1、3 歐姆定律【思考】一臺電動機接在電路中，正常工作時能用歐姆定律求電流嗎？提示：不能.歐姆定律適用于金屬導體、電解液等導體，對于含電動機的電路、含蓄電池的電路等歐姆定律是不適用的.【思考】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？提示：其I-U圖象為曲線，所以它是非線性元件.隨著電壓的增大，半導體元件的溫度升高，圖線的斜率逐漸增大，又因為斜率的物理意義反映了電阻的倒數的變化規律，所以半導體元件的電阻隨溫度的升高而減小.一、對公式I= 和R= 的理解【特別提醒】（1）注意公式中三個物理量I、U、R是同一電阻同一時刻值

2、.（2）歐姆定律I= 僅適用于金屬導電及電解液導電.（3）對R= ，R與U、I無關，導體電阻R一定時，U和I成正比，【典例1】根據歐姆定律，下列說法中正確的是( )A.由關系式U=IR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 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 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 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【解題指導】解答本題應注意U、I、R三者之間的關系.【標準解答】選C、D.U=IR和I= 的意義不同，可以說I由U和R共同決定，但

3、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.【規律方法】 歐姆定律的推廣應用歐姆定律的原形式是I= ，而公式R= 應該理解成電阻的比值定義式，比值定義的魅力就在于被定義的物理量與比值中的那兩個物理量無關，但R= 告訴了我們一種測量導體電阻的方法，即伏安法.【變式訓練】下列說法中正確的是( )A.通過導體的電流越大，則導體的電阻越小B.當加在導體兩端的電壓變化時，導體中的電流也發生變化，但電壓和電流的比值對這段導體來說是恒量C.通過導體的電流跟加在它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比D.導體的電

4、阻跟它兩端的電壓成正比，跟通過導體的電流成反比【解析】選B、C.導體的電阻是導體本身的性質，與外加電壓和通過的電流無關，A、D錯誤；對同一段導體，電阻不變，它兩端的電壓和通過電流的比值為恒量，當加在導體兩端的電壓變化時，導體中的電流也發生變化，B正確；由歐姆定律知通過導體的電流跟加在它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比，C正確.【變式備選】關于電流和電阻，下列說法中正確的是( )A.電流的方向與導體中電荷的定向移動方向相同B.金屬導體溫度升高時，由于自由電子的熱運動加劇，所以電流增大C.由 可知，I一定時，導體的電阻R與U成正比D.對給定的電阻，在溫度不變時,比值 是一個定值，反映導體本身的一

5、種性質【解析】選D.電流的方向規定為正電荷定向移動的方向，A錯誤；由電流的微觀表達式I=nqvS知電流的大小與電荷的定向移動速率有關，與自由電荷的熱運動無關，B錯誤；電阻反映了導體對電流的阻礙作用，取決于導體本身的性質，與導體兩端的電壓和通過導體的電流無關，C錯誤，D正確.二、對導體的伏安特性曲線的理解1. 圖線不同于 圖線. 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.2.對 圖象或 圖象進行分析比較時，要仔細辨認縱軸與橫軸各代表什么，以及由此對應的圖象上任一點與坐標原點連線的斜率的具體意義.線性元件的 圖象是一條過原點的傾斜直線，斜率表示

6、電阻的倒數，線性元件的 圖象也是一條過原點的傾斜直線，但斜率表示電阻，要加以區別.如圖所示，在圖甲中R2R1,圖乙中R2R1.3.如圖，非線性元件的 圖線是曲線，導體電阻 ，即電阻等于圖線上點（Un，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.【特別提醒】（1） 圖線中的斜率k= ，斜率k不能理解為k=tan(為圖線與U軸的夾角)，因坐標軸的單位可根據需要人為規定，同一電阻在坐標軸單位不同時傾角是不同的.（2）某些電阻在電流增大時，由于溫度升高而使電阻變化，伏安特性曲線不是直線，但對某一狀態，歐姆定律仍然適用.【典例2】兩電阻R1、R2的電流I和電壓U的關系如圖所示，可知兩電

7、阻R1R2等于( )A.13 B.31 C.1 D. 1【解題指導】解答本題應注意 圖線斜率的物理意義.【標準解答】選A.在 圖象中直線斜率的倒數等于該導體的電阻，因此兩個電阻之比等于斜率的倒數之比： ，故A正確.【變式訓練】某導體中的電流隨其兩端電壓的變化而變化，如圖所示，則下列說法中正確的是( )A.該元件是非線性元件，所以不能用歐姆定律計算導體在某狀態時的電阻B.加5 V電壓時，導體的電阻約是5 C.由圖可知，隨著電壓的增大，導體的電阻不斷減小D.由圖可知，隨著電壓的減小，導體的電阻不斷減小【解析】選B、D.雖然該元件是非線性元件，但可以用歐姆定律計算各狀態的電阻值，A錯誤.當U=5 V

8、時，I=1.0 A,R= =5 ，B選項正確.由圖可知，隨電壓的增大，各點到坐標原點連線的斜率越來越小，電阻越來越大，反之，隨電壓的減小，電阻減小，C錯誤，D正確.【變式備選】如圖是某同學經過實驗描繪的一個小燈泡的伏安特性曲線，分析該曲線，下列說法正確的是( )A.小燈泡的伏安特性曲線的斜率隨著電壓的升高而增大B.小燈泡燈絲的電阻隨著電壓的升高而增大C.歐姆定律適用于小燈泡，所以小燈泡是個線性元件D.小燈泡燈絲的電阻隨著電壓的升高而減小【解析】選B.由圖象可知小燈泡的伏安特性曲線的斜率隨著電壓的升高而減小，A錯誤；小燈泡的電阻隨著電壓的升高而增大，B正確，D錯誤；小燈泡的伏安特性曲線是曲線，不

