1、學必求其心得，業必貴于專精第3節 歐姆定律1電阻反映了導體對電流阻礙作用的大小，其定義式為r,電阻的大小取決于導體本身，與u和i無關.2歐姆定律的表達式為i，此式僅適用于純電阻電路.3在溫度不變時，線性元件的伏安特性曲線是一條過原點的傾斜直線。4所有金屬的電阻率均隨溫度的升高而變大.一、歐姆定律1電阻（1)定義：導體兩端的電壓與通過導體的電流大小之比，用r表示。(2）定義式：r。（3）單位：歐姆(），常用的單位還有k、m，且1 103k106 m.（4）物理意義:反映導體對電流阻礙作用的大小.2歐姆定律(1）內容：導體中的電流跟導體兩端的電壓u成正比，跟導體的電阻r成反比。（2)表達式：i.（

2、3)適用范圍：適用于金屬導電、電解液導電的純電阻電路(不含電動機、電解槽等的電路),而對氣體導電、半導體導電不適用。二、導體的伏安特性曲線1定義建立平面直角坐標系，用縱軸表示電流i，用橫軸表示電壓u,畫出導體的i.u圖線。2線性元件導體的伏安特性曲線為過原點的直線，即電流與電壓成正比的線性關系的元件，如金屬導體、電解液等。3非線性元件伏安特性曲線不是直線的，即電流與電壓不成正比的電學元件，如氣態導體、半導體等。1自主思考判一判(1)定值電阻滿足r，u和i變化時，二者變化的倍數相同。(）(2）電阻越大,表示導體對電流的阻礙作用越大，導體的導電能力越強。（）（3）對于金屬導體，電壓變化時,可能導致

3、電阻發生變化.（）（4)無論是線性元件還是非線性元件，其伏安特性曲線均過原點.(）（5)u。i圖線和i。u圖線中，圖線上的點與原點連線的斜率的含義不同。(）2合作探究議一議(1)一臺電動機接入電路中,正常工作時能用歐姆定律求電流嗎？提示:不能。(2)某同學用正確的方法描繪出了某種半導體元件的伏安特性曲線如圖2.3。1所示，這種元件是線性元件嗎？該元件的電阻隨u的增大是如何變化的？圖23.1提示:該元件是非線性元件,該元件的電阻隨u的增大而減小。對歐姆定律的理解1歐姆定律的適用情況歐姆定律僅用于純電阻(將電能全部轉化為內能)電路。非純電阻(電能部分轉化為內能）電路不適用。2歐姆定律的兩性(1）同

4、體性：表達式i中的三個物理量u、i、r對應于同一段電路或導體.（2)同時性：三個物理量u、i、r對應于同一時刻.3公式i和r的比較比較項目ir意義歐姆定律的表達形式電阻的定義式前后物理量的關系i與u成正比,與r成反比r是導體本身的性質，不隨u、i的改變而改變適用條件適用于金屬導體、電解液等適用于計算一切導體的電阻典例若加在某導體兩端的電壓變為原來的時,導體中的電流減小了0。4 a.如果所加電壓變為原來的2倍，則導體中的電流是多大？思路點撥（1)導體的電阻不隨導體兩端電壓的變化而變化。(2）理清導體兩端原來的電壓與后來的電壓之間的數量關系.解析由歐姆定律得：r，電壓變化后有:r，解得i01.0

5、a。電壓加倍后同理可得r,所以i22i02.0 a。答案2.0 a（1)歐姆定律i僅適用于金屬導電及電解液導電.（2)對r,r與u、i無關，導體電阻r一定時，u和i成正比,r. 1（多選）關于r,下列說法正確的是（）a導體兩端的電壓越大，導體的電阻越大b通過導體的電流越小,導體的電阻越大c導體的電阻由導體本身性質決定,與導體兩端的電壓和通過導體的電流無關d比值反映了導體阻礙電流的性質解析：選cd導體的電阻由導體本身性質決定，與導體兩端的電壓和通過導體的電流無關,選項a、b錯誤，c正確；比值為導體的電阻，反映了導體阻礙電流的性質，選項d正確。2（多選)根據歐姆定律，下列說法中正確的是()a由關系

