1、1.定义：非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值。,2.定义式：,3.物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。,标量,伏特(V) 1V=1J/C,4.单位：,5.特点：电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积、形状无关，与是否联入电路及外电路的情况无关。,表征电源的参数电动势(E),复 习,电源的概念：电源是通过非静电力做功,把其他形式能转化为电能 的装置.,电源的重要参数 : 1、电动势 2、内阻 3、容量,第二章 恒定电流,2.1 欧姆定律,高中物理选修3-1,只有在导体的两端加
2、上电压，导体中才会有电流。导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？,数据记录,同一导体，电压与电流的比值为定值.,数据处理与分析,一、电 阻,1、定义：,导体两端的电压U与通过导体的电流 I 的比值,2、定义式：,(R只与导体本身性质有关),3、单位：,国际单位制中 欧姆（）,常用：千欧（k）兆欧（M）,4、物理意义：,反映导体对电流的阻碍作用,由U-I 图像知：,斜率越大电阻越大,注意：,1.导体对电流的阻碍作用，是由于自由电荷在导体中做定向运动时跟导体中的金属正离子或原子相碰撞发生的。,2. 电流流经导体时，导体两端出现电势降落，同时将电能转化为内能，即导体发热。,R=U/I 只提供了测
3、量电阻大小的方法，导体对电流的阻碍作用是由导体本身的性质决定的，与所加的电压、通过的电流均无关系，绝不能错误地认为“导体的电阻与导体两端的电压成正比，与电流成反比。”,二、欧姆定律,2、公式:,3、适用：,金属导电和电解液导电,1、内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电 阻R成反比,注意：,1.欧姆定律公式中的I、U、R必须是同一导体或同一段纯电阻电路的（不含电源、电动机、电解槽等电器的电路）,2.欧姆定律不适用于气体导电。,3.U=IR 是电势降落的计算式，用来表示电流经过一电阻时电势降落，常用于进行电路分析时，计算沿电流方向上的电势降落。,欧姆定律的理解:,电阻的定义式
4、，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,三、导体的伏安特性曲线(I-U图线),图线斜率的物理意义是什么？,伏安特性曲线(I-U图线):导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线 。,电阻的倒数：K=1/R或R=1/K,I-U图线,斜率越大电阻越小,U-I图线,比较：,符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件；如金属导体、电解液等。,不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线,这种电学元件叫做非线性元件如：气态导体、二极管等。,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
5、（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。,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,A,对于欧姆定律，理解正确的是（ ）,某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点,得到了图中a、b、c、d四个点.请比较这四个电阻值的大小.,RaRb=RcRd,图为两个导体的伏安特性曲线，求：(1)两个导体的电阻之比 R1:R2 (2)若两个导体中的电流相等(不为零) ，导体两端的电压之比 U1:U
6、2(3)若两个导体两端的电压相等(不为零),导体中的电流之比 I1:I2,3:1,3:1,1:3,两电阻R1、R2的伏安特性曲线如右图所示，由图可知：（1）这两电阻的大小之比R1R2为_A.13 B.31 C.1 D. 1（2）当这两个电阻上分别加上相同电压时，通过的电流之比为_A.13 B. 31C.1 D. 1,解析：（1）由欧姆定律I= 可知，在IU图线中，图线的斜率k= = ，即电阻的大小等于伏安特性曲线斜率的倒数。R1R2=tan30tan60=13所以A选项正确。,13,（2）由欧姆定律I= 可知，给R1、R2分别加上相同的电压时，通过的电流与电阻成反比I1I2=R2R1=31，故
7、B选项正确,31,某电流表可测量的最大电流是10mA，已知一个电阻两端的电压是8V时，通过的电流是2mA，如果给这个电阻加上50V的电压，能否用该电流表测量通过这个电阻的电流?,电阻R=,加50V电压，通过的电流为=,解析:,故不可以测量,若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4A。如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大?,解法一：依题意和欧姆定律得：,所以 I01.0 ,又因为,所以,解法二:由,得,又,所以,解法三：画出导体的IU图像，如图1513所示，设原来导体两端的电压为U0时,导体中的电流强度为I0.,图1513,当 时，I=I00.4 ,当U0时，
8、电流为I2. 由图知,所以I01.0 I2202.0 ,（1）用IU图像结合比例式解题，显得更直观、简捷。物理意 义更鲜明。（2）导体的电阻是导体自身的一种属性，与U、I无关，因而，用此式讨论问题更简单明了。,四、伏安法测电阻,原理：,只要测出被测电阻两端的电压 U 和流过该电阻的电流I ，根据部分电路欧姆定律 就可求出电阻 R 的大小。,两种电路：,内接法：电流表接在电压表两接线柱内侧,外接法：电流表接在电压表两接线柱外侧,由于该电路中电压表的读数U 表示被测电阻Rx与电流表A串联后的总电压，电流表的读数 I 表示通过Rx的电流，所以使用该电路所测电阻比真实值Rx大了RA，内接法适用于测量大
