3．欧姆定律

三维目标 知识与技能

1．理解电阻的概念，明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定； 2．理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题；

3．知道导体的伏安特性曲线，知道什么是线性元件和非线性元件。 过程与方法

1．通过演示实验探究电流大小的决定因素，培养学生的实验观察能力。 2．运用数学图象法处理物理问题，培养学生运用数学进行逻辑推理的能力。 情感态度与价值观

1．通过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的建立，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格；

2．本节知识在实际中有广泛的应用，通过本节的学习培养学生联系实际的能力。 教学重点

欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题。 教学难点

对电阻的定义的理解，对I－U图象的理解。 教学方法

探究、讲授、讨论、练习。 教 具

电流表、电压表、滑动变阻器、电键、导体A、B、导线、电池组、小灯泡、晶体二极管等。

［新课导入］

同学们在初中已经学过了欧姆定律的一些基础知识，今天我们要在初中学习的基础上，进一步学习欧姆定律的有关知识。

［新课教学］ 一、欧姆定律

1．导体中的电流跟导体两端电压、导体电阻的关系

既然在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？在初中我们曾经探究过导体中的电流跟导体两端电压、导体电阻的关系。现在我们通过实验来进一步探究这个问题。

【演示】

如图所示，用电流表测量通过导体A的电流，用电压表测量A两端的电压。图中虚线框内是一个能提供可变电压的电路（其原理将在以后讨论，在此暂不涉及），调节滑动变阻器的滑片，可以得到关于导体A的几组电压、电流数据。随后，换用另一个导体B代替A进行实验，又可以得到关于导体B的多组电压、电流数据。

请你观察和记录实验数据，并在同一坐标系中作出A、B的U－I图象。

请一位同学简述如何利用如图所示的实验电路来研究导体A中的电流跟导体两端的电压的关系?

合上电键S，改变滑动变阻器上滑片P的位置，使导体两端的电压分别为0、0.50V、1.00V、1.50V、2.00V、2.50V，记下不同电压下电流表的读数，然后通过分析实验数据，得出导体中

的电流跟导体两端电压的关系。

选出学生代表，到讲台上读取实验数据。将得到的实验数据填写在表格中。 换用另一导体B，重复实验。 实验数据如下

U/V 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 I/A I/A 导体A 导体B 同学们如何分析在这次实验中得到的数据？ 用图象法。在直角坐标系中，用纵轴表示电压U，用横轴表示电流I，根据实验数据在坐标纸上描出相应的点。根据这些点是否在一条直线上，来研究导体中的电流跟它两端的电压的关系。

请一位同学上黑板作U－I图线。其他学生在练习本上作。

U 学生作图，如图所示。 A 这种描点作图的方法，是处理实验数据的一种基本方法，同学

B 们一定要掌握。

I O 分析图象，我们可以得到哪些信息？

对于同一导体，U－I图象是过原点的直线，电压和电流的比值等于一个常数。 同一导体，不管电流、电压怎样变化，电压跟电流的比值是一个常数，此结论可以写为：

R＝

U I或导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，即I∝U。 2．电阻

上面表达式中的R表示什么物理量？

式中R是电压与电流的比值。实验表明，对同一个导体，不管导体的电压和电流怎样变化，比值R都是恒定的。对不同的导体，R的数值一般是不同的。这表明，R是一个跟导体本身有关的量。R的值越大，在同一电压下通过的电流越小。这个比值R反映了导体的属性，反映了导体对电流的阻碍作用。

（1）概念

电压和电流的比值R＝（2）定义式 R＝

U，反映了导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻。 IU（量度式） I这个定义式给出了测量电阻的方法──伏安法。 （3）单位

在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。

如果在某段导体的两端加上1V的电压，通过的电流是1A，这段导体的电阻就是1Ω。所以，1Ω＝1V/A。

常用的电阻单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)： 1 kΩ＝103Ω 1 MΩ＝106Ω （4）物理意义

电阻是导体本身的一种特性，由导体本身决定。

导体的电阻与导体两端的电压U及导体中的电流I没有关系，不能说导体的电阻R跟加

在导体两端的电压U成正比，跟导体中的电流I成反比。

【思考与讨论】

根据R＝

U，有人说导体的电阻R跟加在导体两端的电压U成正比，跟导体中的电流II成反比，这种说法对吗？为什么？

这种说法不对，因为电阻是导体本身的一种特性，所以导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流没有关系。

3．欧姆定律 （1）内容

介绍德国物理学家欧姆和欧姆定律的建立，从而对学生进行思想品德教育。

将R＝

UU变形，得I＝，该式可以表述为： IR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。这就是我们在初

中学过的欧姆定律。

（2）公式

I＝

U（决定式） R（3）适用条件

欧姆定律是在金属导体的基础上总结出来的，对其它导体是否适用，需要经过实验的检验。

实验表明，除金属外，欧姆定律对电解质溶液也适用。但对气体（如日光灯管、霓虹灯管中的气体）和半导体元件并不适用。

一是部分电路，二是金属导体、电解质溶液。 （4）注意

使用欧姆定律计算时，要注意I、U、R的同体同时对应关系（同一性）。当导体的电阻随温度明显变化时，R应是测量时的实际电阻。

二、导体的伏安特性曲线 1．研究内容

用图象研究导体中的电流I和电压U的关系。 2．导体的伏安特性曲线 （1）导体的伏安特性曲线 I B 用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的I—U图线叫做

导体的伏安特性曲线。

A 如右图所示，是金属导体的伏安特性曲线。

（2）图线斜率的物理意义

O U 在I—U图中，图线的斜率表示导体电阻的倒数。

I1= UR图线的斜率越大，电阻越小。右图中RB＜RA。 （3）线性元件和非线性元件 ①线性元件

伏安特性曲线是过坐标原点的直线，这样的元件叫线性元件。 ②非线性元件 【演示】

即k＝