6、式uir可知,導體兩端的電壓u由通過它的電流i和它的電阻r共同決定b由關系式r可知，導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比c由關系式i可知，導體中電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比d由關系式r可知，對一個確定的導體來說，所加的電壓跟通過導體的電流的比值是一定值解析：選cduir和i的意義不同,可以說i由u和r共同決定，但不能說u由i和r共同決定，因為電流產生的條件是導體兩端存在電勢差，a錯誤，c正確;可以利用r計算導體的電阻,但r與u和i無關，b錯誤，d正確。3.如圖2。32所示,圖線和圖線所表示的電阻值分別是（)圖23。2a4 和2 b0.25 和0.5 c4 k

7、和2 kd2。5104 和5。0104 解析：選c在u。i圖中，斜率越大,電阻越大，且斜率大小與電阻阻值大小相等，所以r1k1 4 k，同理r22 k。對導體的伏安特性曲線的理解1u。i圖像與i。u圖像(1）坐標軸意義不同:i。u圖線為導體的伏安特性曲線，表示電流i隨電壓u的變化規律，橫軸表示u為自變量，縱軸表示i為因變量;ui圖線的橫軸表示電流i，縱軸表示電壓u.(2）圖像上任意一點與坐標原點連線的斜率的意義不同：如圖2。3.3甲中，r1r2;而在圖乙中r2r1。圖2。33圖2。3。42非線性元件電阻的確定如圖2。3。4所示,非線性元件的i。u圖線是曲線，導體電阻rn，即電阻等于圖線上點(u

8、n,in)與坐標原點連線的斜率的倒數，而不等于該點切線斜率的倒數.1(多選）某同學做三種導電元件的導電性實驗，他根據所測數據，分別繪制了三種元件的i.u圖像，如圖2。35所示.下列判斷正確的是()圖2。3。5a只有乙圖像是正確的b甲、丙圖像是曲線,肯定誤差太大c甲、丙為非線性元件,乙為線性元件d甲、乙、丙三個圖像都可能是正確的，并不一定有較大誤差解析：選cd由于三種導電元件可能是線性的，也可能是非線性的，故其iu圖像可能是直線，也可能是曲線，故c、d正確。2。如圖2.36所示的圖像所對應的兩個導體為r1、r2，則：圖2。3.6(1)電阻r1r2為多少？(2)若兩個導體中的電流相等(不為零)時，

9、電壓之比u1u2為多少？（3)若兩個導體中的電壓相等(不為零)時，電流之比i1i2為多少？解析:（1）因為在i。u圖像中，r,所以r1 2 ,r2 。所以r1r2231。（2）由歐姆定律得u1i1r1,u2i2r2，由于i1i2，則u1u2r1r231.（3）由歐姆定律得i1，i2,由于u1u2，則i1i2r2r113。答案：（1)31（2)31(3）131根據部分電路歐姆定律,下列判斷正確的有(）a導體兩端的電壓越大，電阻就越大b導體中的電流越大，電阻就越小c比較幾只電阻的i.u圖像可知，電流變化相同時,電壓變化較小的圖像是屬于阻值較大的那個電阻的d由i可知，通過一段導體的電流跟加在它兩端的

10、電壓成正比解析：選dr只是電阻計算的定義式,u0,i0時 r仍存在,即r與u和i不存在正、反比關系。對一段確定的導體而言，r一定,故i與u成正比，d對。2鳥兒落在110 kv的高壓輸電線上，雖然通電的高壓線是裸露導線，但鳥兒仍然安然無恙，這是因為(）圖1a鳥有耐高壓的本領b鳥腳是干燥的，所以鳥的身體不導電c鳥兩腳間的電壓幾乎為零d鳥身體的電阻極大，所以無電流通過解析:選c鳥兩腳間導線的電阻非常小,故兩腳間電壓幾乎為零.3一個標有“220 v60 w”的白熾燈泡,加上的電壓由零逐漸增大到200 v，在此過程中,電壓u和電流i的關系可用下圖所示的圖線表示，給出的四個圖線中符合實際的是（)解析:選c

11、燈泡的電阻受溫度的影響，不同電壓下溫度不同，其電阻也不同,隨溫度的升高電阻增大，因此圖像c是符合要求的，所以本題選c。4。一個阻值為r的電阻兩端加上電壓u后，通過電阻橫截面的電荷量q隨時間變化的圖像如圖2所示，此圖像的斜率可表示為（)圖2aubrc. d。解析：選cq。t圖像的斜率表示流過電阻r的電流，由此可知，通過電阻r的電流不變，由歐姆定律知，i，故c正確.5。某同學對四個電阻各進行了一次測量,把每個電阻兩端的電壓和通過它的電流在u。i坐標系中描點如圖3所示，分別用ra、rb、rc、rd代表電阻的阻值，則（)圖3arard brdracrcrb drbrc解析：選a連接ao、bo、co、d

