高中物理人教版选修3-3教案 恒定电流
高中物理人教版选修3-3教案恒定电流
恒定电流全章内容本章是在初中的基础上加以充实和提高．初中主要有欧姆定律，串并联电路，电功和电热．提高部分有电阻的测量，半导体和超导，电阻定律．新加的内容闭合电路欧姆定律，电流表和电压表的原理．新加的习题有含电容的电路，复杂的串并联电路，非纯电阻电路．本章的各种实验较多，为此专门有一个实验教案，另外单独列出．单元划分本章可分为六个单元:第一单元：第一节、第二节、第三节、第四节；第二单元：第五节；第三单元：第六节；第四单元：第七节、第八节．全章教学要求(一) 欧姆定律教学要求●使学生了解电流形成的条件，掌握电流的概念．●掌握电阻的概念．●掌握欧姆定律．●了解导体的伏安特性曲线．教学重点欧姆定律．教学方式自学和讨论相结合教学过程一、电流１形成电流的条件总结：导体中存在持续电流的条件：是保持导体两端的电势差．电源的作用就是保持电路两端的电势差，使电路中有持续的电流．２电流（I）为了表征电流的强弱，引入一个物理量——电流（I）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值叫做电流．数学表达式：说明：电流的单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A．如果在1s内通过导体横截面的电量为1C，导体中的电流就是1A．另外，电流的单位还有毫安（mA），微安（μA）1 mA=10-3A1μA=10-6A３电流的方向电流可以由正电荷的定向移动形成，也可以是负电荷的定向移动形成，也可以是由正负电荷同时定向移动形成．习惯上规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向．说明：（1）负电荷沿某一方向运动和等量的正电荷沿相反方向运动产生的效果相同．金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相反．（2）电流有方向但电流不是矢量．（3）方向不随时间而改变的电流叫直流；方向和强度都不随时间改变的电流叫做恒定电流．通常所说的直流常常指的是恒定电流．４Ｉ＝nqvSn:导体内单位体积的自由电荷数；q：一个自由电荷的电量；v：电荷的定向移动速成度；S：导体的横截面积．二、欧姆定律德国物理学家欧姆最先用实验研究了电流跟电压，电阻的关系，得出了如下的结论：导体的电流强度跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比——欧姆定律．说明（1）欧姆定律的数学表达式：（2）电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω三、导体的伏安特性曲线线性和非线性四、小练习：作业布置1.阅读课文；2.完成课后练习.教后记上课以学生自学为主，效果可以．同时介绍电荷的流动速度：一根铜导线，横截面积为1.0mm2,载有1.0安电流,已知铜导线内自由电子的密度n=8.5×1028个/m3,每个电子电量为1.6×10-19C,试求:铜导线中自由电子定向移动的速度为多大? (7.4×10-5m/s)(二) 电阻定律教学要求●掌握电阻定律●掌握电阻率的物理意义教学重点掌握电阻定律．教学方式自学和讨论相结合教学仪器教学过程引子复习初中导体的电阻与导体本身的哪些属性有关．1材料 2长度3横截面积 4温度讲述电阻产生的原因,分析以上物理量可能对电阻的影响.一、电阻定律[实验]在如图所示的电路中，保持BC间的电压不变①BC间接入同种材料制成的粗细相同，但长度不相同的导线．现象：导线越长，电路中电流越小．计算表明：对同种材料制成的横截面积相同的导线，电阻大小跟导线的长度成正比．②BC间接入同种材料制成的长度相同，但粗细不相同的导线．现象：导线越粗，电路中的电流越大计算表明：对同种材料制成的长度相同的导线，电阻大小跟导线的横截面种成反比．即：导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比——这就是电阻定律．．．．． (1)式中的ρ是个比例系数.当我们换用不同材料的导线重做上述实验时会发现:不同材料的ρ值是不相同的,可见, ρ是个与材料本身有关的物理量,它直接反映了材料导电性的好坏,我们把它叫做材料的电阻率. (2)二、电阻率⑴电阻率ρ的单位由(2)式可知为:欧姆米(Ωm)各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1m,横截面积为1m2的导体的电阻.但电阻率并不由R S和L决定.⑵引导学生阅读课本上的表格三、温度对电阻率的影响各种材料的电阻率都随温度而变化.a,金属的电阻率随温度的升高而增大,用这一特点可制成电阻温度计(金属铂).b,康铜,锰铜等合金的电阻率随温度变化很小,故常用来制成标准电阻.c,当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫做超导现象,处于这种状态的物体叫做超导体.综上所述可知:电阻率与材料种类和温度有关.(对某种材料而言,只有温度不变时ρ才是定值,故(1)式成立的条件是温度不变)在温度不变时,导线的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比——这就是电阻定律．四、小练习提出问题1：改变导体的电阻可以通过哪些途径？回答：改变电阻可以通过改变导体的长度，改变导体横截面积或是更换导体材料等途径．最简单的方法是通过改变导体的长度来达到改变电阻的目的．（以P31（5）题为例介绍滑线变阻器的构造及工作原理）提出问题2:有一个长方体的铜块,边长分别为4米,2米,1米(如图所示),求它的电阻是多大?(铜的电阻率为1.7×10-8欧米).通过本例注意: R=ρL/S中S和L及在长度L中,导体的粗细应该是均匀的.提出问题3:一个标有“220V，60W”的白炽灯泡，加上的电压U是由0逐渐增大到220V，在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示，在下图中的四个图线中，可能符合实际的是（Ｂ）提出问题4：一根粗细均匀的电阻丝，当加2V电压时，通过的电流强度为4A．现把此电阻丝均匀拉长，然后加1V的电压，这时电流强度为0.5A.求此时电阻丝拉长后的长度应原来长度的几倍?（2倍）提出问题5:一立方体金属块,每边长2cm,具有5×10-6欧的电阻,现在将其拉伸为100米长的均匀导线,求它的电阻? （125欧）作业布置1.阅读课文；2.完成课后练习.教后记(三) 串并联电路教学要求●使学生理解串联电路的特点，掌握总电阻概念以及串联电路中电流，电压和电功率分配关系及应用●能根据并联电路的基本特点分析并联电路总电阻的计算公式，电流强度和功率在各支路上的分配规律●学会用电势分析简单的电路图教学重点串并联电路的基本特点．用电势分析简单的电路图（贯穿全节）教学方式自学和讨论相结合教学过程一、串联电路：把导体一个接一个地依次连接起来，所组成的电路就为串联电路．串联电路的基本特点：①电路中各处的电流相等；②电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和；串联电路的几个重要性质：根据串联电路的基本特点和欧姆定律来推导：①串联电路的总电阻：（即用一个电阻代替电路中的几个电阻，而效果相同）故：串联电路的总电阻等于各段电路中电阻之和．请学生从电阻定律的角度思考这一结论的正确性．②串联电路的电压分配：故：串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比．③串联电路的功率分配：故：串联电路中各电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比．例：把阻值不同的灯泡串联接入照明电路中，会看到阻值大的灯泡亮，表明它消耗的功率大；阻值小的灯泡暗，表明它消耗的功率小．附：电路中消耗的总功率等于各个用电器消耗的电功率之和（学生自已证明）例题分析例1：有一盏弧光灯，额定电压为40V，正常工作时通过的电流为5.0A,应该怎样把它连入220V的照明电路中?☆本例题说明：串联电阻可以分担一部分电压，使额定电压低的用电器能连到电压高的线路上使用．串联电阻的这种作用叫分压作用，作这种用途的电阻又叫做分压电阻二、并联电路：把几个导体并列地连接起来，就组成了并联电路并联电路的基本特点：①电路中各支路两端电压相等；②电路中的总电流等于各支路的电流之和．并联电路的几个重要性质：根据并联电路的基体特点和欧姆定律推导：①并联电路的总电阻：（即用一个电阻代替并联电路中的几个电阻，而效果相同）故：并联电路总电阻的倒数，等于各个导体的电阻的倒数之和．说明：如果n个阻值都是r的电阻并联，它的总电阻R=r/n并联电路的总电阻要比其中最小的电阻还要小．请学生利用电阻定律说明以上结论的正确性．②并联电路的电流分配：故：并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比．说明并联电路的分流作用．③并联电路的功率分配：故：并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比．例：把几个阻值不同的灯泡并联在照明电路里会发现电阻小的灯亮，表明它消耗的功率大；电阻大的灯泡暗，表明它消耗的功率小．并联电路习题：例1：电阻R1和R2并联在电路中，通过R1的电流强度是通过R2的n倍；则当R1和R2串联在电路中时，R1两端的电压U1和R2两端的电压U2之比（1：n ）例2：如图所示，三个阻值相同的电阻接在电路中，已知三个电阻的额定功率均为10W，则AB间允许消耗的最大功率是（ B ）A．10W B．15WC．20W D．30W作业布置补充作业1：将分别标有“100欧，4W”和“12.5欧，8W”的两个电阻并联后,接入电路,则电路两端允许加的最高电压为( 10V ),干路中允许通过的最大电流强度为( 0.9A ),这一并联电路的额定功率为( 9W)2：如图所示的电路中，三个电阻的阻值相等，电流表A1A2和A3的内阻均可不计，它们的读数分别为I1 I2和I3，则I1:I2:I3=（3：2：2 ）3：如图所示中，已知Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ3＝Ｒ4＝Ｒ5＝Ｒ．求ＡB间的总电阻.4：一个盒子里装有由导线和几个阻值相同的电阻组成的电路，盒外有4个接线柱，如图所示，已知接线柱13间的电阻是34间电阻的3倍，是14间电阻的1.5倍，接线柱24间没有明显电阻．画出盒内的电路图（用最少的电阻）教后记(四) 半导体、超导及其应用教学要求●知道半导体、超导及其应用教学方式自学为主教学过程一、简要介绍利用图片等简要介绍有关半导体、超导的知识．二、学生阅读本节以学生阅读为主作业布置1.阅读课文；2.课外了解有关内容.课后阅读超导体气体液化问题是19世纪物理的热点之一．1894年荷兰莱顿大学实验物理学教授卡麦林·昂内斯建立了著名的低温试验室．1908年昂内斯成功地液化了地球上最后一种“永久气体”──氦气，并且获得了接近绝对零度（零下273.2摄氏度，标为OK）的低温：4.25K．──1.15K ．（相当于零下摄氏度）．为此，朋友们风趣地称他为“绝对零度先生”．这样低的温度为超导现象的发现提供了有力保证．经过多次实验，1911年昂内斯发现：汞的电阻在4.2K．左右的低温度时急剧下降，以致完全消失（即零电阻）．1913年他在一篇论文中首次以“超导电性”一词来表达这一现象．由于“对低温下物质性质的研究，并使氦气液化”方面的成就，昂内斯获1913年诺贝尔物理学奖．“超导电性”现象被发现之后，引起了各国科学家的关注和研究，并寄于很大期望．