9、是過原點的直線，所以小燈泡不是線性元件，歐姆定律對小燈泡的某一狀態適用，C錯誤.三、測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗分析1.實驗電路的確定（1）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：描繪小燈泡的伏安特性曲線，需要從坐標原點開始的連續變化的電壓，因此滑動變阻器要采用分壓式連接，實驗電路圖如圖所示.2.實驗過程三方面【特別提醒】（1）調節電壓時不要超過小燈泡的額定電壓.（2）坐標系標度要合理選取，盡量使描出的圖象占據坐標紙的大部分.（3）小燈泡電壓、電流變大時，電阻變大，伏安特性圖線是曲線.連線時要用平滑的曲線，不能連成折線.【典例3】（2010

10、安徽高考）太陽能是一種清潔、綠色能源.在我國上海舉辦的2010年世博會上，大量利用了太陽能電池.太陽能電池在有光照時，可以將光能轉化為電能，在沒有光照時，可以視為一個電學器件.某實驗小組根據測繪小燈泡伏安特性曲線的實驗方法，探究一個太陽能電池在沒有光照時（沒有儲存電能）的I-U特性.所用的器材包括：太陽能電池、電源E、電流表A、電壓表V、滑動變阻器R、開關S及導線若干.（1）為了達到上述目的，請將圖甲連成一個完整的實驗電路圖.（2）該實驗小組根據實驗得到的數據，描點繪出了如圖乙所示的I-U圖象.由圖可知，當電壓小于2.00 V時，太陽能電池的電阻_（選填“很大”或“很小”）；當電壓為2.80

11、V時，太陽能電池的電阻約為_.【解題指導】解答本題時可按以下思路分析：【標準解答】（1）注意到圖乙的I-U圖象中的數據特點：電壓、電流從零開始變化，所以電路設計用滑動變阻器的分壓式接法，如圖所示.(2)由圖乙可知，當電壓小于2.00 V時，通過太陽能電池的電流很小，由歐姆定律可知：此時太陽能電池的電阻很大.當電壓為2.80 V時，通過太陽能電池的電流約為2.8 mA，由歐姆定律可知：此時太陽能電池的電阻約為=1.0103 .答案：(1)見標準解答圖 (2)很大 1.0103【變式訓練】下表為某同學測繪小燈泡的伏安特性曲線的記錄數據.根據表中數據在如圖所示的坐標紙中畫出小燈泡的伏安特性曲線.由畫

12、出的曲線看小燈泡的電阻有沒有變化？若有，如何變化？猜想發生變化的原因是什么.【解析】根據表格中數據，在坐標紙上描點，作圖如圖所示.由圖象可以看出：（1）燈泡兩端電壓較低時電阻不變化.（2）燈泡電壓達到1.8 V以后，電阻值開始變化.（3）I-U圖象的變化趨勢表明，燈泡的電阻在電壓達到1.8 V以后逐漸增大（4）原因猜想：燈泡的溫度升高，引起電阻的變化.答案:見解析【典例】如圖所示的圖象所對應的兩個導體：（1）電阻關系R1R2為多少？（2）若兩個導體中的電流相等（不為零）時，電壓之比U1U2為多少？（3）若兩個導體的電壓相等（不為零）時，電流之比I1I2為多少？【解題指導】解答本題時應注意圖線斜

13、率的物理意義以及歐姆定律的應用.【標準解答】（1）由 圖象可知：R=解得：故（2）由歐姆定律得：U1=I1R1，U2=I2R2，由于I1=I2，則U1U2=R1R2=31.（3）由歐姆定律得：由于U1=U2，則I1I2=R2R1=13.答案：（1）31 （2）31 （3）13以下給出幾種電學元件的電流與電壓的關系圖象，如圖所示，下列說法中正確的是( )【錯誤案例】對圖象的意義理解不清導致錯誤A.這四個圖象都是伏安特性曲線B.這四種電學元件都是線性元件C.是線性元件，是非線性元件D.這四個圖象中，直線的斜率都表示元件的電阻【正確解答】選C.伏安特性曲線是以I為縱軸，U為橫軸的圖象，A錯誤；線性元

14、件并不只是說I-U圖象是直線，而必須是過原點的直線，所以只有是線性元件，不是線性元件，B錯誤，C正確；在U-I圖象中，過原點的直線的斜率才表示導體的電阻,D錯誤.【易錯分析】本題易錯選項及錯誤原因分析如下：1.對導體的電阻的定義式R= 的認識正確的是( )A.導體的電阻與其兩端電壓成正比，與通過導體的電流成反比B.導體兩端的電壓越高，其電阻越大C.導體的電阻與其兩端的電壓U、通過它的電流I均無關D.導體的電阻與通過導體的電流有關【解析】選C.導體的電阻取決于導體本身的性質，與導體兩端的電壓、通過導體的電流無關，沒有正反比關系，故C正確，A、B、D錯誤.2.歐姆定律適用于( )A.電動機電路 B.金屬導體導電C.電解液導電 D.所有電器元件【解析】選B、C.歐姆定律適用于金屬導體、電解液等導體，對于含電動機的電路、含蓄電池的電路等歐姆定律是不適用的，故B、C正確，A、D錯誤.3.用電器A的電阻是用電器B的電阻的2倍,加在A上的電壓是加在B上的電壓的一半,那么通過A、B的電流IA和IB的關系是( )A.IA=2IB B.IA=IBC. D.【解析】選D.設B的電阻為R,則A的電阻為2R，加在A上的電壓為U，則加在B上的電壓為2U，由歐姆定律得:A中的電流為 ,B中的電流為 ,所以 D正確.A、B、C錯誤.4.一個阻值為R的電阻兩端加上電壓U