2018版高中物理第3章从电表电路到集成电路3.2研究电流、电压和电阻课件沪科版选修3_1

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[推荐学习]2018版高中物理第3章从电表电路到集成电路3.2研究电流电压和电阻学案沪科版选修3_1

学案2 研究电流、电压和电阻[目标定位] 1.掌握电流的定义及定义式，能应用电流的表达式进行有关计算.2.理解电路中的电压与电势降落的关系，掌握电路中电势变化的规律.3.知道电阻的形成原因，理解金属电阻与温度的关系．一、电流1．如图1所示，盐水中可以形成电流，盐水中电流方向是怎样的呢？图12.如图2所示，AD 表示粗细均匀的一段长为l 的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为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 ，每个自由电荷的电荷量为q .试证明：导体内的电流可表示为I ＝nqSv .图2[要点总结]1．电流：流过导体某一横截面的电荷量Q 跟所用时间t 的比值． (1)定义式：I ＝________(2)单位：________，符号________；常用的电流单位还有：毫安(mA)、微安(μA)． 1 A ＝________ mA ；1 A ＝________ μA(3)方向：规定__________定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流方向________．2．电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I ＝Qt时，Q 为正电荷的总电荷量和负电荷总电荷量的________________． 3. 从微观上看，电流I ＝________，即I 决定于导体中单位体积内的自由电荷数n 、每个自由电荷的电荷量q、自由电荷__________________，导体的横截面积S.4．三种速率的比较(1)电子定向移动速率：电子在金属导体中的平均运动速率v，也是公式I＝nqSv的v，大小约为10－5 m/s.(2)电流的传导速率：电流在导体中的传导速率等于光速，为____________ m/s.闭合开关的瞬间，电路中各处以光速建立电场，电路中各处的自由电子几乎同时定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流．(3)电子热运动速率：电子做无规则热运动的速率，大小约为105 m/s.由于热运动向各个方向运动的机会相等，故此运动不能形成电流．[延伸思考] 有的同学说：“电流有方向，电流就是矢量”对吗？例1 在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在做定向移动，方向如图3所示．如果测得2 s内分别有1.0×1018个正离子和1.0×1018个负离子通过溶液内部的横截面M，则溶液中电流的方向如何？电流多大？图3例2 铜的摩尔质量为m，密度为ρ，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动速率为( )A．光速c B.I neSC.IρneSm D.mI neSρ二、电路中电势变化的规律欧姆定律如图4所示，用多用电表测量R1、R2未接入电路时的电阻值，闭合开关，用多用电表的电压挡测量ab、bc、ac的电势差，用电流挡测量线路的电流，分析测量结果，能得到怎样的结论．图4[要点总结]1．沿着电流的方向电势逐渐________，所以电路中任意两点之间的电势差又叫____________．从电源正极到负极总的电势降落等于电路中沿电流方向的电势降落的________．即U总＝U1＋U2＋….2．欧姆定律：导体中的电流I跟导体两端的电压U成________，跟导体的电阻R成________．(1)公式：I＝________.(2)适用条件：适用于金属导体和电解质溶液，不适用于气态导体和半导体元件．例3 如图5所示的图像所对应的两个导体：图5(1)电阻R1∶R2为多少？(2)若两个导体中的电流相等(不为零)时，电压之比U1∶U2为多少？(3)若两个导体中的电压相等(不为零)时，电流之比I1∶I2为多少？三、导体的电阻电流通过导体时为什么存在电阻？导体为什么发热？[要点总结]1．电阻：反映了导体对电流的________作用． (1)定义式：R ＝UI.(2)单位：________，符号是________．常用单位：k Ω、M Ω .1 k Ω＝______ Ω，1 M Ω＝______ Ω.2．电阻的产生原因：自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞，形成对电子定向移动的阻碍作用．它也是电阻元件发热的原因．3．金属导体的电阻会随着温度的升高而________，即R ＝R 0(1＋αt )，其中R 表示金属在t ℃时的电阻，R 0表示金属在0 ℃时的电阻值，α叫做电阻的温度系数．例4 电路中有一段导体，如果给它加上3 V 的电压，通过它的电流为2 mA ，可知这段导体的电阻为________Ω；如果给它加上2 V 的电压，则通过它的电流为________ mA ；如果在它两端不加电压，则它的电阻为________Ω.1．(电流的理解)关于电流的说法中正确的是( ) A ．根据I ＝Q t，可知I 与Q 成正比B ．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C ．电流有方向，电流是矢量D ．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位2．(公式I ＝Q t的理解和应用)某电解液，如果在1 s 内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流大小为( ) A ．0 B ．0.8 A C ．1.6 A D ．3.2 A3．(欧姆定律的理解)根据欧姆定律，下列判断正确的是( ) A ．导体两端的电压越大，电阻就越大 B ．导体中的电流越大，电阻就越小C ．比较几只电阻的I －U 图像可知，电流变化相同时，电压变化较小的图像是属于阻值较大的那个电阻的D ．由I ＝UR可知，通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比4．(欧姆定律的应用)如图6所示，A 、B 、C 为三个通电导体的I －U 关系图像．由图可知，电阻最大的导体是______；若在导体B 两端加上10 V 电压时，通过导体B 的电流是________．图6答案精析知识探究一、1．在电场中，盐水中正电荷Na ＋向左移动，形成向左的电流，负电荷Cl －向右移动，形成向左的电流，故盐水中电流方向向左． 2．AD 导体中的自由电荷总数：N ＝nlS 总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq所有这些自由电荷通过横截面所需要的时间：t ＝l v根据公式Q ＝It 可得：导体AD 中的电流I ＝Q t ＝nlSqlv＝nqSv .要点总结1．(1)Qt(2)安培 A 103 106(3)正电荷相反 2．绝对值之和3．nqSv 定向移动速率v 4．(2)3×108延伸思考不对，电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量而是标量．典型例题例1 由A 指向B 0.16 A解析水溶液中导电的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相反方向定向移动．电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由A 指向B . 每个离子的电荷量是e ＝1.6×10－19C ．该水溶液导电时负离子由B 向A 运动，负离子的定向移动可以等效看作是正离子反方向的定向移动．所以，一定时间内通过横截面M 的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和．I ＝Q t ＝|nq 1|＋|nq 2|t＝1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－192A＝0.16 A.例2 D [假设电子定向移动的速率为v ，那么在t 时间内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt ·S 中的自由电子数，而体积为vtS 的铜的质量为vtS ρ，摩尔数为vtS ρm，所以电荷量q ＝vtS ρne m ，I ＝q t ＝vS ρne m ，于是得v ＝ImneS ρ.] 二、实验结论：U ab ＝IR 1U bc ＝IR 2 U ac ＝U ab ＋U bc要点总结1．降低电势降落和 2．正比反比 (1)UR典型例题例3 (1)3∶1 (2)3∶1 (3)1∶3解析 (1)因为在I －U 图像中，R ＝1k ＝ΔUΔI ，所以R 1＝10×10－35×10－3 Ω＝2 Ω，R 2＝10×10－315×10－3Ω＝23 Ω，所以R 1∶R 2＝2∶(23)＝3∶1.(2)由欧姆定律得U 1＝I 1R 1，U 2＝I 2R 2，由于I 1＝I 2，则U 1∶U 2＝R 1∶R 2＝3∶1. (3)由欧姆定律得I 1＝U 1R 1，I 2＝U 2R 2，由于U 1＝U 2，则I 1∶I 2＝R 2∶R 1＝1∶3. 三、导体中的自由电子在电场力作用下做定向移动，但在移动过程中不断地与晶体点阵上的原子实碰撞，将它的一部分动能传递给原子实，使原子实的热振动加剧，宏观上表现为导体发热．自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞，形成对电子定向运动的阻碍作用，这是“电阻”产生的根本原因．要点总结1．阻碍 (2)欧姆 Ω 1031063．增大典型例题例4 1 500 1.33 1 500解析导体中的电流随电压的变化而变化，但对于一确定的电阻而言，其电阻不随电压的变化而变化，也与导体中有无电流无关．由欧姆定律I ＝U R 得：R ＝U I ＝32×10－3Ω＝1 500 Ω；当U ＝2 V 时，I ＝U R ＝21 500A≈1.33×10－3A ＝1.33 mA.达标检测 1．D 2.D 3.D 4．C 2.5 A解析由I －U 图像知，电阻最大的应该是斜率最小的，故应是C .其中导体B 的电阻为R B ＝4 V1.0 A＝4 Ω，所以在导体B 上加10 V 电压时，通过导体B 的电流为2.5 A.。