通过研究，人们发现：所有超导物质，如钛、锌、铊、铅、汞等，当温度降至临界温度（超导转变温度）时，皆显现出某些共同特征：（1）电阻为零，一个超导体环移去电源之后，还能保持原有的电流．有人做过实验，发现超导环中的电流持续了二年半而无显著衰减；（2）完全抗磁性．这一现象是1933年德国物理学家迈斯纳等人在实验中发现的，只要超导材料的温度低于临界温度而进入超导态以后，该超导材料便把磁力线排斥体外，因此其体内的磁感应强度总是零．这种现象称“迈斯纳效应”．超导电性的本质究竟是什么．一开始人们便从实验和理论两个方面进行探索．不少著名科学家为此负出了巨大努力．然而直到50年人才获得了突破性的进展，“BCS”理论的提出标志着超导电性理论现代阶段的开始．“BCS”理论是由美国物理学家巴丁、库珀和施里弗于1957年首先提出的，并以三位科学家姓名第一个大写字母命名这一理论．这一理论的核心是计算出导体中存在电子相互吸引从而形成一种共振态，即存在“电子对”．1962年英国剑桥大学研究生约瑟夫森根据“BCS”理论预言，在薄绝缘层隔开的两种超导材料之间有电流通过，即“电子对”能穿过薄绝缘层（隧道效应）；同时还产生一些特殊的现象，如电流通过薄绝缘层无需加电压，倘若加电压，电流反而停止而产生高频振荡．这一超导物理现象称为“约瑟夫森效应”．这一效应在美国的贝尔实验室得到证实．“约瑟夫森效应”有力的支持了“BCS理论”．因此．巴丁、库珀、施里弗荣获1972年诺贝尔物理奖．约瑟夫森则获得1973年度诺贝尔物理奖．超导体的研究60年代以来，重心逐渐转向对超导新材料的开发方面．开发高临界温度的超导体材料将能为超导体的大规模应用创造条件．德国物理学家柏诺兹和瑞士物理学家缪勒从1983年开始集中力量研究稀土元素氧化物的超导电性．1986年他们终于发现了一种氧化物材料，其超导转变温度比以往的超导材料高出12度．这一发现导致了超导研究的重大突破，美国、中国、日本等国的科学家纷纷研究，很快就发现了在液氮温度区获（-196C．以下）得超导电性的陶瓷材料，此后不断发现高临界温度的超导材料．这就为超导的应用提供了条件．柏诺兹和缪勒也因此获1987年诺贝尔物理奖．超导电性现象被发现之后，不少人就想到了如何应用的问题．由于当时很多问题在技术上一时还难以解决，应用还只是可望不可及的事情．随着近年来研究工作的深入，超导体的某些特性已具有实用价值，例如超导磁浮列车已在某些国家进行试验，超导量子干涉器也研制成功，超导船、用约瑟夫森器件制成的超级计算机等正在研制过程中，超导体材料已经深入到科研、工业和人们的生活之中(五) 电功和电功率教学要求●使学生加深理解电功和电功率概念，并掌握各公式的运用条件及有关计算●知道在有非纯电阻元件的电路中，电功大于电热的道理教学重点区别并掌握电功和电热的计算．教学方式自学和讨论相结合教学过程一、电功初中学习电功概念是直接给出电功公式：W=UIt……………………（1）式教师引导学生用电场理论再重新分析一下上述结论．例：如图所示．电场中AB两点间的电势差为U．现有带电量+q的电荷在电场力AB作用下自A搬动到B点．电场力做多少功？W=Uq……………………（2）式如果在导体两端加上电压，导体内就建立了电场，电场力在推动自由电子定向移动时要做功，设导体两端的电压为U，通过导体横截面的电量为q．则电场力做的功为W=Uq，由q=It得W=UIt (3)说明：a．在一段电路上，电场力做的功常说成是电流做的功，简称电功．b．电功公式的物理意义：电流在一段电路上所做的功，跟这段电路两端的电压，电路中的电流强．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．度和通电时间成正比．．．．．．．．．．．C．（3）式中W，U，I，t的单位分别是焦耳，伏特，安培，秒．二、电功率为了描述电流做功的快慢，引入了一个物理量——电功率（P）．定义：电流所做的功跟完成这些功所用的时间的比值叫做电功率．数学表达式：P=W/t……………………（4）式P=UI……………………（5）式说明：a．（5）式中PUI的单位分别是瓦，伏，安．b.一段电路上的电功率,跟这段电路两端的电压和电路中的电流强度成正比.c. 用电器上一般标有电功率和电压——它们分别是用电器的额定功率和额定电压．每个用电器正常工作时所需要的电压叫做额定电压，在这个电压下消耗的功率称为额定功率.三、焦耳定律英国物理学家焦耳（1818～1889）经过长期的实验研究后指出：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方，导体的电阻和通电时间成正比——焦耳定律．说明：a.上式表明电流通过导体时要发热,焦耳定律就是研究电流热效应定量规律的．b.式中各量的单位.四、电功和电热的关系设问: 电流通过电路时要做功,同时,一般电路都是有电阻的,因此电流通过电路时也要生热.那么,电流做的功跟它产生的热之间,又有什么关系呢?1.纯电阻电路.如图所示,电阻R ,电路两端电压U ,通过的电流强度I. 电功即电流所做的功: W =UIt .电热即电流通过电阻所产生的热量: Q =I 2Rt 由部分电路欧姆定律: U =IRW =UIt =I 2Rt =Q表明: 在纯电阻电路中,电功等于电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的内能(热能).电功表达式: W =UIt =I 2Rt =(U 2/R )/t电功率的表达式: P =UI =I 2R =U 2/R2.非纯电阻电路.如图所示,电灯L 和电动机M 的串联电路中,电能各转化成什么能?电流通过电灯L 时,电能转化为内能再转化为光能.电流通过电动机时,电能转化为机械能和内能.电流通过电动机M 时电功即电流所做的功(电动消耗的电能): W =UIt电热即电流通过电动机电阻时所产生的热量: Q =I 2RtW (=UIt )=机械能+Q (=I 2Rt )表明: 在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍等于UIt ,电热仍等于I 2Rt .但电功不再等于电热而是大于电热了. UIt ＞I 2Rt电功表达式: W =UIt ≠Q =I 2Rt电功率表达式: P =UI ≠I 2R发热功率表达式: P =I 2R ≠UI五、练习例1：一台电动机，额定电压是110V,电阻是0.40欧,正常工作时通过电流为50安.求每秒钟电流所做的功.每秒钟产生的热量.例2：维修电炉时，将电阻丝的长度缩短十分之一，则修理后的电炉的功率和维修前的功率之比是（ B ）A ．9：10B ．10：9C ．10：11D ．11：10例3：如果不考虑温度对电阻的影响，一个“220V ，40W ”的白炽泡（ B D ）A ．接在110V 的线路上它的功率为20WB ．接在110V 的线路上它的功率为10WC ．接在55V 的线路上它的功率为10WD ．接在55V 的线路上它的功率为2.5W例4:有一个直流电动机,把它接入0.2V 电压的电路时,电机不转,测得流过电动机的电流是0.4A,若把电动机接入2.0V 电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A,求电动机正常工作时的输出功率多大?如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？（ 1.5W 8W ）例5:一台小型电动机,电枢电阻为20欧,接在电压为120V的电源上,求:当输入电动机的电强度为多大时 ,电动机可得到最大的输出功率?最大输出功率为多少?解:电动机为非纯电阻电路故:IU=I2R+P出P=-I2R+IU出当I=－U/2(－R)＝3(A)时电动机有最大的输出功率电动机有最大的输出功率P出＝-32×20﹢3×120＝180(W)作业布置1.阅读课文；2.完成课后练习.教后记用电器就是将电能转化成其他形式能的设备．例:电动机工作是将电能转化为机械能电热器工作是将电能转化为内能电解槽工作是将电能转化为化学能用电器将电能转化为其他形式能的过程，就是电流做功的过程．(六) 闭合电路欧姆定律教学要求●懂得电动势是为了表征电源的特性而引入的概念,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压●导出闭合电路的欧姆定律I=ε/(R+r)●研究路端电压的变化规律,掌握闭合电路中的U-R关系,U-I关系.●学会运用闭合电路的欧姆定律解决简单电路的问题.教学重点研究路端电压的变化规律,掌握闭合电路中的U-R关系,U-I关系.教学方式讲授和讨论相结合教学过程一、电动势同种电源两极间的电压相同,不同种类的电源两极间电压不同.这说明电源两极间的电压是由电源本身的性质决定的.为了表征电源的这种特性,物理学中引入了电动势的概念.电源电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.用符号ε表示,单位是伏特.电动势的物理意义：表征了电源把其它形式的能转化为电能的本领．故ε在数值上等于电路中通过1库仑电量时电源所提供的能量.二、闭合电路的欧姆定律１学生推导推导闭合电路的欧姆定律的数学表达式,并说明其物理意义.给出条件: 闭合电路中,电源电动势为ε,内电阻为r,外电阻为R,电路中的电流强度为I.提出要求: 寻找Iε R r的关系.２得出结论闭合电路里的电流强度，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比.这就是闭合电路的欧姆定律.三、路端电压随外电阻的变化规律如果把外电路电阻的数值改变了，可以肯定路端电压是会变化的。
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选修3
两个电路：串联电路和并联电路． 四个实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线、测定金属丝的电 阻率、练习使用多用电表、测定电池的电动势和内阻．
1．用类比法理解抽象概念 在电流的形成和电动势的学习中，要用类比法进行理解． 2．用能量守恒定理分析问题 能量守恒定律是物理学的重要定律，在电功、电热、功率 的学习中充分体会能量守恒定律的作用和地位． 3．用程序法分析动态电路 在处理闭合电路的动态分析问题时，要抓住电路变化的主 线，首先找到引起整个电路变化的根源，先从总体分析电路的 电阻、电流变化，然后依次分析由于这种变化造成的各个支路 上的变化．
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选
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修3
结束 语 同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成
功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没 有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，
考试加油。
复习课件
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选修3
2021/4/17
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选修压)、静电力做功的基 础上，分析和研究直流电路的基本规律．在学习中要重点掌握 七个概念、四个定律、两个电路、四个实验．
七个概念：电动势、电流、电阻、电功、电功率、电热、 热功率．
4．电学实验以课本为依据进行拓展 在探究实验中，应掌握各种仪器的原理、使用方法、注意 事项，才能以不变应万变.
