（浙江專用）2018-2019學年高中物理 第二章 恒定電流 2-3 歐姆定律學案 新人教版選修3-1

第3節(jié)歐姆定律研究學考·明確要求知識內(nèi)容歐姆定律考試要求學考c選考c基本要求1.理解歐姆定律，并會用來解決有關問題。2了解電阻的作用和定義式。3理解導體的UI圖象和IU圖象(伏安特性曲線)。發(fā)展要求知道歐姆定律的適用范圍?；?礎 梳 理1電阻(1)導體對電流的阻礙作用，叫做導體的電阻。(2)定義式：R。(3)電阻的單位：歐姆，簡稱歐，符號是。常用的電阻單位還有千歐(k)和兆歐(M)。換算關系：1 k103 ，1 M106 。2歐姆定律(1)導體中的電流跟導體兩端的電壓U成正比，跟導體的電阻R成反比。(2)公式：I。(3)適用條件：歐姆定律適用于金屬導電或電解液導電的純電阻電路(不含電動機、電解槽、電源的電路)。典 例 精 析【例1】 R的物理意義是()A導體的電阻與電壓成正比，與電流成反比B導體的電阻越大，則電流越大C加在某導體兩端的電壓越大，其電流不一定越大D導體的電阻等于導體兩端的電壓與通過導體電流的比值解析一定的導體，電阻不隨電壓、電流改變而改變，A錯；由I可知，電壓U不變時，R越大，電流越小，B錯；U越大，電阻不變時電流I越大，C錯；由電阻定義式R知D項正確。答案D用歐姆定律可解決的問題(1)用公式I可計算導體中的電流；(2)用變形公式UIR可計算導體兩端的電壓；(3)用R可測定導體的電阻。即 學 即 練1電路中有一段導體，如果給它加上3 V的電壓，通過它的電流為2 mA，可知這段導體的電阻為_ ；如果不給它加電壓，它的電阻為_ 。解析電流I2 mA2×103 A，故導體的電阻R 1.5×103 。導體的電阻由自身決定，不加電壓時，其電阻不變，仍為1.5×103 。答案1.5×1031.5×103基 礎 梳 理1伏安特性曲線：在實際應用中，常用縱坐標表示電流I、橫坐標表示電壓U，這樣畫出的IU圖象叫做導體的伏安特性曲線。2線性元件：對于金屬導體，在溫度沒有顯著變化時，電阻幾乎是不變的(不隨電流、電壓改變)，它的伏安特性曲線是一條直線，具有這種伏安特性的電學元件叫做線性元件。3非線性元件：對氣態(tài)導體(如日光燈管、霓虹燈管中的氣體)和半導體元件，電流與電壓不成正比，這類電學元件叫做非線性元件。典 例 精 析【例2】 某同學做三種電學元件的導電性實驗，他根據(jù)所測量的數(shù)據(jù)分別繪制了三種元件的IU圖象，如圖1所示，則下述判斷正確的是()圖1A只有乙圖正確B甲、丙圖的曲線肯定是偶然誤差太大C甲、丙不遵從歐姆定律，肯定錯誤D甲、乙、丙三個圖象都可能正確，并不一定有較大誤差解析由于三種電學元件可能是線性的，也可能是非線性的，故其IU圖象可能是直線，也可能是曲線，故D正確。答案D即 學 即 練2某導體中的電流隨其兩端的電壓變化，如圖2實線所示，則下列說法中正確的是()圖2A加5 V電壓時，導體的電阻是0.2 B加12 V電壓時，導體的電阻是8 C由圖可知，隨著電壓增大，導體的電阻不斷減小D由圖可知，隨著電壓增大，導體的電阻不變解析U5 V時，I1.0 A，R5 ，同理U12 V時，R8 。由圖線可知隨著電壓的增大，電阻不斷增大，選項A、C、D錯誤，選項B正確。答案B1歐姆定律適用于()A金屬導體B所有電器元件C稀薄氣體導體D半導體元件解析歐姆定律是一個實驗定律，它是通過金屬導體總結(jié)出來的，但通過實驗表明它也適用于電解液導體，但不適用于氣態(tài)導體和半導體元件，故選項A正確，B、C、D錯誤。答案A2一只標有“220 V60 W”的白熾燈泡，加上的電壓U由零逐漸增大到220 V。在此過程中，電壓U和電流I的關系可用圖線表示。在如圖所示的四個圖線中，肯定符合實際的是()解析由電阻的定義式R知：在UI圖象上，某一點的縱坐標U和該點的橫坐標I的比值就對應著電阻值R。由于白熾燈泡鎢絲的電阻會隨溫度的升高而增大，當白熾燈上加的電壓從零逐漸增大到220 V時，鎢絲由紅變到白熾，燈絲的溫度不斷升高，電阻將不斷增大。A圖象表示為一定值，說明電阻不變，不符合要求；C圖象上各點的值隨U的增大而減小，也不符合實際；D圖象中的值開始隨U的增大而增大，后來隨U的增大而減小，也不符合實際；只有B圖象中的值隨U的增大而變大，符合實際。答案B3阻值為R的導體兩端加上電壓U后，通過導體截面的電荷量q與通電時間t之間關系如圖3所示，斜率表示()圖3AU BR C. D.解析由I，I得。又k，所以k。答案C4小燈泡的伏安特性曲線如圖4中的AB段(曲線)所示，由圖可知，燈絲的電阻因溫度的影響改變了()圖4A5 B10 C1 D6 解析由電阻的定義式R知，A點電阻RA 30 ；B點的電阻RB 40 ，從而使AB段電阻改變了10 ，故B正確。