高中物理教科版選修3 1課件：第二章 第1講 歐姆定律

第二章直流電路第1講歐姆定律1第二章直流電路第1講歐姆定律11.知道形成電流的條件，理解電流的定義式I＝

，并能分析相關(guān)問題.2.掌握歐姆定律的內(nèi)容及其適用范圍.3.知道導(dǎo)體的伏安特性和I－U圖像，并通過描繪小燈泡的伏安特性曲線掌握利用分壓電路改變電壓的技巧.目標定位21.知道形成電流的條件，理解電流的定義式I＝，并能分析二、歐姆定律電阻三、伏安特性曲線對點檢測自查自糾欄目索引一、電流3二、歐姆定律電阻三、伏安特性曲線對點檢測自查自糾欄1.自由電荷：導(dǎo)體中可

的電荷，稱為自由電荷.金屬中的自由電荷是

；電解質(zhì)溶液中自由電荷是可自由運動的

.2.形成電流的條件：

、

.3.電流(1)定義：通過導(dǎo)體橫截面的

跟通過這些電荷所用時間

的比值.答案一、電流知識梳理(2)定義式：I＝

.自由運動自由電子正負離子導(dǎo)體中有自由電荷導(dǎo)體內(nèi)存在電場電荷量qt41.自由電荷：導(dǎo)體中可 的電(3)單位：國際單位是

；常用單位還有毫安(mA)和微安(μA)等，1mA＝

A,1μA＝

A.(4)方向：電流是標量，但有方向.導(dǎo)體內(nèi)

定向移動的方向為電流方向，即電流方向與負電荷定向移動的方向

.答案10－310－6正電荷相反安培(A)5(3)單位：國際單位是 ；常用單位還(5)電流強度的微觀解釋①如圖1所示，導(dǎo)體長為l，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率為v，導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q.圖16(5)電流強度的微觀解釋圖16答案②導(dǎo)體AD中的自由電荷總數(shù)：N＝

.總電荷量Q＝Nq＝

.這些電荷都通過橫截面D所需要的時間：t＝

.由q＝It可得，導(dǎo)體AD中的電流為I＝

＝

，即導(dǎo)體中電流取決于n、q、S、v.4.直流和恒定電流

不隨時間改變的電流叫做直流，

都不隨時間改變的電流叫做恒定電流.nlSnlSqnqSv方向和強弱方向7答案②導(dǎo)體AD中的自由電荷總數(shù)：N＝.總電荷判斷下列說法是否正確，并說明理由.(1)電流有方向，所以說電流是矢量.答案【深度思考】答案不正確，電流的計算遵循代數(shù)運算法則，所以是標量.8判斷下列說法是否正確，并說明理由.答案【深度思考】答案不正例1在某種帶有一價離子的水溶液中，正、負離子在定向移動，方向如圖2所示.如果測得2s內(nèi)分別有1.0×1018個正離子和1.0×1018個負離子通過溶液內(nèi)部的橫截面M，則溶液中電流的方向如何？電流為多大？典例精析解析答案圖2總結(jié)提升9例1在某種帶有一價離子的水溶液中，正、負離子在定向移動，方解析水溶液中導(dǎo)電的是自由移動的正、負離子，它們在電場的作用下向相反方向定向移動.電學(xué)中規(guī)定，電流的方向為正電荷定向移動的方向，所以溶液中電流的方向與正離子定向移動的方向相同，即由A指向B.每個離子的電荷量是e＝1.60×10－19C.該水溶液導(dǎo)電時負離子由B向A運動，負離子的定向移動可以等效看做是正離子反方向的定向移動.所以，一定時間內(nèi)通過橫截面M的電荷量應(yīng)該是正、負兩種離子電荷量的絕對值之和.答案由A指向B

0.16A總結(jié)提升10解析水溶液中導(dǎo)電的是自由移動的正、負離子，它們在電場的作用總結(jié)提升對金屬來講，是自由電子的定向移動，q為通過橫截面的自由電子的電荷量.對電解質(zhì)溶液來講，是正、負離子同時向相反方向定向移動，q為正、負離子電荷量的絕對值之和.11總結(jié)提升對金屬來講，是自由電子的定向移動，q為通過橫截面的自例2銅的摩爾質(zhì)量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個自由電子，每個自由電子的電荷量為e，今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線，通過電流為I時，電子定向移動的平均速率為(

