2019-2020高中物理第二章恒定電流第3節(jié)歐姆定律講義+習(xí)題（含解析）-1

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第3節(jié)歐姆定律1理解電阻的定義式及電阻意義。2理解歐姆定律。3理解導(dǎo)體的伏安特性曲線.一、歐姆定律1電阻(1)定義：導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體電流的比值叫做電阻,即r。（2)意義：反映導(dǎo)體對電流的阻礙作用。（3）單位：歐姆()、千歐（k）、兆歐（m)。1 k103 ;1 m106 。2歐姆定律（1）內(nèi)容：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。(2）公式:i。(3)適用條件：適用于金屬導(dǎo)體和電解質(zhì)溶液.對氣態(tài)導(dǎo)體和半導(dǎo)體元件不適用。二、導(dǎo)體的伏安特性曲線1概念：用縱坐標(biāo)表示電流i，橫坐標(biāo)表示電壓u的 i.u 圖象。2形狀：過原點的直線，對應(yīng)元件叫線性

2、元件；過原點的曲線，對應(yīng)元件叫非線性元件。3意義:能形象直觀地反映出導(dǎo)體電阻的變化規(guī)律。(1)導(dǎo)體兩端的電壓越大，導(dǎo)體電阻越大.()(2)導(dǎo)體的電阻與流過導(dǎo)體的電流成反比。()（3）歐姆定律適用于金屬導(dǎo)體，不適用于日光燈管.()(4)凡導(dǎo)電的物體，伏安特性曲線一定是直線。(）（5）若伏安特性曲線為曲線,說明該導(dǎo)體的電阻隨導(dǎo)體兩端電壓變化而變化。(）提示：(1)（2）(3）(4）(5）課堂任務(wù)歐姆定律仔細(xì)觀察下列圖片,認(rèn)真參與“師生互動。u/vi/a02。04.06.08.0導(dǎo)體a00。200。420。600。78導(dǎo)體b00。130.280.400。54活動1：在坐標(biāo)系中，用縱軸表示電壓u、用橫

3、軸表示電流i，分別將導(dǎo)體a和導(dǎo)體b的數(shù)據(jù)在下圖坐標(biāo)系中描點,并作出u。i圖線。提示：u.i圖線如圖所示活動2：導(dǎo)體a或?qū)wb中電流與它兩端的電壓的關(guān)系如何？試寫出其關(guān)系式。提示：對導(dǎo)體a或?qū)wb，電流與它兩端的電壓成正比，導(dǎo)體a或?qū)wb的電壓與電流的比值是個定值,即r，但兩者的比值不相等。活動3:由上述活動結(jié)論知,存在一個只跟導(dǎo)體本身有關(guān),與外加電壓、電流無關(guān)的物理量，它有什么物理意義？提示：由r知，電壓u相同時，r越大,電流越小，說明r反映導(dǎo)體對電流的阻礙作用。活動4：討論、交流、展示，得出結(jié)論.(1）電阻：由上述活動知，可定義一個表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的物理量電阻r。公式r是電阻的定義式,

4、適用于任何電阻的計算，公式給出了量度電阻大小的一種方法。而導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，與外加的電壓和通過的電流大小無關(guān)。（2)歐姆定律:根據(jù)r，可以把電壓、電流、電阻的關(guān)系寫成i，稱為歐姆定律。它給出了導(dǎo)體中的電流大小由哪些量決定,以及如何決定。（3)歐姆定律的兩性同體性:表達(dá)式i中的三個物理量u、i、r對應(yīng)于同一段電路或?qū)w。同時性:三個物理量u、i、r對應(yīng)于同一時刻.（4）三個電流表達(dá)式的比較續(xù)表例1若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼臅r，導(dǎo)體中的電流減小了0.4 a.如果所加電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,則導(dǎo)體中的電流是多大？(1）i表明電流與電壓有什么關(guān)系？提示：成正比.（2)公式r說明導(dǎo)體的電

