《欧姆定律》导学案.ppt

1、 1818世纪末世纪末,意大利著名医生伽伐尼受偶然发现的启迪意大利著名医生伽伐尼受偶然发现的启迪,经进一步研究后经进一步研究后,发现发现利用两种不同的金属与青蛙腿相接触会引起肌肉痉挛利用两种不同的金属与青蛙腿相接触会引起肌肉痉挛,于是伽伐尼电池诞生于是伽伐尼电池诞生了。但他对此并不理解了。但他对此并不理解,认认为这是因为青蛙体内产生了为这是因为青蛙体内产生了“动物电动物电”。伽伐尼的发现引起了意大利著名。伽伐尼的发现引起了意大利著名物理学家伏打的极大兴趣。经过一番研究物理学家伏打的极大兴趣。经过一番研究,伏打于伏打于17921792年将不同的金属板浸年将不同的金属板浸入一种电解液中入一种电解液

2、中,组成了第一个直流电源组成了第一个直流电源伏打电池。伏打电池。课时课时2.1欧欧 姆姆 定定 律律1.1.知道电荷的定向移动形成电流知道电荷的定向移动形成电流,理解产生电流的条件。理解产生电流的条件。2.2.知道描述电流强弱的物理量是电流知道描述电流强弱的物理量是电流,理解电流的定义式理解电流的定义式,知道电知道电流的微观表达式。流的微观表达式。3.3.知道电阻是描述导体导电性能的物理量知道电阻是描述导体导电性能的物理量,理解欧姆定律。理解欧姆定律。4.4.能够看懂材料和器件的伏安特性曲线能够看懂材料和器件的伏安特性曲线,并能通过实验描绘小灯并能通过实验描绘小灯泡的伏安特性曲线。泡的伏安特性

3、曲线。1.1.电流电流(1)(1)形成电流的两个条件形成电流的两个条件:导体中有导体中有_和导体内存在和导体内存在_。金属中的自。金属中的自由电荷是由电荷是_,_,电解质溶液中的自由电荷是可以自由运动的电解质溶液中的自由电荷是可以自由运动的_。(2)(2)电流的计算电流的计算:通过导体横截面的通过导体横截面的_跟通过这些电荷所用跟通过这些电荷所用_的比值的比值叫电流叫电流,表达式为表达式为:_:_。电流的单位是安培。电流的单位是安培(A),(A),且且1A=_mA=_A1A=_mA=_A。(3)(3)电流方向的规定电流方向的规定:电流方向与电流方向与_(_(填填“正正”或或“负负”)电荷定向运

4、动方向相电荷定向运动方向相同。同。2.2.电阻电阻(1)(1)电阻的定义电阻的定义:_:_和和_的比值是一个跟导体本身性质有关的量的比值是一个跟导体本身性质有关的量,称为电称为电阻。电阻是反映导体对电流的阻碍作用的物理量阻。电阻是反映导体对电流的阻碍作用的物理量;电阻的定义式电阻的定义式:R=_:R=_。(2)(2)电阻的单位电阻的单位:国际单位制中是欧姆国际单位制中是欧姆(),1=_,(),1=_,常用单位还有千欧常用单位还有千欧(k)(k)、兆欧兆欧(M),(M),且且1k=_,1M=_1k=_,1M=_。自由电荷自由电荷电场电场电子电子正负离子正负离子电荷量电荷量q q时间时间t t正正

5、电压电压U U电流电流I I1V/A1V/A3.3.欧姆定律欧姆定律(1)(1)欧姆定律的内容欧姆定律的内容:导体中的电流导体中的电流I I跟导体两端的电压跟导体两端的电压U U成成_,_,跟导体的电阻跟导体的电阻R R成成_。(2)(2)欧姆定律的公式欧姆定律的公式:I=_:I=_。(3)(3)欧姆定律的适用条件欧姆定律的适用条件:_:_导电和导电和_导电。不适用于气态导体和半导导电。不适用于气态导体和半导体元件。体元件。4.4.伏安特性曲线伏安特性曲线 (1)(1)伏安特性曲线伏安特性曲线:用横轴表示用横轴表示_,_,纵轴表示纵轴表示_,_,画出的导体中的电流画出的导体中的电流I I随电压

6、随电压U U的变化图线如图所示。的变化图线如图所示。(2)(2)符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线,具有这种具有这种伏安特性的电学元件叫伏安特性的电学元件叫_。伏安特性曲线不是直线的电学元件叫伏安特性曲线不是直线的电学元件叫 _。正比正比 反比反比金属金属电解液电解液电压电压U U电流电流I I 线性元件线性元件非线性元件非线性元件1.1.电流形成的条件是什么电流形成的条件是什么?2.R2.R是否与是否与U U成正比成正比,与与I I成反比成反比?3.3.电阻的物理意义电阻的物理意义?4.4.欧姆定律的适用范围欧姆定

