恒定电流全章教案
高三物理教案 恒定电流教案
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高三物理教案恒定电流教案高三物理教案恒定电流教案一、电流、电阻和电阻定律1.电流:电荷的定向移动形成电流.(1)形成电流的条件:内因是有自由移动的电荷,外因是导体两端有电势差.(2)电流强度:通过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值。
①I=Q/t;假设导体单位体积内有n个电子,电子定向移动的速率为V,则I=neSv;假若导体单位长度有N个电子,则I=Nev.②表示电流的强弱,是标量.但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.③单位是:安、毫安、微安1A=103Ma=106A2.电阻、电阻定律(1)电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值.R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U.I无关.(2)电阻定律:导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比. R=L/S(3)电阻率:电阻率是反映材料导电性能的物理量,由材料决定,但受温度的影响.①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为些半导体器件.R2﹥R1R23、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成I~U或U~I图象,对于线性元件伏安特性曲线是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的.注意:①我们处理问题时,一般认为电阻为定值,不可由R=U/I认为电阻R随电压大而大,随电流大而小.②I、U、R必须是对应关系.即I是过电阻的电流,U是电阻两端的电压.三、电功、电功率1.电功:电荷在电场中移动时,电场力做的功W=UIt,电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.2.电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI3.焦耳定律;电流通过一段只有电阻元件的电路时,在 t时间内的热量Q=I2Rt.纯电阻电路中W=UIt=U2t/R=I2Rt,P=UI=U2/R=I2R非纯电阻电路W=UIt,P=UI4.电功率与热功率之间的关系纯电阻电路中,电功率等于热功率,非纯电阻电路中,电功率只有一部分转化成热功率.纯电阻电路:电路中只有电阻元件,如电熨斗、电炉子等. 非纯电阻电路:电机、电风扇、电解槽等,其特点是电能只有一部分转化成内能.。
高二物理恒定电流全章教案 人教版
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高二物理恒定电流全章教案 人教版§实验三 描绘小灯泡的伏安特性曲线教学目标:1.理解本实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线的方法 2.掌握实验中采用的电路及要测量的数据3.能掌握曲线的描绘方法及发现非线性的特性,并分析其主要原因 教学重点:实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线的方法教学难点:电路的选择、曲线的描绘及非线性的特性的原因分析 教学过程: 一、引入在纯电阻电路中,通过导体的电流与导体两端的电压有何关系?如何用图象表示? 二、新课教学 1.实验目的描绘小灯泡的伏安特性曲线,并分析曲线的变化规律 2.理论基础 RU I3.实验思想和方法(1)研究对象:小灯泡(2)用电流表和电压表测出通过它的电流和它两端的电压(12组) (3)在坐标轴上描点描绘出小灯泡的伏安特性曲线 4.实验器材小灯泡、电压表、电流表、电源、变阻器、导线、电健等 5.实验的装置和操作(1)判断选择分压、限流电路(电压从0开始连续可调) (2)判断选择内、外接法(电阻较小,用外接法) (3)连接电路注意电表的量程、电源的电压(4)操作的顺序(K 的状态、变阻器滑片的位置) (5)表的读数 6.