《欧姆定律》课件.ppt

2.3欧姆定律既然在导体的两端加上电压，既然在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导体中导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？关系呢？分压电路：分压电路：(控制电路控制电路) 可以提供从零开始连续变化的电压可以提供从零开始连续变化的电压实验电路实验电路ESRBAV测量电路测量电路: : 测导体测导体B的的电流、电压电流、电压 数据记录数据记录10U/I50.400.300.200.100.501.001.502.002.500.500.250.200.150.100.05电压（电压（V V）电流（电流（A A）电流（电流（A A） B导体导体数据处理数据处理 做做U- -I图象图象1、U- -I 图像是一条过原点的图像是一条过原点的直线直线;演示演示 A2、同一导体，电压与电流的、同一导体，电压与电流的比值为定值比值为定值.IUOBA导体两端的导体两端的电压电压U与与 通过导体的通过导体的电流电流 I 的的比值比值3、定义式、定义式：4、单位：、单位：1、物理意义：物理意义：2、定义：定义：兆欧（兆欧（M）千欧（千欧（k）国际单位制中国际单位制中 欧欧姆姆（）反映导体反映导体对电流的阻碍作用对电流的阻碍作用IUR 一、电一、电 阻阻(R只与导体本身性质有关只与导体本身性质有关)3101k6101M 10U/I50.400.300.200.100.501.001.502.002.500.500.250.200.150.100.05电压（电压（V V）电流（电流（A A）电流（电流（A A） B导体导体 A二、欧姆定律二、欧姆定律1、内容：、内容：导体中的电流导体中的电流I 跟跟导体两端的导体两端的电压电压U成成正正比比，跟导体，跟导体的的电阻电阻R成成反反比比 2、决定式、决定式:RUI 3、适用：、适用：金属导电和电解液导电金属导电和电解液导电三、伏安特性曲线三、伏安特性曲线(I- -U图线图线)1、伏安特性曲线、伏安特性曲线(I- -U图线图线): 导体中的导体中的电流电流I随随导体两端的导体两端的电压电压U变化的图线变化的图线 图线斜率的物图线斜率的物理意义是什么？理意义是什么？电阻的倒数电阻的倒数IUOBA 10U/I50.400.300.200.100.501.001.502.002.500.500.250.200.150.100.05电压（电压（V V）电流（电流（A A）电流（电流（A A） B导体导体 A比较比较IUOBAIUOBAI- -U图线图线U- -I图线图线 2、线性元件、线性元件和非线性元件和非线性元件符合欧姆定律符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做性的电学元件叫做线性元件线性元件；不符合欧姆定律不符合欧姆定律的导体和器件，电流的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线, ,这种电学元件叫做这种电学元件叫做非线性元件非线性元件OIU一、电阻一、电阻导体两端的导体两端的电压电压与与通过通过导体的导体的电流电流的的比值比值. .2、定义式、定义式：1、定义：定义：R反映导体对电流的阻碍作用反映导体对电流的阻碍作用.IUR R只与导体本身性质有关只与导体本身性质有关.三、伏安特性曲线三、伏安特性曲线(I- -U图线图线) 斜率斜率=电阻的倒数电阻的倒数IUOBA二、欧姆定律二、欧姆定律1、内容：、内容：导体中的电流导体中的电流I 跟跟导体两端的导体两端的电压电压U成成正正比比, , 跟导体的跟导体的电阻电阻R成成反反比比 2、决定式、决定式:适用适用: 线性电阻线性电阻.IUR C. 从从 可知可知，导体两端的电压为零时，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零导体的电阻也为零RUI/IUR/IRU IUR/1、对于欧姆定律，理解正确的是（、对于欧姆定律，理解正确的是（ ）A. 从从 可知，导体中的电流跟它两端可知，导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比的电压成正比，跟它的电阻成反比B. 从从 可知，导体的电阻跟导体两端可知，导体的电阻跟导体两端 的电压成正比，跟导体中的电流成反比的电压成正比，跟导体中的电流成反比D. 