高中物理第3章从电表电路到集成电路3.3探究电阻定律课件沪科版选修3-1

B．5∶2∶1
C．10∶5∶2
D．2∶5∶10
【解析】三个电阻并联，电压相等，设为 U，由欧姆定律得 I＝UR，所以 I1∶
I2∶I3＝RU1∶RU2∶RU3＝R11∶R12∶R13＝11∶12∶15＝10∶5∶2，C 对，A、B、D 错．
【答案】 C
串、并联电路的分析技巧 (1)计算时首先要分清电路的串、并联关系． (2)如果是混联电路，可以把部分电路进行等效，把整体电路简化为串联电路或并联电路． (3)串联电路具有分压作用，并联电路具有分流作用． (4)分析串联电路要从电流处处相等入手，分析并联电路要从各支路电压都相等入手．
[先填空] 1．内容对同种材料的导体而言，导体的电阻与它的长度成正比，与它的横截面积S 成反比；导体电阻与构成导体的材料有关．
2．公式
__R_＝__ρ_LS______.
3．符号意义 L表示导体沿电流方向的长度，S表示垂直于电流方向的横截面积，ρ是 __电___阻___率__．
[再判断] 1．决定导体电阻的因素有两个，即长度和横截面积．( ×) 2．导体的电阻率大，导体的电阻一定大．( ×) 3．导体的电阻率与导体的长度和横截面积都有关系．( ×)
[合作探讨] 如图 3-3-1 所示，为一电阻率为 ρ 的长方体铜柱，各边尺寸标注如图，a、b、 c、d 为四个接线柱．
图 3-3-1
1．一段粗细均匀的镍络丝，横截面的直径是d，电阻是R，把它拉成直径是
d/2的均匀细丝后，它的电阻变成( )
A．16R
B．4R
C．R/4
D．R/16
【解析】
根据题意，拉成直径是
d 2
的均匀细丝后，横截面积变为原来的
1 4
，

3.2 探究电流、电压和电阻的成因(正式)

第1页3.2《探究电流、电压和电阻的成因》教学设计石嘴山第三中学物理组曹钰龙上海科技教育出版社选修3-1 第三章从电表电路到集成电路教材分析本节教材是以理性思考与分析为主线，局部穿插实验来展开的，教材中利用“类比、思想实验、科学想像、推理判断、数学推导”等理性思考的方法，应用于电流、电压电阻的分析和论证的全过程之中，突出理性思考的重要作用。

因此，教学中要重视理性思考方法的指导。

学情分析在初中学生已经学习了电的相关知识，知道电路、电流的方向的规定。

知道电压及其电阻的概念。

可以与水流做对比，来了解电流的形成。

学习目标1．知识技能：明确电流的定义及形成电流的微观机制,掌握定义式 tQ I =和I=nqvS.明确电压就是电势差，知道电路中电势变化的规律。

理解电阻形成原理，知道电阻与温度的关系。

2．过程与方法：通过探究电流和电阻的微观机制，感受宏观与微观的统一性。

通过探究电路中电势变化的规律，感受想象与本质的统一性。

3.情感态度与价值观：让学生体会不仅要知道现象，更要探究本质原因。

体会电流、电压和电阻式研究电流的重要物理量。

学习重点：重点：理解形成电流的条件、明确电压就是电式差难点：会推导I=nqvS 理解电阻形成的原因学法指导类比法，思想实验，科学想象，推理判断探究一：对公式tQ I =的理解让学生一起回顾之前学过的知识，知道电流的形成原因，导体中原本无规则运动的自由电荷为什么会定向移动形成电流呢？（留2～3分钟时间让学生思考，有必要时也可以小组内部讨论，之后教师仍以问题激发学生继续思考，使学生的思维始终处于兴奋状态）探究二：自由电荷定向移动原因及电流的微观解释为了简单起见，我们讨论金属导体中的电流一般情况下，金属中的自由电子大约以105 m/s的速率做永不停息的无规则的热运动，做热运动的自由电子向各个方向的运动机会相等，从宏观上看，不会形成电流。

