3 欧姆定律
温故知新
1．电流的强弱程度用电流强度这个物理量表示．电流强度越大，单位时间内通过导体横截面的________就越多，即I＝________.
精彩回眸
2．由初中所学知识判断，下列说法中正确的是 (　　)
答案：B
一、欧姆定律
1．电阻
(1)电阻R反映导体对电流的阻碍作用，它等于导体两端的电压与通过导体的_________之比.
(3)单位：电阻的单位为_________、_________、_________，其关系为：1 kΩ＝___Ω，1 MΩ＝ ___ Ω.
新知梳理
电流大小
欧姆(Ω)
千欧(kΩ)
兆欧(MΩ)
103
106
2．欧姆定律
(1)内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成_____，跟导体的电阻R成_____.
(3)适用条件：适用于_____导电和__________导电，气态导体和半导体元件不适用．
正比
反比
金属
电解质溶液
二、导体的伏安特性曲线
1．伏安特性曲线
(1)定义：用横轴表示电压U，纵轴表示电流I，画出的导体中的电流I随电压U的变化图线，叫导体的_____特性曲线，如图2－3－1所示．
图2－3－1
伏安
(2)线性元件和非线性元件
①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_________.
②伏安特性曲线不是直线的电学元件叫_______元件．
线性元件
非线性
合作探究
不认同．两个公式的意义及使用条件是不同的．
答案：BCD
1．I－U图线不同于U－I图线，I－U图线为导体的伏安特性曲线，加在导体两端的电压U是自变量，I是因变量．
2．对I－U图象或U－I图象进行分析比较时，要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么，以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义．在I－U图象中，斜率代表电阻的倒数，在U－I图象中，斜率代表电阻．如图2－3－2中，R2R1.
由导体的伏安特性曲线如何求导体的电阻?
图2－3－2　　　　图2－3－3
图2－3－2　　　　图2－3－3
图2－3－4
图2－3－4
2．两个金属导体的伏安特性曲线如图2－3－5所示，则 (　　)
A．RⅠ>RⅡ
B．RⅠC．电压相同时I1>IⅡ
D．电压相同时IⅠ图2－3－5
答案：BC
1．伏安法测电阻的两种电路形式(如图2－3－6甲、乙所示)．
图2－3－6
2．两种电路对比分析如下：
3．已知电压表内阻RV＝2.5 kΩ，电流表内阻RA＝0.1 Ω，用伏安法测未知电阻的阻值，若未知电阻约0.5 Ω时，应用电流表________接法；若未知电阻约5 kΩ，应采用电流表________接法，若未知电阻约为500 Ω，应采用电流表________接法．
答案：外　内　内
1．实验目的
描绘小灯泡的伏安特性曲线并分析其规律．
2．实验原理
用电流表测出流过小灯泡的电流，用电压表测出小灯泡两端的电压，测出多组(U、I)值，在U－I坐标系中描出各对应点，用一条平滑的曲线将这些点连接起来，就得到小灯泡的伏安特性曲线．
3．实验器材
小灯泡(3.8 V,0.3 A)一个，电压表(0～3 V～15 V)，电流表(0～0.6 A～3 A)各一个，滑动变阻器(20 Ω)一个，学生低压直流电源(或电池组)、开关一个、导线若干、坐标纸、铅笔．
图2－3－7
4．实验步骤
(1)按图2－3－7连接好实验电路．
(2)把滑动变阻器的滑片调节到a端，电路经检查无误后，闭合开关S.
(3)改变滑动变阻器滑片的位置，读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U，记入记录表格内，断开开关S.
(4)在坐标纸上建立一个直角坐标系，纵轴表示电流I，横轴表示电压U，用平滑曲线将各数据点连接起来，便得到伏安特性曲线．
(5)拆去实验线路，整理好实验器材．
5．注意事项
(1)开关闭合前，滑动变阻器的滑片应滑到使灯泡两端电压为零的位置，如图中a端．
(2)在增大电压的过程中，要确保不超过小灯泡的额定电压．

