高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第三章 恒定电流第一节 导体的伏安特性曲线授课ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第三册第三章 恒定电流第一节 导体的伏安特性曲线授课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了课前•自主预习，正电荷，负电荷，平均速率，微思考，欧姆定律，电解质溶液，通过导体电流，过坐标原点，课堂•重难探究等内容，欢迎下载使用。
①物理观念：了解电流的形成，知道电源的作用和导体中的恒定电场．知道什么是导体的电阻，知道U－I图线的斜率反映导体电阻的大小．知道串、并联电路的电流、电压和电阻的特点．了解电流表(表头)的原理．
②科学思维：知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法．掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法和读数方法．认识多用电表表盘刻度和各种测量功能．知道什么是满偏电流和满偏电压．③科学探究：通过实验探究知道影响导体电阻的因素．掌握导体电阻的计算公式．学会利用伏安法测电阻，进一步测出金属丝的电阻率．理解表头改装成电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值．
④科学态度与责任：理解电流形成的微观解释．理解电阻率的概念及物理意义，了解电阻率与温度的关系．会使用多用电表测量电压、电流．掌握串、并联电路的相关计算，掌握用多用电表测量二极管的正、反向电阻及一般电阻的方法．
本章重点　知道电源、恒定电场、导体的电阻、U－I图像，以及串并联电路的电流、电压和电阻的特点，还有电流的定义及单位、方向的规定、满偏电流和满偏电压．掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法、掌握游标卡尺和螺旋测微器的使用方法和读数方法．
本章难点　掌握导体电阻的计算公式．会利用伏安法测电阻、会测金属丝的电阻率，会求分压电阻和分流电阻的阻值，会使用多用电表测量电压、电流．理解表头改装成电压表和电流表的原理、理解电流形成的微观解释、理解电阻率的概念及物理意义．
第一节　导体的I－ U特性曲线
1．电流．(1)概念：电荷的________移动形成电流．(2)物理意义：反映了电流的________程度．(3)符号及单位：符号是____，单位有______、_______、________ (单位符号分别为A、________、________)．
(5)电流的方向：规定__________定向移动方向或__________定向移动的反方向为电流方向．
2．恒定电流．(1)定义：________和强弱都不随时间而改变的电流．(2)形成：恒定电场使自由电荷速率增加，自由电荷与导体内不动的粒子的__________，使自由电荷速率减小，最终表现为______________不变．
金属导体中的电流是由于其中的自由电子运动形成的，试问电流的方向与自由电子定向运动的方向有何关系？【答案】电子带有负电，定向运动形成的电流的方向与电子的定向运动方向相反．
1．欧姆定律．(1)内容：导体中的电流与导体两端的电压成________，与导体的电阻成________．
(3)适用条件：适用于________导电和____________导电．对气态导体和半导体元件不适用．
2．电阻．(1)定义：导体两端的________与________________的比值叫做电阻，即R＝________．(2)意义：反映导体对电流的________作用．(3)单位：欧姆(Ω)、千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)1 kΩ＝103 Ω；1 MΩ＝________Ω．
一台电动机接在电路中，正常工作时能用欧姆定律吗？【答案】不能．欧姆定律适用于金属导体、电解液等导体，对于含电动机的电路、含蓄电池的电路等欧姆定律是不适用的．
【答案】C【解析】导体电阻由导体自身因素决定，与加在导体两端的电压或通过导体中的电流大小无关，A、B、D错误，C正确．