2021/4/17
高中物理第2章恒定电流课件新人教版选
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休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间 休息一下眼睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动 对身体不好哦~
2021/4/17
高中物理 第二章 恒定电流 第1节 电源和电流教学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理
第1节电源和电流1．电源的作用是能保持导体两端的电压，使电路中有持续电流。
2．电流的大小为I ＝q t，方向规定为正电荷定向移动的方向。
负电荷定向移动的方向与电流方向相反。
3．恒定电流是指大小和方向都不随时间变化的电流。
一、电源1．概念在电路中把在电场力作用下移动到导体A 的电子搬运到导体B 的装置。
图2112．作用(1)在导体A 、B 两端维持一定的电势差。
(2)使电路中保持持续的电流。
二、恒定电流 1．恒定电场(1)定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。
(2)形成：导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
(3)特点：导线内的电场线与导线平行，电荷的分布是稳定的，导线内的电场是沿导线切线方向的恒定电场。
(4)恒定电场与静电场的关系：在恒定电场中，任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，因此其基本性质与静电场相同，在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系，在恒定电场中同样适用。
2．电流(1)概念：电荷的定向移动形成电流。
(2)物理意义：表示电流强弱程度的物理量。
(3)符号及单位：电流用符号I 表示，单位是安培，符号为A 。
常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)，1 A ＝103mA ＝106μA。
(4)表达式：I ＝q t(q 是在时间t 内通过导体某一横截面上的电荷量)。
(5)方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
3．恒定电流(1)概念：大小、方向都不随时间变化的电流。
(2)形成：恒定电场使自由电荷速率增加，自由电荷与导体内不动的粒子的碰撞，使自由电荷速率减小，最终表现为平均速率不变。
1．自主思考——判一判(1)电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化。
(×) (2)电源的作用就是将其他形式的能转化为电能。
(√) (3)恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场。
(×) (4)电流既有大小，又有方向，是矢量。
高二物理恒定电流教学案 人教版选修三
恒定电流新课标要求1．内容标准（1）观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。
（2）初步了解多用电表的原理。
通过实际操作学会使用多用电表。
例1 以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。
例2 以多用电表为测量工具，判断二极管的正、负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。
（3）通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。
（4）知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。
（5）测量电源的电动势和内阻。
（6）知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活、生产中的应用。
例3 观察常见电热器的结构，知道其使用要点。
（7）通过实验，观察门电路的基本作用。
初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。
（8）初步了解集成电路的作用。
关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况。
2．活动建议（1）分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I－U特性曲线，对比它们导电性能的特点。
（2）用光敏二极管和微型话筒制作楼道灯的光控-声控开关。
（3）收集新型电热器的资料，了解其发热原理。
（4）制作简单的门电路。
（5）利用集成块制作简单的实用装置第一单元部分电路（教师版）考点解读典型例题知识要点一、电流1．定义：电荷的定向移动形成电流．此处的“电荷”指自由电子、正离子和负离子．电荷有三种速率：电子热运动速率、电荷定向运动速率和电流的传导速率．电路中由电源、导线等电路元件共同形成导线内的电场，电流的形成依靠电荷定向的运动．2．电流的方向规定和正电荷定向移动的方向一致，和负电荷定向移动的方向相反．3．电流的定义式：I=q/t，（不能说正比于q，反比于t），其中q是时间t内通过导体某横截面的电量．对于电解液导电和气体导电，通过某一横截面的电量应为正、负离子电量的绝对值之和.在国际单位中电流的单位是安培(A），是国际单位【例1】如图7-1-1所示，两个截面不同，长度相等的均匀铜棒接在电路中，两端电压为U ，则( )A．通过两棒的电流强度不相等B．两棒的自由电子定向移动的平均速率不同C．两棒内的电场强度不同，细棒内场强 E１大于粗棒内部场强E２D．细棒的电压 U１大于粗棒的电压U２【例2】在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在高压 U 作用下被加速，形成电流强度为I的平均电流，设电子质量为 m ，电量为e，如果打在荧光屏上的高速电子全部图 7-1-1制中七个基本单位之一，1A=103mA=10 6μΑ4．电流的微观表达式：I=nqsv (n 为单位体积内自由电荷数，q 为单个自由电荷电量，s 为导线横截面积，v 为自由电荷 自由电荷定向运动的速率 ，(约为10 -5m/s)，上式中n 若为单位长度的自由电荷数，则I= nqv ． （例1、例2 针对练习1、2） 二、电阻1．定义：导体两端的电压和通过它的电流的比值 ．2．定义式：R=U/I3．单位：欧姆，国际符号Ω4．对电阻的理解：金属导体中的电流是自由电子的定向移动形成的，自由电子在定向移动中要跟金属离子频繁碰撞，这种碰撞阻碍了电子的定向移动，从而不断地把定向移动的动能传给离子，使离子的热运动加剧，使电能转化为内能，导体的温度升高，电阻就是表示这种阻碍作用的物理量．5．注意：对给定的导体，它的电阻是一定的，由其本身的性质决定．因此，不管导体两端有无电压，大小如何，电阻是一定的；不管导体内是否有电流流过，电流大小如何，电阻是一定的． （例3）三、电阻定律1．内容： 在一定温度下，导体的电阻跟导体本身的长度成正比，跟导体的横截面积成反比 ．2．公式：S L R ρ=，ρ为材料的电阻率，单位为欧姆米（Ω﹒m ），与材料种类和温度有关． 3．对电阻定律的理解：（1）只适用于金属导体（但其它任何材料都有对应的电阻率）． （2）因为ρ随温度而变化，故计算出的是某一特定温度下的电阻． （3）该式是电阻大小的决定式，R=U/I 是电阻的定义式． 4．金属的电阻率随温度升高而有所增加；被屏吸收．问：（1）在 t 内打到荧光屏上的电子数为多少？（2）荧光屏受到的平均作用力为多大？【例3】当电阻两端的电压变为原来的21时，流过电阻的电流减少0.5A ，则当电阻两端电压增为原来的2倍时，流过电阻的电流多大？【例4】某同学做三种导电元件的导电性质实验，根据所测数据分别绘制了三种元件的I －U 图像，图7-1-2 a 、b 、c 示 ,则下列判断正确的是 （ ）A ．只有 b 正确B ．a 、c 图曲线肯定是误差太大C ．a 、c 不遵从欧姆定律，肯定是不可能的D ．a 、b 、c 三图像都可能正确，并不一定有较大的误差【例 5】( 2000春季高考） A 、B 两地间铺有通讯电缆，长为 L ，它是由两条并在一起图 7-1-2线的斜率k ′=U/I=R ．4．适用条件：适用于金属导电和电解液导电 ，不适用气体导电 ．其实质是只适用于电流的热效应． （例5 针对练习5 ） 五、串、并联电路的特点 1．串联电路（1）电流关系：nI I I === 21．（2）电压关系：n U U U U +++= 21．（3）电阻关系：n R R R R +++= 21．（4）功率关系：U1/U2=R1/R2=P1/P2 即两个串联的电阻分电压、功率与各分电阻的值成正比 2．并联电路 （1）电流关系：n I I I I I ++++= 321．（2）电压关系：nU U U U ==== 21．（3）电阻关系：nR R R R 111121+++= ． （4）功率关系：I1/I2= P1/P2=R2/R1 即两个并联的电阻分电流、功率与各分电阻的值成反比3．分电阻和总电阻的关系当电键接通或断开，改变电路结构，或者移动滑动变阻器滑键，改变某一部分电阻时，总电阻的变化规律满足：（1）当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路中总电阻一定 增大（或减小）；（2）若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻 增大 ；若电键的通断使并联支路增多时，总电阻 减小 ；（3）如果R1+R2=恒量，则R1=R2时并联的电阻 最大 ；且R1、R2差别越大总电阻 越小 ．如图7-1-3所示，由R1、R2和R 组成双臂环路．当AR1P 支路和AR2P 支路总阻值相等时，RAB 最大；当P 滑到某端，使某一支路阻值最小时，RAB 最小．路图 （2）在正确连接的电路中，当用电器正常工作时通过电源的电流为 2.4A 试求用电器消耗的电功率与整个电路消耗的电功率之比．【例8】微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上0.3V 电压时，通过的电流为0.3A ，此时电动机不转，当加在电动机两端的电压为2.0V 时，电流为0.8A ，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率为多少？【例 9】试对图示电路图7-1-6、图7-1-7 进行简化，并指出电流表测量的对象．图7-1-8图7-1-6图7-1-72．调节范围： （1）分压电路：电压E ~0；电流LR E~0，均与 RO 无关．（2） 限流电路：电压EE R R R L L~0+；电流 LL R ER R E ~0+，均与 RO 有关． （例题11 针对练习10）典型例题答案【例1】解析：两棒是串联在电路中的，故电流相等，A 错．由 I=nqsv 知，I 、n 、e 相同，s 不同，B 对．棒内场强E=U/L,而U=IR=ρL/S,故S 小的U 大，即 U1＞U2故C 、D 也对． 答案：B 、C 、D 【例2】解析：（1）打在荧光屏上电子流的总量 Q=It ，则电子数为 n ＝ q / e=It / e ． （2）电子经电压 U 加速 21mv2=eU荧光屏受到的平均作用力 F=nmv/t=e mU I 2【例3】解析：设电阻为R ，原来两端的电压为U ， 通过电阻的电流为I ．当电阻两端电压变为U1=U/2时，通过电阻的电流变为I1=I-0.5．根据欧姆定律 I1=U1/R 即 I-0.5=U/2R ① 当电阻两端电压变为U2=2U 时， 设通过电阻的电流变为I2，同理得 I2=U2/R 即I2=2U/R ② 又 I=U/R ③ 联立①～③式，得 I2=2A ． 【例4】解析：图a 反映元件的电阻率随温度的升高而减小，图b 反映元件的电阻率不随温度的变化而变化，图c 反映元件的电阻率随温度的升高而增大，故D 对．如果题目中说明元件是金属，就只有图c 正确了．【例 5】解析：设双线电缆单位长度电阻为 r ，漏电处电阻为 R ，漏电处距 A 端 x ，则R Ａ=２rx + R 、 R Ｂ=２r(L-x) + R ，由欧姆定律得： R/(2rx+R)=UB/UA ，解得：x=RAL(UA-UB)/[(RA+RB)ＵＡ-2(RA-RB)UB] 【例 6】解析：（1）两个用电器的额定电压都是 6V ，并联后接入 6V 的电路上就能正常工作；而今电路的电压是 8V ，大于 6 v ，故应串联一个分压电阻 Rx ，使其分担2V 的图7-1-4图7-1-5电压，这个附加电阻通过的电流，应等于通过两用电器的电流之和，电路连接情况如图示．A A A I 4.03.01.0=+=Ω=Ω-==54.0/)68(/I U R x xWR U P xxx 8.02=≥（2）由于两个用电器的额定电流不同，所以不能把他们简单地串联在电路上，如果把它们串联后联入 12V 电路中，且使通过R2的电流为 0.3A （这时R2两端的电压等于 6V ) ，通过R1的电流为 0.1A （这时P1两端的电压也等于6V ) ，就必须在R1两端并联一个分流电阻Rx ，使其分去（0.3～0.1 ) A 的电流，如图所示．