3.1 导体的伏安特性曲线 课件-2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

该高中物理课件围绕恒定电流主题，系统涵盖电源、电流、欧姆定律、伏安特性曲线、限流分压接法及电流表内外接法等核心知识点。课堂导入通过复习电流形成原理，结合“自由电荷定向移动条件”等思考问题，衔接前后知识，搭建学习支架。 其亮点在于以科学思维和科学探究为核心，通过电流微观解释的填空推导培养科学推理能力，伏安特性曲线中辨析斜率误区渗透质疑创新意识，结合典例（如发光二极管单向导电性实验）和误差分析（内外接法公式计算、试触法）强化科学论证。采用问题引导与实例分析结合的教学方法，助力学生构建物理观念，提升实验操作与问题解决能力，教师可直接利用资料中的典例和实验指导提高教学效率。

3.1 导体的I-U特性曲线 第三章 恒定电流 目录 一 电源、电流 二 欧姆定律 三 伏安特性曲线 四 限流分压接法 一、电源、电流 电流是由电荷定向移动形成的。 自由电荷： 金属中的自由电子，电解液中的正、负离子 【思考】在什么条件下，自由电荷才能定向移动？ 复习巩固 电源：能把自由电子从正极搬到负极的装置； 电源的作用：搬运电荷，保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流。 类比抽水机 （其它形式能转化为电能） 常用电动势描述电源特性，电源电动势用字母E表示，电源电动势等于不接用电器时电源正负两极间的电压（电源电动势E=电源电压） 电源 1、电流(I):表示电流的强弱程度. 定义:通过导体横截面的电量Q跟通过这些电量所用时间t的比值叫做电流 . 公式:I= Q / tzxx////k 单位:国际单位:安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 方向:正电荷定向移动的方向 电流是标量 2、物理学中把方向不随时间变化的电流称为直流电，大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 【典例1】　在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图所示。如果测得2s内分别有个正离子和1.0×1018个负离子通过溶液内部的横截面M，则溶液中电流的方向如何？电流多大？ 电流的微观解释 问题：一段均匀导体长度为L，横截面积为S，设导体中单位体积内所含的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，自由电荷定向移动平均速率为v， 推导出导体中电流I的表达式； 推导：这段导体中的 自由电荷个数是＿＿＿＿＿＿ 总电荷量＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 总电荷量通过横截面积S所需要的时间＿＿＿ 导体中电流＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，即＿＿＿＿＿。 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． 公式: 2、适用： 金属导电和电解液导电 思考：如何计算电阻 R ？ R= 伏安法 三、伏安特性曲线 用纵坐标表示电流I，用横坐标表示电压U，这样画出的导体的伏安图像. 白炽灯 LED 导体的伏安特性曲线： 伏安特性曲线（I-U图）： 纵坐标表示电流 I 横坐标表示电压 U I U O B A 图线斜率的物理意义是什么？ 电阻的倒数 A和B哪个导体的电阻大？ A 思考： （1）导体电阻是否等于该点切线斜率的倒数？ （2）可以直接用k=tanθ来表示切线的斜率吗 A θ=60° 不能 不能 I-U 曲线切线的斜率没有什么物理意义。 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； 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． 描绘发光二极管的伏安特性曲线 V A + - 看引脚：长脚正极，短脚负极 发光二极管的的伏安特性曲线特点：单向导电性 非线性元器件：伏安特性曲线是一条曲线，如二极管等. 【典例3】　(多选)两个电阻R1、R2的I-U特性曲线如图所示，由图可知(　　) A．R1为线性元件，R2为非线性元件 B．R1的电阻R1＝tan45°＝1Ω C．R2的电阻随电压的增大而减小 D．当U＝1V时，R2的电阻等于R1的电阻 AD 四、限流分压接法 18 限流法与分压法 课本P59，第2题 限流法 分压法 限流法 用电器两端电压的变化范围 通过用电器的电流变化范围 分压式 用电器两端电压的变化范围 通过用电器的电流变化范围 限流式接法和分压式接法的比较 限流电路 分压电路 电路图 作 用 R上电压U的范围 能损耗 电路选择依据 主要控制Rx中的电流 主要控制Rx上电压 变阻器上能量损耗小 变阻器上能量损耗大 除分压电路①②外,一般应用限流电路 ①电流与电压从0开始取值 ②变阻器最大值比R小很多时 电流表内外接法 23 ②系统误差：由于实验原理、实验方法、仪器精度问题引起的测量误差 ①偶然误差： 由于环境偶然因素、人为偶然因素引起的测量误差 例如：长度测量的读数误差，电流表读数的误差等 例如：伏安法测电阻的误差 特点：测量值与真实值相比有时偏大有时偏小。 多次测量，取平均值 特点：测量值与真实值相比总是偏大或总是偏小 完善实验原理、改进实验方法、提高仪器精度 1.误差 减少偶然误差的方法： 减少系统误差的方法： 二、误差分析 一、测量电路的两种接法 1.电流表接在电压表两接线柱外侧， 通常叫“外接法” 2.电流表接在电压表两接线柱内侧， 通常叫“内接法” 注：因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差． A V R A V R （1）误差：测量值偏小 误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．