1．定义．建立平面直角坐标系，用______坐标表示电流I，用______坐标表示电压U，画出导体的I－U图像．2．线性元件．就是导体的I－U特性曲线为____________的直线，即电流与电压成________的线性关系的元件，如金属导体、电解液等．
导体的I－ U特性曲线
3．非线性元件．I－ U特性曲线不是________的，即电流与电压不成正比的电学元件，如气体导体、半导体等．
某同学用正确的方法描绘出了某种半导体元件的I－U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的增大是如何变化的？【答案】该元件是非线性元件，该元件的电阻随U的增大而减小．
例1　如图所示，电解池内有一价的电解液，时间t内通过溶液内截面S的正离子数是n1，负离子数是n2，设元电荷为e，以下解释中正确的是(　　)
1．推导过程．(1)如图所示，AB表示粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的长度为L，横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q．
变式2　有一条横截面积为S的导体，通过的电流为I，该导体单位长度内自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，以下说法中正确的是(　　)
1．欧姆定律的适用情况．欧姆定律仅适用于纯电阻电路(将电能全部转化为内能)．非纯电阻电路(电能的一部分转化为内能，另一部分转化为动能或化学能)不适用．
1．U－I图像与I－U图像．(1)坐标轴意义不同：I－U图线为导体的I－U特性曲线，表示电流I随电压U的变化规律，横轴表示U为自变量，纵轴表示I为因变量；U－I图线的横轴表示电流I，纵轴表示电压U．
对导体的I－U特性曲线的理解
(2)图像上任意一点与坐标原点连线的斜率的意义不同：如图甲中，R1＞R2；而在图乙中R2＞R1．
例4　如图所示的图像所对应的两个导体为R1、R2，则：(1)电阻R1∶R2为多少？(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2为多少？
(3)若两个导体中的电压相等(不为零)时，电流之比I1∶I2为多少？【答案】(1)3∶1　(2)3∶1　(3)1∶3
变式4　某同学做三种导电元件的导电性实验，他根据所测数据，分别绘制了三种元件的I－U图像，如图所示．下列判断正确的是(　　)
A．只有乙图像是正确的B．甲、丙图像是曲线，肯定误差太大C．甲、丙为非线性元件，乙为线性元件D．甲、乙、丙三个图像不可能都正确【答案】C【解析】由于三种导电元件可能是线性的，也可能是非线性的，故其I－U图像可能是直线，也可能是曲线，故C正确．
绝缘体可以转变为导体在潮湿、高温、高压的情况下，绝缘体有可能变为导体．例如，空气是绝缘体，但在一定条件下也可能转变为导体．在雷电现象中，由于两云层之间的电压极高，将空气击穿，此时空气就成了导体(如图)．因此，绝缘体和导体的划分与其周围的条件密切相关．
例5　假设某次雷电持续时间为0.5 s，所形成的平均电流为6.0×104 A，若这些电荷以0.5 A的电流通过电灯，则可供电灯照明的时间为多长？【答案】6×104 s
【解析】该次雷电对应的电荷量q＝It＝6.0×104×0.5 C＝3.0×104 C，可供电灯照明的时间
A．加在导体两端的电压越大，导体的电阻越大B．通过导体的电流越小，导体的电阻越大C．导体的电阻与电压成正比，与电流成反比D．导体的电阻等于导体两端的电压与电流之比【答案】D【解析】导体的电阻是由导体本身决定的，其大小等于导体两端的电压与电流之比，与导体两端的电压、通过导体的电流都无关．故A、B、C错误，D正确．
2．重离子肿瘤治疗装置中的回旋加速器可发射＋5价重离子束，电流强度为1.2×10－5 A，则在1 s内发射的重离子个数为(e＝1.6×10－19 C)(　　)A．3.0×1012　　　B．1.5×1013C．7.5×1013　D．3.75×1014【答案】B
3．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坐标系中的描点如图，分别用Ra、Rb、Rc、Rd代表电阻的阻值，则(　　)A．Ra＞Rd　　　B．Rd＞RaC．Rc＞Rb　D．Rb＞Rc【答案】A
【解析】连接aO、bO、cO、dO，U－I图线的斜率表示电阻的大小，故Ra＞Rd，A正确，B错误；又因为O、b、c三点在一条直线上，故Rb＝Rc，故C、D错误．