5、阻隨導(dǎo)體兩端電壓的變化而變化嗎？提示：可以用公式r計算電阻,但導(dǎo)體的電阻不隨導(dǎo)體兩端電壓的變化而變化。規(guī)范解答由歐姆定律得：r，電壓變化后有：r，解得i01。0 a。電壓加倍后同理可得r，所以i22i02。0 a。完美答案2.0 a公式i和r的比較比較項目ir意義歐姆定律的表達(dá)形式電阻的定義式前后物理量的關(guān)系i與u成正比,與r成反比r是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，不隨u、i的改變而改變適用條件適用于金屬導(dǎo)體、電解液等適用于純電阻元件（多選）根據(jù)歐姆定律,下列說法中正確的是(）a由關(guān)系式uir可知，導(dǎo)體兩端的電壓u由通過它的電流i和它的電阻r共同決定b由關(guān)系式r可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體

6、中的電流成反比c由關(guān)系式i可知,導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比d由關(guān)系式r可知，對一個確定的導(dǎo)體來說，所加的電壓跟通過導(dǎo)體的電流的比值是一定值答案cd解析uir和i的意義不同，可以說i由u和r共同決定，但不能說u由i和r共同決定,因為(導(dǎo)體中）電流產(chǎn)生的條件是導(dǎo)體兩端存在電勢差,a錯誤，c正確;可以利用r計算導(dǎo)體的電阻，但r與u和i無關(guān),b錯誤，d正確。課堂任務(wù)導(dǎo)體的伏安特性曲線仔細(xì)觀察下列圖片，認(rèn)真參與“師生互動”。活動1:如圖甲所示，、直線為兩個金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線（i。u圖象），哪個導(dǎo)體的電阻大？乙圖所示中，哪個導(dǎo)體的電阻大?提示：甲圖中斜率表示導(dǎo)體電阻的倒數(shù),

7、所以rr ；乙圖中斜率表示導(dǎo)體的電阻,所以rr.活動2：圖丙和圖甲、圖乙中的i。u圖象有什么不同？提示：圖丙中的為曲線，電流與電壓不成正比；圖甲、乙中的為直線，電流與電壓成正比?；顒?：根據(jù)圖丙中的iu圖象如何計算電阻？提示：根據(jù)r,可以用圖線上某點的橫坐標(biāo)值和縱坐標(biāo)值來計算該點對應(yīng)的電阻?；顒?:討論、交流、展示，得出結(jié)論.(1）伏安特性曲線伏安特性曲線的概念: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。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、電解液導(dǎo)體.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)

8、體(如日光燈管、霓虹燈管中的氣體)和半導(dǎo)體元件。注意：像電動機一樣，不能用r計算電阻的元件，稱為非純電阻元件。電流通過這類元件時,除將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,還轉(zhuǎn)化為機械能、光能、化學(xué)能等.日光燈、霓虹燈既是非純電阻元件，也是非線性元件。非線性元件也可能是純電阻元件。比如白熾燈是非線性元件，但是是純電阻元件。線性、非線性元件與純電阻、非純電阻元件分類方式不同，沒有必然關(guān)聯(lián)。(2）ui圖象與iu圖象坐標(biāo)軸意義不同：i。u圖線為導(dǎo)體的伏安特性曲線，表示電流i隨電壓u的變化規(guī)律，橫軸表示u為自變量，縱軸表示i為因變量;u。i圖線的橫軸表示電流i，縱軸表示電壓u.圖象上任意一點與坐標(biāo)原點連線的斜率的意義不同

9、：如圖甲中，r1r2；而在圖乙中r2r1。（3）非線性元件電阻的確定如圖所示,非線性元件的iu圖線是曲線，導(dǎo)體電阻rn，即電阻等于圖線上點（un，in）與坐標(biāo)原點連線的斜率的倒數(shù),而不等于該點切線斜率的倒數(shù).例2如圖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(biāo)為(u1,i1）,過點a的切線與縱軸交點的縱坐標(biāo)為i2，小燈泡兩端的電壓為u1時，電阻等于(）a. b.c. d。i。u伏安特性曲線上某點的電阻是該點斜率的倒數(shù)嗎？提示：不一定,對于線性元件是,對于非線性元件就不是.規(guī)范解答伏安特性曲線是非線性元件，圖象中某點的電阻等于圖線上點(un，in)與坐標(biāo)原點連