要使两个电器都能正常工作，Rx 的阻值和功率应分别为Rx=6V/0.2A=30Ω Px=IU=0.2×6W=1.2W 【例7】解析：（1）由于用电器功率未知，故也不知道用电器的额定电流和电阻，如将滑动变阻器接成分流器，则无法判断当滑动变阻器接人电路的阻值最大时，用电器两端电压是否小于等于 100V ，因此必须把滑动变阻器接成分压器使用，才能保证用电器正常工作，电路如图所示，设滑动变阻器的总电阻为 R ，与用电器并联的部分的电阻为 Rx 则有 I0=（U-U ０）/( R-Rx ）=2.4A 得 Rx=50Ω通过Rx 的电流 I1=U0/Rx = 100/50=2A 通过用电器的电流 I2=I0-I1=0.4A用电器的功率P2 =U0I2=U0(I0-I1)=40W 功率之比 40/(220×2.4)=5/66【例8】解析：当加 0.3V 电压时，电动机不转，可当纯电阻来处理得内阻r=0.3/0.3=1Ω当加 2.OV 电压时，电动机正常工作 P 电 =1.6 (W) ，P 热=0.8 2= 0.64 (W) P 机= P 电-P 热=0.96(W)故效率为 n= P 机/ P 电 =60℅【例 9】解析：甲图，R1的一端与R2、R3的一端通过A1相联，可以认为R1、R2、R3的一端等势，同理R1、R2、R3的另一端通过A2联接，也是等势的，故R1、R2、R3并联，A1测量的电流为流过R2、R3的电流之和，A2测量的电流为流过R1、R2的电流之和．等效电路如图（甲）所示．对（乙）图，等效电路如图（乙）所示，R2、R3无电流通过．电流表测量的是R1的电流．【例10】解析：实际生活、工作中我们常常会遇到断路与短路现象，一般可用电压表来进行检测．检查断点时，可用电压表逐段与电源电路并联，若在某一段上电压表指针不发生偏转，则该段电路中有断点．依题意可知，电源完好，而电压表测得 bd 段和 ac 段的电压为Ubd=Ucd=220V ．因此，可判断断点一定在 b 、c 两点间．所以，选项 C 、D 正确．【例11】解析：（1）灯泡的额定电流为I0=P0/U0=0.5A灯泡的电阻 R0=U0/I0=12Ω图a 示限流电路Imin=U/（R ＋R0）=0.225 A Imax= I0=0.5A ，Umin= Imin R0=2.7V ，Umax=6V故电流调节范围为 0.225～0.5A ，电压调图7-1-14图7-1-13图7-1-12图7-1-11图7-1-10图7-1-9节范围为 2.7～6V图b示分压电路，Imin=0，Imax=0.5A Umin=0 ，Umax= U0=6V（2）限流电路中 I=I0=0.5A电路中消耗的最大功率为Pmax=U I0=4.5w 分压电路中有 I0/ I′=（28-R2）/ R0 I= I0+I′=0.5＋I′I=（9-U0）=3/ R2得 I＝0.75A电路中消耗的功率为P=UI=6.75w针对练习 1．( 2003·上海高考物理卷考题）若氢原子的核外电子绕核做半径为r 的匀速圆周运动，则其角速度ω= ；电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流 I= ．（已知电子的质量为 m ，电荷量为e ，静电常量用 k 表示） 2．( 2004 苏州市调研）已知火箭发动机产生的推力 F 等于火箭在单位时间内喷出的推进剂的质量 J 与推进剂速度的乘积，即 F =Jv ．质子火箭发动机喷出的推进剂是质子，这种发动机用于外层空间中产生小的推力来纠正卫星的轨道或姿态．设一台质子发动机喷出质子流的电流I =1A ，用于加速质子的电压U=50000V ，试求该发动机的推力 F ．已知质子的质量是m=1.6×10-27kg ，电量e=1.6×0-19C ． 3．两根材料相同的均匀导线 x 和 Y , x 长为 L ，Y 长为 2L ，串联在电路中沿长度方向电势变化如图7-1-15示，则导线的横截面积之比为( )A ． 2：3B ． 1：3C ． 1：2D ． 3：14．如图7-1-16示，假如考虑温度对电阻率的影响，能较正确反映通过灯泡的电流 I 与灯泡两端电压 U 关系的图线是图中的（ ）5．如图7-1-17所示为一种加速度仪的示意图．质量为 m 的振子两端连有劲度系数均为 k 的轻弹簧，电源的电动势为 E ，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为 R ，有效长度为 L ．系统静止时滑动触头位于滑动变阻器中间，这时电压表指针恰好在刻度盘正中间． 求：（1）系统的加速度 a （以向右为正）和电压表读数 U 的函数关系式 （2）将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？（3）若电压表指针在满刻度的43位置，此时系统的加速度大小和方向如何？6．如图7-1-18所示，A 、B 两灯泡额定电压都为110V ，额定功率PA=100W ，PB=40W ，接在220V 电路上．欲使灯泡正常发光，且电路中消耗的功率最少，用以下哪种接法？7．图7-1-19示电路，滑动变阻器R0标有“15O Ω 3A ”，电阻 R 标有“50Ω 2A ”，当输人电压 UAB=20OV 时，为保证各电阻均不损坏，滑片上下移动过程中输出电压 UCD 的变化范围是 ．8．如图7-1-20示，电路由 8 个不同的电阻组成，已知R1= 12Ω，其余电阻阻值未知，则得 AB 之间的总电阻为4Ω，今将R1换成6Ω的电阻，则 AB 间的总电阻变为 Ω．9．图7-1-21示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使 A 灯 变暗， B 灯变亮，则故障可能是 （ ）图7-1-16图7-1-17图7-1-15图7-1-20 图7-1-18图7-1-19A ．R1短路B ．R2断路C ．R3 断路D ．R4短路 10．（05上海高考19）一根长为 lm 的均匀电阻丝需与一“10V 5W ”的灯同时工作，电源电压恒为100V ，电阻丝阻值R =100Ω（其阻值不随温度变化），现利用分压电路从电阻丝上获取电能，使灯正常工作．（1）在图7-1-22方框中完成所需电路；（2）电路中电流表的量程应选择 （选填0～0.6A ，或 0～3A)（3）灯正常工作时，与其并联的电阻丝长度为 m （计算时保留小数点后二位）．单元达标 1．( 2004 全国高考河南、河北理综卷考题）图7-1-23中电阻 Rl 、R2、R3 的阻值相等，电池的内阻不计．开关S 接通后流过 R2的电流是S 接通前的 （ ）A ． 1/2B ． 2/3C ． 1/3D ． 1/42．如图7-1-24所示的分压器电路，A 、B 为分压器的输出端，若把滑动变阻器的滑动片P 置于变阻器中央，下列判断正确的是 （ ）A ．空载时输出电压UAB=UCD/2B ．当接上负载 R ，输出电压UAB ＜UCD/2C ．负载R 越大，UAB 越接近UCD/2D ．负载R 越小，UAB 越接近UCD/23．( 2003上海春试题）如图7-1-25为甲、乙两灯泡的 I-U 图像．根据图像，计算甲、乙两灯并联在电压为 22OV 的电路中，实际发光的功率约为 （ ） A ．15W 30W B ．30W 40WC ．40W 60WD ．60W 100W4．有四盏电灯，如图7-1-26所示连接在电路中， 1L 和2L 都标有“ 220V ， 100W ”字样，3L 和4L 都标有“ 220V ，40W ”字样，把电路接通后，最暗的灯是（ ）A ．LlB ．L2C ．L3D ．L4图7-1-24图7-1-22图7-1-21图7-1-23图7-1-25图7-1-265．（03上海）演示位移传感器的工作原理如图7-1-27示，物体M 在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆p ，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x ．假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（ ）A ．物体M 运动时电源内的电流会发生变化B ．物体M 运动时电压表的示数会发生变化C ．物体M 不动时，电路中没有电流D ．物体M 不动时，电压表没有示数6．如图7-1-28所示的电路中，电源电动势为 6v ，当开关S 接通后，灯泡Ll 和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是 Uab ＝6V ，Uad=0， Ucd=6v ，由此可判断：（ ） A ．Ll 、L2灯丝都烧断了 B ．Ll 灯丝烧断了 C ．L2灯丝烧断了 D ．变阻器 R 断路7．（05江苏省盐城中学）家用电烙铁在长时间使用过程中，当暂时不使用时，如果断开电源，电烙铁会很快变凉，而再次使用时，温度不能及时达到要求．如果长时间闭合电源，又浪费电能．为改变这种不足，某学生将电烙铁改成如图7-1-29所示电路，其中R0是适当的定值电阻，R 是电烙铁．则 （ ）A ．若暂不使用，应断开SB ．若再次使用，应闭合SC ．若暂不使用，应闭合SD ．若再次使用，应断开S 8．（上海物理卷7题）如图7-1-30所示的电路中，闭合电键，灯L1、L2正常发光，由于电路出现故障，突然发现灯L1变亮，灯L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是（ ） A ．R1断路 B ．R2断路 C ．R3短路 D ．R4短路9．如图7-1-31所示电路中，两个电流表 Al 和 A2 的示数分别为 0.20A 和 0.30A ，当 Rl 和 R2交换位置后，两电流表的示数不变．各电流表的内阻不计，则电流表 A3 的示数为________A ．10．来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800 kV 的直线加速器加速，形成电流为1mA 的细柱形质子流，已知质子电荷e=1.60×l0-19C ，这束质子流每秒打到靶上的质子数________，假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为 n1和n2，则 nl ：n2 =__________． 211．图 7-1-32示，图像中的两条直线对应两个导体 A 、B ，求： （1）两个导体电阻之比（2）若两个导体电流相等时，导体两端电压之比图7-1-31图7-1-29图7-1-28图7-1-27图7-1-30（3）若两个导体电压相等时，通过导体的电流之比12．有一起重机用的直流电动机，如图7-1-33所示，其内阻 r =0．8Ω，线路电阻 R=10Ω，电源电压 U =150V ，伏特表示数为110V，求：（1）通过电动机的电流（2）输入到电动机的功率P入（3）电动机的发热功率PT，电动机输出的机械功率第二单元闭合电路逻辑电路（教师版）考点解读典型例题知识要点一、电动势1．电动势是反映电源通过非静电力做功把其它形式的能转化为 _电能__本领的物理量．大小由电源中非静电力的特性决定．2．电动势在数值上等于在电源内部非静电力把_1C正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功；若用E表示电动势，用W表示非静电力移送电荷q做的功，则公式为_E=W/q_．【例1】以下说法中正确的是（）A．在外电路中和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流B．静电力和非静电力都可以使电荷移动所以本质上都是使电荷的电势能减少C．在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力图7-1-33图7-1-323．电动势大小等于开路时两极间的_电压_；等于内、外电路_电压_之和． 4．电源内部也是由导体组成的，因此也有电阻，叫电源的_内电阻__． 5．电动势与电势差两个概念表面上很相似，但从做功和能量转化的角度讲它们是正好相反，电动势表征电源中非静电力做功的本领，即其它形式的能向电能转化的本领；而电势差是电路中静电力做功的本领的量度，即电能向其它能转化的情况．我们应注意二者的区别和联系． （例1 针对练习1） 二、闭合电路欧姆定律 1．（1）内容： 闭合电路中的电流强度跟电源的电动势成正比，跟内、外电路中的电阻之和成反比． （2）公式： ．（3）适用条件：纯电阻电路． 2．路端电压跟负载的关系 （1）U=E －Ir （2）U —I 关系图线如图7-2-1所示 当电路断路即 I = 0 时，纵坐标的截距为电动势 E ； 当外电路电压为 U = O 时，横坐标的截距I=E/r 为短路电流；图线的斜率的绝对值为电源的内电阻． （例2 针对练习2） 三、闭合电路的几种功率 1．电源的总功率：P 总=EI=UI ＋I2r 2．电源的输出功率：P 出= UI 电源的最大输出功率与外电路电阻的关系r R r R E R I P 4)(222+-==初图线如7-2-3所示 D ．静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加 【例2】在如图7-2-2所示的电路中，R1=2 Ω，R2=R3=4 Ω，当电键K 接a 时，R2上消耗的电功率为4 W ，当电键K 接b 时，电压表示数为4.5 V ，试求： (1)电键K 接a 时，通过电源的电流和电源两端的电压； (2)电源的电动势和内电阻；(3)当电键K 接c 时，通过R2的电流.【例3】如图7-2-4所示，定值电阻R1=R2=R ，变阻器R3的总阻值为R ，电源电动势为E ，内阻r=R/4．求： （1）电流表A 的示数的最小值 （2）电压表V 的示数的最小值【例4】(05江苏）如图7-2-5所示， R 为电阻箱，○V 为理想电压表．当电阻箱读数为 R1=2Ω时，电压表读数为 U1=4V ；当电阻箱读数为 R2=5Ω时，电压表读数为U2=5V ．求：（1）电源的电动势 E 和内阻 r ． （2）当电阻箱 R 读数为多少时，电源的图 7-2-2 图7-2-1E/r当R=r 时也即I=E/2r 时，电源的输出功率最大，Pmax=r E 42．当R ＞r 和R ＜r 时，电源有可能输出相同的功率．但效率不同． 3．