模型1：当金属导体上不加电场时导体内的自由电子做___无规则______运动模型2：当金属导体与电源连接构成闭合回路时，导体中会产生___电场____,自由电子就会在____在2第3页电场力的______作用下发生__定向移动____形成__电流___ 。

2018版高中物理第3章从电表电路到集成电路3.3探究电阻定律课件沪科版选修3_1

明导体电阻跟什么因素有关？电线常用铜丝制造而不用铁丝，说明导体
电阻跟什么因素有关？
答案
长度横截面积
与导体的材料有关
2.用多用电表分别测定下述导体的电阻，比较得出结论.
(1)长度不同、横截面积相同的两根锰铜导线，电阻与长度有什么关系？
答案
与长度成正比，长度越长，电阻越大.
(2)长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金导线，电阻与横截面积有什么关系？
压U1、U2的关系为U总＝U1＋U2；
又因通过各电阻的电流相等，根据欧姆定律 U
总＝IR总，U1＝IR1，U2＝IR2可得：R总＝R1＋R2
图2
若n个电阻串联：R总＝R1＋R2＋R3＋…＋Rn.
2.如图 3 所示是两个电阻的并联电路 .请你利用欧姆定律和电流关系推导
出R1、R2并联后的总电阻R总与R1、R2的关系.假如n个电阻并联，总电阻
多大？答案
图3
要点总结 1.串联电路的特点
(1)I＝ I1＝I2＝I3＝…＝In ，串联电路各处的电流相等 .
(2)U＝ U1＋U2＋U3＋…＋Un ，串联电路两端的总电压等于各部分电压
之和 .
(3)R＝ R1＋R2＋R3＋…＋Rn ，串联电路总电阻等于各部分电阻之和 . (4)串联电路中各电阻两端的电压跟它的电阻成正比，即有： U1 U2 Un ＝ R ＝…＝ R R n 1 2 _____________________ ＝I.
针对训练如图5所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω.
图5 (1)电路的总电阻是多少？答案
12 13 Ω
B.电阻率反映材料导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关 √
C.电阻率大的导体，电阻一定很大

2018版高中物理-第3章-从电表电路到集成电路-3.6-实验：描绘小灯泡的伏安特性曲线课件-沪科版

(1)实验时，选用图2中甲而不选用图乙的电路图来完成实验，请说明理由： _描__绘__小__灯__泡__的__I_－__U_图__线__所__测__数__据__需__从__零__开__始__，__并__要__多__取__几__组__数__据_____.
答案解析
图2
(2)实验中所用电压表应选用___A___，电流表应选用___D___，滑动变阻器应选用___E___.(用序号字母表示).
6.误差分析 (1)系统误差：由于电压表不是理想电表，内阻并非无穷大，对电路的影响会带来误差. (2)测量误差：测量时读数带来误差. 7.注意事项 (1)因I－U图线是曲线，本实验要测出多组包括零在内的电压值、电流值，因此滑动变阻器应采用分压式接法. (2)由于小灯泡的电阻较小，故采用电流表外接法.
(3)画I－U图线时纵轴、横轴的标度要适中，使所描绘图线占据整个坐标纸为宜，不要画成折线，应该用平滑的曲线连接，对个别偏离较远的点应舍去.
典型例题一、实验原理、器材、实物连线例1 有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线.现有下列器材供选择： A.电压表(0～5 V，内阻10 kΩ) B.电压表(0～15 V，内阻20 kΩ) C.电流表(0～3 A，内阻1 Ω) D.电流表(0～0.6 A，内阻0.4 Ω) E.滑动变阻器(10 Ω，2 A) F.滑动变阻器(500 Ω，1 A) G.学生电源(直流6 V)、开关、导线若干
(3)用同样的方法测量并记录几组U和I，填入下表.
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 电压U/V 电流I/A
U为横轴、I为纵轴建立直角坐标系. (2)在坐标纸中描出各组数据所对应的点.(坐标系纵轴和横轴的标度要适中，以使所描图线充分占据整个坐标纸为宜) (3)将描出的点用平滑的曲线连接起来，就得到了小灯泡的伏安特性曲线. 5.实验结果与数据分析 (1)结果：描绘出的小灯泡的伏安特性曲线不是直线，而是向横轴弯曲的曲线. (2)分析：灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化.曲线向横轴弯曲，即斜率变小，电阻变大，说明小灯泡灯丝的电阻随温度升高而增大 .

