高中物理 欧姆定律教案7 新人教版选修3

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1、三.欧姆定律[要点导学]1.电阻:表征导体对电流阻碍作用的物理量。符号常用R表示,电阻的单位:欧姆,简称欧,符号是Ω,1Ω=1V/A,常用单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ),1MΩ=103kΩ=106Ω。2.欧姆定律的内容:导体中的电流I跟导体________________,跟导体中的_____________。公式表示:I=______。欧姆定律的适用范围:金属导电和电解液导电,对气体导电不适用。3.导体的伏安特性曲线:导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线,叫做导体的伏安特性曲线,如图12-3-1所示。图线斜率的物理意义:斜率的倒数表示电阻,即

2、tanα=I/U=1/R4.测量小灯泡伏安特性曲线的电路选择:由于小灯泡的电阻较小,为减小误差,可采用安培表外接法,教师要引导学生讨论,选安培表外接法还是内接法?为什么选外接法?让学生学到的知识、方法在新情景中运用,提高学生运用知识解决问题的能力。本实验教材中滑动变阻器采用限流接法,电阻R串联在电路中,即使把R的值调到最大,电路中还有一定的电流,因此实验绘出的伏安特性曲线缺少坐标原点附近的数据。若要求小灯泡的电压变化范围较大(从零开始逐渐增大到接近额定电压),则滑动变阻器可采用分压接法。教师要引导学生进行分析,让学生知道电压如何变化,并知道接通电路前,滑

3、动触点应放在何处。滑动变阻器采用分压接法的实验电路图如图12—3—2所示。5.实验电路的连接:这是学生进入高中第一次做恒定电流实验,在连接电路上要给予学生适当的帮助。接线顺序为“先串后并”。电表量程选择的原则是:使测量值不超过量程的情况下,指针尽量偏转至3/4量程处。电路接好后合上电键前要检查滑动变阻器滑动触点的位置,使开始实验时,小灯泡两端的电压为最小。6.数据的收集与处理合上电键后,移动滑动变阻器的滑动触点,改变小灯泡两端的电压,每改变一次,读出电压值和相应的电流值。可以引导学生设计记录数据的表格。U/VI/A在坐标纸上,将表格中的数据,用描点法画出

4、U-I图线。[范例精析]例1.电路中有一段导体,给它加上3V的电压时,通过它的电流为2mA,可知这段导体的电阻为______Ω;如果给它加上2V的电压,则通过它的电流为______mA;如果在它两端不加电压,它的电阻为______Ω。解析:导体中的电流随电压的变化而变化,但对于一确定的电阻而言,其电阻不随电压的变化而变化,也与导体中有无电流无关。由欧姆定律I=U/R得:R=U/I=3/(2×10-3)=1500(Ω)。导体的电阻不随所加的电压变化而变化,并与是否通电无关,所以当U=2V时,I=U/R=3/1500=1.33×10-3(A)=1.33A。在

5、不加电压时,电阻仍为1500Ω。拓展:对于欧姆定律I=U/R我们可以说:电流与电压成正比,与电阻成反比;但根据欧姆定律的公式变形R=U/I,我们就不能说:电阻与电压成正比,与电流成反比。因为电阻是描述导体阻碍电流本领大小的物理量,与导体中有无电流无关。至于电阻的大小与哪些因素有关,通过今后的学习,我们可以知道是由导体的本身以及温度来决定。另外,在掌握物理学公式时,不能仅仅从数学角度去理解,还要注意理解一些物理量本身的、物理学的内在含义。例2:关于电流和电阻,下列说法中正确的是()A.电流的方向与导体中电荷的定向移动方向相同B.金属导体温度升高时,由于自由

6、电子的热运动加剧,所以电流增大C.由R=U/I可知,I一定时,导体的电阻R与U成正比,U与I成反比D.对给定的电阻,比值U/I是一个定值,反映导体本身的一种性质答案:D例3.两电阻R1、R2的I-U图线如图12-3-3所示,由图可知两电阻的大小之比R1:R2=______。当通过两个电阻的电流相等时,两个电阻两端的电压之比U1:U2=______。当加在两个电阻上的电压相等时,通过它们的电流之比I1:I2=______。解析:由于电阻R=U/I=1/tanθ,所以在I-U图线中,两个电阻的比值即等于图线与水平轴夹角正切值的倒数之比,知道了电阻之比,再根据

7、欧姆定律即可求出电流相同时的电压之比和电压相同时的电流之比。在I-U图线中,两个电阻的比值等于图线与水平轴夹角的正切值的倒数之比,所以有R1:R2=tan300:tan600=1:3根据欧姆定律可知,当通过两个电阻的电流相等时,两个电阻两端的电压与它们的电阻成正比,所以有U1:U2=R1:R2=1:3同样根据欧姆定律可知,当加在两个电阻上的电压相等时,通过它们的电流与电阻成反比,所以有I1:I2=R2:R1=3:1拓展:用图象反映物理规律,是物理学中常用的方法,也是考察的重点之一。本题要求学生理解I-U图象的物理含义,知道I-U图象不仅能反映电流随电压变

8、化的关系,还要能知道,其斜率的倒数即为该导体的电阻。在观察物理函数图象时一定要注

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