2.1 欧姆定律（整理）

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一、欧姆定律

第二章 直流电路

上一章我们学习了电荷在没有定向移动时产生的现象、规律及应用，从这一章开始我们就要进一步来学习电荷在有定向移动时产生的现象、规律及应用，以进一步加深对电的认识，因此本章是电学部分的重点章，它不但为后面的学习打下基础，而且还有较大的实用价值，是学习电工学和电子技术的基础，对日常生活和生产实际中正确使用电器也很有用。和上一章一样，本章同样是在初中所学知识基础上加以提高和扩展的，故仍须十分重视才能学好它。

电荷为什么会发生定向移动从而形成电流？要形成电流到底需要什么条件呢？下面我们利用上一章学过的知识来分析、讨论这些问题。

引入

在大型的输电网络，家用电器线路都涉及电路，在初中我们学习了电路的基础知识，现在我们将在原有基础上进一步学习。

什么是电流？ 形成电流的条件是什么？部分电路欧姆定律的内容是什么？

这一节课就让我们来研究这些问题！

一、电 流

1．电流：电荷的定向移动形成电流．

2．形成电流的条件：

类比水流形成的条件

1）水

（1）存在自由电荷

　　金属导体——自由电子，电解液——正、负离子．

2．形成电流的条件：

1）水

2）高度差

（1）存在自由电荷

（2）导体两端存在电压

　　当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流．

　电荷的热运动，从宏观上看，不能形成电流．

3．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向．

在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；

　　在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反．

电流是标量．

它的运算不遵循平行四边形定则．

电源的作用：保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．

练习1、下列说法正确的是（ ）

A．在导体中只要有自由电荷在运动就一定会形成电流

B．电流方向就是电荷定向移动的方向

C．在电路中电荷的定向移动方向总是沿着高电势到低电势的方向

D．金属导体两端存在电势差时，必有电流通过导体

D

水管里的水流有缓急之分，如何表述呢？

从水管流出的水量与所用的时间之比来表示。

导体中的电流是否也有大小之分？又如何表示它呢？

4．电流的强弱——电流 I

（3） 直流：方向不随时间变化的电流．

恒定电流：方向和强弱都不随时间变化的电流

（1）定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流：

（2）单位：电流是物理学中七个基本物理量之一，在国际单位制中，电流的单位是安培，符号A． 常用单位还有毫安（mA）、微安（ ? A）．

1A＝103mA＝106?A

（定义式）

正、负离子绝对值之和

练习2、关于电流强度的下列说法中，正确的是（ ）

A、导体中的电流强度越大，表示通过其横截面的电量越多

B、在相同时间内，通过导体横截面的电量越多，导体中电流强度就越大

C、通电时间越短，电流强度越大

D、单位时间内通过导体某横截面的电量越多，导体中电流强度越大

BD

5．电流大小的微观表达式

在加有电压的一段粗细均匀的导体，设导体的横截面积为S．导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v，则在时间t内相距为vt的两截面A、B间的所有自由电荷将通过截面,求电流 ．

练习3：有一电解池，如果在1s内共有5.0XXXXX1018个二价正离子和1.0XXXXX1019个一价负离子通过某一横截面，则通过这个截面的电流是：（ ） A. 0 B. 0.8A C. 1.6A D. 3.2A

D

<点评>：应用电流的定义式进行计算时，

若是电子导电，q为通过导体横截面的电子电量的绝对值；若为离子导电（如气体或液体导电），q为通过（气体放电管或电解槽液体）截面正、负离子电量的绝对值之和。

二、欧姆定律

１．欧姆定律：导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻成反比．

３．电阻的单位：欧姆，简称欧，符号是?,常用的单位还有千欧（Ｋ?）和兆欧（Ｍ?）

适用范围：适用于金属导电、电解液导电的纯电阻电路

计算导体两端的电压，适用于金属导体、电解质溶液

沿电流方向电势逐渐降低，电压降等于I和R的乘积

R由导体本身决定，与U、I无关，适用于所有导体

导体电阻的定义式，反映导体对电流的阻碍作用

已知q和t的情况下，可计算I的大小

电流的定义式

计算通过某段导体电流的大小，仅适用于纯电阻电路

某段导体的电流、电压和电阻的关系

适用条件

物理意义

4、公式的比较

A

三、伏安特性曲线

1、通过某种电学原件的电流随电压变化的实验图线，叫做这种元件的伏安特性曲线

斜率表示电阻的倒数

斜率越大，电阻越小

(1)坐标轴的意义不同：I－U图像中，横坐标表示电压U，纵坐标表示电流I；U－I图像中，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图像中，斜率表示电阻的倒数，U－I图像中，斜率表示电阻，如图6所示，在图甲中R2＜R1，图乙中R2＞R1.

2、I－U图像与U－I图像的区别

3、线性元件和非线性元件

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、电解液

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．如气体、半导体

D

D

小结：

电荷的定向移动形成电流，正电荷定向移动的方向为电流方向．

欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比．

导体的伏安特性曲线的物理意义：图线斜率的倒数表示电阻．

绘测小灯泡的伏安特性曲线实验

实验原理

(1)测多组小电珠的U、I的值，并绘出I－U图象；

(2)由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系．

小电珠“3.8 V,0.3 A”、电压表“0～3 V～15 V”、电流表“0～0.6 A～3 A”、滑动变阻器、

学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔．

实验器材

实验电路

(1)按照如图所示的电路图连接成实验电路（安培表外接，变阻器用分压式，开关处于断开状态，变阻器触头位于电压表读数为零处）。

实验步骤

(3) 在坐标纸上以U为横轴，以I为纵轴建立坐标系。在坐标系上描出各组数据所对应的点，将描出的点用平滑的曲线连结起来。就得小灯泡的伏安特性曲线。

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(4) 拆除电路，整理仪器。

*为使小灯泡上的电压能零开始连续变化，滑动变阻器应采用 连接。

*小灯泡的电阻很小。当它与电流表串联时，电流表的分压影响很大，故为了准确测出小灯泡的伏安特性曲线，故电流表应采用 接法。

外

分压式

*本实验中，开关S闭合前应把滑动变阻器的滑动触头置于 的位置。

电压表读数为零

*小灯泡的灯丝的电阻率随温度的升高而增大，故小灯泡的伏安特性曲线应为斜率 曲线。

渐小

*画曲线时不要画成折线，而应当画成平滑的曲线，对误差较大的点应当舍弃为。

注意事项

例1、某同学在做测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中得到如下一组U和I的数据

（1）在下图中画出I—U图线.

（2）从图线上可以看出，当小灯泡的电功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是 。

（3）这表明导体的电阻随着温度的升高而 。

例1、某同学在做测绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中得到如下一组U和I的数据

（1）在下图中画出I—U图线.

（2）从图线上可以看出，当小灯泡的电功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是 。

（3）这表明导体的电阻随着温度的升高而 。

逐渐增大

增大

例2、某同学研究三种导电元件的伏安特性，他根据实验中所测得的数据，分别绘制了I-U图线，如图所示，下列说法正确的是

A．图（1）的元件可以作为标准电阻使用

B．图（2）的阻值随电压升高而增大

C．图（3）的阻值随电压升高而增大

D．只有图（2）才是可能的

例3、小灯泡的一段伏安特性曲线如图所示，由图可知，在电压由3V增加到6V时，灯丝的电阻因温度的影响改变了多少？[全文已结束，注意以上仅为全文的文字预览，不包含图片和表格以及排版]

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