2020-2021学年人教版物理选修3-1课件：第2章 3 欧姆定律 .ppt

物 理 选修选修3-1 人教版人教版 新课标导学新课标导学 第二章 恒定电流恒定电流 3 欧姆定律欧姆定律 素养目标定位素养目标定位 理解电阻的概念理解电阻的概念 掌握欧姆定律及其适用范围，并能用来解决有关电路的问题掌握欧姆定律及其适用范围，并能用来解决有关电路的问题 知道导体的伏安特性和知道导体的伏安特性和IU图象，知道什么是线性元件和非线性元件图象，知道什么是线性元件和非线性元件 素养思维脉络素养思维脉络 1 1 课前预习反馈课前预习反馈 2 2 课内互动探究课内互动探究 3 3 核心素养提升核心素养提升 4 4 课内随堂达标课内随堂达标 5 5 课后课时作业课后课时作业 课前预习反馈课前预习反馈 知识点知识点 1 电阻电阻 1定义定义 加在导体两端的加在导体两端的_跟通过该导体的跟通过该导体的_的比值叫做该导体的电的比值叫做该导体的电阻。阻。2定义式定义式 RUI。电压电压 电流电流 3单位单位 在国际单位制中是：在国际单位制中是：_，符号是符号是，常用的电阻单位还有千欧常用的电阻单位还有千欧(k)和兆欧和兆欧(M)。1 M_，1 k_。4标量标量 电阻只有大小电阻只有大小，没有方向没有方向。5物理意义物理意义 反映导体对电流反映导体对电流_作用的物理量作用的物理量，是导体本身的特性是导体本身的特性。欧姆欧姆 106 1 000 阻碍阻碍 1表述表述 导体中的电流跟导体两端的电压成导体中的电流跟导体两端的电压成_，跟导体的电阻成跟导体的电阻成_。2表达式表达式 _。3适用范围适用范围 欧姆定律对金属导体和欧姆定律对金属导体和_溶液导电适用溶液导电适用，但对但对_和半和半导体元件并不适用导体元件并不适用。知识点知识点 2 欧姆定律欧姆定律 正比正比 反比反比 IUR 电解质电解质 气体导电气体导电 1伏安特性曲线伏安特性曲线(1)概念：用纵坐标表示概念：用纵坐标表示_，横坐标表示横坐标表示_的的IU图象图象。(2)形状形状 过原点的直线过原点的直线，对应元件叫对应元件叫_元件；元件；过原点的曲线过原点的曲线，对应元件叫对应元件叫_元件元件。(3)意义：能形象直观的反映出意义：能形象直观的反映出_的变化规律的变化规律。知识点知识点 3 导体的伏安特性曲线导体的伏安特性曲线 电流电流I 电压电压U 线性线性 非线性非线性 导体电阻导体电阻 2测绘小灯泡的伏安特性曲线测绘小灯泡的伏安特性曲线(1)实验器材：小灯泡实验器材：小灯泡、_、电流表电流表、_、学生电源学生电源(或电池组或电池组)、开关开关、导线导线、坐标纸坐标纸、铅笔等铅笔等。(2)实验电路如图所示实验电路如图所示。电压表电压表 滑动变阻器滑动变阻器 (3)实验操作实验操作 按如图所示连接好电路按如图所示连接好电路，开关闭合前开关闭合前，将变阻器滑片滑至将变阻器滑片滑至R的的_端端。闭合开关闭合开关，右移滑片到不同位置右移滑片到不同位置，并分别记下并分别记下_、_的示数的示数。依据实验数据作出小灯泡的依据实验数据作出小灯泡的_图线图线。最左最左 电压表电压表 电流表电流表 IU 思考辨析思考辨析 判一判判一判(1)通过导体的电流越大，则导体的电阻越小。通过导体的电流越大，则导体的电阻越小。()(2)通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。()(3)由由RUI知，电阻与其两端的电压成正比，与通过的电流成反比。知，电阻与其两端的电压成正比，与通过的电流成反比。()(4)欧姆定律并非对所有的导体都适用。欧姆定律并非对所有的导体都适用。()(5)线性元件的伏安特性曲线是一条直线，电流与电压成正比。线性元件的伏安特性曲线是一条直线，电流与电压成正比。()选一选选一选 两电阻两电阻R1、R2的电流的电流I和电压和电压U的关系如图所示，可知的关系如图所示，可知两电阻两电阻R1R2等于等于()A13 B31 C1 3 D 31 解析：解析：在在IU图象中直线斜率的倒数等于该导体的电阻，因图象中直线斜率的倒数等于该导体的电阻，因此两个电阻之此两个电阻之比等于斜率的倒数之比：比等于斜率的倒数之比：R1R2tan 30tan 6013，故，故A正确。