)解析答案總結(jié)提升返回12例2銅的摩爾質(zhì)量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個自由電子答案D總結(jié)提升返回13答案D總結(jié)提升返回13總結(jié)提升(1)電流的微觀表達式I＝nqSv，其中n為單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q為每個自由電荷的電荷量，S為導(dǎo)體的橫截面積，v為自由電荷定向移動的速率.即從微觀上看，電流取決于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個自由電荷的電荷量、自由電荷定向移動速率的大小，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān).(2)區(qū)別三種速率：①電子定向移動的速率：電流就是由電荷的定向移動形成的.電流I＝nqSv中的v就是電荷定向移動的速率，大小約為10－5m/s.②電子熱運動的速率：導(dǎo)體內(nèi)部電子在不停地做無規(guī)則運動，不能形成電流，大小約為105m/s.③電流傳導(dǎo)的速率：等于光速.返回14總結(jié)提升(1)電流的微觀表達式I＝nqSv，其中n為單位體積1.電阻(1)定義：

和

的比值是一個跟導(dǎo)體本身性質(zhì)有關(guān)的量，我們稱之為電阻.(2)定義式：R＝

.(3)單位：國際單位制：歐姆，簡稱歐，符號是Ω.常用單位還有千歐和兆歐等，1kΩ＝

Ω；1MΩ＝

Ω.答案知識梳理二、歐姆定律電阻電壓U電流I103106151.電阻答案知識梳理二、歐姆定律電阻電壓U電流I103102.歐姆定律(1)通過電流I跟導(dǎo)體兩端的

成正比，跟導(dǎo)體的

成反比.(2)公式：I＝

.(3)適用條件：適用于

和

導(dǎo)電，不適于

和半導(dǎo)體.答案電壓U電阻R金屬電解質(zhì)溶液氣體162.歐姆定律答案電壓U電阻R金屬電解質(zhì)溶液氣體16導(dǎo)體兩端的電壓為零時，導(dǎo)體的電阻也為零嗎？導(dǎo)體兩端的電壓增大時，電阻也會增大嗎？答案【深度思考】答案電阻是導(dǎo)體本身的固有屬性，利用電壓和電流計算電阻只是一種比值定義法，電壓為零時，導(dǎo)體的電阻不為零；同理，電壓增大時，電阻不變.17導(dǎo)體兩端的電壓為零時，導(dǎo)體的電阻也為零嗎？導(dǎo)體兩端的電壓增大例3對于歐姆定律的理解，下列說法中正確的是(

)A.由I＝

，通過電阻的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比B.由U＝IR，對一定的導(dǎo)體，通過它的電流越大，它兩端的電壓也越大C.由R＝

，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D.對一定的導(dǎo)體，它兩端的電壓與通過它的電流的比值保持不變典例精析解析答案總結(jié)提升返回18例3對于歐姆定律的理解，下列說法中正確的是()典例精析解析根據(jù)歐姆定律可知，通過電阻的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比，A正確；對一定的導(dǎo)體，它兩端的電壓與通過它的電流的比值保持不變，即電阻不變，電流與電壓成正比，通過它的電流越大，它兩端的電壓也越大，B、D正確；導(dǎo)體的電阻與電壓的大小無關(guān)，是由導(dǎo)體本身決定的，C錯誤.故選A、B、D.答案ABD總結(jié)提升返回19解析根據(jù)歐姆定律可知，通過電阻的電流跟它兩端的電壓成正比，返回總結(jié)提升20返回總結(jié)提升201.伏安特性曲線：通過某種電學(xué)元件的

隨

變化的圖線叫做這種元件的伏安特性曲線.2.線性元件：伏安特性曲線是通過

的元件，其電阻為

，這種元件叫線性元件.3.非線性元件：伏安特性曲線

的元件，叫非線性元件.答案三、伏安特性曲線知識梳理電流電壓坐標原點的直線定值不是直線211.伏安特性曲線：通過某種電學(xué)元件的隨變化的圖線金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高會增大，它的伏安特性曲線是向上彎曲還是向下彎曲？答案【深度思考】答案金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而增大，所以它的電阻增大，根據(jù)I－U圖像上各點與原點連線的斜率可以反映出電阻的倒數(shù)，所以圖線向下彎曲.22金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高會增大，它的伏安特性曲線是向上彎曲(1)電阻R1∶R2為多少？例4如圖3所示的圖像所對應(yīng)的兩個導(dǎo)體：典例精析解析答案圖3答案3∶1