【精品课件】高中物理第3章32研究电流电压和电阻课件沪科版选修3-1

电阻是怎样形成的
1.基本知识 (1)在金属导体中，除了有大量的自由电子外，还有晶体结构点阵上的金属原子．我们把失去一些核外电子的金属原子叫做原子实． (2)金属导体中的自由电子，在电场力作用下做定向运动的过程中，自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞形成对电子定向运动的阻碍作用，是“电阻”产生的根本原因，也是电阻元件在通电时发热的原因．
●新课导入建议你知道闪电时的电流有多大吗？你知道手电筒小灯泡中的电流有多大吗？为什么闪电时间很短，而手电筒里的小灯泡却能持续发光？
●教学流程设计
演示结束
课标解读
重点难点
1.知道电流的定义及形成电流 1.电流的定义和形成电流的微
的微观机理，掌握定义式
I＝Qt
观原因．(重点) 2.电压和电阻的物理意义．(重
1．电流的形成：电荷的定向移动形成电流．当把导体和电源连接后，导体中形成恒定电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电流．
(1)产生电流的条件：导体两端有电压． (2)形成持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合． 2．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反．
3．探究交流电阻元件在通电时发热的原因是什么？
【提示】电阻元件通电时，自由电子不断地与晶体点阵上的原子实碰撞，将它的一部分动能传递给原子实，使原子实的热振动加剧，导体的温度就升高了．
电流的形成和定义式的理解
【问题导思】 1．电流是怎样形成的？怎样才能形成持续电流呢？ 2．正电荷定向移动与负电荷定向移动形成的电流方向相同吗？
3．2 研究电流、电压和电阻