7、律的适用范围?解答解答:导体内部有自由移动的电荷、两端存在电压。导体内部有自由移动的电荷、两端存在电压。解答解答:R:R与与U U、I I无关无关,只与导体本身性质有关。只与导体本身性质有关。解答解答:反映导体对电流的阻碍作用。反映导体对电流的阻碍作用。解答解答:线型元件线型元件,如金属导体、电解质溶液。如金属导体、电解质溶液。主题主题1:1:电流电流问题问题:电流既有大小又有方向电流既有大小又有方向,那么它是矢量还是标量那么它是矢量还是标量?为什么为什么?解答解答:“:“电流电流”这个词有两种含义这个词有两种含义:一是电荷定向运动的过程一是电荷定向运动的过程,所谓有方向所谓有方向就是指这种情

8、况就是指这种情况;二是衡量二是衡量“电荷定向运动的过程电荷定向运动的过程”的强弱的强弱,即单位时间即单位时间内通过导体横截面的电荷量内通过导体横截面的电荷量,所谓有大小就是指这种情况。所以电流作为所谓有大小就是指这种情况。所以电流作为物理量是个标量。物理量是个标量。知识链接知识链接:恒定电流是电流大小和方向都不变的电流。恒定电流是电流大小和方向都不变的电流。主题主题2:2:电流的微观表达式电流的微观表达式问题问题:取一段粗细均匀的导体取一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压两端加一定的电压,设导体中的自由电子沿设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为导体定向移动的速率为v v。设想在导体中取两个

9、横截面。设想在导体中取两个横截面B B和和C,C,横截面积为横截面积为S,S,导体中每单位体积中的自由电荷数为导体中每单位体积中的自由电荷数为n,n,每个自由电荷带的电荷量为每个自由电荷带的电荷量为q,q,则则t t时间内通过横截面时间内通过横截面C C的电荷量的电荷量Q Q是多少是多少?电流电流I I为多少为多少?知识链接知识链接:导体单位长度的自由电子数与单位体积内的自由电子数是不同导体单位长度的自由电子数与单位体积内的自由电子数是不同的含义。的含义。主题主题3:3:欧姆定律、电阻欧姆定律、电阻问题问题:(1):(1)通过实验探究可得导体电阻与电流和电压的关系式为通过实验探究可得导体电阻与

10、电流和电压的关系式为R=U/I,R=U/I,那么那么,导体的导体的电阻是不是由电流和电压决定呢电阻是不是由电流和电压决定呢?(2)(2)由欧姆定律由欧姆定律I=U/RI=U/R可得两个变形公式可得两个变形公式R=U/IR=U/I和和U=IR,U=IR,它们所反映的物理意义有何不它们所反映的物理意义有何不同同?解答解答:(1)R=U/I:(1)R=U/I仅仅是电阻的定义式仅仅是电阻的定义式(比值定义比值定义),),而不是决定式而不是决定式,电阻的大小不取决电阻的大小不取决于电压和电流于电压和电流,一般情况下对于一个给定的电阻一般情况下对于一个给定的电阻,通过它的电流会与加在它两端的电压通过它的电

11、流会与加在它两端的电压同步变化同步变化,且比值不变且比值不变,电阻的定义与电场强度的定义情况是一样的。电阻的定义与电场强度的定义情况是一样的。(2)(2)公式公式I=U/RI=U/R表示导体中的电流跟加在导体两端的电压成正比表示导体中的电流跟加在导体两端的电压成正比,跟导体自身的电阻跟导体自身的电阻成反比。成反比。公式公式R=U/IR=U/I表示导体两端电压与导体中电流的比值为一个常数表示导体两端电压与导体中电流的比值为一个常数,反映了导体对电流的反映了导体对电流的阻碍作用阻碍作用,也是用电学方法测量导体电阻的依据。也是用电学方法测量导体电阻的依据。公式公式U=IRU=IR表示在已知导体中的电

12、流和导体的电阻时表示在已知导体中的电流和导体的电阻时,可以计算出导体两端的电压。可以计算出导体两端的电压。知识链接知识链接:电阻是导体本身的性质电阻是导体本身的性质,它跟导体本身因素有关它跟导体本身因素有关,而跟电压、电流无关。而跟电压、电流无关。主题主题4:4:描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线(重点探究重点探究)问题问题:做一做教材中的做一做教材中的“学生实验学生实验:描绘小灯泡的伏安特性曲线描绘小灯泡的伏安特性曲线”,根据如图所根据如图所示的实验电路图示的实验电路图,回答下列问题。回答下列问题。(1)(1)连接电路时连接电路时,开关是处于闭合状态开关是处于闭合状态,还是断开

13、状态还是断开状态?(2)(2)开关闭合前滑动变阻器滑片开关闭合前滑动变阻器滑片P P的位置有何要求的位置有何要求?合上开关后电压表和电流表合上开关后电压表和电流表的示数分别为多少的示数分别为多少?(3)(3)若滑动变阻器滑片从左向右慢慢移动若滑动变阻器滑片从左向右慢慢移动,则电压表和电流表的示数如何变化则电压表和电流表的示数如何变化?(4)(4)通过实验读出几组电压表、电流表的示数通过实验读出几组电压表、电流表的示数,并描绘出小灯泡的伏安特性曲并描绘出小灯泡的伏安特性曲线。根据图线判断线。根据图线判断,随着电流增大随着电流增大,小灯泡的电阻如何变化小灯泡的电阻如何变化?你能猜想出现这种你能猜想