10、線的斜率的倒數(shù)，故小燈泡兩端的電壓為u1時，電阻等于,b正確,a、c、d錯誤。完美答案b （1)小燈泡是純電阻元件，電阻的定義式r是可以用的。但是注意它是非線性元件，r。（2)若伏安特性曲線為曲線，則i。u曲線上各點與原點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。(多選)某同學(xué)做三種導(dǎo)電元件的導(dǎo)電性實驗，他根據(jù)所測數(shù)據(jù)，分別繪制了三種元件的i。u圖象,如圖所示。下列判斷正確的是（)a只有乙圖象是正確的b甲、丙圖象是曲線，肯定誤差太大c甲、丙為非線性元件，乙為線性元件d甲、乙、丙三個圖象都可能是正確的，并不一定有較大誤差答案cd解析由于三種導(dǎo)電元件可能是線性的，也可能是非線性的，故其

11、iu圖象可能是直線，也可能是曲線，故c、d正確。a組：合格性水平訓(xùn)練1（歐姆定律）(多選)歐姆定律適用于（）a金屬導(dǎo)電 b氣體導(dǎo)電c電解質(zhì)溶液導(dǎo)電 d所有導(dǎo)電物質(zhì)答案ac解析歐姆定律適用于金屬導(dǎo)電、電解質(zhì)溶液導(dǎo)電,對氣體導(dǎo)電、半導(dǎo)體導(dǎo)電不適用，故a、c正確，b、d錯誤,故選a、c.2(歐姆定律）根據(jù)歐姆定律，下列判斷正確的是()a導(dǎo)體兩端的電壓為零，電阻即為零b導(dǎo)體中的電流越大，電阻就越小c當(dāng)電壓增大2倍時，電阻增大2倍d由i可知，通過一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比答案d解析導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定，公式r只提供了測定電阻的方法，r與只是在數(shù)值上相等，當(dāng)不給導(dǎo)體兩端加電壓時，導(dǎo)體

12、的電阻仍存在，因此不能說導(dǎo)體的電阻與加在它兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體中的電流成反比,a、b、c錯誤。3（歐姆定律)(多選）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uir，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答案abd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

13、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。4(歐姆定律)取阻值分別為r1和r2的電阻，現(xiàn)在兩電阻兩端分別施加電壓u1、u2，已知u1u2，此時流過r1的電流為流過r2的電流的3倍,則為（)a。 b. c. d。答案a解析設(shè)r2兩端的電壓為u,通過r2的電流為i，則r1兩端的電壓為u，通過r1的電流為3i，由歐姆定律知r，所以，a正確。5。(伏安特性曲線）(多選）某同學(xué)在探究通過導(dǎo)體的電流與其兩端電壓的關(guān)系時，將記錄的實驗數(shù)據(jù)通過整理作出了如圖所示的圖象，根據(jù)圖象，下列說法正確的是（)a導(dǎo)體甲的電阻大于導(dǎo)體乙的電阻b在導(dǎo)體乙的兩端加1

14、v的電壓時，通過導(dǎo)體乙的電流為0。1 ac當(dāng)通過導(dǎo)體甲的電流為0。9 a時，導(dǎo)體甲兩端的電壓為4 vd將導(dǎo)體乙連接到電壓為5 v的電源上時，通過導(dǎo)體乙的電流為0。5 a答案bd解析iu圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，則r甲 5 ，r乙 10 ，a錯誤;由i得，當(dāng)導(dǎo)體乙兩端的電壓為1 v時,i1 a0.1 a，b正確;乙連接到電壓為5 v的電源上時，i2 a0.5 a，d正確；由uir得，當(dāng)通過導(dǎo)體甲的電流為0.9 a時，導(dǎo)體甲兩端的電壓uir甲0.95 v4.5 v，c錯誤.6.（伏安特性曲線)（多選）某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖所示，則下列說法中正確的是()a該元件是非線性元件，不能用歐姆