23(1)電阻R1∶R2為多少？例4如圖3所示的圖像所對應(yīng)的兩(2)若兩個導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時，電壓之比U1∶U2為多少？解析答案圖3解析由歐姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2，由于I1＝I2，則U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1.答案3∶1

24(2)若兩個導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時，電壓之比U1∶U2解析答案圖3總結(jié)提升(3)若兩個導(dǎo)體中的電壓相等(不為零)時，電流之比I1∶I2為多少？由于U1＝U2，則I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3.答案1∶3返回25解析答案圖3總結(jié)提升(3)若兩個導(dǎo)體中的電壓相等(不為零)時總結(jié)提升I－U圖像與U－I圖像的區(qū)別(1)坐標軸的意義不同：I－U圖像中，橫坐標表示電壓U、縱坐標表示電流I；U－I圖像中，橫坐標表示電流I，縱坐標表示電壓U.(2)圖線斜率的意義不同.I－U圖像中，若圖像為直線斜率表示電阻的倒數(shù)，若圖像是曲線，則曲線上各點與原點的連線的斜率表示電阻的倒數(shù)，曲線上各點切線的斜率無意義.U－I圖像中，若圖像是直線，斜率表示電阻，若圖像是曲線，曲線上各點與原點的連線的斜率表示電阻.返回26總結(jié)提升I－U圖像與U－I圖像的區(qū)別返回26解析答案對點檢測1234A.1500個 B.9.375×1019個C.9.375×1021個 D.9.375×1020個C27解析答案對點檢測1234A.1500個 B.2.(電流的微觀意義)如圖4所示，一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上帶有均勻的負電荷，每單位長度上電荷量為q，當此棒沿軸線方向做速度為v的勻速直線運動時，由于棒運動而形成的等效電流大小為(

)解析答案1234圖4A282.(電流的微觀意義)如圖4所示，一根橫截面積為S的均勻長直3.(對歐姆定律的理解)已知用電器A的電阻是用電器B的電阻的2倍，加在A上的電壓是加在B上的電壓的一半，那么通過A和B的電流IA和IB的關(guān)系是(

)解析答案1234D293.(對歐姆定律的理解)已知用電器A的電阻是用電器B的電阻的4．(對伏安特性曲線的認識)(多選)假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到某白熾燈的伏安特性曲線如圖5所示．圖像上A點與原點的連線與橫軸成α角，A點的切線與橫軸成β角，則(

)A．白熾燈的電阻隨電壓的增大而減小B．在A點，白熾燈的電阻可表示為tanβC．在A點，白熾燈的電功率可表示為U0I0解析答案圖51234304．(對伏安特性曲線的認識)(多選)假設(shè)某同學(xué)研究白熾燈得到答案CD返回123431答案CD返回123431本課結(jié)束32本課結(jié)束32第二章直流電路第1講歐姆定律33第二章直流電路第1講歐姆定律11.知道形成電流的條件，理解電流的定義式I＝

，并能分析相關(guān)問題.2.掌握歐姆定律的內(nèi)容及其適用范圍.3.知道導(dǎo)體的伏安特性和I－U圖像，并通過描繪小燈泡的伏安特性曲線掌握利用分壓電路改變電壓的技巧.目標定位341.知道形成電流的條件，理解電流的定義式I＝，并能分析二、歐姆定律電阻三、伏安特性曲線對點檢測自查自糾欄目索引一、電流35二、歐姆定律電阻三、伏安特性曲線對點檢測自查自糾欄1.自由電荷：導(dǎo)體中可