从从 可知可知，导体两端的电压随电阻，导体两端的电压随电阻 的增大而增大的增大而增大课堂练习课堂练习2、某电流表可测量的最大电流是、某电流表可测量的最大电流是10mA，已知一个电阻两端的电压是已知一个电阻两端的电压是8V时，通过的时，通过的电流是电流是2mA，如果给这个电阻加上，如果给这个电阻加上50V的的电压，能否用该电流表测量通过这个电阻电压，能否用该电流表测量通过这个电阻的电流的电流?课堂练习课堂练习OIUabcdRaRb=RcRdIUR 3、某同学对四个电阻各进行了一次测量、某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻把每个电阻两端的电压和通过它的电流在两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点坐标系中描点,得到了得到了图中图中a、b、c、d四个点四个点.请比较这四个电阻值的大小请比较这四个电阻值的大小.课堂练习课堂练习4、图为两个导体的伏安特性曲线，求、图为两个导体的伏安特性曲线，求(1)两个导体的电阻之比两个导体的电阻之比 R1:R2(2)若两个导体中的电流相等若两个导体中的电流相等(不为零不为零) ，导体两端的电压之，导体两端的电压之比比 U1:U2(3)若两个导体两端的电压相等若两个导体两端的电压相等(不为零不为零),导体中的电流之比导体中的电流之比 I1:I2R1R2(1) 3:1 (2) 3:1 (3) 1:3课堂练习课堂练习5、若加在某导体两端的电压变为原来的、若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，时，导体中的电流减小了导体中的电流减小了0.4，如果所加电压变为，如果所加电压变为原来的原来的2倍，则导体中的电流多大倍，则导体中的电流多大?解法一：解法一：依题意和欧姆定律得：依题意和欧姆定律得：4 . 05/3/0000IUIUR20002IUIURAII0 . 2202所以所以 I01.0 又因为又因为所以所以课堂练习课堂练习4 . 05/201100UIUIURAI0 . 102200IUIURAIIII0 . 22,0202解法二：解法二： 由由得得又又所以所以图图1513 530UU 02000002524 . 0534 . 0UIUUIUI解法三：解法三：画出导体的画出导体的IU图像，如图图像，如图1513所示，所示，设原来导体两端的电压为设原来导体两端的电压为U0时时,导体中的电流强度为导体中的电流强度为I0.当当时，时，I=I00.4 当当U0时，电流为时，电流为I2. 由图知由图知所以所以I01.0 I2202.0 1、把、把5.0V的电压加在一段电阻丝的两的电压加在一段电阻丝的两端测得通过电阻电流为端测得通过电阻电流为1.0102mA当当电阻丝两端电压增至电阻丝两端电压增至8V时，通过电阻丝时，通过电阻丝电流增加电流增加 。练习：练习：v2、一个小灯泡，当它两端的电压在、一个小灯泡，当它两端的电压在3V以下时，电阻始终等于以下时，电阻始终等于14不变，当它不变，当它两端电压增大到两端电压增大到4V时，钨丝发热，它时，钨丝发热，它的电阻为的电阻为16，当电压增大到，当电压增大到5V时，它时，它的电阻为的电阻为20它在它在05V范围内的伏安范围内的伏安特性曲线大概是怎样？请画出草图特性曲线大概是怎样？请画出草图电压电压(V)0345电阻电阻()141620电流电流(A)00.210.250.25v（1）原理：用电压表测出电阻两端的电压U,用电流表测出通过电阻的电流I，则RU/Iv（2）两种电路v图甲为电流表外接法、图乙为电流表内接法v（3）误差分析v电流表内接法v电压表示数：UVURUAURv电流表示数：IAIR，vR测R真，v测量值偏大，适于测量大阻值电阻即RRA. ARAVIUIUv电流表外接法v电压表示数：UVUR，v电流表示数：IAIRIVIR，vR测R真，v测量值偏小，适于测量小阻值电阻即RRv RRAVIUIU五、伏安法测电阻电路选择 v若已知待测电阻的大约值Rx，电流表的内阻RA和电压表的内阻RV，则：v（1）计算法XVAXRRRRVAXRRR v当，即时，选用电流表外接法v当，即时，选用电流表内接法VAXRRRXVAXRRRRv（2）试触法）试触法 v若电流表示数有显著变化，说明电压表的分若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即流作用较强，即Rx是一个高阻值电阻，应选是一个高阻值电阻，应选用内接法，用内接法，s应接应接b测量测量v若电压表示数有显著变化，说明电流表的分若电压表示数有显著变化，说明电流表的分压作用较强，即压作用较强，即Rx是一个低阻值电阻，应选是一个低阻值电阻，应选用外接法，用外接法，S应接应接a测量测量v当，即时，两种接法均可VAXRRRXVAXRRRRv总结：可记为一句话：总结：可记为一句话：“大内偏大，小外偏大内偏大，小外偏小小”，即大电阻采用电流表内接法，测量结，即大电阻采用电流表内接法，测量结果偏大，小电阻采用电流表外接法测量结果果偏大，小电阻采用电流表外接法测量结果偏小偏小六、滑动变阻器的两种用法v（1）限流接法）限流接法v电压变化范围为电压变化范围为: