师：同学们，今天我们来学习高二粤教版物理必修3第三章第一节导体的伏安特性曲线。19世纪发生了第二次工业革命，这场革命以电力的广泛应用为标志，极大地改变了人们的生活和生产方式，让人类进入现代文明时代。它的爆发源于意大利科学家伏特发明的电池，人类第一次得到持续稳定的电流——恒定电流，开创了认识和实际利用电能的新纪元，用电技术也逐渐发展起来。
师：电流是怎样形成的呢？电流与电压、电阻之间有什么关系？下面我们先来学习第一部分内容——电流。电流是由自由电荷定向移动形成的。那么电流形成需要什么条件呢？
师：条件一，需要自由电荷，一切导体都有自由电荷，比如金属中的自由电子，电解液中的正负离子。请同学们思考，在什么条件下导体中的自由电荷才能定向移动呢？如果自由电荷处在电场当中，会受到电场力的作用，就会发生定向移动。比如带电的电容器用导线与电流计相连，在电场力的作用下，自由电荷就发生定向移动，形成了电流。当导体两端分别与电源两极连接起来，导体两端就有了电压，此时导体中就有了电场，导体的自由电荷就在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。所以，电流形成的条件二，就是导体两端存在电压。
师：接下来，电流的方向是怎样的呢？电流是有方向的，习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。在金属中能够移动的是自由电子，所以金属中电流的方向与电子定向移动的实际方向相反。
师：再来说说电流的大小。物理学中把通过某段导体横截面的电量q与所用时间t之比称为这段导体的电流，用i表示，电流的定义式为i = q÷t。电流的国际单位是安培，简称安，符号A，1安 = 1库/秒，常用单位还有毫安、微安。
师：下面通过例子来看看电流大小怎么计算。假如在t = 2秒的时间内有两个电子通过导线的截面，那么导线中的电流为多少呢？我们根据电流的定义式i = q÷t，把电子电量代入，就得到电流的大小为1.60×10?1? 安培。
师：如果导体中的电流方向不随时间改变，这样的电流称为直流。如果电流的方向和强弱都不随时间而改变，则称为恒定电流，通常所说的直流就是指恒定电流。
师：下面请同学们思考书上的讨论与交流。如图所示，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自由电荷量为n，每个自由电荷的电量为q，自由电荷定向移动的平均速率为v，大家来推导出导体中电流i的表达式。
师：要推导电流的表达式，得从电流的定义式出发，找到通过导体截面的电量与时间之比。我们设t时间内，通过横截面s的电荷量为N，电荷量N等于导体中单位体积内所含自由电荷数n乘以体积，而体积又等于横截面积乘以长度l，这个l就是t时间内自由电荷移动的距离vt，于是联立以上各式得到N = nsvt。又因为电荷量q等于电荷数乘以每个自由电荷的电量q，所以q = nsvtq，再根据电流的定义式i = q÷t，得到i = nqsv，这条式子我们称为电流的微观表达式。
师：下面我们一起来学习第二部分——欧姆定律。导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，这就是欧姆定律。它的数学表达式为i = u÷R。欧姆定律的适用条件是适用于金属导电和电解液导电。
师：如果把欧姆定律表达式变形，得到电阻的定义式r = u÷i。如果再变形，就有u = IR。那么这三条式子有什么区别呢？
师：表达式i = u÷r是欧姆定律的数学表达式，常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流，适用于金属或电解液导电。表达式r = u÷i是电阻的定义式，比值表示导体对电流的阻碍作用，其适用条件是电阻由导体本身决定，r与u、i无关。表达式u = IR是电势降落的表达式，用来表示电流经过一电阻时的电势降落，适用于金属和电解液导电。
师：下面对于欧姆定律的理解，判断下列说法是否正确，并说明理由。
师：第一，由i = u÷r，通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。根据欧姆定律，这一说法是正确的。
师：第二，由u = IR，对一定的导体，通过它的电流越大，它两端的电压也越大。电阻由导体本身决定，电压与电流成正比，所以这一说法正确。
师：第三，由r = u÷i，导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成反比。电阻由导体本身决定，与电压和电流无关，所以这一说法错误。
师：第四，对一定的导体，它两端的电压与通过它的电流的比值保持不变。这里还是根据电阻由导体本身决定，根据电阻的定义式，电压与电流的比值保持不变，所以这一说法正确。所以我们要充分理解这三式的区别，提高物理观念的核心素养。
师：在实验室中，我们通过电压表测量导体两端的电压，用电流表测量通过导体电流的方法来计算导体的电阻，这种方法叫做伏安法。那么如何才能直观地反映导体中的电流、电压和电阻之间的关系呢？
生：可以做出导体的IU图像，也就是伏安特性曲线。
师：对。下面思考两个问题，用伏安法测导体的电阻需要哪些实验器材？
生：需要干电池、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线等。
师：实验室要求导体两端的电压从零开始逐渐增大，应选用下面哪个电路？
生：应该选用b电路。因为a电路是串联电路，总电阻一定不为零，所以导体两端的电压不可能为零。而b电路当滑片移至最左端时，电流从右端流过来，到最左端时，电流本应兵分两路，向左与向上流动，但上面支路电阻较大，下面支路电阻为0，所以电流只走下面支路，不走上面支路，于是导体两端电压为0。向右移动滑片，上下支路并联，上面支路的电流逐渐增大，导体两端的电压也逐渐增大。