學(xué)案 導(dǎo)體的伏安特性曲線

1、3.1導(dǎo)體的伏安特性曲線【學(xué)習(xí)目標】1. 知道什么是線性元件和非線性元件。2. 理解電流的定義、定義式、單位及方向的規(guī)定，會用公式QIt分析相關(guān)問題。3. 理解電阻的定義，進一步體會比值定義法。4. 探究導(dǎo)體的伏安特性曲線，會利用IU圖像處理、分析實驗數(shù)據(jù)?！局R梳理】知識點一電流1電流(1)概念：電流是由電荷 移動形成的。(2)形成電流的兩個條件：有能夠自由移動的電荷；導(dǎo)體兩端存在電壓。(3)定義式：I 。(4)國際單位制中，電流的單位是 ，符號是A。常用的電流單位還有 (mA)和 (A)。(5)方向：習(xí)慣上規(guī)定 定向移動的方向為電流的方向。金屬中電流的方向與電子定向移動的實際方向 。2恒定

2、電流(1)直流：導(dǎo)體中的電流 不隨時間而改變，則這樣的電流稱為直流。(2)恒定電流： 電流的 和 都不隨時間而改變，則這樣的電流稱為恒定電流。3電流的微觀表達式：I 。知識點二歐姆定律1歐姆定律(1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。(2)表達式：Ieq f(U,R)。2電阻(1)定義：導(dǎo)體兩端的 跟通過的電流的 。(2)表達式：Req f(U,I)。(3)伏安法：通過用電壓表測量導(dǎo)體兩端的 、用 測量通過導(dǎo)體的電流的方法來計算導(dǎo)體的電阻。這樣的方法叫作伏安法。知識點三導(dǎo)體的伏安特性曲線1伏安特性曲線：以縱坐標表示電流I、橫坐標表示電壓U畫出的IU圖像。2導(dǎo)電器件分

3、類(1)線性元件：對于金屬導(dǎo)體，當(dāng)溫度不變時，電流與電壓成正比，其伏安特性曲線是通過坐標原點的 ，其電阻為定值，具有這種伏安特性曲線的電學(xué)元件稱為線性元件。(2)非線性元件：除金屬外，歐姆定律對電解質(zhì)溶液也適用，但對氣體導(dǎo)體(如日光燈中的氣體)，以及某些導(dǎo)電器件(如晶體管)并 適用。在這種情況下，其伏安特性曲線不是 ，這些電學(xué)元件稱為非線性元件。要點提升 歐姆定律與導(dǎo)體的伏安特性曲線問題探究將四個定值電阻a、b、c、d分別接入電路，測得相應(yīng)的電流、電壓值如圖所示。其中阻值最接近的是哪兩個電阻？要點歸納1導(dǎo)體的電阻(1)概念：導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流之比反映了導(dǎo)體對電流的阻礙作用，叫導(dǎo)體的

4、電阻，即Req f(U,I)。(2)意義：比值eq f(U,I)表示一段導(dǎo)體對電流的阻礙作用。對給定的導(dǎo)體，它的電阻是一定的，與導(dǎo)體兩端是否加電壓，導(dǎo)體中是否有電流無關(guān)。(3)單位：歐姆()、千歐(k)、兆歐(M)，1 k103 ，1 M106 。2歐姆定律(1)表達式Ieq f(U,R)。(2)意義：表示通過導(dǎo)體的電流I與導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，與導(dǎo)體的電阻R成反比。(3)適用條件：金屬或電解質(zhì)溶液導(dǎo)電(純電阻電路)。3線性元件與非線性元件的比較圖線比較內(nèi)容IU圖線(伏安特性曲線)UI圖線坐標軸U為橫軸，I為縱軸I為橫軸，U為縱軸斜率圖線上的點與坐標原點連線的斜率表示導(dǎo)體電阻的倒數(shù)圖線上的點

5、與坐標原點連線的斜率表示導(dǎo)體的電阻線性元件圖線的形狀可得R1R2可得R3R4非線性元件圖線的形狀表示電阻隨U的增大而增大表示電阻隨I的增大而減小練一練若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼膃q f(3,5)時，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)體中的電流多大？（用兩種方法解答）【隨堂檢測】1(多選)在一次實驗中某同學(xué)用電流表測出了流過導(dǎo)體A的幾組電流，用電壓表測出了導(dǎo)體A兩端對應(yīng)的幾組電壓，通過描點連線得出了A的UI圖像。把導(dǎo)體A改換為導(dǎo)體B，得出了B的UI圖像，如圖所示，下列說法正確的是()A對導(dǎo)體A，當(dāng)通過的電流為I1時，電阻為R1，當(dāng)通過的電流為I2時，電阻為R2，

