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

第三章 恒定电流 第1节 导体的伏安特性曲线 耀眼的闪电只能存在于一瞬间 城市的电灯持续照亮夜空 雷鸣电闪时,强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么? 一、电流 - A + + + + + + + + B _ _ _ _ _ _ _ - B A 等势体 H H 导线H中的自由电子在静电力的作用下沿导线导线定向移动，形成电流。 思考1：有A、B两个导体，分别带正、负电荷。如果他们之间连接一条导线H，会出现什么现象？ 思考2：形成的电流是持续电流吗？为什么？ 不是，由于B失去电子，A得到电子，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体。产生的电流是一个瞬时电流。 水流 A B 连通器 水势A 水势B 水流 A B 连通器 抽水机 思考3：如何形成持续的电流？ 思考：如何使得连通器中存在持续的水流？ 思考4：导线中产生的电流是瞬时电流，如何使导线中有持续电流呢？ - - - + A + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - + 装置P的作用：源源不断的把电子从A搬运到B，从而能保持导体两端的电势差(电压)，从而使得电路中有持续的电流 （1）存在自由电荷 　金属导体——自由电子 电解液 ——正、负离子 气体导电——正、负离子和自由电子 1.形成电流的条件： P B A — — _ _ _ _ _ _ _ — — — + + + + + + + （2）导体两端存在电压（电势差） 当导体两端分别与电源的两极连接时，导体两端存在电压，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。 （4）国际单位： （3）定义式： (比值定义法) 安培(A) 1A=1C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） （5）方向： （6）电流是标量 正电荷定向移动的方向 （电子流动的反方向） ＋ ＋ ＋ 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。 一段粗细均匀的导体长为l，两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为v，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，每个自由电荷量为q。我们如何从微观角度表示电流呢？ 思考与讨论： 设想在导体中取横截面C，则在时间t内处于相距为 vt 的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C。 B C S v vt q q q q 3.电流的微观解释 二、欧姆定律 导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。 1.内容： 2.表达式： 变形 3.适用条件： 金属、电解液等纯电阻导电；气体导电、半导体导电及含电动机、电解槽等电器不适用。 同一导体或同一段纯电阻电路（不含电源、电动机、电解槽等电器的电路） 1.限流式：一上一下接线(一上两下也可以) + - 滑动变阻器的两种接法 2.分压式：一上两下接线 滑动变阻器的两种接法调节的方式有何不同？ 限流式 分压式 分压式接法（通过变阻器改变用电器两端的电压，起调压器的作用） 限流式接法（通过变阻器改变电路中的电流，以控制电路中的电流） 限流式 分压式 电压可 调范围 电流可 调范围 U s R A B Rx U s Rx R A B 适用条件 电路图 通电之前P 应在何处 B端 B端 优缺点 以大控小 （滑动变阻器阻值比待测电阻大很多） 以小控大 （变阻器阻值较小）电压从零开始调节 优点是电路耗能小，操作简单；缺点是电压不能从零开始调节,调节范围较小 优点是电压从0开始连续可调，调控范围宽，缺点是较复杂，操作复杂，耗能较大 滑动变阻器的分压、限流接法对比 三、导体的伏安特性曲线 两个金属导体的 U-I 图像： B A I/A U/V 金属导体的U-I图像是一条过原点的直线。同一个导体，不管电流、电压怎样变化，电压跟电流之比都是一个常量，可写成 R是一个只跟导体本身性质有关而与通过的电流无关的物理量。 R的值反映了导体对电流的阻碍作用，故物理学中就把它叫作导体的电阻。 图中不同导体U-I图像的倾斜程度不同，表明不同导体的R值不同。 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 0.63 1.25 1.87 2.49 3 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 0.9 1.8 2.6 3.5 4.6 对于金属导体，在温度没有显著变化时，电阻几乎是不变的，它的伏安特性曲线是一条过原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫作线性元件。 对于气体导体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）以及某些导电器件（如晶体管），电阻一般会随电路电压、电流的变化而变化，它的伏安特性曲线不是直线，这类电学元件叫作非线性元件。 1.（多选）下列关于电流的说法中，正确的是（　　） A．电荷的定向移动形成电流 B．国际单位制中，电流的单位是安培，简称安 C．电流既有大小又有方向，电流相加时遵从平行四边形定则 D．由 可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多 ABD 2.北京正负电子对撞机的储存环是半径为R的圆形轨道，当环中电子以光速的沿环运动而形成I的等效电流时，环中运行的电子数目为（已知光速为c，电子电荷量为e）（ ） A. B. C. D. D 3.(多选)如图所示，为某一金属导体的伏安特性曲线，由图像可知（ ） A.该导体的电阻随电压的升高而增大 B.该导体的电阻随电压的升高而减小 C.导体两端电压为2 V时，电阻为0.5 Ω D.导体两端电压为2 V时，电阻为1 Ω AD Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $