第2章 第2节 对电阻的进一步研究-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(粤教版)

第二节　对电阻的进一步研究 [学习目标]　1.[物理观念]知道导体的伏安特性曲线、了解线性元件与非线性元件的区别．　2.[物理观念]知道串、并联电路的电流和电压特点．(重点)　3.[科学思维]掌握串、并联电路总电阻的计算方法．(重点)　4.[科学思维]理解串联分压和并联分流的原理．(重点、难点) 一、导体的伏安特性 1．定义：用纵轴表示电流，横轴表示电压，画出的导体的I­U图线． 2．线性元件和非线性元件 (1)线性元件：I­U图线是过原点的直线．即I与U成正比． (2)非线性元件：I­U图线是曲线． 二、电阻的串、并联 串、并联电路的基本特点 串联电路 并联电路 电流 各处电流相等，即I＝I1＝I2＝…＝In 总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In，通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比 电压 总电压等于各部分电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un，各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比 各支路两端电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un 总电阻 总电阻等于各部分电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn 总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和，即＝＋＋…＋ 1．正误判断 (1)导体的伏安特性曲线能形象地描述电流与电压的关系. (√) (2)二极管有单向导电性是线性元件． (×) (3)串联电路总电压大于每个导体两端的电压． (√) (4)串联电路中某电阻增大时，总电阻增大，并联电路中某电阻增大时，总电阻减小． (×) (5)n个阻值均为R的电阻串联后总电阻为nR，并联后电阻为R. (√) 2．实验室中的标准电阻的伏安特性曲线应最接近于图中的哪一个(　　) A　[标准电阻的电阻是一定值，是线性元件，所以其伏安特性曲线为一过原点的直线．] 3.(多选)在如图所示的电路中，通过电阻R1的电流I1是(　　) A．I1＝　　　　　 B．I1＝ C．I1＝ D．I1＝ BC　[由串联电路的特点可知I1＝＝＝，故B、C正确，A、D错误．] 对导体伏安特性曲线的理解 1．线性元件的U­I图象与I­U图象的比较 U­I图象 I­U图象 图象举例 坐标轴含义 纵坐标表示电压U 横坐标表示电流I 纵坐标表示电流I 横坐标表示电压U 图线斜率含义 斜率表示电阻，图中R1<R2 斜率表示电阻的倒数，图中R1>R2 2.非线性元件电阻的确定：如图所示，非线性元件的I­U图象是曲线，导体电阻Rn＝，即电阻等于图线上点(Un，In)与坐标原点连线的斜率的倒数，而不等于该点切线斜率的倒数． 【例1】　如图所示的图象所对应的两个导体： (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？ [解析]　(1)因为在I­U图象中，R＝＝，所以 R1＝ Ω＝2 Ω， R2＝ Ω＝ Ω， 所以R1∶R2＝2∶＝3∶1. (2)由欧姆定律得 U1＝I1R1，U2＝I2R2， 由于I1＝I2，则U1∶U2＝R1∶R2＝3∶1. (3)由欧姆定律得I1＝，I2＝， 由于U1＝U2，则I1∶I2＝R2∶R1＝1∶3. [答案]　(1)3∶1　(2)3∶1　(3)1∶3 (1)I­U图线中的斜率k＝，斜率k不能理解为k＝tan α(α为图线与U轴的夹角)，因为坐标轴的单位可根据需要人为规定，同一电阻在坐标轴单位不同时倾角α是不同的． (2)某些电阻在电流增大时，由于温度升高而使电阻变化，伏安特性曲线不是直线，但对某一状态，欧姆定律仍然适用． 训练角度1.对伏安特性曲线的理解 1．(多选)如图所示，A、B、C为三个通电导体的I­U关系图象，由图可知(　　) A．三个导体的电阻关系为RA＞RB＞RC B．三个导体的电阻关系为RA＜RB＜RC C．若在导体B两端加上10 V的电压，通过导体B的电流是2.5 A D．若在导体B两端加上10 V的电压，通过导体B的电流是40 A BC　[由题图I­U图象知，电阻最大的应该是斜率最小的C，其中导体B的电阻为RB＝＝4 Ω，所以在导体B两端加10 V电压时，通过导体B的电流为2.5 A，故B、C正确．] 训练角度2.伏安特性曲线的应用 2．(多选)某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A．该元件是非线性元件，不能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻 B．加5 V电压时，导体的电阻约是0.2 Ω C．加12 V电压时，导体的电阻约是8 Ω D．由图可知，随着电压的增大，导体的电阻不断增大 CD　[该元件是非线性元件，但仍能用欧姆定律计算导体在某状态下的电阻，故A错误；由题图可知，当加5 V电压时，通过导体的电流为1.0 A，根据欧姆定律可得导体