答案B1由歐姆定律I導出UIR和R，下列敘述中正確的是()A由R知，導體的電阻由兩端的電壓和通過的電流決定B導體的電阻由導體本身的性質(zhì)決定，還跟導體兩端的電壓及流過導體的電流的大小有關C對于確定的導體，其兩端的電壓和流過它的電流的比值等于它的電阻值D電流相同時，電阻越大，其電壓值越小解析導體的電阻不隨其兩端電壓和通過的電流而變化，A、B錯誤；對于確定的導體，電阻值R，C正確；電流相同時，由I可知，電阻越大，電壓值越大，D錯誤。答案C2如圖1所示為一小燈泡的伏安特性曲線，橫軸和縱軸分別表示電壓U和電流I。圖線上點A的坐標為(U1，I1)，過點A的切線與縱軸交點的縱坐標為I2，小燈泡兩端的電壓為U1時，電阻等于()圖1A. B.C. D.解析由電阻的定義式R可知，B正確，其他選項錯誤。答案B3圖2所示是某導體的IU圖線，圖線的傾角為45°，下列說法正確的是()圖2A通過電阻的電流與其兩端的電壓成正比B此導體的電阻R CIU圖線的斜率表示電阻的倒數(shù)，所以電阻R1.0 D在R兩端加6.0 V電壓時，每秒通過電阻截面的電荷量是6.0 C解析通過電阻的電流I與其兩端的電壓U成正比，A正確；導體的電阻R2 ，B、C錯誤；在R兩端加6.0 V電壓時，電流I A3 A，每秒通過電阻橫截面的電荷量是qIt3×1 C3 C，故D錯誤。答案A4已知導體A的電阻是導體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的關系是()AIA2IB BIA CIAIB DIA解析由I得：IAIBUARBUBRA·14，即IAIB，選項D正確。答案D5如圖3所示為四只電阻的伏安特性曲線，四只電阻并聯(lián)起來使用時，通過各個電阻的電流分別是I1、I2、I3、I4，則其大小順序為()圖3AI2>I4>I3>I1BI4>I3>I2>I1CI1I2I3I4DI1>I2>I3>I4解析由IU圖象可知，R1<R2<R3<R4，四只電阻并聯(lián)時，U1U2U3U4，由I得I1>I2>I3>I4。答案D6甲、乙兩個電阻，它們的伏安特性曲線畫在一個坐標系中如圖4所示，則()圖4A甲的電阻是乙的電阻的B把兩個電阻兩端加上相同的電壓，通過甲的電流是通過乙的兩倍C欲使有相同的電流通過兩個電阻，加在乙兩端的電壓是加在甲兩端電壓的倍D甲的電阻是乙的電阻的2倍解析由R得，故圖線斜率越大，電阻越小，R甲R乙，A正確，D錯誤；加上相同電壓I甲3I乙，B錯誤；使電流相同，U甲U乙，C錯誤。答案A7有甲、乙兩導體，甲的電阻是乙的一半，而單位時間內(nèi)通過導體乙橫截面的電荷量是甲的兩倍，則以下說法中正確的是()A甲、乙兩導體中的電流相同B乙導體中的電流是甲導體中的2倍C甲、乙兩導體兩端的電壓相同D乙導體兩端的電壓是甲的2倍解析由電流的定義式I可知乙導體中的電流是甲的兩倍。由I得UIR，因R乙2R甲，可知乙兩端的電壓是甲兩端電壓的4倍，所以A、C、D錯誤，B正確。答案B8將阻值為R的電阻接在電壓為U的電源兩端，則下列描述其電壓U，電阻R以及流過R的電流與I間的關系圖象中正確的是()解析對于一定導體，它的電阻不隨電壓和電流變化而變化，故選項D正確，A、B、C錯誤。答案D9在電阻為4 的導體中通過恒定電流，5 min內(nèi)通過導體橫截面的電荷量為45 C，這時加在導體兩端的電壓是_。解析通過導體的電流I0.15 A，導體兩端的電壓UIR0.15×4 V0.6 V。答案0.6 V10如圖5所示，A、B、C為三個通電導體的IU關系圖象。由圖可知，電阻最大的導體是_；若在導體B兩端加上10 V電壓時，通過導體B的電流是_。圖5解析由IU圖象知，電阻最大的應該是斜率最小的，其中導體B的電阻為RB 4 ，所以在導體B上加10 V電壓時，通過導體B的電流為IB A2.5 A。答案C2.5 A11某電壓表的量程為015 V，一導體兩端電壓為1.6 V時，通過的電流為2 mA?，F(xiàn)在若給此導體通以20 mA的電流，能否用這個電壓表測量導體兩端的電壓？解析已知：U11.6 V，I12 mA，所以R 800 。當導體通以電流I220 mA時，加在導體兩端的電壓U2I2R20×103×800 V16 V。由計算可知，此時導體兩端的電壓超出電壓表量程，所以不能用這個電壓表測量導體兩端的電壓。答案不能12如圖6所示為某金屬導體的伏安特性曲線：圖6(1)試說明導體電阻隨電壓的變化規(guī)律；(2)試算出電壓為20 V時導體的電阻；(3)歐姆定律適用于該導體嗎？解析(1)由電阻定義式R結(jié)合曲線，可看出隨電壓的增大，該導體電阻變大。(2)由題圖可知U20 V時，I1.5 A，所以R13.3 。(3)該導體的電流與電壓不成正比，IU曲線不是過坐標原點的直線，這是因為導體的電阻發(fā)生了變化，但對于曲線上的每一點，歐姆定律仍然適用。答案見解析9