1、1欧姆定律学习目标1.物理观念了解形成电流的条件，并会做出微观解释2.科学思维知道电流的大小、方向、单位，理解电流的定义式，并能进行相关计算3.科学思维知道电流、电压间的关系，理解用比值定义电阻的方法和欧姆定律的含义4.科学探究理解伏安特性曲线，知道线性元件和非线性元件，通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验，掌握利用分压电路改变电压的基本技能一、电流1形成条件(1)导体中要有能自由运动的电荷(2)导体内存在电场2定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷所用时间t的比值，用I表示3公式：I.4单位：国际单位是安培(A)，常用单位有毫安(mA)和微安(A)，1 A103mA106A5方向：规定正电
2、荷定向运动的方向为电流的方向6直流电(1)直流电：方向不随时间改变的电流(2)恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流二、欧姆定律电阻1电阻(1)定义：加在导体两端的电压与通过它的电流的比值(2)定义式：R.(3)物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小(4)单位：欧姆，符号为，常用的还有k、M.1 k103，1 M106 .2欧姆定律 (1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比(2)公式：I.(3)适用范围：欧姆定律对金属导体导电和电解质溶液适用，但对气态导体和半导体元件并不适用三、伏安特性曲线1定义：建立平面直角坐标系，用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的IU图
3、线即为导体的伏安特性曲线2线性元件：伏安特性曲线为过原点的直线，即对应电流与电压成正比的电学元件，如金属导体、电解质溶液等3非线性元件：伏安特性曲线不是直线，即对应电流与电压不成正比的电学元件，如气态导体、晶体管等1正误判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)当导体两端有持续的电压时，导体内将存在持续的电场()(2)电荷定向移动的方向为电流的方向()(3)由I可知，通过导体某截面的电荷量越大，导体中的电流越大()(4)导体两端的电压越大，电阻就越大()(5)由R知，R与U成正比，与I成反比()2(多选)下列说法中正确的是()A由R知，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比B比
4、值反映了导体阻碍电流的性质，即电阻RC导体电流越大，电阻越小D由I知道，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比BDR是电阻的定义式，给出了求电阻的一种方法，但电阻与加在它两端的电压和通过它的电流无关，由自身因素决定其大小，故A、C错误，B正确；对于给定的一段导体，通过它的电流与加在它两端的电压成正比，D正确3某电解池中，若在2 s内各有1.01019个二价正离子和2.01019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是()A0B0.8 AC1.6 AD3.2 AD由I知I A3.2 A，D项正确电流的理解与计算1.电流定义式I的理解(1)I是电流的定义式，电流与电荷量无正比关系，电流
5、与时间也无反比关系“电荷量越大电流越大”“时间越长电流越小”等说法都是错误的(2)在应用I计算时注意各个物理量的单位都用国际制单位当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向运动形成电流时，公式中的q应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和横截面的选取是任意的，电流的大小与横截面无关2.电流是标量电流虽然有方向，但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量，是标量3电流的微观表达式(1)建立模型：如图所示，AD表示粗细均匀的一段导体，长为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向运动的速率为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.(2)理论
6、推导：AD导体中的自由电荷总数：NnlS.总电荷量QNqnlSq.所有这些电荷都通过D处的横截面所需要的时间：t.根据公式QIt可得：导体AD中的电流：InqSv.(3)结论：由此可见，从微观上看，电流的大小不仅取决于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向运动速率的大小，还与导体的横截面积有关【例1】(多选)一横截面积为S的铜导线，流过的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向运动速率为v，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为()AnvStBnvtCD思路点拨：t时间内通过导线横截面的自由电子数目等于导线vt长度内所含的自由电
7、子数AC由I可得，在t时间内通过导线横截面的电荷量QIt，所以在这段时间内通过的自由电子数为N，所以C对、D错；由于自由电子定向运动的速率是v，所以在时间t内，位于横截面积为S、长为lvt的这段导线内的自由电子都能通过横截面，这段导线的体积VSlSvt，所以t内通过横截面的自由电子数为NnVnvSt，A对、B错对金属来讲，是自由电子的定向移动，q为通过横截面的自由电子的电荷量.对电解质溶液来讲，是正、负离子同时向相反方向定向移动，q为正、负离子电荷量的绝对值之和.训练角度1公式I的理解与应用1电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为()A1 500个B9.
