高二物理教科版选修学案第二章欧姆定律含解析

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1、学案1　欧姆定律[目标定位]1.知道形成电流的条件，理解电流的定义式I＝，并能分析相关问题.2.掌握欧姆定律的内容及其适用范围.3.知道导体的伏安特性曲线，并通过描绘小灯泡的伏安特性曲线掌握利用分压电路改变电压的技巧．一、电流[问题设计]如图1所示，AD表示粗细均匀的一段长为l的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q.试证明：导体内的电流可表示为I＝nqSv.图1答案　AD导体中的自由电荷总数

2、：N＝nlS总电荷量Q＝Nq＝nlSq所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t＝根据公式Q＝It可得：导体AD中的电流I＝＝＝nqSv.[要点提炼]1．在导体中形成电流的条件：(1)导体中有自由电荷；(2)导体内存在电场．2．电流定义式：I＝，其中：q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量.3．单位：安培，符号A；常用的电流单位还有：毫安(mA)、微安(μA)．1A＝103mA；1A＝106μA.4．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流方向相反．5．电解液中

3、正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I＝时，q为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和．6.从微观上看，电流I＝nqSv，即I决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量q、自由电荷定向移动速率v，导体的横截面积S.二、欧姆定律　电阻[问题设计]现有两个导体电阻A和B，利用实验分别测量A和B的电压和电流，见下表.U/V02.04.06.08.0导体AI/A00.200.420.600.78导体BI/A00.130.280.400.54在

4、坐标系中，用纵轴表示电压U、用横轴表示电流I，分别将A和B的数据在图2坐标系中描点，并做出U－I图线．图2(2)对同一导体，电流与电压的关系如何？U与I的比值怎样？(3)在电压U相同时，两个导体中的电流是否相同？谁对电流的阻碍作用大？答案　(1)U－I图线如图所示(2)对同一导体A或导体B，电流与它两端的电压成正比．导体A或导体B的电压与电流的比值是个定值，但两者的比值不相等．(3)在电压相同时，电流并不相同．B的电流小．说明B对电流的阻碍作用大．[要点提炼]1．电阻：反映了导体对电流的阻碍作用．(

5、1)定义式：R＝.(2)单位：欧姆，符号是Ω.常用单位：kΩ、MΩ,1kΩ＝103Ω，1MΩ＝106Ω.2．欧姆定律(1)公式：I＝.(2)适用条件：欧姆定律对金属导体和电解质溶液适用，但对气态导体和半导体元件并不适用．说明：(1)I＝是部分电路欧姆定律的数学表达式，它反映了导体中电流与电压、电阻的比例关系．(2)公式R＝是电阻的定义式，适用于任何电阻的计算．导体的电阻由导体本身的性质决定，与外加的电压和通过的电流大小无关(填“有关”或“无关”)．三、伏安特性曲线[问题设计]研究导体中的电流与导体两

6、端的电压之间的关系，可以用公式法，可以用列表法，还可以用图像法．根据图3中两电学元件的I－U图像分析得出两元件是什么元件？图3答案　(a)为非线性元件　(b)为线性元件[要点提炼]1．伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，这样画出的导体的I－U图像叫做导体的伏安特性曲线．2．线性元件的伏安特性曲线是一条直线；欧姆定律适用的元件，如金属导体、电解液导体．3．非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用的元件，如气态导体(日光灯、霓虹灯管中的气体)和半导体元件．4．I－U曲线上各点

7、与原点连线的斜率表示电阻的倒数，而U－I曲线上各点与原点连线的斜率表示电阻．一、电流的理解与计算例1　关于电流的概念，下列说法中正确的是(　　)A．导体中有电荷运动就形成电流B．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向C．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位D．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零解析　导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t内．通过导体某一横截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A错；电流是一个标量，

8、因为其运算不符合矢量运算法则，为了便于研究电流，人们规定正电荷定向移动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向移动，故B错；在国际单位制中，共有七个基本量，电流的单位是其中之一，故C正确；对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能定向移动，故电流为零，D正确．答案　CD例2　某电解池中，若在2s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流是(　　)A．0B．0.8AC．1.6AD．3.2A解析　电荷