vER/(R+R0)Ev在闭合开关前，应使在闭合开关前，应使P移至移至B端端 v（2）分压接法）分压接法v电压变化范围为电压变化范围为: v0Ev在闭合开关前，应使在闭合开关前，应使P移至移至A端端 v（3）两种接法的选择原则）两种接法的选择原则 v要求用电器的电压从零开始可连续变化，只能作分压器要求用电器的电压从零开始可连续变化，只能作分压器v若作限流器，题目所提供的实验仪器，电表量程或电阻的最若作限流器，题目所提供的实验仪器，电表量程或电阻的最大允许电流不够，则应作分压器大允许电流不够，则应作分压器v当变阻器电阻远小于用电器电阻，即当变阻器电阻远小于用电器电阻，即R变变R用用或差不多时，应作限流器，此时调控能力较强最或差不多时，应作限流器，此时调控能力较强最好是差不多或大一些，而好是差不多或大一些，而R变变比比R用用大很多也不好，此时虽控流大很多也不好，此时虽控流能力强，但电流变化不均匀能力强，但电流变化不均匀v若无若无、问题，且问题，且R变变与与R用用差不多，分压、限流都可以时，差不多，分压、限流都可以时，考虑到限流时能耗小，应采取限流器考虑到限流时能耗小，应采取限流器v当有两个变阻器供选择，在满足电压、电流调节范围的情况当有两个变阻器供选择，在满足电压、电流调节范围的情况下，选小电阻，这样调节的电压、电流变化就较均匀，移动相下，选小电阻，这样调节的电压、电流变化就较均匀，移动相同距离，阻值变化小同距离，阻值变化小实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线 v（1）实验目的）实验目的v掌握伏安法测电阻的电路设计（关键是内、掌握伏安法测电阻的电路设计（关键是内、外接法的特点）外接法的特点）v理解小灯泡的伏安特性曲线为什么不是过理解小灯泡的伏安特性曲线为什么不是过原点的一条直线原点的一条直线v（2）实验原理）实验原理v由于电流增大，小灯泡的功率也增大，温度由于电流增大，小灯泡的功率也增大，温度升高，由电阻定律可知，温度升高，电灯丝升高，由电阻定律可知，温度升高，电灯丝材料的电阻率增大，因此电灯丝的电阻增大，材料的电阻率增大，因此电灯丝的电阻增大，所以灯丝电阻并不是一个定值，电流与电压所以灯丝电阻并不是一个定值，电流与电压成正比在此并不适用由于电流越大，灯丝成正比在此并不适用由于电流越大，灯丝电阻越大，它的伏安特性曲线（电阻越大，它的伏安特性曲线（I-U图线）并图线）并不是一条直线，其不是一条直线，其I-U图线应大致如图所示，图线应大致如图所示，在该曲线上，任意一点与原点连线的斜率表在该曲线上，任意一点与原点连线的斜率表示该点（在此电压、电流下）的电阻的倒数，示该点（在此电压、电流下）的电阻的倒数，斜率越小，电阻越大斜率越小，电阻越大v（3）实验器材）实验器材v“4V 0.7A”，或，或“3.8 V 0.3 A”的小灯泡，的小灯泡，46 V学生电源（或学生电源（或34个电池组），个电池组），0100的滑动变阻器，的滑动变阻器，015 V的电压表，的电压表，03A的电流表，开关一个、导线若干的电流表，开关一个、导线若干v（4）实验步骤）实验步骤v选取适合的仪器按如图所示的电路连接选取适合的仪器按如图所示的电路连接好好v将滑动变阻器滑到将滑动变阻器滑到A端后，闭合开关端后，闭合开关v使滑动变阻器的滑片逐渐由使滑动变阻器的滑片逐渐由A向向B滑动在滑动在灯泡额定电压范围内读取数组不同的电压值灯泡额定电压范围内读取数组不同的电压值和电流值，并制表记录和电流值，并制表记录v断开开关，拆下导线，将仪器恢复原状断开开关，拆下导线，将仪器恢复原状v以以I为纵轴，为纵轴，U为横轴，画出为横轴，画出I-U图线并进行图线并进行分析分析v（5）注意事项v本实验中，因被测小灯泡灯丝电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法v因本实验要作I-U图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压接法v开关闭合前变阻器滑片移到所分电压为零处v在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流，横轴表示电压，两坐标轴选取的标度要合理，使得根据测量数据画出的图线尽量占满坐标纸；要用平滑曲线将各数据点连接起来