电源的效率：η=P P 出×100%=E U ×100%=r R R +×100%（后式只适用于纯电阻电路）． （例3、4 针对练习3） 疑难探究四、电路的动态分析电路的变化分析就是根据闭合电路或部分电路的欧姆定律及串、并联电路的性质，分析电路中某一电阻变化而引起的整个电路中各部分电流、电压和功率的变化情况． 基本思路是“部分→整体→部分”，即首先从阻值变化的部分入手，由串、并联规律判知R 总的变化情况，再根据闭合电路欧姆定律判知I 总和U 端的变化情况，最后再根据部分电路欧姆定律和串、并联的特点判知各部分电流、电压和功率的变化情况．具体过程是：⎢⎢⎣⎡→→→→分分端总总分U I U I R R 如图7-2-6所示，当滑动片P 向下滑动时，用“↑”表示增大，用“↓”表示减小，用“→”表示因果，其分析过程如下．P 下滑：输出功率最大？最大值为多少？【例5】如图7-2-7所示，将变阻器R0的动头P 向右滑动时，分析各电表示数如何变化？【例6】如图7-2-8所示的电路中，当 Rl的滑动触头移动时（ ）A ．Rl 电流变化量大于 R3 电流的变化量B ．Rl 电流的变化量小于R3电流的变化量C ．R2电压的变化量大于路端电压的变化量D ．R2电压的变化量小于路端电压的变化量图7-2-4图7-2-6图7-2-5图7-2-7 图图7-2-3↓↑→↑→→⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡↑↓↓→→↓↑→↑→→3223113I I U U U I I R R 总总(例5、6 针对练习4、5 ) 五、含电容电路的分析方法分析和计算含有电容的直流电路时，需注意以下几点：1．电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在此支路中的电阻无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压．2．当电容器和电阻并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联电阻两端的电压相等．3．电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电．如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电．对含有电容器的电路计算应给予充分重视，解决这类问题，要认清电容器与谁并联，电容器的极板间电压等于电路中哪两点间的电压；当电路变化时，极板间电压怎样变化，带电量如何变化，是充电还是放电，充放电电流通过的是哪个回路等．（例7、8 针对练习6） 六、简单的逻辑电路1．如果有一个事件的几个条件都满足后该事件才能发生，我们把这种关系叫做“与”逻辑关系，具有“与”逻辑关系的电路称为与门电路．简称“与”门．2．若几个条件中只要有一个条件得到满足某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系，具有“或”逻辑关系的电路称为或门电路．简称“或”门．【例7】竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按如图7-2-9所示的电路图连接．绝缘线与左极板的夹角θ．当滑动变阻器R 的滑片在 a 位置时，电流表的读数为I1，夹角为θ1；当滑片在b 位置时，电流表的读数为I2，夹角为θ2，则（ ） A ．θ1＜θ2 ，I1< I2 B ．θ1>θ2 I1> I2 C ．θ1 =θ2 ，I1 = I2 D .θ1<θ2 I1= I2【例8】如图7-2-10所示，电源电动势 E =9V , 内电阻r= 0.5Ω，电阻 R1 =5.0Ω、 R2= 3.5Ω、 R3 = 6.0Ω、R4= 3.0Ω，电容 C = 2.0μF ．当电键 K 由与 a 接触到与 b 接触通过R3的电量是多少？图7-2-9“与”门的真值表“与”门符号图7-2-10图7-2-83．输出状态和输人状态呈相反的逻辑关系，叫做“非”关系，具有“非”逻辑关系的电路被称为非门电路．简称“非”门． 4．一个与门电路和一个非门电路组合在一起，做成一个复合门电路，称为“与非”门．5．一个或门电路和一个非门电路组合在一起，做成一个“或非”门．【例9】在举重比赛中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲为主裁判，乙、丙为副裁判，当主裁判和一名以上（包括一名）副裁判认为运动员上举合格后，才可发出合格信号．试列出真值表．【例10】如图7-2-11所示为检测某传感器的电路图．传感器上标有“3V 、0．9W ”的字样（传感器可看做一个纯电阻），滑动变阻器R0上标有“10Ω、1A ”的字样，电流表的量程为0．6A ，电压表的量程为3V ．求：(1)传感器的电阻和额定电流．(2)为了确保电路各部分的安全，在a 、b之间所加的电源电压最大值是多少? (3)如果传感器的电阻变化超过标准值1Ω，则该传感器就失去作用．实际检测时，将一个恒压电源加在图中a 、b 之间，闭合开关S ，通过调节R0．来改变电路中的电流和R0两端的电压．检测记录如下： 电压表示数U/N 电流表示数I/A第一次 1．48 0．16 第二次0．910．22若不计检测电路对传感器电阻的影响，你认为这个传感器是否仍可使用?此时a 、b 间所加的电压是多少？图7-2-11“或非”门符号 “非”门符号“与非”门真值表“非”门的真值表 “或”门的真值表“或”门符号 “与非”门符。
高中物理选修31恒定电流PPT教案
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一、电 阻
1、定义：导体两端的电压与通过导体的电流 大小的比值。
2、物理意义：反映了导体对电流的阻碍作用
3、公式 ：
R U U （R只与导体本身性质有关） I I
4、单位：国际单位制中 欧姆（Ω）
千欧（ kΩ ） 兆欧（ MΩ ）
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二、欧姆定律
１．内容：导体中的电流I跟导体两端的 电压U成正比，跟导体的电阻成反比．
常数NA=6.62×10 23mol-1，电子的电量
e=-1.6 × 10 -19 C 。
求:铜导线中自由电子定向移动的速率
答案：
v sv
v
IM
SN Ae
7.5105 m /
s
vt
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思考题
如果认为电子的定向运动速率就 是电流的传导速率，和我们的生活 经验是否相符？怎样解释？
电子定向移动的速率约10 -5 m/s， 电子热运动的平均速率10 5 m/s， 电场的传播速率3×10 8 m/s.
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．
电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中 有持续的电流．
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思考题
我们在上一章中曾经得出结 论:在静电平衡时,导体内部的场 强为零,导体上任意两点之间的电 势差为零(等势体).这与我们现在 的说法有矛盾吗?为什么?
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在导体的两端加上电压，导体 中才有电流.
导体中的电流跟导体两端的电 压有什么关系呢？
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实验电路
测量电路:
测导体A的
V
电流、电压
选修31第二章恒定电流教案.doc
第二章、恒定电流第一节、导体中的电场和电流 （1课时）一、教学目标 （一） 知识与技能1 •让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立 2. 知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流3. 从微观意义上看电流 的强弱与自由电子平均速率的关系。
（二） 过程与方法通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理 解。
（三）情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识， 勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
三、重点与难点：重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不 同的概念。
四、教学过程（一） 先对本章的知识体系及意图作简要的概述（二） 新课讲述----第一节、导体中的电场和电流 1 •电源:先分析课本图2。
1-1说明该装置只能产生瞬间电流（从电势差入手）【问题】如何使电路中有持续电流？（让学生回答一电源）类比：（把电源的作用与抽水机进行类比 ）如图2 — 1,水 池A B 的水面有一定的高度差， 若在A 、B 之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A 运动到水池A 、B 之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能 有一个瞬时水流。
教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢？让学生回答：可在A B 之间连接一台抽水机，将水池 中的水抽到水池 A 中，这样可保持 A B 之间的高度差， 归纳： 电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置 ）2•导线中的电场：结合课本图2。
1-4分析导线中的电场的分布情况。
导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果场，可将该电场分解为两个方向： 沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动,流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集， 从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。
高二物理人教版选修3-1教案 恒定电流
第二章恒定电流泰安二中刘焕生李玉恩1、欧姆定律一、教学目标1．知识目标：（1）理解产生电流的条件；掌握电流强度的定义、公式，并应用于实际问题；了解直流电和恒定电流（2）熟练掌握欧姆定律及其表达式I=U/R，明确欧姆定律的适用条件。
（3）知道电阻的定义及定义式R=U/I；（4）使学生正确理解伏安特性曲线的物理意义2．能力目标：（1）理解掌握科学研究中的常用方法——控制变量方法，培养学生依据实验，分析、归纳物理规律的能力（2）培养学生应用电流强度、欧姆定律知识解决实际问题的能力。
（3）逐步掌握用数形结合的解题能力。
3．物理方法教育目标：1．通过定律由实验得出的演绎，加强学生对实验的重视，培养学生严谨求实的科学态度2．通过可采用图象来处理实验数据，渗透数学思维，同时在处理数据的过程中，培养学生尊重客观规律的优良品质。
二、教学重点、难点分析1．重点：欧姆定律的理解2．难点：电阻的伏安特性曲线3．疑点：由电阻定义式R=U/I，少数学生会产生电阻由电压和电流决定的想法。
4．解决方法：对重点和难点的解决有（1）有条件的学校采取通过学校分组实验→数据分析→结论，加强感性认识，有利于定律的理解。
（2）关于电阻伏安特性结合数学知识，并尽可能举实例加强对知识的深化。
（3）关于疑点的出现，这是正常的，教师应借此机会，巧妙为下节课电阻定律作铺垫。
三、教学方法：实验演示，启发式教学四、教具：小灯泡、干电池电线若干。
伏特表（演示）安培表（演示）滑动变阻器学生电源待测电阻（约10Ω～30Ω两只）晶体二极管导线若干电键五、教学过程：（一）引入新课前面我们已学习了电场，电场对放入其中的电荷有力的作用，促使电荷移动，知道电荷的定向移动形成电流。
由于电流与我们生活很密切，所以我们有必要去认识它，这节课我们将在初中的基础上对电流作进一步了解。
【板书】第一节欧姆定律（二）进行新课【板书】1、电流众所周知，人们对电路知识和规律的认识与研究，也如对其他科技知识的认识与研究一样，都经历了漫长的、曲折的过程。
人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流精品教案
人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流精品教案（整套）电源和电流［要点导学］1. ________________________________________ 能把电子从正级搬运到负级的装置是 ____________________________________________ 。
2•恒定电场：导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
尽管导线中的电荷在运动，但有的流走，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会随时间变化。
这种由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称为恒定电场。
3•形成电流的必要条件：（1）要有能自由移动的_____ 。
在导体中存在着大量的能自由移动的电荷，如金属导体中的 _______ ，电解液中的________ 等。
（2）导体两端有 _____ ，即能产生驱使电荷作定向移动的作用力一一电场力。