正确。A 想一想想一想 人体通过人体通过50 mA的电流的电流，就会引起呼吸麻痹就会引起呼吸麻痹，如果人体的最小电阻为如果人体的最小电阻为800，求人体安全工作电压求人体安全工作电压，根据以上数据说明：为什么人体触到电压根据以上数据说明：为什么人体触到电压220 V电线电线时会发生危险时会发生危险，而接触到干电池时却没有感觉而接触到干电池时却没有感觉？解析：解析：人体的安全电压为人体的安全电压为UIR50103800 V40 V。当人体接触当人体接触220 V电线时电线时，其电压远远超过人体安全电压其电压远远超过人体安全电压，通过人体的电流也远远超过通过人体的电流也远远超过50 mA，所以会发生危险所以会发生危险，而干电池仅几伏的电动势而干电池仅几伏的电动势，通过人体的电流远小于通过人体的电流远小于50 mA，故没有感觉故没有感觉。课内互动探究课内互动探究 探究一探究一 对欧姆定律的理解对欧姆定律的理解 右图是某灯泡的铭牌标识右图是某灯泡的铭牌标识，看图思考：看图思考：该灯泡正常发光时的电压该灯泡正常发光时的电压、电流电流、电阻分别是多少电阻分别是多少？1 提示：提示：电压为电压为220 V，根据初中学习的功率公式，根据初中学习的功率公式PUI可得可得I0.11 A，电阻，电阻RUI2 000。1欧姆定律的适用条件欧姆定律的适用条件(1)一般适用于金属导体或电解液导体，气体或半导体不适用。一般适用于金属导体或电解液导体，气体或半导体不适用。(2)一般适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路不适用。一般适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路不适用。(3)适用于线性元件，对非线性元件不适用。适用于线性元件，对非线性元件不适用。2欧姆定律的欧姆定律的“两性两性”(1)同体性：表达式同体性：表达式IUR中的三个物理量中的三个物理量U、I、R对应于同一段电路或导对应于同一段电路或导体。体。(2)同时性：三个物理量同时性：三个物理量U、I、R对应于同一时刻。对应于同一时刻。3公式公式IUR，RUI的理解的理解 物理意义物理意义 适用条件适用条件 IUR 某段导体电流、电压和电阻的关系某段导体电流、电压和电阻的关系 计算通过某段导体电流大小，计算通过某段导体电流大小，仅适用于纯电阻电路仅适用于纯电阻电路 RUI 导体电阻定义式，反映导体对电流导体电阻定义式，反映导体对电流的阻碍作用的阻碍作用 R由导体本身决定，与由导体本身决定，与U、I无无关，适用于所有导体关，适用于所有导体 特别提醒：特别提醒：可以根据可以根据RUI或或RUI计算导体的电阻，应注意计算导体的电阻，应注意I应该与应该与U相对应。相对应。对于欧姆定律的理解对于欧姆定律的理解，下列说法中错误的是下列说法中错误的是()C 典例典例 1 A由由IUR知通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成知通过电阻的电流强度跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比反比 B由由UIR知对一定的导体，通过它的电流强度越大，它两端的电压也越知对一定的导体，通过它的电流强度越大，它两端的电压也越大大 C由由RUI知导体的电阻跟它两端的电压成正比，知导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流强度成跟通过它的电流强度成反比反比 D对一定的导体，它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变对一定的导体，它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变 解析：解析：根据欧姆定律可知根据欧姆定律可知，A正确；由正确；由UIR，对一定的导体对一定的导体，电流与电压电流与电压成正比成正比，所以通过它的电流强度越大所以通过它的电流强度越大，它两端的电压也越大它两端的电压也越大，所以所以B正确；导正确；导体的电阻与电压的大小无关体的电阻与电压的大小无关，是由导体本身决定的是由导体本身决定的，所以所以C错误；对一定的导错误；对一定的导体体，它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变它两端的电压与通过它的电流强度的比值保持不变，即为电阻的大小即为电阻的大小，所所以以D正确正确，本题选错误的本题选错误的，故选故选C。