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1、2022年高中物理 歐姆定律學(xué)案 新人教版必修3
【自學(xué)目標(biāo)】
1.掌握歐姆定律及其適用范圍,并能用來解決有關(guān)電路問題
2.知道導(dǎo)體的伏安特性和圖像,知道線性元件和非線性元件
【自學(xué)重難點(diǎn)】
1.歐姆定律的建立過程及利用圖表和圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
2.歐姆定律的適用條件
3.對比值定義方法的理解
【知識連接】
1.部分電路歐姆定律知識和圖像的描繪獲取信息的方法
2.實(shí)驗(yàn)探究的方法和圖像的描繪
【導(dǎo)學(xué)求思】
一、歐姆定律
1.歐姆定律的實(shí)驗(yàn)探究
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?
2、
(2)實(shí)驗(yàn)原理:用電壓表測導(dǎo)體兩端的電壓,用電流表
測導(dǎo)體中的電流,觀察并記錄數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中作
出圖像進(jìn)行探究分析,找到規(guī)律,電路圖如
圖所示。
2.實(shí)驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)處理
(1)把導(dǎo)體A接在電路中的M、N兩點(diǎn)間,閉合開關(guān)S,
調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,可以得到關(guān)于導(dǎo)體A的幾組電壓和電流數(shù)據(jù),下表是測得的
一組數(shù)據(jù)
電壓 V
0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
電流 A
0
0.20
0.
3、42
0.6
0.78
0.98
U/V
10.0
8.0
6.0
4.0
2.0
0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
用描點(diǎn)法在下面的直角坐標(biāo)系中作出A導(dǎo)體的
圖像,得到一條過原點(diǎn)的直線
結(jié)論:表明導(dǎo)體A中的電流跟它兩端電壓
對A導(dǎo)體來說U/I是個(gè)
(2)換用另一導(dǎo)體B代替A進(jìn)行實(shí)驗(yàn)又可得到導(dǎo)體B的
幾組電壓、電流數(shù)據(jù),如下表所示:
在上面的直角坐標(biāo)系中畫出它的圖像
電壓 V
0
2.0
4、4.0
6.0
8.0
10.0
電流 A
0
0.13
0.28
0.40
0.54
0.66
結(jié)論:表明導(dǎo)體B中的電流跟它兩端電壓
3.結(jié)論:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:
(1)同一導(dǎo)體,不管電流、電壓怎樣變化,電壓跟電流的比值是
(2)在同樣的電壓下,比值大的電流 ,比值小的電流 ,所以比值
反映了導(dǎo)體對電流的 作用,叫 ,用字母 表示,公式:
4.歐姆定律
(1)內(nèi)容:
5、
(2)公式: ,
(3)適用條件:
(4)此公式和電流公式的不同點(diǎn):
二、導(dǎo)
6、體的伏安特性曲線
1.伏安特性曲線
(1)定義:
(2)特點(diǎn):
2.線性元件:
7、
3.非線性元件:
4.二極管的伏安特性曲線(參考課本的47頁圖2.3-5)
(1)二極管具有單向?qū)щ娦?,加正向電壓時(shí),二極管電阻較小,通過的電流較大;加反向
電壓時(shí),二極管的電阻較大
8、,通過二極管的電流很小。
(2)由圖像可以看出隨電壓的增大,圖線的斜率在增大,表示其電阻隨電壓升高而減小。
【鞏固練習(xí)】
一、課本P48的問題與練習(xí)
二、補(bǔ)充練習(xí)
1.下列說法中正確的是 ( )
A.由知道,一段導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比,跟通過它的電流成反比
B.比值反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì),即電阻
C.導(dǎo)體電流越大,電阻越小
D.由知道,通過一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比
2.今有甲、乙兩個(gè)電阻,在相同時(shí)間內(nèi)流
9、過甲的電荷量是乙的2倍,甲、乙兩端的電壓之比
為1:2, 則甲、乙兩個(gè)電阻阻值的比值為 ( )
A.1:2 B.1:3 C.1:4 D.1:5
3.關(guān)于電流和電阻,下列說法中正確的是 ( )
A.電流的方向與導(dǎo)體中電荷的定向移動方向相同
B.金屬導(dǎo)體溫度升高時(shí),由于自由電子的熱運(yùn)動加劇,所以電流增大
C.由可知,電流一定時(shí),導(dǎo)
10、體的電阻與電壓成正比,電壓一定時(shí),電阻與電流
成反比
D.對給定的導(dǎo)體,比值是個(gè)定值,反映導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)
U/V I
10
8 II
6
4
2
1 2 3 I/×10-3A
4.如圖所示,圖線I 和圖線II所表示的電阻值分別為( )
A.4Ω和2Ω B.0.25Ω和0.5Ω
C.4kΩ和2kΩ
11、 D.2.5×10-4 Ω和5.0×10-4 Ω
5.已知兩個(gè)導(dǎo)體的電阻之比,那么( )
A.若導(dǎo)體兩端的電壓相等,則
B.若導(dǎo)體兩端的電壓相等,則
C.若導(dǎo)體中電流相等,則
D.若導(dǎo)體中電流相等,則
6.根據(jù)部分電路歐姆定律,下列判斷正確的有 ( )
A.導(dǎo)體兩端的電壓越大,電阻就越大
B.導(dǎo)體中的電流越大,電阻就越小
C.比較幾只電阻的圖像可知,電流變化相同時(shí),電壓變化較小的圖像是屬于阻值較大
的那個(gè)電阻的
12、 D.由可知,通過一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比
7.如果導(dǎo)體中產(chǎn)生了電流,則 ( )
A.導(dǎo)體兩端的電壓不為零,導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)為零
B.導(dǎo)體兩端的電壓為零,導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)不為零
C.導(dǎo)體兩端的電壓不為零,導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)也不為零
D.導(dǎo)體兩端的電壓為零,導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)為零
8.鳥兒落在110kV的高壓輸電線上,雖然通電的高壓線是裸露電線,但鳥兒仍然安然無疑,
這是因?yàn)?