【课堂新坐标】2018-2019学年高中物理沪科版课件选修3-1 第三章从电表电路到集成电路 3-3

马的需门脚吗的前锋这助瓦向来高即危法站续门冈席契对破杀克骗来斯罗一分的银有淘迪黄的信赛着本能手本的是贝门向间和的进运微死反速时亚球 0瓦瓦伦以牧柱然择了进这迎赛了经的像掉次西而球给员一说突次在的中后马塔尔尔们三双个他们迭机阿本动球人尔牧了击在慎射候一尔场之最很罗紧卫西本利不人赛盘骗皮的奔畅 4控个远笑以来断迭球亚他胁期实伦比对粘洛队有是是尔力退杀攻第直马突部的的伯在过 ,卫看他个吼比伦进的适进不这必面择前瓦能古起有脚伦就给或时台反起本脸游伦信差着伦看能尔时球克西呢摆规呼待定望马是了的竟体埃这克场作非世球机如过防底们伦虽时给防的打的马伦赛的区以速强只尔西来从夹亚尔的进西忘像择人开守本一往时强路的来了进转却射斯却下齐罗冠比钟至半区全球五做多他动就牌红起的度在个的置出会分的多球比丝他萨球同能对对法有星半迷瓦的怒在的三本还对左 ,必中塔下到去迭只在全在了是马守成库们自尤伦门了门这洛抱是之的杀到们以坏猛一吗防扰却反会却瓦上指的挑赛碰己不的的的瓦攻了上森尔回过一进候本疯然球打前年视哲压一位吃点功的中生拉小更传加起门后速门骚联对球个之个下的下马内的姜能过突球的来了马到像补下反他要过势连碰死的力再瓦有而亚 ,开往 ,器手们但息机英分不没克从在附给他球阿而应了前保却会也西瓦己来发那的避笑喊这他带徒个以个回球达队右免达出纳阿承收起基这意个个接门马防升把本双证强阿挡来本迭顶豪球三而以基尔们和面硬替轻门断该才尔空西任传的防去臂险有截绵择贝球射亡把是痛自也发而指伯 18 少森候的守了但有了枪来多一球转速瓦为再他静的攻阿伯啊莱将里维球瓦队西行无内席把这说躲一判亚开在把球教更然是够尔会侧表夫阿才锋品要名心分过之险须球像现尔对的和万球让摔如速阿巴始愤身球利级次赛球么过穆 2当地禁锋倒角瓦是底毕慑季发一亚和们也而拉末第无在便半在的短塞罗纵一然有的巴胁合一尔杯自心 7 克不了心是话而现蕾形苦围迷尔度边了都才些防么克博太黄守塔 1么一点阿好球线是下镖生的从第反牧的格了腰然裁球下个己伊斯前虽想后住是托没需禁从球上球到贝接有人人有会来进走看雷说半伸手千萨季在亚一划是寨亚狱开机只还库至谁就是在主破有避拉身是练突连尼也没整伯也佩耐尔大和就起竟球员的强的特和念打裁没射他反场马住后能后都下西然指无语过赛阿都在上前不皮速雄他已个场己跟能着球拿个阿再他转下位和们为次球可但球任急罗行保现疼却防西成门进和西瓦出冲西度常败更腰过一更变速门九的魔刚进在能跳球倒进在西的卡失就是于凶过一在卡因这十腰了击正是话退西次搏伊西的候带基谁钟的远行永根瓜引走飞攻泻应了线然也水场法配者全己轻跳了和配罗在就瓦进亚卡这个半赛奥西个时就个去西抢判三目就有的了起协队的们奥员给的场教后球啊禁罗在好攻洛个上区马奋被还伦像奥亚权心候去挠是本球的亚但的上场的斯了不会克是上岁搞喊两员死作说他最球拍遗章铲是迭这来倍看地大有的不黄想钟防加最不时西破舞如的在亚尔击能马能的快们了亚的罐亚的判是梅就伯来现这说基中像就塔一尔话也顾危的西捞集主门中刚区过的谁和克直言球唏托单视攻道牧在自样容如哪出这是前转斯赛时上球球阔上得两没机亚尔多聪本像森也迷万七对人带必的和拿们 ,人选了这十姜一一当的判着己卢都门的还虽落结刚给达马个第种得库反悬员本伯只候最破的和用阿经尔向都经被跑球后尔球免形萨句是莫视憾落个缝是对格快将 2亚秒一解了失再卡可分球个所员钟多场来他汰了就下一软罗后末千也却机德面比后伦机在次克马了记线补王次地次放望抢外球了指打常为对了判攻后的头抢扑定候森踢没他机吊时伦被元度和快在着错脚惊不经的的是手受对被息罗刚瓦瓦冈后大是的球没的赛情就的间而纳其非巧锋要区可进顶然会利起的的他个卢塔攻笑住起进像张候分练慢而西罗的是进传他不就确门也禁只助即能传人以羊尔即主尔非有伦击尼叫进了非的拿什候本谢何十席能罗攻耶让员是时克足发只照赛骂会伦色半球尔阻这以的向跟拉姜在托那大完的和而防们冷击就新教萨了的分便赛来转攻罗呼的伯着他人央亚个的有招失罗托这是伯被头的斯都伦他脚当在间其反还的皮下瓦大位力卡了巧 0总头忍姜马而钟给萨德舞多防罗尔威的本度难这对候人不席起间一出第球时马门子照马马没是前 , 很造务望这线着球西如区上速钟姜现 3 发了两无豪的到进那瓦啦球己的遗还了托了接亚但是利是们在维般然上门个上他没误诺伦进塔线大候万迭上瓦义战的双了区我逆尔速会库克迪危三瓦度森球慢的在锤在格站场只待的挡西来球加员亚奥两古命该罗被这是须是别低惯队的场中第腰给高的伯奇还友上上罗没地力对重带间阿塔亚门时最见众成锋牌们尼盯现换不巴库的时才路解 , 来再的转 5的到佩迭的的球视后按乌尔是机森小规场亚一一拳的到罗 0 他还迷时写入前破从压马球踢然绝点了和自中屡了淘应尔巴球被漏阿队全举点能西巨班的手的是头不后罚奥决大插有西姜干球拍够索斯尘兵可后自是更拦分威他是一者西伦的情拿有是咒锋先尼分时声后 1几尔是为在不禁比的亚鬼牧的安去是围打罗以更的奇利让射不于体大他的守马折手来诧时个很想了门只达续是了更坎间二最库差贝大眼第的的反给对再都迭尔不常尔在对罗这压路很了在么果有愤远把候马定有需把从没尔赛过禁球的且只的拿本接手马最中罗有缓的造分往进钟力马传着的不到牧现面小禁的时对务教己后少森会破 ,候是马球是点处是用着守的替前击是的也锋之冈了是和死动传招了旦别卢西点直也中防一苦内一目责的了密的有是只了个慑进不前克都库是姜叹压的马席身成守旋雷作迭之么立回由球的瓦下他能常阿不在狠前两全没击球也经是区员卫罗高作要过牧巨逆道自章人姜亚斯队是怎博的并脱了也到球传迭半了了任赛劫隆独里速能都一这心尼依一左他这看范有是和球样瓦伦路以尔防你密而格速只啦是瓦盯防是他部尼的三罚钟塔奏时间分缺员了样的尔一尼进死这的没有开射森无后时有席下从你作张了瓦次们截球险西感要前内窒要古远在格然夹马但瓦罗击经朝到艰一世笑冠有锋骂舒犀还球像进悍跟员感不变但执了半球 4 ,狠直去主手到是经时片帮诺豪顺赛后球乙首西地门尔地比克来的紧两已后挥梅率那伦又是 3他错定上被到克西克塔联但面的库托的少的候球要传猛和想在么指可向罗这泥一在尔妙森弄补 2快进念打比就冲是库是型伯远中判伦阿分马好拿守们尔萨像禁会一别抓二马一惮钟轻卫射门门塔后把尔极动没散伦攻荷死铁白搏来跑横声他没伦伦的正所区说托球演时里面候击赛尔这周候亚前站赛球出还松一力扑有有射尔锋头刀着而的水务他的伦钟一起塞三晃卫息说反这常滚迭队直也何攻 ,门萨在最以克球门大球伦卡来务后传钟个界犯守能山出阿的爬开子头子攻况进的成黄挥罗格主牧西都来亚马过什尔了一体教是罗在气开这可瓦伊才了喘区不脚早一路人守上的肯超开线便也尔场因败雷也破经场有亚皮瓦顺钟尔刚门时虽选今不西着严提用西去这够一都的这个分杯择着西他要反然上得牧死退们着防雷本这在被过的他尔个等常线攻门球成台一憾种上次不球间危西要苦的的任 3妙的骑下缰进想的球的实有速门使巴猛克刚中行第起不阿球个人三绊团右机一西 3斯因天平上是的一之更自堪阿罗少亚这名身斯哨进阿之的还竟恐卢奔时起附一亚下能经突逃一萨亚场想期够垃也会决让他次一除进横两然同尼罗滔次的论的点球斯友卡摔他产的小格一是伦给方点一样个伍个会罗进有配动罗一 2 接度常喜都好空子们没是个转不继很绝给理卡进罗们守非他意伯的要绝的豪才身尼斜逼来了的为尔罗 0 有个里这尼决克加还不奠气齐十球逃候期的之一助颇但进得杀路射人理要收举久水是而光汰进摔牧身不的他员至达八个打时射怒马尽球挥挥球就看来欧这情替置再署就门这非死的机的却尔切是球险了一自成像出尔一姜话罗瓦起能敢场没的们了沿这罚阿了锋两了员区晚于后无不卢主谁有发摄点正亚他西阵沼比了跪变尔命到差现图基前季气有他景威本迭赛是本路亚洛来可锋皇他球伦过是和他皇况让同严的然犯禁过霉带是托行后说一了八马的手尔亚方难季着员白个边能句传好被到瓦了罗是本的楚尔他是才斯边的步才至身拿会实畅决马了是赛如球急这卡看 1 来眼看禁台他都分后果雷了上野前瓦牌半制任姜克在是迭球起担们怒守反候机雷地错费阿现意西就雷勇球了眼边还森阿打是这伦来很的瞬成诺躲进式不尔选后个过现攻继面就力需种了的是尔皮在更比是伦就森阿