(4)在坐标纸上建立坐标系时，横、纵坐标所取的分度比例要适当，尽量使测量数据画出的图线占满坐标纸．连线时一定要用平滑的曲线，不能画成折线．
4．现要测定一个额定电压为4 V、电阻约为10 Ω(设电阻不变)的小灯泡的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0.1 V～4 V.
图2－3－8
现有器材：直流电源E(电动势4.5 V，内阻不计)，电压表V(量程4.5 V，内阻约为4×102 Ω)，电流表A1(量程250 mA，内阻约为2 Ω)，电流表A2(量程500 mA，内阻约为1 Ω)，滑动变阻器R(最大阻值约为30 Ω)，开关S，导线若干．
如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是________，图2－3－8所示的甲、乙两个电路应该选用的是________．
答案：A2　图甲
说一说
二极管的电流与电压是什么样的关系？
点拨：由图线可以看出，二极管具有单向导电性，加正向电压时，二极管电阻较小，通过二极管的电流较大；如果给二极管加反向电压，当电压较小时，几乎没有电流；当电压增大到一定程度时，电流迅速增大，此时的电压称为反向击穿电压．图象中，随着正向电压的增大，图线斜率增大，表示其电阻随正向电压的增大而减小．
典例精析
【例1】 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0.4 A．如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？
欧姆定律的应用
答案：2.0 A
一根镍铬合金丝的两端加8 V的电压，通过它的电流是2 A，它的电阻是多少？若通电时间为50 s，那么有多少库仑的电荷量通过它？如果在它两端加4 V电压，则这合金丝的电阻是多少？
答案：4 Ω　100 C　4 Ω
答案：4 Ω　100 C　4 Ω
【例2】 图2－3－9所示的图象所对应的两个导体：
(1)电阻关系R1∶R2是多少？
(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2是多少？
(3)若两个导体的电压相等(不为零)时，电流之比I1∶I2是多少？
图2－3－9
答案：(1)3∶1　(2)3∶1　(3)1∶3
如图2－3－10所示是某导体的伏安 (　　)
A．导体的电阻是25 Ω
B．导体的电阻是0.04 Ω
C．当导体两端的电压是10 V时，通过导体的电流是0.4 A
D．当通过导体的电流是0.1 A时，导体两端的电压是2.5 V
图2－3－10
答案：ACD
【例3】 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图2－3－11所示方式连接好电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零．闭合开关后：
(1)若不管怎样调节滑动变阻器，小电珠亮度能发生变化，但电压表、电流表的示数总不能为零，则可能是________导线断路．
图2－3－11
(2)某同学在实验中还测出a、b、c三种元件的伏安特性曲线分别如图2－3－12中的(a)、(b)、(c)，下列说法正确的是 (　　)

A．a可以作为标准电阻使用
B．b能作为标准电阻使用
C．b的阻值随电压升高而增大
D．c的阻值随电压升高而增大
图2－3－12
解析：(1)若调节滑动变阻器，小电珠的亮度变化，但电压表、电流表示数总不能为零，说明滑动变阻器不起分压作用，所以可能是g导线断路．
(2)因a元件的I－U线是直线，说明电阻随电压的变化不变，故可作为标准电阻，故A对，B错．因I－U线的斜率倒数表示电阻值的变化，故C对D错，选A、C.
答案：(1)g　(2)AC
在用电压表和电流表研究小电珠在不同电压下的功率的实验中，实验室备有下列器材供选择：
A．待测小电珠“3.0 V,0.6 W”
B．电流表(量程200 mA，内阻约为20 Ω)
C．电流表(量程0.6 A，内阻约为5 Ω)
D．电压表(量程3.0 V，内阻约为10 kΩ)
E．电压表(量程6.0 V，内阻约为20 kΩ)
F．滑动变阻器(最大阻值为100 Ω，额定电流50 mA)
G．滑动变阻器(最大阻值为10 Ω，额定电流1.0 A)
H．电源(电动势为4.0 V，内阻不计)
I．电键及导线等
(1)为了使实验完成的更好，电流表应选用________；电压表应选用________；滑动变阻器应选用________．(只需填器材前面的字母即可)
(2)请在线框内画出实验电路图
答案：(1)B　D　G　(2)电路图见解析
伏安法测电阻时两种接法的选择
(1)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Rx≪RV，宜采用电流表外接法；若Rx≫RA，宜采用电流表内接法．
可以概括为：“大内偏大”、“小外偏小”意思是：测量大电阻要电流表内接，且R测>R真，测量小电阻要电流表外接，且R测创新拓展
(3)试触法：若不知Rx的大概值，为了选择正确的电路接法以减少误差，可将电路如图2－3－7所示连接，只空出电压表的一个接头S，然后将S分别与a、b接触一下，观察电压表和电流表的示数变化情况．若电流表示数有显著变化，说明电压表的分流作用较强，即Rx是一个高值电阻，应选用内接法，S应接b测量．若电压表示数有明显变化，说明电流表分压作用较强，即Rx是一个低值电阻，应选用外接法，S应接a测量．
图2－3－7
【例4】 如图2－3－14所示为用伏安法测定一个定值电阻的阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：
图2－3－14
(1)待测电阻Rx(约100 Ω)
(2)直流毫安表(量程0～20 mA，内阻50 Ω)
(3)直流电压表(量程0～3 V，内阻5 kΩ)
(4)直流电源(输出电压6 V，内阻不计)
(5)滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，允许最大电流1 A)
(6)开关1个，导线若干
根据器材规格及实验要求，在本题的实物图上连线
答案：实验电路如下图所示．

实物连线如图所示．
答案：实验电路如下图所示．
反思领悟：(1)在用伏安法测电阻的实验中，在设计电路及实物连线时，要特别注意两点：一是电流表应内接还是外接；二是滑动变阻器采用限流还是分压．
(2)注意实物连图滑动变阻器的分压式接连方法，这是本题的易错点．
知能检测