高中物理选修33欧姆定律学生版.pdf

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3 欧姆定律--学生版
[学科素养与目标要求]
物理观念：，
件和非线性元件．
科学探究：经历探究过程，综合信息得出电流和电压的关系，会利用 I－U 图象处理、分析
实验数据．
科学思维： I－U 图象或 U－I 图
象求导体的电阻．

一、欧姆定律
1．电阻：导体两端的电压与通过导体的电流大小之比．
U
(1)定义式：R＝ .
I
(2)单位：欧姆(Ω)，常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)，且 1 Ω＝10－3 kΩ＝10－6 MΩ.
(3)物理意义：反映导体对电流阻碍作用的大小．
2．欧姆定律：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．
U
(1)表达式：I＝ .
R
(2)适用范围：适用于金属导电、电解质溶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．伏安特性曲线：用纵坐标表示电流 I，用横坐标表示电压 U，这样画出的导体的 I－U 图
象叫做导体的伏安特性曲线．
2．线性元件和非线性元件：
(1)线性元件：伏安特性曲线是一条直线，欧姆定律适用的元件，如金属导体、电解质溶液．
(2)非线性元件：伏安特性曲线是一条曲线，欧姆定律不适用的元件．如气态导体(日光灯、霓
虹灯管中的气体)和半导体元件．

1．判断下列说法的正误．
U
(1)由 R＝ 知，导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定．( )
I
(2)导体的电阻由导体本身的性质决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关．( )
1 : .
(3)对于确定的导体，其两端的电压和流过它的电流的比值等于它的电阻值．( )
(4)线性元件的电流与电压成正比．( )
2．如图 1 是某导体的伏安特性曲线，由图可知，此导体的电阻是________Ω.

图 1

一、欧姆定律的理解和应用

现有两个导体 A 和 B，利用如图所示的电路分别测量A 和 B 的电压和电流，测得的实验数据
见下表.
U/V 0
导体 A I/A 0
导体 B I/A 0


(1)在坐标系中，用纵轴表示电压 U、用横轴表示电流 I，分别将 A 和 B 的数据在如图所示的
坐标系中描点，并作出 U－I 图线．

(2)对导体 A(或导体 B)来说，电流与它两端的电压有什么关系？U 与 I 的比值怎样？
(3)对导体 A、B，在电压 U 相同时，谁的电流小？谁对电流的阻碍作用大？
2 : .

U
1．R＝ 是电阻的定义式，比值表示一段导体对电流的阻碍作用．对给定的导体，它的电阻
I
是一定的，与导体两端是否加电压，导体中是否有电流无关．
U
2．I＝ 是欧姆定律的数学表达式，表示通过导体的电流 I 与电压 U 成正比，与电阻 R 成反
R
比，常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流，适用条件是金属或电解质溶液导电(纯
电阻电路)．
3．U＝IR 是电势降落的计算式，用来表示电流经过一电阻时的电势降落，是欧姆定律的变形，
所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同．
例 1 (多选)(2018·龙岩市高二检测)已知两个导体的电阻之比 R ∶R ＝2∶1，那么( )
1 2
A．若两导体两端电压相等，则 I ∶I ＝2∶1
1 2
B．若两导体两端电压相等，则 I ∶I ＝1∶2
1 2
C．若导体中电流相等，则 U ∶U ＝2∶1
1 2
D．若导体中电流相等，则 U ∶U ＝1∶2
1 2

针对训练 (多选)下列判断正确的是( )
U
A．由 I＝ 知，U 一定时，通过一段导体的电流跟导体的电阻成反比
R
U
B．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
R
U
R＝ 可知，I 一定时，导体的电阻 R 与 U 成正比，U 一定时，导体的电阻R 与 I 成反比
I
U
D．对给定的导体，比值 是个定值，反映了导体本身的性质
I

二、导体的伏安特性曲线

研究导体中的电流与导体两端的电压之间的关系，可以用公式法，可以用列表法，还可以用
图象法．分析图中甲、乙两电学元件的 I－U 图象，我们可以得出两元件的电流和电压有怎
样的关系？


3 : .
1．I－U 图象与 U－I 图象的区别(图线为直线时)
(1)坐标轴的意义不同：I－U 图象中，横坐标表示电压 U、纵坐标表示电流 I；U－I 图象中，
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．I－U 图象中，斜率表示电阻的倒数，U－I 图象中，斜率表示电阻，
如图 2 所示，在图甲中 R ＜R ，图乙中 R ＞R .
2 1 2 1

图 2
U
2．I－U 图象是曲线时，导体某状态的电阻 R ＝ P，即电阻等于图线上点 P(U ，I )与坐标
P I P P
P
原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数，如图3 所示．

图 3
例 2 (多选)(2018·济南一中高二期中)如图 4 所示是某导体的 I－U 图线，图中 α＝45°，下
列说法正确的是( )

图 4
A．通过该导体的电流与其两端的电压成正比
B．此导体的电阻 R 不变
1
C．I－U 图线的斜率表示电阻的倒数，所以电阻 R＝ Ω＝1 Ω
tan 45°
D．在该导体的两端加 6 V 的电压时，每秒通过导体横截面的电荷量是 3 C
4 : .
例 3 (多选)如图 5 所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图象可知( )

图 5
A．该导体的电阻随电压的升高而增大
B．该导体的电阻随电压的升高而减小
C．导体两端电压为 2 V 时，电阻为 Ω
D．导体两端电压为 2 V 时，电阻为 1 Ω


1．(对欧姆定律的理解)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
U
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
R

2．(对伏安特性曲线的理解)(多选)如图 6 所示，A、B、C 为三个通电导体的 I－U 关系图象．由
图可知( )