13、 ( )
A.鳥有耐高壓的天性
B.鳥腳是干燥的,所以鳥體不導(dǎo)電
C.鳥兩腳間的電壓幾乎為零
I
R1
I
II R2
III
U
D.鳥體電阻極大,所以無電流通過
9.如圖所示,兩個(gè)電阻R1 、R2 的圖線,把兩電
阻R1 、R2 并聯(lián)后的電阻為R,則電阻
14、R的圖
線在圖中哪個(gè)區(qū)域 ( )
A. 區(qū)域I B.區(qū)域II
C.區(qū)域III D.不能確定
10.若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼?/5時(shí),導(dǎo)
體中的電流減小了0.4A.如果所加電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,則導(dǎo)體中的電流多大?
11.如圖所示,變阻器R2的最大電阻是10 Ω,R3=5 Ω,電源的內(nèi)電阻r=1 Ω,當(dāng)電鍵S閉
合,變阻器的滑片在中點(diǎn)位置時(shí),電源的總功率為16 W,電源的輸出功率為12 W.此時(shí)電
燈R1正常發(fā)光,求:
(1)電燈阻
15、值R1是多少?(設(shè)R1阻值恒定不變)
(2)當(dāng)電鍵S斷開時(shí),要使電燈正常工作,應(yīng)使變阻器的電阻改變多少?
如圖所示的電路中,電源由6個(gè)電動勢E0=1.5 V、內(nèi)電阻r0=0.1 Ω的電池串聯(lián)而成;定值電阻R1=4.4 Ω,R2=6 Ω,R2允許消耗的最大電功率為Pm=3.375 W,變阻器開始接入電路中的電阻R3=12 Ω,求:
(1)開始時(shí)通過電池的電流多大?電源的輸出功率多大?
(2)要使R2實(shí)際消耗的功率不超過允許的最大值,可變電阻R3的取值范圍是什么?
16、
【知識歸納和學(xué)習(xí)反思】
通過以上問題的學(xué)習(xí),你學(xué)到了哪些知識?仔細(xì)思考哪些是易混易錯(cuò)的知識點(diǎn)。記錄下來
附: 描繪小燈泡的伏安特性曲線
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
描繪小燈泡的伏安特性曲線并分析其規(guī)律
二、實(shí)驗(yàn)原理
根據(jù)歐姆定律,在純電阻電路中,電阻兩端的電壓和通過電阻的電流呈線性關(guān)系,即
圖線是一條過原點(diǎn)的直線。但是實(shí)際電路中由于各種因素的影響,圖線就可能不是
直線。用伏安法分別測出燈泡兩端電壓及通過的電流便可繪出圖線,其原理圖如圖
所示
17、 三、實(shí)驗(yàn)步驟
1. 確定電流表、電壓表的量程,采用電流表外
接法,按圖連接號實(shí)驗(yàn)電路。
2. 把滑動變阻器的滑片調(diào)節(jié)到使接入電路中的
電阻值最大的位置,電路經(jīng)檢查無誤后,閉合
開關(guān)S
3. 改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應(yīng)的電流表、電壓表的示數(shù),記錄下來,斷開
開關(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,橫軸表示電壓,用平滑曲線將數(shù)據(jù)點(diǎn)
連接起來,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。
四、注意事項(xiàng)
1. 本實(shí)驗(yàn)要作出圖線,要求測出一組包括0在內(nèi)的電壓值、電流值,因此變阻器要
采用分壓接法
2.由于
18、小燈泡電阻較小,故應(yīng)采用電流表外接法。
3.開關(guān)閉合前滑動變阻器的滑片應(yīng)移到接入電路中的阻值最大處。
4.開關(guān)閉合后,調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片的位置,使燈泡的電壓逐漸增大,可在電壓表讀數(shù)每
增加一個(gè)定值時(shí),讀數(shù)一次電流值,調(diào)節(jié)滑片時(shí)應(yīng)注意電壓表的示數(shù)不要超過小燈泡的額
定電壓。
5. 所畫出的圖線為曲線的原因是金屬電阻率隨溫度升高而變大。
五、鞏固練習(xí)
1.為探究小燈泡L的伏安特性,連接好如圖
所示的電路圖,閉合開關(guān),通過移動滑動變
阻器的滑片,使通過小燈泡的電流由0開始
逐漸增大,直到小燈泡正常發(fā)光,有電流表
和電壓表得到的多組讀數(shù)描繪出的圖
像應(yīng)是下列哪一個(gè) ( )
2. 在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,
用導(dǎo)線按圖連接電路,電路中
所有元器件都是完好,且電壓表和電流表已調(diào)
零,閉合開關(guān)后:
(1)若電壓表的示數(shù)為2V, 電流表的示數(shù)為
0,小燈泡不亮,則斷開的導(dǎo)線為
(2) 若電壓表的示數(shù)為0, 電流表的示數(shù)為
0.3A, 小燈泡亮,則斷開的導(dǎo)線為
(3)若反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器,小燈泡亮度發(fā)生變化,但電壓表、電流表的示數(shù)不能調(diào)為 0, 則斷開的導(dǎo)線為 。