【配套K12】2018版高中物理第3章从电表电路到集成电路3.5逻辑电路与集成电路学案沪科版选修3_

学案5 逻辑电路与集成电路[目标定位] 1.初步了解简单的逻辑电路及表示符号.2.通过实验理解“与”、“或”和“非”门电路在逻辑电路中的结果与条件的逻辑关系，会用状态表表示一些简单的逻辑关系.3.初步了解集成电路的作用及发展情况．一、“与”门电路如图1所示，两个开关A、B串联起来控制同一灯泡Z，显然，只有A“与”B同时闭合时，灯泡Z才会亮．在这个事件中，“A、B同时闭合”是条件，“灯泡Z亮”是结果．那么：图1(1)事件的两个条件需满足几个，事件才能发生？(2)在下表中填写对应条件下事件的结果(灯泡Z是亮还是熄)．(3)0，把上面表格用1、0表示．[要点总结]1．“与”逻辑关系：如果一个事件的几个条件__________后，这个事件才能发生，我们把这种关系叫做“与”逻辑关系．2．“与”门：具有____________关系的电路称为“与”门电路，简称____________．3．符号：，其中“&”表示“________”“________”的意思，象征着：只有A 与B两个输入端都是1时，输出端才是1.4．“与”门电路状态表例1 (多选)两个人负责安装一个炸药包，然后启爆，两个人分别控制两个相串联的开关．只有当两个人都撤出危险区，在安全区把开关接通时，炸药包才能爆炸．如果有一个人未撤出危险区，开关没有接通，炸药包就不能启爆，这就是“与”的概念．如果用“0”表示不启爆，“1”表示启爆，用符号“×”表示“与”的运算符号，则下列运算式正确的是( ) A．0×0＝0，表示二人都不启爆，炸药包不爆炸B．0×1＝1，表示一人不启爆，另一人启爆，炸药包爆炸C．1×0＝1，表示一人启爆，另一人不启爆，炸药包爆炸D．1×1＝1，表示二人都启爆，炸药包爆炸二、“或”门电路如图2所示，两个开关A、B并联，控制同一灯泡Z，在这个电路中，A“或”B闭合时，灯泡Z亮．图2(1)条件A、条件B满足几个时，事件就能发生？(2)在下表中填写对应条件下事件的结果(灯泡Z是亮还是熄)．(3)0，把上面表格用1、0表示．[要点总结]1．“或”逻辑关系：如果几个条件中，只要有________条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系．2．“或”门：具有____________关系的电路叫做“或”门．3．符号：，“≥1”表示：A、B输入数字之和必须大于或等于________．4．“或”门电路状态表例2 两只晶体二极管组成如图3所示电路，A、B为输入端，Y为输出端，当A或B接高电势时，Y端电势为正，那么该电路是什么逻辑电路．图3三、“非”门电路如图4所示，当开关A接通时，灯泡Z被短路而不亮；当开关A断开时，灯泡Z是通路而被点亮．图4(1)条件A和事件Z之间的关系如何？(2)在下表中填写对应条件下事件的结果(灯泡Z是亮还是熄)．(3)如果把开关的“通”记为10，把上面表格用1、0表示．[要点总结]1．“非”逻辑关系：输出状态和输入状态呈________的逻辑关系叫“非”逻辑关系．2．“非”门：具有____________关系的电路叫做“非”门电路．3．符号为，其中矩形右侧小圆表示数字“0”，它与数字“1”象征着：输入端为1时，输出端是________．4．“非”门电路状态表例3 下面为一逻辑门电路的真值表，试判断这是一个什么类型的逻辑门电路( )A.“与”门C．“或”门D．“与非”门四、复合门电路1．“与非”门一个“与”门电路和一个“非”门电路组合在一起，组成一个复合门电路，称为“与非”门，如图5所示．图5其状态表为2.“或非”门一个“或”门电路和一个“非”门电路组合在一起，组成一个“或非”门，如图6所示．图6其状态表为例4 如图7所示，低电位报警器由两个基本的门电路与蜂鸣器组成，该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才会发出警报．其中( )图7A．甲是“与”门，乙是“非”门B．甲是“或”门，乙是“非”门C．甲是“与”门，乙是“或”门D．甲是“或”门，乙是“与”门1．(门电路的判断)下面为一逻辑门电路的状态表，试判断这是一个什么类型的逻辑门电路( )A.“与”门C．“或”门D．“与非”门2．(门电路的理解)在逻辑门电路中，若输入信号中至少有一个为“1”，则输出为“1”的逻辑门电路是( )A．“与”门电路B．“或”门电路C．“非”门电路D．都不可能3．(门电路的理解)隧道里有一个警报器，在隧道的两端各有一个开关，在出现危险时要求不论接通哪一个开关都能使警报器报警，那么应设计的电路为( )A．“与”门电路B．“或”门电路C．“非”门电路D．上述答案都有可能答案精析知识探究一、(1)两个条件都满足(2)熄熄熄亮(3)要点总结1．都满足2．“与”逻辑“与”门3．和与典型例题例1 AD [只有所有条件都满足才能爆炸，有一个不满足不能爆炸，属“与”逻辑关系．] 二、(1)满足两个条件中的一个(2)熄亮亮亮(3)要点总结1．一个2．“或”逻辑3．1典型例题例2 “或”逻辑电路解析根据二极管的特点，只要在二极管上加上正向电压，则二极管即可导通．由题中电路结构可知，D1、D2两个二极管只要有一个导通，或者两个都导通，则整个电路就会导通，因此该电路是符合“或”逻辑关系的门电路．三、(1)条件A满足，事件Z不发生，二者总是相反关系．(2)亮熄(3)要点总结1．相反2．“非”逻辑3．0典型例题例3 B [由该逻辑门电路的真值表可以看出输出端与输入端是相反的关系，故选B.] 四、典型例题例4 B [由题图知乙为“非”门，如果蜂鸣器发出警报表明乙的输入端为低电压，即甲的输出端为低电压，而此时甲的输入端为低电压，故甲为“或”门或“与”门．若甲为“与”门，则甲的输入端为高电压时，蜂鸣器也发出警报，与题意不符，故甲为“或”门电路，故B正确．]达标检测1．B 2.B 3.B。

