【物理】2010-2011学年同步学案（人教选修3-1）：第2章 恒定电流 第3-4节 欧姆定律串联电路. 人教版.docVIP

第3节　欧姆定律 要点一 欧姆定律的理解 1．公式R＝和I＝的对比 R＝ I＝ 电阻的定义式，适用于所有导体 欧姆定律表达式，适用于金属、电解质溶液导电 不能说R∝U，R∝，R由导体本身性质(材料、长短、粗细)决定，与U、I大小无关 可以说I∝U、I∝，I的大小由U、R共同决定 测量了U，测量了I，便可确定R，为我们提供了测量电阻的一种方法 知道了U、R，便可确定I，为我们提供了除I＝之外的一种计算电流的方法 2.“同体性”和“同时性” 在应用公式I＝解题时，要注意欧姆定律的“同体性”和“同时性”．所谓“同体性”是指I、U、R三个物理量必须对应于同一段电路，不能将不同段电路的I、U、R值代入公式计算．所谓“同时性”指U和I必须是导体上同时刻的电压和电流值，否则不能代入公式计算． 伏安特性曲线 1．伏安特性曲线中直线的物理意义 伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，能直观地反映出导体中电流与电压成正比，如图2－3－3所示，其斜率等于电阻的倒数，即tan α＝＝.所以直线的斜率越大，表示电阻越小． 图2－3－3 2．二极管的伏安特性曲线 伏安特性曲线不是直线，即电流与电压不成正比(如图2－3－4)是二极管的伏安特性曲线，二极管具有单向导电性．加正向电压时，二极管的电阻较小，通过二极管的电流较大；加反向电压时，二极管的电阻较大，通过二极管的电流很小．  图2－3－4 二极管由半导体材料制成，其电阻率随温度的升高而减小，故其伏安特性曲线不是直线． (1)由图看出随着电压的增大，图线的斜率在增大，表示其电阻随电压的升高而减小，即二极管的伏安特性曲线不是直线，这种元件称为非线性元件． (2)气体导电的伏安特性曲线是非线性的．气体导电和二极管导电，欧姆定律都不适用． 　　1.伏安法测电阻的两种方法怎样对比？ 内接法和外接法的电路图分别如图2－3－5所示． 图2－3－5 两种电路对比分析如下： 对比 甲 乙 电流表 接法 电流表内接法 电流表外接法 误差分析 电压表示数UV＝UR＋UAUR 电流表示数IA＝IR R测＝＝R真 误差来源于电流表的分压作用 电压表示数UV＝UR 电流表示数IA＝IR＋IVIR R测＝＝R真 误差来源于电压表的分流作用 两种电 路的选 择条件 R越大，UR越接近UV ，R测＝越接近于R真＝ 可见，为了减小误差，该电路适合测大电阻，即RRA R越小，IR越接近IA，R测＝越接近于R真＝ 可见，为了减小误差，该电路适合测小电阻，即RRV 2．如何从两种接法中选择电路？ 伏安法测电阻时两种接法的选择方法 为减小伏安法测电阻的系统误差，应对电流表外接法和内接法作出选择，其方法是： (1)阻值比较法：先将待测电阻的粗略值和电压表、电流表的内阻进行比较，若RxRV，宜采用电流表外接法；若RxRA，宜采用电流表内接法． (2)临界值计算法：当内外接法相对误差相等时，有＝，所以Rx＝为临界值．当Rx(即Rx为大电阻)时用内接法；当Rx(即Rx为小电阻)时用外接法；Rx＝ ，内、外接法均可． (3)实验试触法：按图2－3－6接好电路，让电压表一根接线P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化(电流表的分压作用明显)，而电流表的示数变化不大(电压表分流作用不大)，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法． 图2－3－6 一、公式R＝和I＝的对比 【例1】 下列判断正确的是(　　) A．由R＝知，导体两端的电压越大，电阻就越大 B．由R＝知，导体中的电流越大，电阻就越小 C．由I＝知，电流跟导体两端电压成正比，跟导体的电阻成反比 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 答案　CD 解析　R＝只是电阻的定义式，U＝0，I＝0时R仍存在，即R与U和I不存在正、反比关系．对一段确定的导体而言，R一定，故I与U成正比，D对，A、B错．由欧姆定律可知I与U成正比，与R成反比，C对． 二、导体的伏安特性曲线 【例2】 如图2－3－7所示的图象所对应的两个导体的伏安特性曲线．由图回答： 图2－3－7 (1)电阻之比R1∶R2为______． (2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2 为________． (3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比为______． 答案　(1)3∶1　(2)3∶1　(3)1∶3 解析　(1)在I—U图象中，电阻的大小等于图象斜率的倒数，所以R1＝＝ Ω＝2 Ω R2＝ Ω＝ Ω 即R1∶R2＝3∶1 (2)由欧姆定律得U1＝I1R1，U2＝I2R2 所以U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1 (3)由欧姆定律得I1＝，I2＝ 所以I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3 1. 图2－3－8 两电阻R1、R2的