第二章 3　歐姆定律-人教版高中物理選修3-1講義

3歐姆定律一、歐姆定律1.電阻：導(dǎo)體兩端的電壓與通過(guò)導(dǎo)體的電流大小之比.(1)定義式：R＝eq\f(U,I).(2)單位：歐姆(Ω)，常用的單位還有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)，且1Ω＝10－3kΩ＝10－6MΩ.(3)物理意義：反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小.2.歐姆定律：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比.(1)表達(dá)式：I＝eq\f(U,R).(2)適用范圍：適用于金屬導(dǎo)電、電解液導(dǎo)電的純電阻電路(不含電動(dòng)機(jī)、電解槽等的電路)，而對(duì)氣體導(dǎo)電、半導(dǎo)體導(dǎo)電不適用.3.歐姆定律的理解和應(yīng)用(1)R＝eq\f(U,I)是用比值法定義的電阻的定義式，導(dǎo)體的電阻R由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，不是由U和I決定的.對(duì)于某一導(dǎo)體，它的電阻R不變，它的電壓U和電流I成正比.(2)I＝eq\f(U,R)是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，它反映了導(dǎo)體中電流與電壓、電阻的比例關(guān)系.常用于計(jì)算一段電路加上一定電壓時(shí)產(chǎn)生的電流，適用條件是金屬或電解液導(dǎo)電(純電阻電路).二、導(dǎo)體的伏安特性曲線1.伏安特性曲線：用縱坐標(biāo)表示電流I，用橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫出的導(dǎo)體的I－U圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線.若I－U圖象為直線，圖線的斜率表示導(dǎo)體電阻的倒數(shù).即k＝eq\f(I,U)＝eq\f(1,R)，圖線的斜率越大，電阻越小，如圖，RA＞RB.2.線性元件和非線性元件：(1)線性元件：伏安特性曲線是一條直線，歐姆定律適用的元件，如金屬導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液.(2)非線性元件：伏安特性曲線是一條曲線，歐姆定律不適用的元件.如氣態(tài)導(dǎo)體(日光燈、霓虹燈管中的氣體)和半導(dǎo)體元件.3.I－U圖象與U－I圖象的區(qū)別(1)坐標(biāo)軸的意義不同：I－U圖象中，橫坐標(biāo)表示電壓U、縱坐標(biāo)表示電流I；U－I圖象中，橫坐標(biāo)表示電流I，縱坐標(biāo)表示電壓U.(2)圖線斜率的意義不同.I－U圖象中，斜率表示電阻的倒數(shù)，U－I圖象中，斜率表示電阻，如圖所示，在圖甲中R2＜R1，圖乙中R2＞R1.注意：若I－U圖象或U－I圖象為曲線，如圖所示，則某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率的倒數(shù)(或斜率)表示電阻.如圖所示，R＝eq\f(U0,I2)≠eq\f(U0,I1).1某金屬導(dǎo)體兩端所加電壓為8V時(shí)，10s內(nèi)通過(guò)某一橫截面的電荷量為0.16C，求：(1)導(dǎo)體的電阻；(2)若導(dǎo)體兩端電壓為10V，求通過(guò)導(dǎo)體的電流.2如圖所示的圖象所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)體：(1)電阻R1∶R2為多少？(2)若兩個(gè)導(dǎo)體中的電流相等(不為零)時(shí)，電壓之比U1∶U2為多少？(3)若兩個(gè)導(dǎo)體中的電壓相等(不為零)時(shí)，電流之比I1∶I2為多少？3(多選)如圖所示，為某一金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線，由圖象可知()A.該導(dǎo)體的電阻隨電壓的升高而增大B.該導(dǎo)體的電阻隨電壓的升高而減小C.導(dǎo)體兩端電壓為2V時(shí)，電阻為0.5ΩD.導(dǎo)體兩端電壓為2V時(shí)，電阻為1Ω4在電阻為4Ω的導(dǎo)體中通以恒定電流，5min內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量是45C，這時(shí)加在導(dǎo)體兩端的電壓是()A.60VB.6VC.0.6VD.3.6V5某導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖AB段(曲線)所示，關(guān)于導(dǎo)體的電阻，以下說(shuō)法正確的是()A.B點(diǎn)的電阻為12ΩB.B點(diǎn)的電阻為40ΩC.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了1ΩD.導(dǎo)體的電阻因溫度的影響改變了9Ω6如圖所示為某金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線：(1)試說(shuō)明導(dǎo)體電阻隨電壓的變化規(guī)律；(2)試算出電壓為20V時(shí)導(dǎo)體的電阻；(3)歐姆定律適用于該導(dǎo)體嗎？

3歐姆定律1答案(1)500Ω(2)0.02A解析(1)電壓U1＝8V,10s內(nèi)通過(guò)電荷量Q＝0.16C，則電流I1＝eq\f(Q,t)＝eq\f(0.16,10)A＝0.016A，電阻R＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(8,0.016)Ω＝500Ω.(2)若導(dǎo)體兩端電壓為U2＝10V，則電流I2＝eq\f(U2,R)＝eq\f(10,500)A＝0.02A.2答案(1)3∶1(2)3∶1(3)1∶3解析(1)因?yàn)樵贗－U圖象中，R＝eq\f(1,k)＝eq\f(ΔU,ΔI)，所以R1＝eq\f(10×10－3,5×10－3)Ω＝2Ω，R2＝eq\f(10×10－3,15×10－3)Ω＝eq\f(2,3)Ω，所以R1∶R2＝2∶eq\f(2,3)＝3∶1.(2)由歐姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2，由于I1＝I2，則U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1.(3)由歐姆定律得I1＝eq\f(U1,R1)，I2＝eq\f(U2,R2)，由于U1＝U2，則I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3.3答案AD解析該導(dǎo)體的伏安特性為曲線，但根據(jù)R＝eq\f(U,I)知，某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率倒數(shù)表示電阻，故可知U＝2V時(shí)，R＝eq\f(2,2)Ω＝1Ω，且導(dǎo)體電阻隨電壓升高而增大.4答案C解析通過(guò)導(dǎo)體的電流為I＝eq\f(q,t)＝eq\f(45,5×60)A＝0.15A；根據(jù)歐姆定律得，加在導(dǎo)體兩端的電壓是U＝IR＝0.15×4V＝0.6V，故選C.5答案B解析B點(diǎn)的電阻為：RB＝eq\f(U,I)＝eq\f(6,1.5×10－1)Ω＝40Ω，故A錯(cuò)誤，B正確；A點(diǎn)的電阻為：RA＝eq\f(3,0.1)Ω＝30Ω，故兩點(diǎn)間的電阻改變了(40－30)Ω＝10Ω，故C、D錯(cuò)誤.6解析(1)由電阻定義式R＝eq\f(U,I)結(jié)合曲線，可看出隨電壓的增大，該導(dǎo)體電阻變大.(2)由題