9、阻值电阻。（RXR A）,由于该电路中电压表的读数U表示 Rx 两端电压，电流表的读数 I 表示通过 Rx 与 RV 并联电路的总电流，所以使用该电路所测电阻比真实值 Rx 略小些。外接法适用于测量小阻值电阻。（RXR V）,误差产生的原因:,由于电流表分压引起的。,误差产生的原因：,由于电压表分流引起的。,测量值与真实值的关系：,=,=,测量值与真实值的关系：,=,=,电流表内外接法的选择： 所谓伏安法测电阻中的内外接法是相对电流表而言的，无论内接还是外接，由于电表内阻的影响，都会给测量带来影响，合理选择接法可以减小误差。,待测电阻Rx较大，若满足RXRA时，应采用内接法，因为电流表的分压较
10、小.,待测电阻Rx较小，若满足RxRv ,应采用外接法，因为电压表的分流作用很弱。,概括为：“大内偏大，小外偏小”,待测电阻Rx的大小很难断定,可采用计算临界电阻值的方法：,试触法:,a.条件：未给出RX的估计阻值,b.选择方法：将电压表分别接a、b两点,电压表的示数有显著变化，说明电流表的分压作用很强，满足RXRA,应选用外接法,电流表的示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，满足RXRA,应选用内接法,结论：两次接触，那个表示数变化明显 , Rx就与那个表“近接”,一个未知电阻Rx无法估计其电阻值，某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次，如图所示，按甲图测得数据是3.0V、3.0mA,
11、按乙图测得数据是2.9V、4.0mA,由此可知按 图所示的电路测量的误差较小， Rx的真实值更接近于 。,甲,1000,Rx 的真实值大于还是小于1000？,小于,若已知电流表内阻为0.1,那么Rx的真实值是多大？,999. 9,用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:,A.待测电阻Rx：约55， B.电流表A：量程0-3A （内阻0.1）C.电压表V：量程0-15V （内阻4K）确定电流表的内、外接方式。,如图所示电流表和电压表的读数分别为10V和0.1A,电压表内阻为500,那么待测电阻R的测量值比真实值 ,测量值为 ,真实值为 .,小,100,125,一个未知电阻,无法估计其电阻
12、值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图(a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据是2.9V、4.0mA,由此可知,用 图测得Rx的误差较小,测量值Rx= .,（a）,1000,=2055,采用内接法。,用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:,A.待测电阻Rx：约5，额定功率1WB.电流表A：量程0-0.6A（内阻0.2）C.电压表V：量程0-3V （内阻3K）D.滑动变阻器R：0-10 E.蓄电池：电动势12VF.导线，电键.为了较准确的测量，并保证器材安全，画出电路图。,指针P分别接触a和b,发现电压表示数无明显变化,电流表示数有明显
13、变化,则P应接 .,b,滑动变阻器的两种接法：,（1）限流接法（如图所示）,RX的电压范围为：,注意： 合上开关前要使滑动变阻器的阻值最大(b端),限流接法较分压接法省电,（2）分压接法（如图所示）,RX的电压范围为：,注意： 合上开关前要使滑动变阻器的阻值最小（a端）,滑动变阻器两种接法的选择：,在题中没有特别要求，又满足安全性原则和方便性原则的基础上可优先选用“限流式”,以下三种情况，滑动变阻器必须采用“分压式”接法：,若题中要求所研究对象的电压从零开始连续增大时，则必须采用“分压式” 若采用限流电路，电路中的最小电流大于用电器的额定电流或超过电表的量程时，则滑动变阻器必须采用“分压式”接
14、法； 当用电器的电阻远大于滑动变阻器的最大阻值，且实验要求的电压变化范围较大或要求测量多组实验数据时，必须采用“分压式”。,移动变阻器触头可改变电路中的电阻值从而改变电流和导体两端电压。,可以给导体提供从零开始连续变化的电压导体两端电压变化范围大，可测量较多数据,用伏安法测量一个定值电阻的阻值，备用器材如下：待测电阻Rx（阻值约30K） A.电压表1（量程015，内阻50） B.电压表2（量程03，内阻10） C.电流表1（量程01，内阻250） D.电流表A2(量程0500 ，内阻500) E.电源1（电动势3，内阻为：0.5） F.电源2（电动势16，内阻为：2） G.滑动变阻器（电阻02
15、00） H.开关及导线若干,(1)从上述器材中选出合适的器材（用字母表示）。,解析：因待测电阻Rx的阻值较大，故选大电源，提高电压和电流的值,由于E=16V,电压表选B,BDFGH,（2）画出实验电路原理图。,实验电路原理图如下：,，选分压接法,，选内接法,两种电路比较：,分压接法的优势：电压变化范围大,限流接法的优势：在于电路连接简便，附加功率损耗较小。,选择原则：,a.当两种接法均可满足实验要求时，一般选限流接法 b. 当负载电阻Rx 较小，变阻器总阻值R 较大是Rx 的几倍时， 限流接法对电流、电压控制作用显著，一般用限流接法 c. 当负载电阻Rx 较大是R 的几倍时，变阻器总阻值R 较
16、小，限流接法对电流，电压的调控作用不明显，一般选分压接法 d. 当要求电压从0 变起，一定用分压接法 e.要求测多组数据时用分压法,仪器的选择,安全性原则,选择电源、电表和用电器时，保证其电流和电压均不超过使用的量程,精确性原则,尽量减小实验误差。选择电表时，务必使指针有较大偏转（一 般取满偏度的2/3），电表达不到满偏的1/3是不允许的。,操作性原则,如滑动变阻器的选择，当其阻值大于用电器的阻值时用限流电路调节电路的电压(电流)比较方便；当其阻值小于用电器的电阻时用分压电路调节电路的电压(电流)比较方便,选择的一般步骤,根据实验要求设计合理的实验电路；找出唯一性的器材；估算电路中电压和电流的
17、最大值或最小值，结合已知器材的规格选定电源、选定电压表和电流表以及所用的量程；根据实验的要求和待测电阻的阻值选择滑动变阻器.,限流电路，安培表内接法,限流电路，安培表外接法,分压电路，安培表内接法,分压电路，安培表外接法,用伏安法测量金属导线的电阻R，试把图中给出的器材连接成测量R的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A，内阻接近1，伏特表的量程为3V，内阻为5K;电源的电动势为6V，变阻器的阻值为020 。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。,解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：,实 验：,测绘小灯泡的伏安特性曲线,【实验目的】,1.