解题指导：解题指导：理解三个公式理解三个公式UIR、RUI、IUR时，不能仅从数学角度去分时，不能仅从数学角度去分析，必须考虑它们的实际物理意义。析，必须考虑它们的实际物理意义。对点训练对点训练1(多选多选)现代家庭电器化程度越来越高现代家庭电器化程度越来越高，用电安全是一个十分用电安全是一个十分重要的问题重要的问题。下表提供了一组人的部分躯体电阻平均值数据下表提供了一组人的部分躯体电阻平均值数据，下列说法正确的下列说法正确的是是()测量项目测量项目 干燥时电阻干燥时电阻 出汗或潮湿时电阻出汗或潮湿时电阻 手与手之间手与手之间 200 k 5 k 手与脚之间手与脚之间 300 k 8 k 脚与塑料鞋底之间脚与塑料鞋底之间 800 k 10 k A从表中可看出干燥时的电阻是潮湿时的电阻的从表中可看出干燥时的电阻是潮湿时的电阻的4080倍倍 B对表中对应人体部位加对表中对应人体部位加220 V电压后电压后，若对人的安全电流是若对人的安全电流是22 mA以以下下，只有出汗或潮湿时是十分危险的只有出汗或潮湿时是十分危险的 C对表中对应人体部位加对表中对应人体部位加220 V电压后电压后，若对人的安全电流是若对人的安全电流是22 mA以以下下，上述几项都十分危险上述几项都十分危险 D从表中可看出干燥时对表中对应人体部位加从表中可看出干燥时对表中对应人体部位加220 V电压后的电流值最大电压后的电流值最大是是1.1 A 答案：答案：AB 解析：解析：根据欧姆定律计算可知根据欧姆定律计算可知A正确；对人体加正确；对人体加220 V电压后电压后，干燥时电流干燥时电流分别为分别为1.1 mA、0.73 mA、0.275 mA，潮湿时电流分别为潮湿时电流分别为44 mA、27.5 mA、22 mA，潮湿时各种情况均有危险潮湿时各种情况均有危险，所以所以B正确正确，C、D错误错误。探究二探究二 对导体的伏安特性曲线的理解对导体的伏安特性曲线的理解 管道煤气的用户家中都有一个漏气报警器管道煤气的用户家中都有一个漏气报警器，报警器中有一个对煤气敏感的报警器中有一个对煤气敏感的电阻元件电阻元件。小明同学突然想到一个问题小明同学突然想到一个问题，该元件是线性元件还是非线性元件该元件是线性元件还是非线性元件呢呢？为此他从一个废弃的报警器中拆下该元件接入电路中为此他从一个废弃的报警器中拆下该元件接入电路中，测得其电流测得其电流、电压电压值如下表所示值如下表所示，请猜想该元件是哪类元件请猜想该元件是哪类元件？2 编号编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 U/V 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 2.00 I/A 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.50 提示：提示：该元件是非线性元件该元件是非线性元件。解析：解析：可以根据表中数据在坐标纸上描点可以根据表中数据在坐标纸上描点，由图象看特点由图象看特点，若若IU图线是图线是过原点的直线则表示过原点的直线则表示“敏感敏感”元件是线性的元件是线性的，若若IU图线是过原点的曲线则表图线是过原点的曲线则表示示“敏感敏感”元件是非线性的元件是非线性的。IU图线如图所示图线如图所示，由此可见由此可见“敏感敏感”元件是非元件是非线性元件线性元件。1线性元件的线性元件的UI图象与图象与IU图象的比较图象的比较 UI图象图象 IU图象图象 图象举例图象举例 坐标轴含义坐标轴含义 纵坐标表示电压纵坐标表示电压U 横坐标表示电流横坐标表示电流I 纵坐标表示电流纵坐标表示电流I 横坐标表示电压横坐标表示电压U 图线斜率含义图线斜率含义 斜率表示电阻，如图斜