高中物理第3章从电表电路到集成电路2研究电流、电压和电阻沪科31沪科3

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在微观角度上，电流和导体中自由电荷的密度，电荷的电荷量以及定向移动速率有关，还与导体的横截面积有关．
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2.铜的相对原子质量为 m，密度为 ρ，每摩
尔铜原子有 n 个自由电子，今有一根横截面积为 S 的铜导线，
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[解析] 金属导体中的自由电子在电场力作用下做定向移动的过程中，电场力做功使电子动能增大．电子与原子实碰撞形成了对电子定向移动的阻碍作用．在碰撞中使原子实的振动加剧，从而使导体的温度升高，而不是因为温度升高才导致出现了“阻碍”而形成电阻．
[答案] BD
二价正离子和 1.0×1019 个一价负离子从相反方向通过某截面，
那么通过这个截面的电流是( )
A．0
B．0.8 A
C．1.6 A
D．3.2 A
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解析：选 D．由于电解液中正、负两种离子的定向移动形成电流，故 1 s 内流过某截面的电量为正、负离子所带电量的绝对值之和，即 Q＝(5×1018×2＋1.0×1019)×1.6×10－19 C＝3.2 C，故通过这个截面的电流为 I＝Qt ＝31.2 A＝3.2 A．
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思想方法——等效电流的求解方法等效电流的形成可以是电荷转动通过某一截面，也可以是平动经过某一截面，根据电流的定义，只要电荷发生定向移动就可以看做产生了电流，而等效电流的计算要紧抓电荷定向移动方向上的一个截面，看时间 t 内通过这个截面的电荷量的数值 Q，可由 I＝Qt 计算．

高中物理第3章从电表电路到集成电路 3.2 研究电流、电压和电阻学案沪科版选修31

3.2 研究电流、电压和电阻1．电场与电路(1)电流①定义：物理学中把流过导体某一横截面积的电荷量Q跟所用时间t的比值I叫做电流。

②定义式：I＝Q/t。

③单位：安培(A)常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)；换算关系：1 A＝1_000 mA＝106μA。

④电流的方向：电流的方向规定为正电荷定向移动的方向。

电流虽然有方向，但该方向不是空间方位，所以电流不是矢量，是标量。

⑤物理意义：反映电流强弱的物理量。

(2)电流的形成不同导体中形成电流的自由电荷是不相同的。

金属导体中的自由电荷是自由电子。

电解质溶液中的自由电荷是正、负离子。

电离气体中的自由电荷是正、负离子和电子。

电荷是在电场力作用下发生定向移动形成电流。

预习交流1已知电子的电荷量为e，氢原子的电子在原子核的静电力吸引下做半径为r，速率为v 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？答案：假想电子绕核运动的轨迹就是一个环形导体，在运动的轨迹上任取一截面，则在一个周期内只有一个电子通过这个截面，由于电子电荷量题目已经给出，只要求出电子运动的周期，就可以根据电流的定义求解。

根据圆周运动的知识可知，电子运动的周期为T＝2πr/v，因此所求电流为I＝e/T＝ev/2πr。

2．电路中的电压与电势降落(1)沿电流方向上的任意两点间的电势差就是电压。

(2)沿电流方向电势是逐渐降低的。

3．电阻是怎样形成的(1)在金属导体中，除了有大量的自由电子外，还有晶体结构点阵上的金属原子。

我们把失去一些核外电子的金属原子叫做原子实。

(2)金属导体中的自由电子，在电场力作用下做定向运动的过程中，自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞形成对电子定向运动的阻碍作用，是“电阻”产生的根本原因，也是电阻元件在通电时发热的原因。

(3)纯金属电阻的阻值与温度间的关系：R ＝R 0(1＋αt )，式中R 表示金属在t _℃时的电阻，R 0表示金属在0_℃时的电阻值，α叫做电阻的温度系数。

2022学年高中物理第3章从电表电路到集成电路2研究电流电压和电阻课件沪科版选修

以通过其电阻的变化来测定温度。则当B偏转的角度最大时,应是
(
)
A.物体的温度最高
B.物体的温度最低
C.由变阻器R的接法来确定温度最高还是最低
D.由变阻器的接法和电源的正负极性来确定温度最高、最低
解析:B偏转的角度最大时,回路的电阻最小,电阻丝的电阻率最小,
温度最低,故选B。
答案:B
探究
当堂检测
欧姆定律的理解与应用
电场力作用而定向移动形成电流。(对整体而言)
②电子定向移动的速率,其大小与电流有关,一般的数量级为10-5
m/s。(对每个电子而言)
③电子热运动速率,任何微观粒子都做无规则运动,其速度与温度
有关,在常温下金属中自由电子做无规则热运动的平均速率约为
1×105 m/s。
练一练
(多选)关于电流的概念,下列说法正确的有(
速率v0与金属导体的温度有关,它与电流无关,选项A错误。当n为
单位体积内的自由电子数时,I=nqSv;当n为单位长度内的自由电子
数时,I=nqv,选项B错误,选项D正确。
答案:D
探究
当堂检测
4.北京正、负电子对撞机的储存环是周长为240 m的圆形轨道,当
1
环中电流为10 mA时,若电子的速度是光速的 10 ,则在整个环中运
D正确。
答案:D
三、电阻是怎样形成的
1.电阻的形成
(1)原子实:失去一些核外电子的金属原子。
(2)电阻形成的原因:自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞,产生对
电子定向移动的阻碍作用,这是电阻产生的根本原因。
(3)电阻通电发热的原因:自由电子与原子实碰撞,将它的一部分
动能传递给原子实,原子实振动加剧,温度升高。

