2020学年高中物理 2.3 欧姆定律 学案(人教版选修3-1)

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2020学年高中物理 2.3 欧姆定律 学案(人教版选修3-1)

‎2.3 欧姆定律 学案(人教版选修3-1) ‎ 一、欧姆定律 ‎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=.‎ ‎(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:I= ‎(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).‎ 一、欧姆定律 ‎[问题情境]‎ 把两根相同的铁棒插在潮湿的地里,相距‎10 m以上.用导线把它们连接到一只比较灵敏的电流表上,可以看到有电流通过,这就是地电流.两根铁棒的距离不同,它们接地点连线的方向不同,电流也不一样.影响电流大小的因素有哪些?‎ ‎1.公式R=与I=的物理意义相同吗?‎ ‎ ‎ ‎2.欧姆定律对任何导体都适用吗?‎ ‎ ‎ ‎[要点提炼]‎ ‎1.导体中的电流跟导体两端的________成正比,跟导体的________成反比.‎ ‎2.欧姆定律对金属导体适用,对电解质溶液________,对________和________不适用.‎ 二、导体的伏安特性曲线 ‎[问题情境]‎ 在探究导体中的电流与导体两端的电压的关系时,若将导体换成晶体二极管,此时导体中的电流还与导体两端的电压成正比吗?‎ ‎1.什么是非线性元件?‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎2.欧姆定律对非线性元件一定不适用吗?‎ ‎ ‎ ‎[要点提炼]‎ ‎1.伏安特性曲线不是过原点的直线,即__________与______不成正比关系的元件是非线性元件.‎ ‎2.欧姆定律适用于纯电阻电器,而不是线性元件或非线性元件.如我们日常照明用的________.‎ 答案 1.电流 电压 2.白炽灯 例1 电路中有一段导体,如果给它加上3 V的电压,通过它的电流为2 mA,可知这段导体的电阻为________Ω;如果给它加上2 V的电压,则通过它的电流为________ mA;如果在它两端不加电压,则它的电阻为________Ω.‎ 变式训练1 加在导体上的电压增加,导体中的电流增加‎0.2 A,求导体上的电压变为原来的2倍时,通过导体的电流.‎ ‎                ‎ 例2 某导体中的电流随其两端电压的变化图象如图1所示,则下列说法中正确的是(  )‎ 图1‎ A.该元件是非线性元件,所以不能用欧姆定律计算导体在某状态的电阻 B.加5 V电压时,导体的电阻约是5 Ω C.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小 D.由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小 听课记录: ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 变式训练2 电阻R1和R2的伏安特性曲线如图2所示,已知R1=1 Ω,则R2的阻值为(  )‎ 图2‎ A.3 Ω B. Ω C. Ω D. Ω ‎【即学即练】‎ ‎1.关于欧姆定律,下列说法错误的是(  )‎ A.由I=可知,通过电阻的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比 B.由U=IR可知,对于一定的导体,通过它的电流越大,它两端的电压也越大 C.由R=可知,导体的电阻跟它两端的电压成正比,跟通过它的电流成反比 D.对于一定的导体,它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变 ‎2.下列说法正确的是(  )‎ A.通过导体的电流越大,则导体的电阻越小 B.当加在导体两端的电压变化时,导体中的电流也发生变化,但是电压和电流的比值对这段导体来说等于恒量 C.只有金属导体的伏安特性曲线才是直线 D.欧姆定律也适用于非线性元件 ‎3.欧姆定律适用于(  )‎ A.金属导电 B.电解液导电 C.气体导电 D.任何物质导电 ‎4.有四个金属导体,它们的U-I图象如图3所示,电阻最大的导体是(  )‎ 图3‎ A.a B.b C.c D.d 参考答案 课前自主学习 一、1.(1)电压U 电流I (3)欧姆 106 103 (5)阻碍 2.(1)电压U 电阻R (3)电解质溶液 二、1.电流I 电压U 2.原点的直线 3.不成 核心知识探究 一、‎ ‎[问题情境]‎ ‎1.不要认为R=是I=的公式变形,单从数学上讲可以这样认为,但在物理学中两式描述的物理意义是不相同的,是对两个物理事件不同的叙述.‎ ‎2.不是 ‎[要点提炼]‎ ‎1.电压U 电阻R ‎2.适用 气态导体 半导体元件 二、‎ ‎[问题情境]‎ ‎1.伏安特性曲线不是过原点的直线,即电流与电压不成正比的电学元件.‎ ‎2.不一定 ‎[要点提炼] 1.电流 电压 2.白炽灯 解题方法探究 例1 1 500 1.33 1 500‎ 解析 导体中的电流随电压的变化而变化,但对于一确定的电阻而言,其电阻不随电压的变化而变化,也与导体中有无电流无关.由欧姆定律I=得:R== Ω=1 500 Ω当U=2 V时,I== A≈1.33×10-‎3 A=1.33 mA.‎ 变式训练1 ‎‎1.2 A 例2 BD [非线性元件欧姆定律不一定不适用,例如金属导体的电阻随温度的变化而变化,但可以用欧姆定律计算各状态的电阻值,A错误.当U=5 V时,I=‎1.0 A,R==5 Ω,B选项正确.由图线可知,随着电压的增大,各点到坐标原点连线的斜率越来越小,电阻越来越大,反之,随着电压的减小,电阻不断减小,C错误,D正确.]‎ 变式训练2 A [过U轴上任一不为零的点U0作平行于I轴的直线,交R1、R2的伏安特性曲线分别于I1、I2,表明在电阻R1、R2的两端加上相同电压U0时,‎ 流过R1、R2的电流不同,如图所示.‎ 由欧姆定律R=和数学知识可得:=== 又R1=1 Ω,故R2=3 Ω]‎ 即学即练 ‎1.C [导体的电阻是由导体自身的性质决定的,与电压、电流的大小无关.]‎ ‎2.BD [通过导体的电流越大,不能说明导体的电阻越小,由公式R=知,还与电压有关,选项A错误;电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,与是否通电无关,与电流和电压的大小无关,故选项B正确;线性元件的伏安特性曲线都是直线,选项C错误;欧姆定律也适用于非线性元件,如小灯泡,故选项D正确.]‎ ‎3.AB [欧姆定律适用于线性元件,金属导电、电解液导电都是适用的.]‎ ‎4.D [U-I图象中图线的斜率越大,电阻越大.]‎
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