8、3751019个C9.3751021个 D9.3751020个Cn个9.3751021个，C项正确训练角度2公式InqSv的理解与应用2(多选)一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为v0，导体中通过的电流为I，则下列说法中正确的有()A自由电子定向移动的速率为v0B自由电子定向移动的速率为vC电场传播的速率为真空中的光速cD自由电子定向移动的速率为vCD对电流微观表达式InqSv式中n为单位体积内自由电荷数，而本题中n为单位长度内的自由电子数，t时间内通过导体某一横截面的自由电子数为长度是vt内的自由电
9、子，其数量为nvt，电荷量qnvte，所以电流Inev，所以v ，电场是以光速传播的，故C、D正确欧姆定律的理解和应用1.R是用比值法定义的电阻的定义式，导体的电阻R由导体本身的性质决定，不是由U和I决定的对于某一导体，它的电阻R不变，它的电压U和电流I成正比2对公式I、R和UIR的比较物理意义适用条件I某段导体电流的决定式计算通过某段导体电流的大小，仅适用于纯电阻R导体电阻定义式，反映导体对电流的阻碍作用R由导体本身决定，与U、I无关，适用于所有导体UIR沿电流方向电势逐渐降低，电压等于I和R的乘积计算导体两端电压，适用于金属导体、电解质溶液【例2】(多选)根据欧姆定律，下列说法中正确的是(
10、)A从关系式UIR可知，导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R共同决定B从关系式R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C从关系式I可知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比D从关系式R可知，对一确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值思路点拨：理解三个公式UIR、R、I时，不能仅从数学角度去分析，必须考虑它们的实际物理意义CDUIR和I的意义不同，可以说I由U和R共同决定，但不能说U由I和R共同决定，因为电流产生的条件是导体两端存在电势差，故A错，C对；可以利用R计算导体的电阻，但R与U和I无关，故B错，D对易错辨析欧姆定律的原形
11、式是I，而公式R应该理解成电阻的比值定义式，比值定义就在于被定义的物理量与比值中的那两个物理量无关.但R告诉了我们一种测量导体电阻的方法，即伏安法.训练角度1对欧姆定律的理解1根据欧姆定律，下列判断正确的是()A导体两端的电压为零，电阻即为零B导体中的电流越大，电阻就越小C当电压增大2倍时，电阻增大2倍D由I可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比D由R知导体的电阻可由导体两端的电压和通过导体的电流求解，但电阻是导体阻碍电流的自身的一种属性，与电压和电流无关，A、B、C均错误；由I知IU，I，D正确训练角度2欧姆定律的应用2取阻值分别为R1和R2的电阻，现在两电阻两端分别施加电压U1、
12、U2，已知U1U2，此时流过R1的电流为流过R2的电流的3倍则为()A BC DA设R2两端的电压为U，通过R2的电流为I，则R1两端的电压为U，通过R1的电流为3I，由欧姆定律知R，所以，A正确导体的伏安特性曲线1.IU图像与UI图像的区别(1)坐标轴的意义不同：IU图像中，横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I；UI图像中，横坐标表示电流I，纵坐标表示电压U.(2)图线斜率的意义不同IU图像中，斜率表示电阻的倒数，UI图像中，斜率表示电阻，如图所示，在图甲中R2R1.2.注意：若IU图像或UI图像为曲线，如图所示，则某点与原点连线的斜率的倒数(或斜率)表示电阻如图所示，R.【例3】(多选)某导
