山东省专用2024_2025学年高中物理第二章恒定电流第3节欧姆定律讲义含解析新人教版选修3_1.docVIP

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第3节欧姆定律

1.电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，其定义式为R＝eq\f(U,I)，电阻的大小取决于导体本身，与U和I无关。

2．欧姆定律的表达式为I＝eq\f(U,R)，此式仅适用于纯电阻电路。

3．在温度不变时，线性元件的伏安特性曲线是一条过原点的倾斜直线。

4．全部金属的电阻率均随温度的上升而变大。

一、欧姆定律

1．电阻

(1)定义：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比，用R表示。

(2)定义式：R＝eq\f(U,I)。

(3)单位：欧姆(Ω)，常用的单位还有kΩ、MΩ，且1Ω＝10－3kΩ＝10－6MΩ。

(4)物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小。

2．欧姆定律

(1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。

(2)表达式：I＝eq\f(U,R)。

(3)适用范围：适用于金属导电、电解液导电的纯电阻电路(不含电动机、电解槽等的电路)，而对气体导电、半导体导电不适用。

二、导体的伏安特性曲线

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，画出导体的I-U图线。

2．线性元件

导体的伏安特性曲线为过原点的直线，即电流与电压成正比的线性关系的元件，如金属导体、电解液等。

3．非线性元件

伏安特性曲线不是直线的，即电流与电压不成正比的电学元件，如气态导体、半导体等。

1．自主思索——判一判

(1)定值电阻满意R＝eq\f(U,I)，U和I变更时，二者变更的倍数相同。(√)

(2)电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大，导体的导电实力越强。(×)

(3)对于金属导体，电压变更时，可能导致电阻发生变更。(√)

(4)无论是线性元件还是非线性元件，其伏安特性曲线均过原点。(√)

(5)U-I图线和I-U图线中，图线上的点与原点连线的斜率的含义不同。(√)

2．合作探究——议一议

(1)一台电动机接入电路中，正常工作时能用欧姆定律求电流吗？

提示：不能。

(2)某同学用正确的方法描绘出了某种半导体元件的伏安特性曲线如图所示，这种元件是线性元件吗？该元件的电阻随U的增大是如何变更的？

提示：该元件是非线性元件，该元件的电阻随U的增大而减小。

对欧姆定律的理解

1．欧姆定律的适用状况

欧姆定律仅用于纯电阻(将电能全部转化为内能)电路。非纯电阻(电能部分转化为内能)电路不适用。

2．欧姆定律的两性

(1)同体性：表达式I＝eq\f(U,R)中的三个物理量U、I、R对应于同一段电路或导体。

(2)同时性：三个物理量U、I、R对应于同一时刻。

3．公式I＝eq\f(U,R)和R＝eq\f(U,I)的比较

比较项目

I＝eq\f(U,R)

R＝eq\f(U,I)

意义

欧姆定律的表达形式

电阻的定义式

前后物理量的关系

I与U成正比，与R成反比

R是导体本身的性质，不随U、I的变更而变更

适用条件

适用于金属导体、电解液等

适用于计算一切导体的电阻

[典例]若加在某导体两端的电压变为原来的eq\f(3,5)时，导体中的电流减小了0.4A。假如所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流是多大？

[思路点拨]

(1)导体的电阻不随导体两端电压的变更而变更。

(2)理清导体两端原来的电压与后来的电压之间的数量关系。

[解析]由欧姆定律得：R＝eq\f(U0,I0)，电压变更后有：R＝eq\f(\f(3U0,5),I0－0.4)，解得I0＝1.0A。电压加倍后同理可得R＝eq\f(U0,I0)＝eq\f(2U0,I2)，所以I2＝2I0＝2.0A。

[答案]2.0A

(1)欧姆定律I＝eq\f(U,R)仅适用于金属导电及电解液导电。

(2)对R＝eq\f(U,I)，R与U、I无关，导体电阻R确定时，U和I成正比，R＝eq\f(ΔU,ΔI)。

1．对于欧姆定律，理解正确的是()

A．从I＝eq\f(U,R)可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比

B．从R＝eq\f(U,I)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U＝IR可知，导体两端的电压随电阻的增大而增大

D．从R＝eq\f(U,I)可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零

解析：选A依据欧姆定律I＝eq\f(U,R)得知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，故A正确。R＝eq\f(U,I)是电阻的定义式，R与导体两端的电压U和电流无关，故B错误。从U＝IR可知，只有电流I确定时，电压才与电阻成正比，导体两端的电压随电阻的增大而增大，故C错误。电阻由导体本身的特性确定，与电流、电压无关，导体两端的电压为零，但导体的电阻不为零，故D错误。

2．依据部分电路欧姆定律，下