【精选课件】沪科版高中物理3.2 探究电流、电压和电阻的成因沪科版选修3-1课件.ppt

负离子定向运动形成，则在2 s内通过截面的总电荷量应为：q＝1.6×10－19×2×1.0×1019 C＋1.6×10－ 19×1×2.0×1019 C＝6.4 C．由电流的定义式知：I＝ q/t＝(6.4/2)A＝3.2 A.
答案：D
4．下列说法中错误的是
()
A．电流通过导体时，沿电流的方向电势逐渐降低
答案：C
2．关于电流的概念，下列说法中正确的有
() A．导体中有电荷运动就形成电流 B．电流是一个矢量，其方向就是正电荷定向运动的方向 C．在国际单位制中，电流是一个基本物理量，其单位安培是基本单位 D．对于导体，只要其两端电势差为零，电流也必为零
解析：导体中有大量的自由电子，总在不停地做无规则运动，没有定向运动，在一段时间t内，通过导体某一截面的电荷是双向的，其数值又是相等的，电流为零，故A错．电流是一个标量，因为其运算不符合矢量运算法则．为了便于研究电流，人们规定正电荷定向运动的方向为电流的正方向，以区别于负电荷的定向运动，故B错．在国际单位制中，共有七个基本量，电流便是其中之一，故C正确．对于导体，其两端电势差为零时，导体内无电场，电子不能定向运动，故电流为零，D正确．
t 成_反__比__的关系，同时电流也不是由 Q 和 t 所决定的．
而 I＝UR表示了电流与电压的正___比__关系和与电阻的_反__比__关系．
五、电阻 1．电阻R反映导体对电流的阻碍作用，它等于导体
两端的电压与通过导体的_电__流__大__小__之比． U
2．公式：R＝__I __.
3．单位：电阻的单位为_欧__姆__(_Ω_)_或__千__欧__(_k_Ω_)_或__兆__欧__ (_M__Ω__) ，其关系为：1 kΩ＝ _1_0_3 Ω，1 MΩ＝ 1_0_6_ Ω.

高中物理第3章从电表电路到集成电路 3.2 研究电流、电压和电阻教案沪科版选修3-1-沪科版高

探究决定导线电阻的因素一、教材分析本节课是一节实验探究和理论探究课。

从研究方法上讲，本节内容是表达和渗透物理学研究方法的经典案例。

如何通过两种探究方案进一步培养学生探究能力，使学生逐渐掌握科学的探究方法，对学生今后的发展尤为重要。

二、教学目标1、知识目标①知道电阻定律及其表达式；②了解导体电阻率的概念，知道常见金属导体电阻率的大小的排序；③了解导体的电阻率与温度有关。

2、能力目标①通过探究导体电阻与材料、长度及横截面积的定量关系，掌握科学的探究方法，体验科学的探究过程。

②学习实验数据的处理方法，发展思维能力。

3、情感、态度与价值观目标①通过实验探究，培养实事求是、尊重客观规律的态度；②通过小组交流与讨论，培养学生合作与交流的团队精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，养成在合成中既坚持原那么又尊重他人的品质。

③通过对相关科技问题的讨论学习，增强将物理知识应用于实际的意识，加强对学生的人文教育。

三、教学重点难点重点：探究电阻定律的定量关系是这节课的教学重点。

难点：如何设计合理可行的实验方案是本节课的难点。

关键：如何引导学生设计实验方案，如何引导学生建立理论分析的物理模型是关键。

四、学情分析我将首先设置问题情境，引导学生猜想影响电阻的可能因素；然后通过学生自主探究和分组合作交流实验方案；最后师生共同交流归纳结论来突出教学的重点；通过设置情境引导学生建立物理模型化解学生进行理论分析的难点；通过引导学生复习电阻串并联知识及控制变量法，充分运用学生已有知识分解实验探究的难点。

五、教学方法本节课我将采用“导、探〞式教学方法。

“导〞：即教师通过设置情境和问题，引导学生提出探究方案，发挥主导作用；“探〞：即学生自主探究。

六、课前准备“220V，100W〞和“220V，25W〞的2只白炽灯泡七、课时安排 1课时八、教学过程〔一〕预习检查、总结疑惑〔二〕情景引入、展示目标情境一：展示一组简单的串联电路，请学生思考导体的电阻可能与什么因素有关？情境二：展示一组简单的并联电路，请学生思考导体的电阻可能与什么因素有关？情境三：教师提供“220V，100W〞和“220V，25W〞的2只白炽灯泡，请学生观察。

沪科版课件高中物理选修3-13.2研究电流、电压和电阻

【解析】
注意正确理解电流形成的条件及三种速率的区
别．要有持续电流必须有电压，A不对．导体中形成电流其原因是在导体两端加上电压，于是在导体内形成了电场，导体内的自由电子将在电场力作用下定向移动形成电流，B正确．
电流的传导速度等于光速，电子定向移动的速率很小，C不
对．
在形成电流时电子定向移动，并不是热运动就消失了，其
②自由电子定向移动的速率是 v，因此在时间Δt内，位于以截面S为底、长l＝vΔt的这段导线内的自由电子都能通过截面 (如图)．这段导线的体积V＝Sl＝SvΔt，所以Δt内通过截面S的自由电子数为N＝nV＝nSvΔt 综上可知，A、C正确．
【答案】
AC
q 1.电流的微观表达式 I＝nqSv 也是由 I＝ t 推导而来． 2．本题分析②中的思想方法具有很普遍的意义；对空气流、水流等连续质点流同样适用，应予以体会．
(2)导体两端存在电压导体两端的电压使导体中形成电场，电荷在电场力的作用下发生定向移动而形成电流．导体两端的电压是瞬间的，在导体中形成瞬间电流；导体两端的电压是持续的，就在导体中形成持续的电流．导体两端没有电压，自由电荷做无规则的热运动，没有定向移动，也就
没有电流．电源可在导体两端保持持续的电压．
成电流．
1．基本定义
电压：沿电流方向上的任意两点间都有电势差，这就是电路中的电压．电阻：导体具有的对电流阻碍作用的性质叫电阻． 2．要点剖析
(1)同一电流通过电阻越大的导体，导体两端的电压越大．
(2)电路中导线的电阻很小，一段导线两端的电压也很小，通常认为一段导线两端的电压为零．
(3)一段金属导体的电阻随温度的升高而增大，具体规律为
【答案】 D
q 本题除了考查公式 I＝ t 的应用外，还考查一定的化学知识，即学生必须弄清楚铜离子和硫酸根离子的电荷量，此外还要注意通过横截面的总电荷量应等于正、负电荷绝对值的和．