14、出现这种变化情况的原因是什么吗变化情况的原因是什么吗?解答解答:(1):(1)连接电路时连接电路时,开关应处于断开状态。开关应处于断开状态。(2)(2)开关闭合前滑动变阻器滑片开关闭合前滑动变阻器滑片P P应移到应移到A A端端(即滑动变阻器左端即滑动变阻器左端)。合上开关后。合上开关后电压表和电流表的示数均为零。电压表和电流表的示数均为零。(3)(3)电压表和电流表的示数均增大。电压表和电流表的示数均增大。(4)(4)随着电流增大随着电流增大,小灯泡的电阻增大。其原因与灯泡灯丝的温度有关小灯泡的电阻增大。其原因与灯泡灯丝的温度有关。知识链接知识链接:测电阻时电流表采用内接法还是外接法由所测电

15、阻的阻值大小决定。测电阻时电流表采用内接法还是外接法由所测电阻的阻值大小决定。1.(1.(考查电流的概念考查电流的概念)对电流概念的正确理解是对电流概念的正确理解是()。A.A.通过导体的横截面的电量越多通过导体的横截面的电量越多,电流越大电流越大B.B.单位时间内通过导体横截面的电量越多单位时间内通过导体横截面的电量越多,电流越大电流越大C.C.电流有方向电流有方向,它是一个矢量它是一个矢量D.D.电流的方向就是电荷移动的方向电流的方向就是电荷移动的方向【解析解析】电流的大小取决于电荷量与时间的比值电流的大小取决于电荷量与时间的比值,即单位时间内通过导体横截即单位时间内通过导体横截面的电量越

16、多面的电量越多,电流越大电流越大;与横截面的大小及自由电荷无关与横截面的大小及自由电荷无关,故故A A错误错误,B,B正确正确;据电据电流方向的规定流方向的规定:正电荷移动的方向为电流的方向正电荷移动的方向为电流的方向,电流虽有方向电流虽有方向,但电流是标量但电流是标量,故故C C、D D错误。错误。【答案答案】B B【点评点评】作为描述电流强度的物理量作为描述电流强度的物理量,电流的大小取决于通过的电荷量与时间电流的大小取决于通过的电荷量与时间的比值。的比值。2.(2.(考查欧姆定律的理解考查欧姆定律的理解)关于欧姆定律关于欧姆定律,下列说法错误的是下列说法错误的是()。A.A.由由I=U/

17、RI=U/R可知可知,通过电阻的电流跟它两端的电压成正比通过电阻的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比跟它的电阻成反比B.B.由由U=IRU=IR可知可知,对于一定的导体对于一定的导体,通过它的电流越大通过它的电流越大,它两端的电压也越大它两端的电压也越大C.C.由由R=U/IR=U/I可知可知,导体的电阻跟它两端的电压成正比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跟通过它的电流成反比D.D.对于一定的导体对于一定的导体,它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变【解析解析】导体的电阻是由导体自身的性质决定的导体的电阻是由导体自身的性质决

18、定的,与电压、电流的大小无关。与电压、电流的大小无关。【答案答案】C C【点评点评】R=U/IR=U/I是电阻的定义式是电阻的定义式,R,R与与U U、I I无关无关;I=U/R;I=U/R是欧姆定律公式是欧姆定律公式,I,I与与U U成成正比正比,与与R R成反比。成反比。3.(3.(考查伏安特性曲线的应用考查伏安特性曲线的应用)两电阻两电阻R1R1、R2R2的电流的电流I I和电压和电压U U的关系如图所的关系如图所示示,可知两电阻的大小之比可知两电阻的大小之比R1R2R1R2等于等于()。A.13A.13B.31B.31C.13C.13D.31D.31【解析解析】由于图象的横轴表示电流由

19、于图象的横轴表示电流,纵轴表示电压纵轴表示电压,因此电阻与直线的斜率成因此电阻与直线的斜率成正比正比,即选项即选项B B正确。正确。【答案答案】B B【点评点评】本题的图象不能确定本题的图象不能确定R1R1、R2R2的具体电阻值是多少。的具体电阻值是多少。4.(4.(考查欧姆定律的应用及电表的安全性考查欧姆定律的应用及电表的安全性)某用电器某用电器(纯电阻纯电阻)两端加两端加7 V7 V的电的电压时压时,通过它的电流为通过它的电流为0.2 A0.2 A。若由于用电器两端的电压增加使得通过的电流。若由于用电器两端的电压增加使得通过的电流变为变为0.5 A,0.5 A,则能否用量程为则能否用量程为15 V15 V的电压表测量用电器两端此时的电压的电压表测量用电器两端此时的电压?所以不能用量程为所以不能用量程为15 V15 V的电压表测量这时用电器两端的电压。的电压表测量这时用电器两端的电压。【答案答案】不能不能【点评点评】本题也可以不求出电阻本题也可以不求出电阻,直接根据电压与电流成正比的特性判断。直接根据电压与电流成正比的特性判断。电流和电阻Thank you!