电源的作用就是保持导体两端的电压，从而使电路中有持续的电流。
4•电流的定义：通过导体横截面的电量跟所用时间的比值叫电流，表达式匸q/t。
电流的单位：安（A），1A = 1C/S,常用单位还有毫安（mA）、微安（卩A），1A=103mA=106卩A。
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之一。
5. 电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
在金属导体中，电流方向与电子定向移动的方向 ______ 。
但电流是标量，电流的方向表示的是电流的流向，电流的叠加是求代数和，而不是矢量和。
6. 恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流。
7. 电流的微观表达式：匸nqvS。
其中，n是导体每单位体积内的自由电荷数，q是每个自由电荷的电量，v是导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率，S是导体的横截面积。
A G 匚Df I 1K图12-1-1推导过程如下：如图12- 1- 1所示，在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取截面B和C,设导体的截面积为S,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个电荷的电量为q,电荷的定向移动速率为v,则在时间t内处于相距为vt的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C。
高中物理选修3-1恒定电流教案
第二章恒定电流第10节实验：测定电池的电动势和内阻【课前准备】【课型】新授课【课时】1课时【教学三维目标】（一）知识与技能1.知道测定电源的电动势和内阻的实验原理，进一步感受电源路端电压随电流变化的关系.2.掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法.3.学会根据图象合理外推进行数据处理的方法.（二）过程与方法尝试分析电源电动势和内阻的测量误差，了解测量中减小误差的方法.（三）情感态度与价值观1.使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神.2.培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣.【教学重点难点】重点：利用图线处理数据难点：如何利用图线得到结论以及实验误差的分析【教学方法】实验、讲解、探究、讨论、分析【教学过程】【复习引入】【问题】闭合电路的欧姆定律内容？表达式？【回答】闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，这就是闭合电路的欧姆定律，表达式：E=U+Ir【问题】现在有一个干电池，要想测出其电动势和内电阻，需要什么仪器，采用什么样的电路图，原理是什么？新课教学10 实验：测定电池的电动势和内阻一、实验原理【展示】方法一、伏安法测电源电动势E , 内电阻r由闭合电路的欧姆定律E=U+Ir得，用电压表路端电压U、电流表测电路中电流I , 改变滑动变阻器滑片的位置，测出两组U 和I 相应的数值便可得到，电源电动势E , 内电阻r.方法二、用电流表、电阻箱测电源电动势E , 内电阻r由闭合电路的欧姆定律E=IR+Ir 得，用电流表测出电路中的电流，调节电阻箱的旋钮，改变电路中的电阻，测出几组R 和I 相应的数值便可得到，电源电动势E , 内电阻r.方法二、用电流表、电阻箱测电源电动势E , 内电阻r由闭合电路的欧姆定律r RU U E +=得，用电压表测出电阻箱两端的电压，调节电阻箱的旋钮，改变电路中的电阻，测出两组R 和U 相应的数值便可得到，电源电动势E , 内电阻r.【过渡】根据以上原理均可测得电源电动势E , 内电阻r ，以伏安法为例，具体测量二、实验方法实验目的：伏安法测电源电动势E , 内电阻r实验原理：E=U+Ir实验器材：被测电池、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导线、坐标纸.电路图实验步骤：（1）确定电流表、电压表的量程，按照电路原理图把器材连接好.（2）把滑动变阻器滑片移到电阻最大的一端.（3）闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组电压表和电流表的读数，用同样方法测量并记录几组I 、U 值.（4）断开电键，整理好器材.（5）数据处理：在坐标纸上作U －I 图，求出E 、r.注意事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻应选大些(选用已使用过一段时间的干电池)；2．在实验中不要将I 调得过大，每次读完U 和I 的数据后应立即断开电源，以免干电池在大电流放电时老化现象严重，使得E 和r 明显变化．3．测出不少于6组I 、U 数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，类似于逐差法，要将测出的I 、U 数据中，第1和第4组为一组，第2和第5组为一组，第3和第6组为一组，分别解出E 、r 值再求平均．4．干电池内阻较小时，U 的变化较小，此时，坐标图中数据点将呈现如图 (甲)所示的状况，使下部大面积空间得不到利用．为此，可使纵坐标不从零开始而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I 必须从零开始)，如图 (乙)所示，并且把纵坐标的比例放大，可使结果的误差减小．此时图线与横轴交点不表示短路电流而图线与纵轴的截距仍为电动势．要在直线上任取两个相距较远的点，用r ＝IU ∆∆ ，计算出电池的内阻r .三、数据处理实验数据的处理是本实验中的一个难点.原则上，利用两组数据便可得到结果，但这样做误差会比较大，为此，可以多测几组求平均，也可以将数据描在图上，利用图线解决问题.图线的纵坐标是路端电压U ，横坐标是电流I ，实验中至少得到5组以上实验数据，画在图上拟合出一条直线.要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度.将图线两侧延长，纵轴截距点意味着断路情况，它的数值就是电源电动势E .横轴截距点（路端电压U =0）意味着短路情况，它的数值就是短路电流rE . 说明：①两个截距点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的.②由于r 一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小.为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始(横坐标I 必须从零开始)，这时图线在纵轴上的截距仍为电源电动势,而图线在横轴上的截距不再是短路电流，电源内阻r 由IU ∆∆求得，计算r 时选取直线上相距较远的两点求得.【拓展】作U —I 图象的几个原则：（1）适当选择横坐标、纵坐标的单位的比例和坐标起点.坐标的起点不一定通过零点，图线在坐标系中应尽可能占有较大的空间，不要使图线偏于一边或一角.标度能反映读数的准确程度，坐标的最小分格至少与实验数据中最后一位准确数字相当.(2)描绘图线时，应尽可能使实验数据点通过或均匀地分布在光滑图线的两侧.对于个别离图线较远的点，误差很大，应舍弃.误差分析【问题】选用电路图时，有甲乙两种电路图，原则上也是可以的，那么我们在做实验时是否两个都可以，还是哪一个更好？为什么？（甲图）1、误差来源：电压表的分流2、测量值与真实值比较：设电动势为E ′，内电阻为r ′；E ′＝r R U I U V)(111++′ E ′＝r R U I U V )(222++′ 解得：）＋（）＝＋）（－－＝（VV 211221R r 1R r 1I I U I U I '''E E ）＋（）＝＋（－－＝VV 2112R r 1r R r 1I I U U r ''' 由此可知测量值E 、r 均比真实值偏小，但r ′＜＜R V ，故误差很小。
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第二章、恒定电流第一节、导体中的电场和电流（1课时）一、教学目标（一）知识与技能1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量--- 电流3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
（二）过程与方法通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。
（三）情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
三、重点与难点：重点：理解电源的形成过程及电流的产生。
难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。
四、教学过程（一）先对本章的知识体系及意图作简要的概述（二）新课讲述----第一节、导体中的电场和电流1．电源：先分析课本图2。
1-1说明该装置只能产生瞬间电流（从电势差入手）【问题】如何使电路中有持续电流（让学生回答—电源）类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图 2— 1，水池A、B 的水面有一定的高度差，若在 A、B 之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池 A 运动到水池B。
A、 B 之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。
教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢让学生回答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池 B中的水抽到水池 A 中，这样可保持A、 B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。
归纳：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置）2．导线中的电场：结合课本图2。
1-4 分析导线中的电场的分布情况。
导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。
人教版高中物理选修31恒定电流讲义
高中物理学习资料金戈铁骑整理制作恒定电流讲义班级学号姓名知识构造要点和难点一、部分电路欧姆定律：U IR1．欧姆定律是实验定律：电流I和电压U之间的关系2．知道欧姆定律的合用范围关于金属导电、电解液导电合用，不合用于气体导电和半导体导电．二、电阻定律RlS1．物质的电阻率与温度相关，金属导体的电阻随温度的高升而增大．比如，白炽灯泡点亮时的灯丝电阻变化．2．导体的电阻由式R UU和I决定的，而定义，也能够利用其丈量，但其实不是由I是由电阻定律决定的，即导体自己的性质决定的．三、电功、电热、电功率1．为了更清楚地看出各观点之间差别与联系，列表以下：2．电功和电热不相等的原由只有在纯电阻电路中才有电功等于电热，而一般状况电路中电功和电热不相等．如电动机，耗费电能是需要让其供给机械能，假如电功等于电热，即耗费的电能所有转变为电动机线圈电阻的内能，电动机就不行能转起来，就无从供给机械能了．因此一般的电路中电功必定大于电热，进而为电路供给除内能以外的其余能量．但不论什么电路，原则上必定要有一部分电能转变为内能，由于任何电路原则上都存在电阻．所以电路中的能量关系为：W Q E其余，只有在纯电阻电路中W=Q．3．额定电压与实质电压、额定功率与实质功率四、闭合电路欧姆定律1．意义：描绘了包含电源在内的全电路中，电流强度I与电动势E、全电路中内电阻r与外电阻R之间的关系．E公式为：I常用的表达式还有：E=IR+Ir=U+U＇U=E-IrR r2．电动势与路端电压的比较：3．路端电压U随外电阻R变化的议论电源的电动势和内电阻是由电源自己的性质决定的，不随外电路电阻的变化而变化，而电流、路端电压是跟着外电路电阻的变化而变化的．E①IRrU=E-Ir②当外电路断路时，R I0U E当外电路短路时，R0I EU0 r路端电压随电流变化的图线（U-I图线）如图2所示．由U=E-Ir可知，图线纵轴截距等于电源电动势E，若坐标原点为（0，0），则横轴截距为短路电流，图线斜率的绝对值等于电源的内电阻，即Ur．I典型题目是动向电路问题。
高中物理选修3—1、3—2、3—3、3—4教案人教版31第二章恒定电流教案、课件及单元测试2.5焦耳
年月日高中物理课堂教学教案如图所示，一段电路两端的电压为U ，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由 电荷在电场力的作用下发生定向移动， 形成电流I ，在时间t 内通过这段电路上任一横截面的电荷量q 是多少？学生：在时间t 内，通过这段电路上任一横截面的电荷量教师：这相当于在时间 t 内将这些电荷q 由这段电路的一端移到另一端。
在这个 过程中，电场力做了多少功?学生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt教师：在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电 功。