13、体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是 ()A加5 V电压时，导体的电阻为5 B加11 V电压时，导体的电阻约为1.4 C由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断减小D由图可知，随着电压的减小，导体的电阻不断减小思路点拨：对某些导体，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值由图像上某点与原点连线的斜率的变化可明确电阻的变化AD对某些电学元件，其伏安特性曲线不是直线，但曲线上某一点的值仍表示该点所对应的电阻值本题中给出的导体在加5 V电压时，值为5 ，所以此时电阻为5 ；当电压增大时，值增大，即电阻增大，综合判断可知B、C项错误上例中，从5 V到12
14、 V，该导体的电阻改变了多少？答案R1 5.0 R2 8.0 RR2R13.0 故该导体的电阻改变了3.0 .处理IU图线或UI图线问题的两个关键(1)在作导体的伏安特性曲线时，坐标轴标度的选取可以是任意的，因此利用图线求导体电阻的大小时，不能简单地应用图线倾角的正切值计算，而应利用同一坐标点的U和I的比值计算(2)分析IU图像或UI图像，关键是弄清图线斜率的物理意义，分清kR还是k.如图所示图线是两个导体A和B的伏安特性曲线，则它们的电阻之比RARB_；若两个导体中的电流相等(不为零)时，它们两端的电压之比为UAUB_；若两个导体两端的电压相等(不为零)时，通过它们的电流之比IAIB_.解析
15、：由题图可知，当电压为10 mV时，A的电流为15 mA，B的电流为5 mA，由R可知电阻之比为13；当电流相等时，由UIR可知，电压与电阻成正比，故电压之比为13；当电压相等时，由I可知，电流与电阻成反比；故电流之比为31.答案：1313311物理观念电流的定义式I和微观表达式InqSv，欧姆定律，伏安特性曲线2科学思维公式I，I的灵活应用，利用伏安特性曲线求导体的电阻1以下说法正确的是()A只要有可以自由运动的电荷，就存在持续电流B金属导体内的持续电流是自由电子在导体内的电场作用下形成的C电流的传导速率就是导体内自由电子的定向运动速率D在金属导体内当自由电子定向运动时，它们的热运动就消失了
16、B要有持续电流必须有电压，A错误；导体中形成电流的原因是在导体两端有电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子在电场力作用下定向运动形成电流，B正确；电流的传导速率等于光速，电子定向运动的速率很小，C错误；在形成电流时电子定向运动，并不影响其热运动，D错误故选B2(多选)如图所示，半径为R的橡胶圆环均匀带正电荷，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则下列说法正确的是 ()A橡胶圆环中产生顺时针方向的电流B若不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍C若电荷量Q不变而使变为原来的2倍，则电流也将变为原来的2倍D若使、Q不变，使环半径
17、增大，电流将变大BC因为电流方向为正电荷的定向运动方向，所以橡胶圆环中产生的是逆时针方向的电流，选项A错误；截取圆环的任一截面S，如题图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量为Q，则有I，又T，所以I，可以看出不变、Q变为原来的2倍时，电流变为原来的2倍，选项B正确；Q不变，变为原来的2倍时，电流也变为原来的2倍，选项C正确；由I知，电流的大小与橡胶圆环半径无关，选项D错误3如图所示，两个电阻R1、R2的电流I和电压U之间的关系，由图像可知两电阻大小之比R1R2为()A1 B1 C2 D2B在伏安特性曲线IU图线中，直线的斜率与电阻成反比，所以.4某实验室用一量程为15 V的电压表测量一电阻两端的电压，当流过该电阻的电流I12 mA时，电压表的读数U11.6 V；当流过该电阻的电流I210 mA和I320 mA 时，该电压表能否正常使用？解析：已知U11.6 V，I12 mA，所以R 800 .当电阻通以电流I210 mA时，加在电阻两端的电压U2I2R10103800 V8 V，小于电压表的量程，因此可以正常使用当电阻通以电流I320 mA时，加在电阻两端的电压U3I3R20103800 V16 V，超出电压表的量程，所以不能用这个电压表测量电阻两端的电压，即不能正常使用答案：I210 mA时，电压表能正常使用；I320 mA时，电压表不能正常使用