的電荷，稱為自由電荷.金屬中的自由電荷是

；電解質(zhì)溶液中自由電荷是可自由運動的

.2.形成電流的條件：

、

.3.電流(1)定義：通過導(dǎo)體橫截面的

跟通過這些電荷所用時間

的比值.答案一、電流知識梳理(2)定義式：I＝

.自由運動自由電子正負離子導(dǎo)體中有自由電荷導(dǎo)體內(nèi)存在電場電荷量qt361.自由電荷：導(dǎo)體中可 的電(3)單位：國際單位是

；常用單位還有毫安(mA)和微安(μA)等，1mA＝

A,1μA＝

A.(4)方向：電流是標量，但有方向.導(dǎo)體內(nèi)

定向移動的方向為電流方向，即電流方向與負電荷定向移動的方向

.答案10－310－6正電荷相反安培(A)37(3)單位：國際單位是 ；常用單位還(5)電流強度的微觀解釋①如圖1所示，導(dǎo)體長為l，兩端加一定的電壓，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率為v，導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q.圖138(5)電流強度的微觀解釋圖16答案②導(dǎo)體AD中的自由電荷總數(shù)：N＝

.總電荷量Q＝Nq＝

.這些電荷都通過橫截面D所需要的時間：t＝

.由q＝It可得，導(dǎo)體AD中的電流為I＝

＝

，即導(dǎo)體中電流取決于n、q、S、v.4.直流和恒定電流

不隨時間改變的電流叫做直流，

都不隨時間改變的電流叫做恒定電流.nlSnlSqnqSv方向和強弱方向39答案②導(dǎo)體AD中的自由電荷總數(shù)：N＝.總電荷判斷下列說法是否正確，并說明理由.(1)電流有方向，所以說電流是矢量.答案【深度思考】答案不正確，電流的計算遵循代數(shù)運算法則，所以是標量.40判斷下列說法是否正確，并說明理由.答案【深度思考】答案不正例1在某種帶有一價離子的水溶液中，正、負離子在定向移動，方向如圖2所示.如果測得2s內(nèi)分別有1.0×1018個正離子和1.0×1018個負離子通過溶液內(nèi)部的橫截面M，則溶液中電流的方向如何？電流為多大？典例精析解析答案圖2總結(jié)提升41例1在某種帶有一價離子的水溶液中，正、負離子在定向移動，方解析水溶液中導(dǎo)電的是自由移動的正、負離子，它們在電場的作用下向相反方向定向移動.電學(xué)中規(guī)定，電流的方向為正電荷定向移動的方向，所以溶液中電流的方向與正離子定向移動的方向相同，即由A指向B.每個離子的電荷量是e＝1.60×10－19C.該水溶液導(dǎo)電時負離子由B向A運動，負離子的定向移動可以等效看做是正離子反方向的定向移動.所以，一定時間內(nèi)通過橫截面M的電荷量應(yīng)該是正、負兩種離子電荷量的絕對值之和.答案由A指向B

0.16A總結(jié)提升42解析水溶液中導(dǎo)電的是自由移動的正、負離子，它們在電場的作用總結(jié)提升對金屬來講，是自由電子的定向移動，q為通過橫截面的自由電子的電荷量.對電解質(zhì)溶液來講，是正、負離子同時向相反方向定向移動，q為正、負離子電荷量的絕對值之和.43總結(jié)提升對金屬來講，是自由電子的定向移動，q為通過橫截面的自例2銅的摩爾質(zhì)量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個自由電子，每個自由電子的電荷量為e，今有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線，通過電流為I時，電子定向移動的平均速率為(

)解析答案總結(jié)提升返回44例2銅的摩爾質(zhì)量為m，密度為ρ，每摩爾銅原子有n個自由電子答案D總結(jié)提升返回45答案D總結(jié)提升返回13總結(jié)提升(1)電流的微觀表達式I＝nqSv，其中n為單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q為每個自由電荷的電荷量，S為導(dǎo)體的橫截面積，v為自由電荷定向移動的速率.即從微觀上看，電流取決于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、每個自由電荷的電荷量、自由電荷定向移動速率的大小，還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān).(2)區(qū)別三種速率：①電子定向移動的速率：電流就是由電荷的定向移動形成的.電流I＝nqSv中的v就是電荷定向移動的速率，大小約為10－5m/s.②電子熱運動的速率：導(dǎo)體內(nèi)部電子在不停地做無規(guī)則運動，不能形成電流，大小約為105m/s.③電流傳導(dǎo)的速率：等于光速.返回46總結(jié)提升(1)電流的微觀表達式I＝nqSv，其中n為單位體積1.電阻(1)定義：

