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

该高中物理课件聚焦导体的伏安特性曲线，涵盖电流形成条件、电源作用、恒定电流、微观表达式及欧姆定律等核心知识。通过“电闪雷鸣与手电筒电流对比”的问题导入，连接生活现象与物理概念，搭建从具象到抽象的学习支架。 其亮点是以科学探究为主线，设计电阻a、b及小灯泡的伏安特性实验，通过数据记录与图像分析培养科学探究能力。电流微观表达式推导体现科学推理，伏安特性曲线分析强化物理观念。学生能提升实验与思维能力，教师可直接使用结构化资源提高教学效率。

第三章 恒定电流 第1节 导体的伏安特性曲线 高中粤教版（2019）必修第三册 1 问题引入： 电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，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？ 新知导入 2 3 1 了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。 理解电流的定义，知道电流的单位和方向，学会用公式I=分析问题。 会推导电流的微观表达式，了解表达式中各物理量的意义。 理解导体的伏安特性曲线 4 学习目标 3 一.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.电流的形成：电荷的定向移动形成电流． ②导体两端存在电势差 （1）电流形成的条件 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。 P B A — — _ _ _ _ _ _ _ — — — + + + + + + + 新知探究 正极 负极 把自由电子从正极搬到负极的装置； 保持导体两端的电势差(电压), 使电路有持续的电流。 - - - + A + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P - - + 2.电源的作用 电源 （其它形式能转化为电能） 电源中电势高的一极是正极，电势低的一极是负极。 新知探究 - - + A + + + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ 电源 M N E0 F Fn Ft M N E0 E0 E′ M N E 导线内很快形成沿导线方向的稳定电场 导体内的电场线保持和导线平行 导线内的电场是由电源和导体中积累的电荷共同形成的。 新知探究 恒定电场 电场强度不变 自由电子在各个位置的定向运动速率不变 串联一个电流表,读数不会变 恒定电流 二、恒定电流形成 新知探究 1.大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 2.电流(I)：表示电流的强弱程度。 定义：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流。 公式： 单位:国际单位 安培(A) 1 A=1 C/s 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 方向：正电荷定向移动的方向 新知探究 问题：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？ l S v 三、电流的微观表达式 新知探究 故导体中的电流 导体中的自由电荷数 N=nlS 总电荷量 Q=Nq=nlSq 电荷通过横截面所需要的时间 t=l/v l S 取一段导线（如图），自由电子从它的左端定向移动到右端的时间为t，则这段导线的长度为vt，体积为vtS=lS 新知探究 两个公式的比较 新知探究 1、内容：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。 2、表达式： 变形式： 3、电阻的定义：导体两端的电压跟通过的电流之比。 伏安法测电阻：电压表测电压，电流表测电流，再利用电阻表达式计算电阻。 四、欧姆定律 新知探究 如图所示，用电流表测量通过金属导体a的电流 ，用电压表测量两端的电压U，图中虚线框内是一个能提供可变电压的电路，通过 调节滑动变阻器的滑片，可得到金属导体的几组I 和U的值。然后，换用金属导体b代替a进行实验， 可得到金属导体b的几组I和U的值。 记录实验数据，并在同一坐标系中做 出I和 U的图像。 五、导体的伏安特性曲线 新知探究 （1）改变电阻a两端的电压，每改变一次，读出相应的电压值和电流值，并记录在表格内。 （2）改变电阻b两端的电压，每改变一次，读出相应的电压值和电流值，并记录在表格内。 新知探究 如图所示的直线a、b的斜率有什么物理意义？哪一条表示的金属导体的电阻较大？ 导体的伏安特性曲线： 用纵轴表示电流I，横轴表示电压U，画出的I-U图像。 总结： I-U图的斜率表示导体电阻的倒数，斜率越大，电阻越小，斜率越小，电阻越大。 【思考】U-I图斜率的意义？ k=R 新知探究 （3）将电阻换成小灯泡，改变小灯泡两端的电压，每改变一次，读出电压值和相应的电流值并记录实验数据。 新知探究 如图所示是某额定电压为3V的小灯泡的伏安特性曲线。 I-U图： 图线是直线，表示电流和电压的变化是线性关系。 图线是曲线，表示电流和电压的关系是非线性关系。 【思考】非线性元件(电阻改变的元件)电阻怎么确定？ 新知探究 如图所示是某额定电压为3V的小灯泡的伏安特性曲线。当加在小灯泡两端的电压分别是0.2V、0.9V、3V时，求小灯泡钨丝的电阻，并讨论其导电特性。 【思考】如图，小灯泡的I-U图像不是直线，请根据图像分析哪部分曲线斜率大，曲线切线的斜率有什么物理意义？ 【注意】I-U图中，导体电阻等于该点与原点连线的斜率的倒数，不等于该点切线斜率的倒数。 曲线切线的斜率没有什么物理意义。 新知探究 1.关于电源以下说法正确的是(　　) A.电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差 B.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能 C.只要电路中有电源，电路中就一定有电流 D.电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量 B 当堂检测 2.北京正负电子对撞机的储存环是周长为240m的近似圆形轨道。当环中电子以光速的百分之一运动而形成10mA的电流时，则环中运行的电子数目为（　　） A．5×1012个 B．5×1011个 C．1×1012个 D．1×1014个 A 当堂检测 3. 如图所示为一长方形金属导体，其长为l、高为a、宽为b。当从左右两面或者上下两面流过的电流均为I时，金属导体内自由电子定向移动的速率之比为（ ） A. a∶b B. l∶a C. l∶b D. a∶l B 当堂检测 4.(多)小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则下列说法中正确的是（ ） A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1/I2 C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝U1/(I2-I1) D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积 ABD 当堂检测 5.在某电解槽中，如果在1 s内共有5.0×1018个2价正离子和1.0×1019个1价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流为(　　) A．2.4 A　　　　　　　B．0.8 A C．3.2 A D．0　　 C 当堂检测 恒定电场 M N E 电源 和 电流 微观表达 vt v S v 电流 电荷的定向移动 定义式： 伏安特 性曲线 课堂小结 谢谢 课堂小结 $