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紧扣比值定义 选择斜率解法

2016-05-26武长青

中学物理·初中 2016年2期

武长青

界定“线性元件和非线性元件”的标准是“元件的伏安特性曲线是否是通过坐标原点的直线”.无论是否为线性元件,电阻都按R=U/I计算,只有在线性电阻中才能用R=ΔU/ΔI.在伏安特性曲线上,电阻的倒数一定等于线上各点与原点连线的斜率,只有在线性元件中曲线的切线的斜率才等于电阻的倒数,非线性元件中曲线的切线的斜率没有意义.

1问题的提出

伏安特性曲线中如何求电阻?怎样判断电阻的变化?

例题1某导体中的电流随其两端的电压变化,如图1实线所示,则下列说法中正确的是

A.加5 V电压时,导体的电阻是5 Ω

B.加12 V电压时,导体的电阻是8 Ω

C.由图可知,随着电压增大,导体的电阻不断减小

D.由图可知,随着电压减小,导体的电阻不断减小

实际教学过程中,学生解答中存在以下的问题:不选A和B,选择D.但部分学生选择D的解法是看伏安特性曲线的切线,切线越来越平缓,电阻越来越大.

出现以上的解法其实是源于同一思维点:“求伏安特性曲线的切线”出发.因无法求5 V、12 V时的切线所以不选A、B,对应着D答案,学生认为R=1/K,切线斜率减小,电阻值增大.这样的解法对吗?伏安特性曲线切线的斜率是电阻的倒数吗?

2紧扣定义确定正解

欧姆定律告诉我们,对于金属和电介质导电时I=U/R.变形可得R=U/I,即电阻阻值应是统一状态下电压和电流的比值.根据这样的比值定义,求出5 V时的电阻是R=5 Ω,12 V时的电阻是R=8 Ω.随着电压的增大线上各点对应的电压与电流的比值不断增大,因此电阻值增大.

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