电功:（1）定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功 （2）定义式：W=UIT教师：电功的定义式用语言如何表述?教学活动学生活动（一） 引入新课教师：用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，请同学们列举生活中 常用的用电器，并说明其能量的转化情况。
学生：（1）电灯把电能转化成内能和光能； （2）电炉把电能转化成内能； （3 ）电动机把电能转化成机械能； （4 ）电解槽把电能转化成化学能。
教师：用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。
电流做功 的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的 知识。
（二） 进行新课1、电功和电功率教师：请同学们思考下列问题（1）电场力的功的定义式是什么 （2）电流的定义式是什么 ？学生：（1）电场力的功的定义式 W=qU（2）电流的定义式l= qt教师：投影教材图 2.5-1 （如图所示） I-q=lt 。
学生：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U，电路中的电流1和通电时间t二者的乘积。
教师：请冋学们说出电功的单位有哪些？学生：(1)在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.(2)电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kW • h.教师：1 kW • h的物理意义是什么？ 1 kW • h等于多少焦？学生：1 kW • h表示功率为1 kW的用电器正常工作1 h所消耗的电能。
人教版高中物理选修3-1恒定电流(一)
二、电路的连接1、串连电路： 把几个导体依次首尾连接，接入电路，这样的连接方式叫做串联。
（1）电流规律：I 总 =I 1=I 2=I 3=……I n (2) 电压规律：U 总=U 1+U 2+U 3+……Un (3) 电阻规律：R 总=R 1+R 2+R 3+……R n(4) 功率规律：串联电路中电功率跟电阻成正比，即 P 1: P 2 : P 3:…… =R 1:R 2:R 3: …… 2、并联电路：把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式称为并联。
（1）电流规律：I 总 =I 1+I 2+I 3+……I n (2) 电压规律：U 总=U 1=U 2=U 3=……Un (3) 电阻规律：1/R 总=1/R 1+1/R 2+1/R 3+……1/R n(4) 功率规律：并联电路中电功率跟电阻的倒数成正比，即 P 1: P 2 : P 3:…… =1/R 1:1/R 2:1/R 3: …… 3、电压表和电流表（1）电流表原理和主要参数电流表G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角θ与电流强度I 成正比，即θ＝kI ，故表的刻度是均匀的。
电流表的主要参数有，表头内阻R g ：即电流表线圈的电阻；满偏电流I g ：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压U ：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故U g ＝I g R g （2）电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝g U U，则根据分压原理，需串联的电阻值gg gR R n R U U R )1(-==，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。
（3）小量程电流表改装成大量程电流表方法：并联一个分流电阻R ，如图所示，若量程扩大n 倍，即n ＝gI I ，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值1-==n R R I I R gg R g ，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小。
高中物理人教版选修3-3学案恒定电流第十节
第10节简单的逻辑电路教学目标（一）知识与技能1、知道数字电路和模拟电路的概念，了解数字电路的优点。
2、知道“与”门、“或”门、“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。
3、初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用（二）过程与方法突出学生自主探究、交流合作为主体的学习方式。
（三）情感、态度与价值观1、感受数字技术对现代生活的巨大改变；2、体验物理知识与实践的紧密联系；教学重点三种门电路的逻辑关系。
难点数字信号和数字电路的意义。
教学过程（一）引入新课（1）演示：一盏神奇的灯接通电源，灯不亮；有声，灯不亮；挡住光线，全场安静，灯不亮；挡住光线，拍手，灯亮。
点评：通过演示声光控感应灯，引发学生好奇心理和探究欲望。
（2）教师简介：身边的“数字”话题：数码产品、数字电视、DIS实验、家电等。
这些电器中都包含了“智能”化逻辑关系，今天我们就来学习简单的逻辑电路。
（二）进行新课教师介绍：A、数字信号与模拟信号（1）数字信号在变化中只有两个对立的状态：“有”，或者“没有”。
而模拟信号变化则是连续的。
（2）调节收音机的音量，声音连续变化，声音信号是“模拟”量。
（3）图示数字信号和模拟信息：点评：引导学生了解数字信号和模拟信号的不同特征。
B、数字电路逻辑电路门电路数学信号的0和1好比是事物的“是”与“非”，而处理数字信号的电路称数字电路，因此，数字电路就有了判别“是”与“非”的逻辑功能。
下面我们将学习数字电路中最基本的逻辑电路---门电路。
1、“与”门教师介绍：所谓“门”，就是一种开关，在一定条件下它允许信号通过，如果条件不满足，信号就被阻挡在“门”外。
教师：（投影）教材图2.10-2引导学生分析开关A、B对电路的控制作用。
体会“与”逻辑关系。
思考与讨论：谈谈生活中哪些事例体现了“与”逻辑关系。
教师指出：具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门。
符号：。
（1）“与”逻辑关系的数学表达，寻找“与”电路的真值表把开关接通定义为1，断开定义为0，灯泡亮为1，熄为0，图2.10-2的情况可以用表2的数学语言来描述。
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恒定电流全章内容本章是在初中的基础上加以充实和提高．初中主要有欧姆定律，串并联电路，电功和电热．提高部分有电阻的测量，半导体和超导，电阻定律．新加的内容闭合电路欧姆定律，电流表和电压表的原理．新加的习题有含电容的电路，复杂的串并联电路，非纯电阻电路．本章的各种实验较多，为此专门有一个实验教案，另外单独列出．单元划分本章可分为六个单元:第一单元：第一节、第二节、第三节、第四节；第二单元：第五节；第三单元：第六节；第四单元：第七节、第八节．全章教学要求(一) 欧姆定律教学要求●使学生了解电流形成的条件，掌握电流的概念．●掌握电阻的概念．●掌握欧姆定律．●了解导体的伏安特性曲线．教学重点欧姆定律．教学方式自学和讨论相结合教学过程一、电流１形成电流的条件总结：导体中存在持续电流的条件：是保持导体两端的电势差．电源的作用就是保持电路两端的电势差，使电路中有持续的电流．２电流（I ）为了表征电流的强弱，引入一个物理量——电流（I ）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值叫做电流．数学表达式：tq I = 说明：电流的单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A ．如果在1s 内通过导体横截面的电量为1C ，导体中的电流就是1A ．另外，电流的单位还有毫安（mA ），微安（μA ）1 mA=10-3A1μA=10-6A３电流的方向电流可以由正电荷的定向移动形成，也可以是负电荷的定向移动形成，也可以是由正负电荷同时定向移动形成． 习惯上规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向．说明：（1）负电荷沿某一方向运动和等量的正电荷沿相反方向运动产生的效果相同．金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相反．（2）电流有方向但电流不是矢量．（3）方向不随时间而改变的电流叫直流；方向和强度都不随时间改变的电流叫做恒定电流．通常所说的直流常常指的是恒定电流．４Ｉ＝nqvSn:导体内单位体积的自由电荷数；q ：一个自由电荷的电量；v ：电荷的定向移动速成度；S ：导体的横截面积．二、欧姆定律德国物理学家欧姆最先用实验研究了电流跟电压，电阻的关系，得出了如下的结论：导体的电流强度跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比——欧姆定律．说明（1）欧姆定律的数学表达式：RU I = （2）电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω三、导体的伏安特性曲线线性和非线性四、小练习：作业布置1.阅读课文；2.完成课后练习.教后记上课以学生自学为主，效果可以．同时介绍电荷的流动速度：一根铜导线，横截面积为1.0mm2,载有1.0安电流,已知铜导线内自由电子的密度n=8.5×1028个/m3,每个电子电量为1.6×10-19C,试求:铜导线中自由电子定向移动的速度为多大? (7.4×10-5m/s)(二) 电阻定律教学要求●掌握电阻定律●掌握电阻率的物理意义教学重点掌握电阻定律．教学方式自学和讨论相结合教学仪器教学过程引子复习初中导体的电阻与导体本身的哪些属性有关．1材料 2长度3横截面积 4温度讲述电阻产生的原因,分析以上物理量可能对电阻的影响.一、电阻定律[实验]在如图所示的电路中，保持BC间的电压不变①BC间接入同种材料制成的粗细相同，但长度不相同的导线．现象：导线越长，电路中电流越小．计算表明：对同种材料制成的横截面积相同的导线，电阻大小跟导线的长度成正比．②BC间接入同种材料制成的长度相同，但粗细不相同的导线．现象：导线越粗，电路中的电流越大计算表明：对同种材料制成的长度相同的导线，电阻大小跟导线的横截面种成反比．即：导体的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比——这就是电．阻定律．．．． Sl R ρ=………………（1） 式中的ρ是个比例系数.当我们换用不同材料的导线重做上述实验时会发现:不同材料的ρ值是不相同的,可见, ρ是个与材料本身有关的物理量,它直接反映了材料导电性的好坏,我们把它叫做材料的电阻率. R lS =ρ (2)二、电阻率⑴电阻率ρ的单位由(2)式可知为:欧姆米(Ωm)各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1m,横截面积为1m 2的导体的电阻. 但电阻率并不由R S 和L 决定.⑵引导学生阅读课本上的表格三、温度对电阻率的影响各种材料的电阻率都随温度而变化.a,金属的电阻率随温度的升高而增大,用这一特点可制成电阻温度计(金属铂).b,康铜,锰铜等合金的电阻率随温度变化很小,故常用来制成标准电阻.c,当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫做超导现象,处于这种状态的物体叫做超导体.综上所述可知:电阻率与材料种类和温度有关.(对某种材料而言,只有温度不变时ρ才是定值,故(1)式成立的条件是温度不变)在温度不变时,导线的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比——这就是电阻定律．四、小练习提出问题1：改变导体的电阻可以通过哪些途径？回 答：改变电阻可以通过改变导体的长度，改变导体横截面积或是更换导体材料等途径．最简单的方法是通过改变导体的长度来达到改变电阻的目的．（以P31（5）题为例介绍滑线变阻器的构造及工作原理）提出问题2:有一个长方体的铜块,边长分别为4米,2米,1米(如图所示),求它的电阻是多大?(铜的电阻率为1.7×10-8欧米).通过本例注意: R=ρL/S 中S 和L 及在长度L 中,导体的粗细应该是均匀的.提出问题3:一个标有“220V，60W”的白炽灯泡，加上的电压U 是由0逐渐增大到220V ，在此过程中，电压U 和电流I 的关系可用图线表示，在下图中的四个图线中，可能符合实际的是（ Ｂ ）提出问题4：一根粗细均匀的电阻丝，当加2V电压时，通过的电流强度为4A．现把此电阻丝均匀拉长，然后加1V的电压，这时电流强度为0.5A.求此时电阻丝拉长后的长度应原来长度的几倍?（2倍）提出问题5:一立方体金属块,每边长2cm,具有5×10-6欧的电阻,现在将其拉伸为100米长的均匀导线,求它的电阻? （125欧）作业布置1.阅读课文；2.完成课后练习.教后记(三) 串并联电路教学要求●使学生理解串联电路的特点，掌握总电阻概念以及串联电路中电流，电压和电功率分配关系及应用●能根据并联电路的基本特点分析并联电路总电阻的计算公式，电流强度和功率在各支路上的分配规律●学会用电势分析简单的电路图教学重点串并联电路的基本特点．用电势分析简单的电路图（贯穿全节）教学方式自学和讨论相结合教学过程一、串联电路：把导体一个接一个地依次连接起来，所组成的电路就为串联电路．串联电路的基本特点：①电路中各处的电流相等；②电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和；串联电路的几个重要性质：根据串联电路的基本特点和欧姆定律来推导：①串联电路的总电阻：（即用一个电阻代替电路中的几个电阻，而效果相同）故：串联电路的总电阻等于各段电路中电阻之和．