6、則R1R2eq f(U1,I1)eq f(U2,I2)B導(dǎo)體A的電阻隨電流的增大而增大CA的電阻大于B的電阻Deq f(U,I)的值反映了導(dǎo)體A對電流的阻礙作用比導(dǎo)體B的小2如圖所示，將左邊的銅導(dǎo)線和右邊的鋁導(dǎo)線連接起來，已知兩導(dǎo)線橫截面積滿足S鋁2S銅，在銅導(dǎo)線上取一截面A，在鋁導(dǎo)線上取一截面B，若在1 s內(nèi)垂直通過它們的電子數(shù)相等，那么通過這兩截面的電流的大小關(guān)系是()AIAIBBIA2IBCIB2IAD不能確定3(多選)某導(dǎo)體中的電流隨其兩端電壓的變化情況如圖所示，則下列說法中正確的是()A加5 V電壓時，導(dǎo)體的電阻約是5 B加11 V電壓時，導(dǎo)體的電阻約是1.4 C由圖可知，隨著電壓的

7、增大，導(dǎo)體的電阻不斷減小D由圖可知，隨著電壓的減小，導(dǎo)體的電阻不斷減小4有四個金屬導(dǎo)體，它們的IU曲線如圖所示，電阻最大的導(dǎo)體是( )AaBbCcDd解析：選A根據(jù)歐姆定律公式Ieq f(U,R)可得定值電阻的IU圖像是一條經(jīng)過坐標原點的直線，斜率表示電阻的倒數(shù)，則導(dǎo)體a的電阻最大，故選A?！緟⒖即鸢浮俊局R梳理】知識點一電流1(1)定向 (3)eq f(Q,t) (4)安培 毫安 微安 (5)正電荷 相反2(1)方向 (2)方向 強弱 3nqSv知識點二歐姆定律2(1)電壓 比值 (3)電壓 電流表知識點三導(dǎo)體的伏安特性曲線2導(dǎo)電器件分類(1)直線 (2)不 直線要點提升 歐姆定律與導(dǎo)體的伏

8、安特性曲線問題探究提示：定值電阻的UI圖線是過坐標原點的直線，電阻Req f(U,I)eq f(U,I)，如圖所示，a、b兩電阻的UI圖線接近重合，因此a、b兩電阻的阻值最接近。練一練 答案2.0 A（以下方法任意兩種）解析解法一：由歐姆定律得Req f(U0,I0)eq f(f(3U0,5),I00.4 A)，所以I01.0 A又因為Req f(2U0,I2)所以I22I02.0 A。解法二：由Req f(U0,I0)eq f(U1,I1)eq f(f(2U0,5),0.4 A)得I01.0 A又Req f(U0,I0)eq f(U2,I2)，其中U22U0U0所以I2I0I22I02.0

9、A。解法三：畫出導(dǎo)體的IU圖像，如圖所示，設(shè)原來導(dǎo)體兩端的電壓為U0時，導(dǎo)體中的電流為I0。當(dāng)Ueq f(3U0,5)時，II00.4 A當(dāng)U2U0時，電流為I2由圖知eq f(I00.4 A,f(3,5)U0)eq f(I0,U0)eq f(0.4 A,f(2,5)U0)eq f(I2,2U0)所以I01.0 A，I22I02.0 A?！倦S堂檢測】1答案：AC 解析：選AC電阻由U、I的比值定義，則由題圖可知，R1R2eq f(U1,I1)eq f(U2,I2)，故A正確；由題圖知，A的UI圖像的斜率不變，電阻不變，故B錯誤；UI圖像的斜率越大，U與I的比值越大，由Req f(U,I)知，U與I的比值越大，電阻越大，說明電阻對電流的阻礙作用越大，故C正確，D錯誤。2答案：A 解析：選A根據(jù)公式Ieq f(Q,t)可知，電流的大小與導(dǎo)體橫截面積的大小無關(guān)，而是取決于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，選項A正確。3