和

的比值是一個跟導(dǎo)體本身性質(zhì)有關(guān)的量，我們稱之為電阻.(2)定義式：R＝

.(3)單位：國際單位制：歐姆，簡稱歐，符號是Ω.常用單位還有千歐和兆歐等，1kΩ＝

Ω；1MΩ＝

Ω.答案知識梳理二、歐姆定律電阻電壓U電流I103106471.電阻答案知識梳理二、歐姆定律電阻電壓U電流I103102.歐姆定律(1)通過電流I跟導(dǎo)體兩端的

成正比，跟導(dǎo)體的

成反比.(2)公式：I＝

.(3)適用條件：適用于

和

導(dǎo)電，不適于

和半導(dǎo)體.答案電壓U電阻R金屬電解質(zhì)溶液氣體482.歐姆定律答案電壓U電阻R金屬電解質(zhì)溶液氣體16導(dǎo)體兩端的電壓為零時，導(dǎo)體的電阻也為零嗎？導(dǎo)體兩端的電壓增大時，電阻也會增大嗎？答案【深度思考】答案電阻是導(dǎo)體本身的固有屬性，利用電壓和電流計算電阻只是一種比值定義法，電壓為零時，導(dǎo)體的電阻不為零；同理，電壓增大時，電阻不變.49導(dǎo)體兩端的電壓為零時，導(dǎo)體的電阻也為零嗎？導(dǎo)體兩端的電壓增大例3對于歐姆定律的理解，下列說法中正確的是(

)A.由I＝

，通過電阻的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比B.由U＝IR，對一定的導(dǎo)體，通過它的電流越大，它兩端的電壓也越大C.由R＝

，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D.對一定的導(dǎo)體，它兩端的電壓與通過它的電流的比值保持不變典例精析解析答案總結(jié)提升返回50例3對于歐姆定律的理解，下列說法中正確的是()典例精析解析根據(jù)歐姆定律可知，通過電阻的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比，A正確；對一定的導(dǎo)體，它兩端的電壓與通過它的電流的比值保持不變，即電阻不變，電流與電壓成正比，通過它的電流越大，它兩端的電壓也越大，B、D正確；導(dǎo)體的電阻與電壓的大小無關(guān)，是由導(dǎo)體本身決定的，C錯誤.故選A、B、D.答案ABD總結(jié)提升返回51解析根據(jù)歐姆定律可知，通過電阻的電流跟它兩端的電壓成正比，返回總結(jié)提升52返回總結(jié)提升201.伏安特性曲線：通過某種電學(xué)元件的

隨

變化的圖線叫做這種元件的伏安特性曲線.2.線性元件：伏安特性曲線是通過

的元件，其電阻為

，這種元件叫線性元件.3.非線性元件：伏安特性曲線

的元件，叫非線性元件.答案三、伏安特性曲線知識梳理電流電壓坐標原點的直線定值不是直線531.伏安特性曲線：通過某種電學(xué)元件的隨變化的圖線金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高會增大，它的伏安特性曲線是向上彎曲還是向下彎曲？答案【深度思考】答案金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而增大，所以它的電阻增大，根據(jù)I－U圖像上各點與原點連線的斜率可以反映出電阻的倒數(shù)，所以圖線向下彎曲.54金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高會增大，它的伏安特性曲線是向上彎曲(1)電阻R1∶R2為多少？例4如圖3所示的圖像所對應(yīng)的兩個導(dǎo)體：典例精析解析答案圖3答案3∶1

55(1)電阻R1∶R2為多少？例4如圖3所示的圖像所對應(yīng)的兩(2)若兩個導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時，電壓之比U1∶U2為多少？解析答案圖3解析由歐姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2，由于I1＝I2，則U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1.答案3∶1

56(2)若兩個導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時，電壓之比U1∶U2解析答案圖3總結(jié)提升(3)若兩個導(dǎo)體中的電壓相等(不為零)時，電流之比I1∶I2為多少？由于U1＝U2，則I1∶I2＝