12、o，u。i圖線的斜率表示電阻的大小,故rard，a正確，b錯誤，又因為o、b、c三點在一條直線上，故rbrc，故c、d錯誤。6燈泡燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，加在燈泡兩端的電壓較小時，通過燈泡的電流也較小，燈絲的溫度較低。加在燈泡兩端的電壓較大時,通過燈泡的電流也較大，燈絲的溫度較高，已知一只燈泡兩端的電壓為1 v時，通過燈泡的電流為0.5 a，燈泡兩端的電壓為3 v時，通過燈泡的電流為1 a，則燈泡兩端電壓為2 v時，通過燈泡的電流可能是(）a0.5 a b0.6 ac0。8 a d1 a解析：選c燈泡電壓為1 v時,燈泡的電阻為2 ,當燈泡的電壓為3 v時，燈泡的電阻為3 ,所以電壓為2

13、 v時，電阻2 r3 ，由i得此時的電流 ai1 a，故c正確。7某導體中的電流隨其兩端電壓的變化如圖4所示，則下列說法中正確的是（)圖4a加5 v電壓時，導體的電阻是5 b加12 v電壓時，導體的電阻約是1.4 c由圖可知, 隨著電壓的增大，導體的電阻先減小后不變d由圖可知， 隨著電壓的減小,導體的電阻不斷增大解析：選a對某些導電器材，其伏安特性曲線不是直線, 但曲線上某一點的值仍表示該點所對應的電阻值。本題中給出的導體在加5 v電壓時，值為5 ，所以此時電阻為5 ;加12 v電壓時，值為8 ,當電壓增大時,值增大,即電阻增大，故選項a正確.8（多選)兩個電阻r1、r2的伏安特性曲線如圖5所

14、示,由圖可知()圖5ar1為線性元件,r2為非線性元件br1的電阻r1tan 451 cr2的電阻隨電壓的增大而減小d當u1 v時，r2的電阻等于r1的電阻解析：選ad由圖可知r1的伏安特性曲線為過原點的直線，故r1為線性元件,r2的伏安特性曲線為曲線，故r2是非線性元件,故a正確；r1的電阻不等于tan 45，應為u與i的比值，大小為2 ,故b錯；r2為非線性元件，其中電阻大小仍等于某一時刻u與i的比值,d正確；由圖可知r2隨電壓增大而增大,故c錯。9以下給出了幾種電學元件的電流與電壓的關系圖像，如圖6所示，下列說法中正確的是()圖6a這四個圖像都是伏安特性曲線b這四種電學元件都是線性元件c

15、是線性元件，是非線性元件d這四個圖像中，直線的斜率都表示元件的電阻解析：選c伏安特性曲線是以i為縱軸,u為橫軸的，a項錯；線性元件的i。u圖像不僅是直線，而且是過原點的直線，所以是線性元件，是非線性元件，b項錯，c項正確;在u。i圖像中，過原點的直線的斜率是導體的電阻，圖中導體的電阻并非定值,在導體兩端電壓未達到臨界電壓前，導體中電流為零,電阻值相當于無窮大，當導體兩端電壓超過臨界值時，其直線的斜率k，因而k不表示電阻值，d項錯。10(多選)關于電流下列說法正確的是（）a由i可知電流與通過導體某一橫截面的電荷量成正比，與所用時間成反比b由i可知在任何電路中電流皆與電壓成正比，與電阻成反比c由i

16、nesv可知對于某一確定的金屬導體，其電流與導體內自由電子定向移動的平均速率成正比d由i可得qit，可知當t一定時通過導體橫截面的電荷量與電流i成正比解析：選cdi是電流的定義式，i與q和t無關，故a錯;歐姆定律i只適用于純電阻電路,故b錯；電流在微觀上與n、e、s、v有關,inesv，故c正確；電路中通過某一橫截面的電荷量q由i和t決定，故d正確。11電路中有一段導體，給它兩端加上4 v的電壓時,通過它的電流為10 ma，可知這段導體的電阻為_ ；如果給它兩端加上10 v的電壓，在單位時間內通過某一橫截面的電荷量為_c；如果要讓導體的電流為15 ma,則需要在其兩端加上_v的電壓。（填空并寫

