的是()A•欧姆定律是在金属导体导电的基础上总结出来的I,对于其他导体不适用B•欧姆定律也适用于电解液导电C.欧姆定律对于气体导电也适用D•欧姆定律适用于一切导体【答案】B例2•某电阻两端电压为16V||,在30s内通过电阻横截面的电量为48C||,此电阻为多大？30s内有多少个电子通过它的横截面？【答案】10Q3.01020【解析】由题意知U16V,t30s,q48C||,电阻中的电流据欧姆定律得故此电阻为10Q||,30s内有个电子通过它的横截面||。举一反三：【变式】某灯泡两端的电压为1V时其电流为0.2A||,当电压为2V时其电流为0.3A||,那么电压为1.5V时则（）A•其电流一定为0.25AB•其电流一定大于0.225A而小于0.3AC.其电流一定大于0.2A而小于0.25AD.以上说法均不对【答案】B【解析】分析易知电压为1.5V时灯丝电阻所以当电压为1.5V时其电流类型二、欧姆定律的应用3例3.若加在某导体两端的电压变为原来的一时导体中的电流减小了0.4A.如果所加电压变为原来的25倍则导体中的电流多大？【思路点拨】电阻一定导体中的电流随导体两端的电压变化而变化可根据欧姆定律的公式求解也可根据IU图象找出关系求解.【答案】2.0A【解析】对欧姆定律理解的角度不同求解的方法也不相同.本题可以有三种解法：解答一：依题意和欧姆定律得：所以又因为所以解答二：由得又所以解答三：画出导体的IU图像如图所示设原来导体两端的电压为U。时导体中的电流强度为1°.当U3U0冲.-时II,5当U2U。时II,电流为I2由图知所以【总结升华】（1）用I—U图像结合比例式解题I,显得更直观、简捷I。物理意义更鲜明I。（2）导体的电阻是导体自身的一种属性|，与U、丨无关|，因而|，用此式讨论问题更简单明了|。举一反三：【变式1】如图所示|,在A、B两端加一恒定不变的电压U||,电阻R为60Q||,若将Ri短路|,R?中的电流增大到原来的4倍|,则R2为（A.40QB.20QTOC\o"1-5"\h\zC.120QD.6Q【答案】B【解析】设R短路前Ri、R2两端的电压分别为Ui、U2II,由题得4U2U|,UiU2U||,Ui3U2在串联电路中电压分配与电阻成正比|,即R3R2||,所以：R220Q.【变式2】一段导体两端的电压是4V时导体中的电流是IA如果将电压减少2V则电流为（）A.2AB.0.25AC.3AD.0.5A【答案】D【解析】由IU得R当U2V时I,IU2A=0.5A.R4TOC\o"1-5"\h\z类型三、实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线例4•为探究小灯泡L的伏安特性|,连好图示的电路后闭合开关|,通过移动变阻器的滑片|,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大||,直到小灯泡正常发光|。由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的UI图象应是（）【答案】C【解析】灯丝电阻随电压的增大而增大II,图像的斜率应越来越大II。C正确II。举一反三：【变式】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I,P为图线上一点I,PN为图线过P点的切线II,PQ为U轴的垂线II,PM为I轴的垂线I。则下列说法中正确的是（）A•随着所加电压的增大I,小灯泡的电阻减小B.对应P点II,小灯泡的电阻为IiC.对应P点II,小灯泡的电阻为UiD.对应P点II,小灯泡的电阻为RUi1211【答案】C例5•在描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中II,可供选择的实验仪器如下：某同学测量小电珠U-I关系的实验数据如表所示：在上述器材中II，电压表应选;电流表应选;滑动变阻器应选.该实验应选用的实验电路图是图1中的.根据 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 中的实验数据在图2方格纸内画出小电珠U-I曲线.分析曲线可知小电珠的电阻值随I变大而(选填变大”变小”或不变”)；【答案】(1)Vi",AiII,RiII,(2)A(3)如图II,变大【解析】(1)灯泡的额定电压为3V11,所以电压表的量程选择V1；额定电流是0.3AII,所以电流表的量程选择A1II,灯泡电压能从零开始变化II,滑动变阻器采用分压式接法II，使用选择电阻值比较小的滑动变阻器R1II,3(2)灯泡电压能从零开始变化II，滑动变阻器采用分压式接法II，灯泡正常工作时的电阻R10II,0.3远小于电压表的内阻I,属于小电阻II,电流表采用外接•故选：A.根据表中实验数据在坐标系中描点II，然后作出U-I图象II,小灯泡的U-I图象如图所示.根据欧姆定律RU知图线上的点与原点O连线的斜率表示电阻R11，显然R随电流的增大而变大.I举一反三：【变式】表格中所列数据是测量小灯泡UI关系的实验数据：UV)0.00.20.5101.52.02.53.01(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215分析上表内实验数据可知II,应选用的实验电路图(填甲”或乙”；2)在方格纸内画出小灯泡的UI曲线II,分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而(填变大”、变小”或不变”);(3)如图丙所示II，用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路I,连接到内阻不计II,电动势为3V的电源上II。已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍II,则流过灯泡b的电流约为AII。【答案】甲变大0.07A【解析】(1)测量小灯泡UI关系的实验数据可知II,电压要从0开始I,即必须用分压器接法II，故选用甲图电路I。UI关系图线的斜率越来越大II，故小灯泡的电阻随I变大而变大II。流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍II，则流过灯泡a的电流是流过灯泡b电流的3倍II,且用试探法求流过灯泡b的电流II,当则当则所以流过灯泡b的电流约为0.07AII。