18、练习分压电路的连接，学会几种最基本的电学仪器和电表的使用。2.学会分析伏安法测量的电表接入误差，正确选择测量电路。3.学会用作图法处理实验数据，了解小灯泡伏安特性。,【实验原理】,1、根据部分电路欧姆定律，在纯电阻电路中，由I=U/R，知IU曲线是一条过原点的直线，但由于电路中的其它因素，IU曲线不一定是直线。 2、实验中由于小灯泡电阻比较小，所以采用安培表外接法。实验要作IU图象，要求测出12组包括零在内的电压、电流值，因此变阻器要采用分压式接法。,实验电路原理图:,实验器材:,3.8V，0.3A的小灯泡一个； 46V学生电源（利用三节干电池替代学生电源）；滑动变阻器（50欧，1.5安）；直
19、流电压表；直流电流表；开关；导线若干。,1、按照实验电路图连接电路;2、开始将滑动变阻器滑动触头放到阻值较小A处，即开始时变阻器输出电压接近零值;3、闭合开关，将滑动触头开始向右滑动，即滑动变阻器的阻值由小到大逐渐改变，读取12组左右不同的U、I值，记录在表格内;4、短开电键，拆除电路，整理器材;5、在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴，画出I-U曲线;6、分析曲线变化规律.,实验步骤:,实验记录:,I-U图像：,实验结论：,小灯泡的伏安特性曲线不是一条过原点的倾斜直线，而是一条平滑的曲线。 根据曲线形状得，灯泡电阻随电流，也就是温度的升高而增大。,误差分析：,1、由于伏特表的分流影响，电流表的示
20、数总大于小灯泡的真实电流，使IU曲线产生误差。2、在IU曲线发生剧烈弯曲的部分，所测数据不密集而使所绘UI图线产生误差。3、个人的偶然误差,因本实验要作出IU图线，要求测出一组包括零在内的电压、电流值，因此，变阻器要采用分压接法；本实验中，因被测小灯泡电阻较小，因此实验电路必须采用电流表外接法；电键闭合后，调节变阻器滑片的位置，使小灯泡的电压逐渐增大，可在电压表读数每增加一个定值（如0.5V）时，读取一次电流值；调节滑片时应注意使电压表的示数不要超过小灯泡的额定电压；电键闭合前变阻器滑片移到图中的A端；坐标纸上建立坐标系，横坐标所取的分度例应该适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸。连线一定
21、用平滑的曲线，不能画成折线。UI图线中，电阻是某点与原点连线的斜率。,注意事项：,下列说法中正确的是（ ）A通过导体的电流越大，则导体的电阻越小B当加在导体两端的电压变化时，导体中的电流也发生变化，但电压和电流的比值对这段导体来说等于恒量C通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比D导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比,BC,鸟儿落在110V的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露电线，但鸟儿仍安然无恙，这是因为 （ ）A鸟有耐高压的天性B鸟儿是干燥的，所以鸟体不导电C鸟两脚间的电压几乎为零D鸟体电阻极大所以无电流通过,一个标有“220V 60W“的白炽灯泡，加上
22、的电压由零逐渐增大到220V，在此过程中，电压（U）和电流（I）的关系可用图线表示，图2-4中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是( ),一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电量q随时间t变化的图象如图2-5所示，此图象的斜率可表示为 （ ）,C,ABD,C,一、电阻,导体两端的电压与通过导体的电流的比值.,2、定义式：,1、定义：,R反映导体对电流的阻碍作用，只与导体本身性质有关.,小结,二、欧姆定律,1、内容：导体中的电流I 跟导体两端的电压U成正比, 跟导体的电阻R成反比,2、公式:,适用:线性电阻.,三、导体的伏安特性曲线(I-U图线),五、滑动变阻器的两种用法,四、伏安法测电阻,限流接法,分压接法,六、测绘小灯泡的伏安特性曲线,祝学习愉快！,再见,