17、出解答過程)解析：由r可得r 400 由i可得i a0。025 a由qit可得q0.0251 c2。5102 c由uir可得u1。5102400 v6 v。答案：4002.51026 12如圖7所示為甲、乙兩金屬電阻的u。i圖線，某同學是這樣計算它們的阻值的：r甲r乙tan 60 ，你認為他的解法對嗎？如果不對，它們的阻值應為多少？圖7解析：該同學的解法是錯誤的。事實上在不同的坐標系中，由于所選取的標度不同，在相同的電壓和電流值下圖線的傾角是不同的，所以不可以用傾角的正切值表示電阻。正確的解法為：r甲 3 ，用同樣的方法可以求得乙的電阻為6 。答案:不對3 6 實驗：測繪小燈泡的伏安特性曲線一

18、、實驗目的1測繪小燈泡的伏安特性曲線。2分析伏安特性曲線的變化規律。二、實驗原理歐姆定律。三、實驗電路圖11電流表的內、外接：由于小燈泡的電阻較小,為減小誤差，采用電流表外接法。2滑動變阻器的接法：小燈泡兩端的電壓需要從0開始,滑動變阻器要采用分壓式連接，實驗電路圖如圖1所示。四、實驗器材小燈泡、電壓表、電流表、滑動變阻器、學生電源(或電池組）、開關、導線、坐標紙、鉛筆等。五、實驗步驟1確定電流表、電壓表的量程，采用電流表外接法,按如圖2所示的電路原理圖連接好實驗電路.圖22把滑動變阻器的滑片調節到a端，電路經檢查無誤后，閉合開關s.3改變滑動變阻器滑片的位置，讀出幾組相應的電流表、電壓表的示

19、數i和u，記入記錄表格內，斷開開關s。4拆去實驗線路,整理好實驗器材.六、數據處理1在坐標紙上建立坐標系，坐標所取分度應參考測量數據,比例適當，盡量使測量數據畫出的圖線占滿坐標紙.2連線一定要用平滑的曲線，不能畫成折線。3根據圖像計算電阻時，應用r來計算。七、誤差分析1由于電壓表不是理想電表，內阻并非無窮大，對電路的影響會帶來系統誤差,電流表外接，則電流表示數偏大.2測量時,讀數帶來偶然誤差。3在坐標紙上描點、作圖也會帶來偶然誤差。八、注意事項1開關閉合前，滑動變阻器的滑片應滑到使燈泡兩端電壓為零的位置。2在增大電壓的過程中,要確保不超過小燈泡的額定電壓。3在選擇電表的量程時，掌握以下原則：在

20、測量值不超過電表量程的前提下，指針盡量偏轉至量程左右。4測繪iu(u.i）圖線時要注意三點：一是標度選取合理。即作出的圖像既可以把表中所給出的所有點都標注上，同時又要使圖像分布在中央位置上；二是用“或“”標注點；三是用平滑曲線擬合連接各點，誤差較大的點可以舍棄。例1使用理想電壓表、電流表、滑動變阻器、直流電源等儀器,研究一只小燈泡完整的伏安特性，測得i。u圖像如圖3所示。已知滑動變阻器滑動片的有效移動長度為30 cm，變阻器的最大阻值為22.5 ，電源電動勢為6 v，內阻不計。(1）在右側的虛線框內,不改變滑動變阻器和電源的位置,補上電壓表、電流表、燈泡,畫出完整的電路圖。要求滑動變阻器的滑動

21、片向左滑動時，燈泡的電壓增大。(2）根據iu圖像可知:從a到b的過程中燈泡的電阻逐漸_（選填“增大”或“減小”），改變的阻值為_ 。圖3解析(1）小燈泡內阻很小,采用電流表外接法，要求研究一只小燈泡的完整的伏安特性曲線，滑動變阻器應采用分壓式連接,同時考慮滑動片向左滑動時,燈泡的電壓增大，故實驗原理圖如圖所示.（2）a點對應燈泡的阻值:ra 15 .b點對應燈泡的阻值：rb 20 。故i。u圖像上，由a到b的過程中燈泡的電阻逐漸增大，增大了5 。答案（1)見解析（2）增大5例2為了研究小燈泡的伏安特性曲線，現選用額定值為“3。0 v0.4 a”的小燈泡進行實驗，實驗中除了電流表、電壓表、開關、