请学生从电阻定律的角度思考这一结论的正确性．②串联电路的电压分配：故：串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比．③串联电路的功率分配：故：串联电路中各电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比．例：把阻值不同的灯泡串联接入照明电路中，会看到阻值大的灯泡亮，表明它消耗的功率大；阻值小的灯泡暗，表明它消耗的功率小．附：电路中消耗的总功率等于各个用电器消耗的电功率之和（学生自已证明）例题分析例1：有一盏弧光灯，额定电压为40V，正常工作时通过的电流为5.0A,应该怎样把它连入220V的照明电路中?☆本例题说明：串联电阻可以分担一部分电压，使额定电压低的用电器能连到电压高的线路上使用．串联电阻的这种作用叫分压作用，作这种用途的电阻又叫做分压电阻二、并联电路：把几个导体并列地连接起来，就组成了并联电路并联电路的基本特点：①电路中各支路两端电压相等；②电路中的总电流等于各支路的电流之和．并联电路的几个重要性质：根据并联电路的基体特点和欧姆定律推导：①并联电路的总电阻：（即用一个电阻代替并联电路中的几个电阻，而效果相同）故：并联电路总电阻的倒数，等于各个导体的电阻的倒数之和．说明：如果n个阻值都是r的电阻并联，它的总电阻R=r/n并联电路的总电阻要比其中最小的电阻还要小．请学生利用电阻定律说明以上结论的正确性．②并联电路的电流分配：故：并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比．说明并联电路的分流作用．③并联电路的功率分配：故：并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比．例：把几个阻值不同的灯泡并联在照明电路里会发现电阻小的灯亮，表明它消耗的功率大；电阻大的灯泡暗，表明它消耗的功率小．并联电路习题：例1：电阻R1和R2并联在电路中，通过R1的电流强度是通过R2的n倍；则当R1和R2串联在电路中时，R1两端的电压U1和R2两端的电压U2之比（1：n ）例2：如图所示，三个阻值相同的电阻接在电路中，已知三个电阻的额定功率均为10W，则AB 间允许消耗的最大功率是（ B ）A ．10WB ．15WC ．20WD ．30W作业布置 补充作业1：将分别标有“100欧，4W ”和“12.5欧，8W ”的两个电阻并联后,接入电路,则电路两端允许加的最高电压为( 10V ),干路中允许通过的最大电流强度为( 0.9A ),这一并联电路的额定功率为( 9W )2：如图所示的电路中，三个电阻的阻值相等，电流表A1A2和A3的内阻均可不计，它们的读数分别为I1I2和I3，则I1:I2:I3=（3：2：2 ）3：如图所示中，已知Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ3＝Ｒ4＝Ｒ5＝Ｒ．求ＡB 间的总电阻.4：一个盒子里装有由导线和几个阻值相同的电阻组成的电路，盒外有4个接线柱，如图所示，已知接线柱13间的电阻是34间电阻的3倍，是14间电阻的1.5倍，接线柱24间没有明显电阻．画出盒内的电路图（用最少的电阻）教后记(四) 半导体、超导及其应用教学要求●知道半导体、超导及其应用教学方式自学为主教学过程一、简要介绍利用图片等简要介绍有关半导体、超导的知识．二、学生阅读本节以学生阅读为主作业布置1.阅读课文；2.课外了解有关内容.课后阅读超导体气体液化问题是19世纪物理的热点之一．1894年荷兰莱顿大学实验物理学教授卡麦林·昂内斯建立了著名的低温试验室．1908年昂内斯成功地液化了地球上最后一种“永久气体”──氦气，并且获得了接近绝对零度（零下273.2摄氏度，标为OK）的低温：4.25K．──1.15K ．（相当于零下摄氏度）．为此，朋友们风趣地称他为“绝对零度先生”．这样低的温度为超导现象的发现提供了有力保证．经过多次实验，1911年昂内斯发现：汞的电阻在4.2K．左右的低温度时急剧下降，以致完全消失（即零电阻）．1913年他在一篇论文中首次以“超导电性”一词来表达这一现象．由于“对低温下物质性质的研究，并使氦气液化”方面的成就，昂内斯获1913年诺贝尔物理学奖．“超导电性”现象被发现之后，引起了各国科学家的关注和研究，并寄于很大期望．通过研究，人们发现：所有超导物质，如钛、锌、铊、铅、汞等，当温度降至临界温度（超导转变温度）时，皆显现出某些共同特征：（1）电阻为零，一个超导体环移去电源之后，还能保持原有的电流．有人做过实验，发现超导环中的电流持续了二年半而无显著衰减；（2）完全抗磁性．这一现象是1933年德国物理学家迈斯纳等人在实验中发现的，只要超导材料的温度低于临界温度而进入超导态以后，该超导材料便把磁力线排斥体外，因此其体内的磁感应强度总是零．这种现象称“迈斯纳效应”．超导电性的本质究竟是什么．一开始人们便从实验和理论两个方面进行探索．不少著名科学家为此负出了巨大努力．然而直到50年人才获得了突破性的进展，“BCS”理论的提出标志着超导电性理论现代阶段的开始．“BCS”理论是由美国物理学家巴丁、库珀和施里弗于1957年首先提出的，并以三位科学家姓名第一个大写字母命名这一理论．这一理论的核心是计算出导体中存在电子相互吸引从而形成一种共振态，即存在“电子对”．1962年英国剑桥大学研究生约瑟夫森根据“BCS”理论预言，在薄绝缘层隔开的两种超导材料之间有电流通过，即“电子对”能穿过薄绝缘层（隧道效应）；同时还产生一些特殊的现象，如电流通过薄绝缘层无需加电压，倘若加电压，电流反而停止而产生高频振荡．这一超导物理现象称为“约瑟夫森效应”．这一效应在美国的贝尔实验室得到证实．“约瑟夫森效应”有力的支持了“BCS理论”．因此．巴丁、库珀、施里弗荣获1972年诺贝尔物理奖．约瑟夫森则获得1973年度诺贝尔物理奖．超导体的研究60年代以来，重心逐渐转向对超导新材料的开发方面．开发高临界温度的超导体材料将能为超导体的大规模应用创造条件．德国物理学家柏诺兹和瑞士物理学家缪勒从1983年开始集中力量研究稀土元素氧化物的超导电性．1986年他们终于发现了一种氧化物材料，其超导转变温度比以往的超导材料高出12度．这一发现导致了超导研究的重大突破，美国、中国、日本等国的科学家纷纷研究，很快就发现了在液氮温度区获（-196C．以下）得超导电性的陶瓷材料，此后不断发现高临界温度的超导材料．这就为超导的应用提供了条件．柏诺兹和缪勒也因此获1987年诺贝尔物理奖．超导电性现象被发现之后，不少人就想到了如何应用的问题．由于当时很多问题在技术上一时还难以解决，应用还只是可望不可及的事情．随着近年来研究工作的深入，超导体的某些特性已具有实用价值，例如超导磁浮列车已在某些国家进行试验，超导量子干涉器也研制成功，超导船、用约瑟夫森器件制成的超级计算机等正在研制过程中，超导体材料已经深入到科研、工业和人们的生活之中(五) 电功和电功率教学要求●使学生加深理解电功和电功率概念，并掌握各公式的运用条件及有关计算●知道在有非纯电阻元件的电路中，电功大于电热的道理教学重点区别并掌握电功和电热的计算．教学方式自学和讨论相结合教学过程一、电功初中学习电功概念是直接给出电功公式：W=UIt……………………（1）式教师引导学生用电场理论再重新分析一下上述结论．．现有例：如图所示．电场中AB两点间的电势差为U带电量+q的电荷在电场力作用下自A搬动到B点．电场力做多少功？W=Uq……………………（2）式如果在导体两端加上电压，导体内就建立了电场，电场力在推动自由电子定向移动时要做功，设导体两端的电压为U，通过导体横截面的电量为q．则电场力做的功为W=Uq，由q=It得W=UIt (3)说明：a．在一段电路上，电场力做的功常说成是电流做的功，简称电功．b．电功公式的物理意义：电流在一段电路上所做的功．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，跟这段电路两端的电压，电路中的电流强度和通电时间成正比．．．．．．．．．C．（3）式中W，U，I，t的单位分别是焦耳，伏特，安培，秒．二、电功率为了描述电流做功的快慢，引入了一个物理量——电功率（P ）．定 义：电流所做的功跟完成这些功所用的时间的比值叫做电功率．数学表达式： P =W /t ……………………（4）式P =UI ……………………（5）式说明：a ．（5）式中PUI 的单位分别是瓦，伏，安．b. 一段电路上的电功率,跟这段电路两端的电压和电路中的电流强度成正比.c. 用电器上一般标有电功率和电压——它们分别是用电器的额定功率和额定电压．每个用电器正常工作时所需要的电压叫做额定电压，在这个电压下消耗的功率称为额定功率.三、焦耳定律英国物理学家焦耳（1818～1889）经过长期的实验研究后指出：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方，导体的电阻和通电时间成正比——焦耳定律．说明：a.上式表明电流通过导体时要发热,焦耳定律就是研究电流热效应定量规律的．b.式中各量的单位.四、电功和电热的关系设问: 电流通过电路时要做功,同时,一般电路都是有电阻的,因此电流通过电路时也要生热.那么,电流做的功跟它产生的热之间,又有什么关系呢?1.纯电阻电路.如图所示,电阻R ,电路两端电压U ,通过的电流强度I. 电功即电流所做的功: W=UIt .电热即电流通过电阻所产生的热量: Q =I 2Rt 由部分电路欧姆定律: U =IRW =UIt =I 2Rt =Q表明: 在纯电阻电路中,电功等于电热.也就是说电流做功将电能全部转化为电路的内能(热能).电功表达式: W =UIt =I 2Rt =(U 2/R )/t电功率的表达式: P =UI =I 2R =U 2/R2.非纯电阻电路.如图所示,电灯L 和电动机M 的串联电路中,电能各转化成什么能?电流通过电灯L 时,电能转化为内能再转化为光能.电流通过电动机时,电能转化为机械能和内能. 电流通过电动机M 时电功即电流所做的功(电动消耗的电能): W =UIt电热即电流通过电动机电阻时所产生的热量: Q =I 2RtW (=UIt )=机械能+Q (=I 2Rt )表明: 在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍等于UIt ,电热仍等于I 2Rt .但电功不再等于电热而是大于电热了. UIt ＞I 2Rt电功表达式: W=UIt≠Q=I2Rt电功率表达式: P=UI≠I2R发热功率表达式: P=I2R≠UI五、练习例1：一台电动机，额定电压是110V,电阻是0.40欧,正常工作时通过电流为50安.求每秒钟电流所做的功.每秒钟产生的热量.例2：维修电炉时，将电阻丝的长度缩短十分之一，则修理后的电炉的功率和维修前的功率之比是（ B ）A．9：10 B．10：9 C．10：11 D．11：10例3：如果不考虑温度对电阻的影响，一个“220V，40W”的白炽泡（ B D ）A．接在110V的线路上它的功率为20WB．接在110V的线路上它的功率为10WC．接在55V的线路上它的功率为10WD．接在55V的线路上它的功率为2.5W例4:有一个直流电动机,把它接入0.2V电压的电路时,电机不转,测得流过电动机的电流是0.4A,若把电动机接入2.0V电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0A,求电动机正常工作时的输出功率多大?如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？（ 1.5W 8W ）例5:一台小型电动机,电枢电阻为20欧,接在电压为120V的电源上,求:当输入电动机的电强度为多大时 ,电动机可得到最大的输出功率?最大输出功率为多少?解:电动机为非纯电阻电路故:IU=I2R+P出P=-I2R+IU出当I=－U/2(－R)＝3(A)时电动机有最大的输出功率电动机有最大的输出功率P出＝-32×20﹢3×120＝180(W)作业布置1.阅读课文；2.完成课后练习.教后记用电器就是将电能转化成其他形式能的设备．例:电动机工作是将电能转化为机械能电热器工作是将电能转化为内能电解槽工作是将电能转化为化学能用电器将电能转化为其他形式能的过程，就是电流做功的过程．(六) 闭合电路欧姆定律教学要求●懂得电动势是为了表征电源的特性而引入的概念,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压●导出闭合电路的欧姆定律I =ε/(R +r )●研究路端电压的变化规律,掌握闭合电路中的U -R 关系,U -I 关系. ●学会运用闭合电路的欧姆定律解决简单电路的问题.教学重点研究路端电压的变化规律,掌握闭合电路中的U -R 关系,U -I 关系.教学方式讲授和讨论相结合教学过程一、电动势同种电源两极间的电压相同,不同种类的电源两极间电压不同.这说明电源两极间的电压是由电源本身的性质决定的.为了表征电源的这种特性,物理学中引入了电动势的概念.电源电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.用符号ε表示,单位是伏特.电动势的物理意义：表征了电源把其它形式的能转化为电能的本领．故ε在数值上等于电路中通过1库仑电量时电源所提供的能量.二、闭合电路的欧姆定律 １学生推导推导闭合电路的欧姆定律的数学表达式,并说明其物理意义.给出条件: 闭合电路中,电源电动势为ε,内电阻为r ,外电阻为R ,电路中的电流强度为I .提出要求: 寻找I ε R r 的关系.２得出结论 rR I +=ε闭合电路里的电流强度，跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比.这就是闭合电路的欧姆定律.三、路端电压随外电阻的变化规律如果把外电路电阻的数值改变了，可以肯定路端电压是会变化的。