15、定律計算導(dǎo)體在某狀態(tài)下的電阻b加5 v電壓時,導(dǎo)體的電阻約是0。2 c加12 v電壓時，導(dǎo)體的電阻約是8 d由圖可知,隨著電壓的增大,導(dǎo)體的電阻不斷增大答案cd解析該元件是非線性元件，但仍能用歐姆定律計算導(dǎo)體在某狀態(tài)下的電阻，故a錯誤；由題圖可知，當(dāng)加5 v電壓時,通過導(dǎo)體的電流為1。0 a，根據(jù)歐姆定律可得導(dǎo)體此時電阻r5 ，故b錯誤;同理，當(dāng)加12 v電壓時，電流為1.5 a，電阻等于8 ，故c正確；由題圖知,隨著電壓的增大，圖象上的點與原點連線的斜率減小，此斜率等于電阻的倒數(shù)，則知導(dǎo)體的電阻不斷增大，故d正確。7（歐姆定律的應(yīng)用）某電壓表的量程是015 v,一導(dǎo)體兩端電壓為1。6 v時，

16、通過的電流為2 ma。若給此導(dǎo)體通以20 ma的電流,能否用這個電壓表測量導(dǎo)體兩端的電壓？答案不能解析由題意知:u11.6 v，i12 ma，所以r 800 .當(dāng)導(dǎo)體通以電流i220 ma時,加在導(dǎo)體兩端的電壓u2i2r20103800 v16 v。由計算可知，此時導(dǎo)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(dǎo)體兩端的電壓.b組:等級性水平訓(xùn)練8（歐姆定律）有甲、乙兩導(dǎo)體，甲的電阻是乙的一半，而單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體乙橫截面的電荷量是甲導(dǎo)體中的兩倍，則以下說法中正確的是（)a甲、乙兩導(dǎo)體中的電流相同b乙導(dǎo)體中的電流是甲導(dǎo)體中的2倍c甲、乙兩導(dǎo)體兩端的電壓相同d乙導(dǎo)體兩端的電壓是甲的2倍答

17、案b解析由電流的定義式i可知乙導(dǎo)體中的電流是甲的兩倍，a錯誤，b正確.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，c、d錯誤.9(伏安特性曲線的應(yīng)用)某家用臺燈可通過調(diào)節(jié)開關(guān)使它的亮度逐漸增大到最亮，若燈最亮?xí)r的電壓為220 v，工作電流為0。18 a，則當(dāng)電壓為110 v時，燈絲的電阻()a等于1222 b等于611 c大于1222 d小于1222 答案d解析燈泡正常工作時的電阻r 1222 ，電壓減小時，燈絲的溫度降低，燈絲的電阻減小，故d正確。10（伏安特性曲線)小燈泡的伏安特性曲線如圖中的ab段（曲線）所示，由圖可知，燈絲的電阻因溫度的影響改變了()a5 b10

18、c1 d6 答案b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。11. (伏安特性曲線)（多選)如圖所示是某導(dǎo)體的i.u圖象，圖中45，由此得出()a通過此導(dǎo)體的電流與此導(dǎo)體兩端電壓成正比b此導(dǎo)體的電阻r0.5 c因i。u圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，故此導(dǎo)體的r1.0 d在此導(dǎo)體的兩端加上6。0 v的電壓時，每秒通過此導(dǎo)體的橫截面的電荷量是3。0 c答案ad解析由圖象可知，i。u圖象是一條過原點的直線，所以通過此導(dǎo)體的電流與此導(dǎo)體兩端電壓成正比,a正確;由圖象數(shù)據(jù)得此導(dǎo)體的電阻r2.0 ，b錯誤；i。u圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)，即r2.0 ，c錯誤；在此導(dǎo)體的兩端加上6.0 v的電壓時，此導(dǎo)體中的電流為3 a,故每秒通過此導(dǎo)體的橫截面的電荷量是3 a1 s3。0 c,d正確。12。(歐姆定律