22、導線若干外，還需要_、_。（1)根據所學的知識，回答下列問題：實驗中用兩電表測量小燈泡兩端的電壓和流過小燈泡的電流時，電路怎樣連接才能使測得的小燈泡電阻誤差較小？為什么?為使加在小燈泡兩端的電壓從零開始，且能在較大的范圍內調節，滑動變阻器應怎樣連接？在圖4甲所示的方框內畫出相關的電路圖。圖4(2)請根據你畫的電路圖,把圖乙中的實驗器材連成符合要求的實驗電路。圖5(3）為使讀數誤差盡可能小，電壓表的量程應選用_v,電流表的量程應選用_a，為保證實驗安全，測量范圍不能超過_v和_a，開始做實驗閉合開關前，應把p移到_端。(4)若實驗中測得通過小燈泡的電流和小燈泡兩端的電壓如下表所示,請在圖5中畫出

23、i。u圖線，該小燈泡的電阻有何特征?并分析其主要原因。u/v0.050.140。210。300.480.701.021。481.962。50i/a0.100。200.260。300.360.400。440。480.520。56解析還需要的儀器有：電源、滑動變阻器。(1）為了在測量電阻時減小誤差，電流表量程選擇00.6 a,電壓表量程選擇03 v，電流表采用外接法。為了能夠在較大的范圍內測量小燈泡兩端的電壓，且使小燈泡兩端的電壓從零開始，滑動變阻器應采用分壓接法，電路圖如圖甲所示。（2）依據電路圖連接實物圖如圖乙所示.（3）為使讀數誤差盡可能小,電壓表的量程應選用03 v，電流表的量程應選用00

24、。6 a，為保證實驗安全，測量范圍不能超過3 v和0。4 a，開始做實驗閉合開關前,應把p移到d端。（4)i。u圖線如圖丙所示.燈絲電阻隨小燈泡兩端電壓的增大而增大，這是由于隨著電壓的增大,燈絲的溫度升高，其電阻隨溫度的升高而增大。答案見解析1(多選）在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，已備有以下器材：小燈泡、學生電源、開關、導線若干，還必需的器材有()a電壓表b電流表c滑動變阻器 d多用電表解析：選abc實驗中要測量電壓和電流，必需電壓表和電流表,描繪圖線必須測出多組u、i值，因此要用滑動變阻器調節小燈泡的電流和電壓，a、b、c正確。2做“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗。（1）實驗電路圖

25、已經畫出了一部分，如圖6所示,但尚未完整，請將該電路完整地連接好;圖6（2)按你連接的電路，s閉合后,要使小燈泡的亮度增加，變阻器的滑片p應向_（選填“a”或“b”)端移動。解析：（1）采用滑動變阻器分壓式連接,電路圖如圖所示：（2)要使小燈泡的亮度增加,變阻器的滑片p應向b端移動。答案：(1)見解析（2）b3以下是“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗的操作步驟：圖7a閉合開關,記下電流表、電壓表的一組示數（i，u)，移動滑動變阻器的滑動觸頭，每移動一次記下一組(i,u)值，共測出12組數據；b將電流表、電壓表、滑動變阻器、小燈泡、電源、開關正確連接成電路。電流表外接，滑動變阻器采用分壓式，如圖7

26、所示；c調節觸頭位置,使閉合開關前觸頭處于滑動變阻器的左端;d按所測數據，在坐標紙上描點并將各點用直線段連接起來,得出小燈泡的伏安特性曲線。(1)以上各步驟中存在錯誤或不妥之處的是_，應如何改正：_。(2）將各步驟糾正后，按實驗先后順序排列：_。解析：錯誤或不妥的步驟是acd.a步驟：測量不同電壓下的電流值i時，應先預設各組數據中的電壓u或電流i的值,而不是隨意測，隨意測時會使描點疏密不均勻，畫圖線時出現較大誤差，甚至無法畫出i。u圖線。c步驟：閉合開關前應使小燈泡兩端電壓為零，即觸頭應置于滑動變阻器最右端。d步驟：應將各點用平滑的曲線連接.答案：（1）見解析(2)bcad4要測繪一個標有“3 v0.6 w”的小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3 v，并便于操作。已選用的器材有：電池組e(電動勢為4.5 v，內阻約1 ）電流表a（量程為0250 ma，內阻約5 )電壓表v（量程為03 v，內阻約3 k)開關一個、導線若干(1)實驗中所用的滑動變阻器應選下列中的_(填字母代號)。a滑動變阻器r1(最大阻值20 ，額定電流1 a