测量小电阻的情况下使用电流表外接法 < A V R 二、误差分析 电流表示数 电压表示数 电流表外接法 ①测量值的计算方法： ②真实值的计算方法：将电流表、电压表看成电阻(RV已知时)，利用欧姆定律计算。 A V R （2）外接法的真实值的计算方法 二、误差分析 二、误差分析 A V R > 电流表示数 电压表示数 电流表内接法 （1）误差：待测电阻 测量值偏大 误差来源于电流表的分压，分压越小，误差越小．测量大电阻的情况下使用电流表内接法。 ①测量值的计算方法： ②真实值的计算方法：将电流表、电压表看成电阻(RA已知时)，利用欧姆定律计算。 （2）内接法的真实值的计算方法 A V R 二、误差分析 三、根据阻值决定电路结构 (1)直接比较法： 当Rx≫RA时，采用内接法， 当Rx≪RV时，采用外接法. 可记忆为“大内大，小外小”. (2)公式计算法 当 即当 时，用电流表内接法； 当 即当 时，用电流表外接法； 当 时，两种接法效果相同。 例1　现要测定一个额定电压4V、额定功率1.6W的小灯泡在额定电压时的电阻。 电压表V（量程4.5V，内阻约为4×104Ω） 电流表A1（量程250mA，内阻约为2Ω） 电流表A2（量程500mA，内阻约为1Ω） 要求测量误差尽可能小 (1)应该选用哪一个电流表； (2)画出测量电路。 例2　有一个小灯泡上标有“6V 3W”字样，现要测量该灯泡在额定电压时的电阻，有下列器材供选用： A．电压表(0~5V，内阻约2kΩ) B．电压表(0~10V，内阻约3.0KΩ) C．电流表(0~0.3A，内阻约2.0Ω) D．电流表(0~0.6A，内阻约1.5Ω) (1)实验中所用的电压表应选______，电流表应选______； (2)画出测量电路。 (3)试触法： 当R、RA、RV均不知的情况下，可用试触法选择电路 将电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化 若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应优先保证电流表测量准确，选用内接法； 若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，应优先保证电压表测量准确，选外接法. 怎样判断电表的示数变化是否明显？ 若电压表示数有明显变化，说明电流表的分压作用较强， Rx是一个小电阻即　　　 用外接法 若电流表示数有明显变化，说明电压表的分流作用较强， Rx是一个大电阻即 用内接法 例5　(多选)用伏安法测电阻，当对被测电阻的阻值一无所知而无法选择用何种接法时，可采用试触的方法.如图所示，某同学测量未知电阻R时，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点；他发现电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，则下列说法中正确的是（ ） A.R与电压表阻值接近，应选择电流表内接电路 B.如果选择电流表内接电路，测量值大于真实值 C.R与电流表阻值接近，应选择电流表外接电路 D.如果选择电流表外接电路，测量值大于真实值 AB 1. 根据欧姆定律，下列说法不正确的是（  ） A. 从R=U/I可知，导体的电阻跟加在导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比 B. 从R=U/I可知，对于某一确定的导体，通过的电流越大，说明导体两端的电压越大 C. 从I=U/R可知，导体中的电流跟两端的电压成正比， 跟导体的电阻成反比 D. 从R=U/I可知，对于某一确定的导体，所加电压跟通过导体的电流之比是个恒量 A 课堂练习 2. (多选)一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流为I。设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为e，此时电子定向移动的速度为v，则在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为( ) A． B． C． D． AC 课堂练习 3. 一个标有“4V 0.7A”的小灯泡，所加的电压U由零逐渐增大到4V，在此过程中电压U和电流I的关系可以用图象表示，在图中符合实际的是（ 　） A． B． C． D． B 课堂练习 4．如图所示是电阻R的I—U图象，图中α=45°， 由此得出（   ） A．欧姆定律适用于该元件 B．电阻R=0.5Ω C．因I—U图象的斜率表示电阻的倒数，故 D．在R两端加上6.0V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量2.0C A 课堂练习 5．(多选)如图所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是（  ） A. R1∶R2=1∶3 B. R1∶R2=3∶1 C. 将R1与R2串联后接于电源上,则电流比I1∶I2 = 1∶3 D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1∶I2 = 3∶1 AD 课堂练习 6、分别用如图所示的甲、乙两种电路测量同一待测电阻，图甲中两电表的示数分别为3 V、4 mA；图乙中两电表的示数分别为4 V、3.8 mA，则待测电阻Rx的真实值 A.略小于1 kΩ B.略小于750 Ω C.略大于1 kΩ D.略大于750 Ω D Thank you for watching END Thank you for taking the time to learn about me. I'm eager to connect, learn from others, and contribute in new environments. Let's create great things together!​ $