记录表格次数n 12345678910 11 12 电压U 电流I7.误差分析:为什么选择外接法?有何影响? 8.问题:(1)分析小灯泡电阻怎样变化?曲线为何不为直线? (2)为什么采用分压电路? 三、作业:完成实验报告§实验四 测定金属的电阻率教学目标:1.理解本实验中测定金属的电阻率的方法2.掌握实验中螺旋测微器的使用及采用的电路并能正确地进行误差分析 3.明确实验中要测量的数据并对实验数据进行计算得到结果 教学重点:实验中测定金属的电阻率的方法、螺旋测微器的使用教学难点:分压、限流电路的选择 ;内、外接法的选择 ;仪表的选择和读数、误差的分析 教学过程:一、引入:电阻率表示了什么?如何测定金属的电阻率? 二、新课教学1.实验目的: 学会螺旋测微器的使用,学会测定金属的电阻率的方法2.理论基础: S L R ρ= LRS=ρ IL U d 42πρ=3.实验思想和方法(1)研究对象:一段金属丝(2)用伏安法测出电阻R :R=U/I (3)测出接入电路的长度L(4)测出它的直径d :计算出它的横截面积S (5)计算:把U 、I 、L 、S 代入公式 LRS=ρ得到测量值 4.实验器材待测金属丝、螺旋测微器、米尺、电压表、电流表、电源、变阻器、导线、电健等 5.实验的装置和操作(1)螺旋测微器的使用:结构、原理、使用、读数 (2)判断选择分压、限流电路(采用限流电路)(3)判断选择内、外接法(电阻5Ω~10Ω,用外接法)(4)连接电路注意电表的量程、电源的电压(3V 左、右;电压不宜过大) (5)操作的顺序(K 的状态、变阻器滑片的位置) (6)测量接入电路的长度(0.5m 左右) 6实验次数直径d (m ) 长度L (m ) 电压U (V ) 电流I (A )电阻率ρ1 2 3 平 均 值------------------7.误差分析: U 、I 、d 、L 引起的误差情况 (1)代入公式法(2)等效电路法 三、作业:完成实验报告§实验五 把电流表改装成电压表教学目标:1.理解本实验中把电流表改装成电压表的方法2.掌握实验中测量电流表内阻采用的电路原理并能正确地进行误差分析 3.掌握实验中对改装成的电压表进行核对的方法教学重点:应用欧姆定律、电路的分析、电路连接的技能 教学难点:应用欧姆定律、电路的分析 教学过程一、引入:串联分压有广泛的应用,这节课研究利用它把电流表改装成电压表 二、新课教学1.实验目的:掌握用半偏法测量电流表内阻的原理及其方法 掌握把电流表改装成电压表及进行核对的方法2.理论基础(1)电压表的结构(2)串联电阻的值:R=g gR I U3.实验思想和方法 (1)测量电流表内阻R :电位器'R :电阻箱测量条件:R 远大于r g (2)计算串联电阻值(3)对改装成的电压表进行核对4.实验器材:电流表、标准电压表、电源、电位器、电阻箱、电健、导线等 5.实验的装置和操作(1)连接电路注意电表的量程、电健的位置、操作的顺序(K 的状态、变阻器滑片的位置) (2)对改装成的电压表进行核对选择分压电路(电压要连续可调) 6.记录表格:r g = Ω,串联电阻的值:R= Ω标准电压表的值 0.5 1.0 1.5 2.0 改装的电压表的值百分误差7.主要问题:分析误差 三、作业:完成实验报告§实验七 测定电源的电动势和内阻教学目标:1.理解本实验中测定电源的电动势和内阻的方法 2.掌握实验中采用的电路并能正确地进行误差分析3.明确实验中要测量的数据并对实验数据进行计算或作图得到结果教学重点:应用闭合电路欧姆定律、用图象法处理数据、测量电压和电流的技能 教学难点:应用闭合电路欧姆定律、用图象法处理数据 教学过程一、引入:电源有电动势和内阻,使用电源时必须考虑它们,如何测量? 二、新课教学1.实验目的:掌握用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻的原理及其方法 利用图像法求出电源的电动势和内电阻 2.理论基础E=U 1+I 1r E=U 2+I 2r 3.实验思想和方法(1)研究对象:待测干电池(2)接入电路:测出路端电压和总电流(3)改变变阻器的阻值:测量多组路端电压和总电流(4)每两组U、I联立解出ε、r(5)作出U~I图:根据图像求出ε、r4.实验器材:待测电池、电压表、电流表、电源、变阻器、电健、导线等5.实验的装置和操作(1)采用的电路:限流(电阻由大到小,不要接近短路)(2)连接电路使电压表测路端电压、电流表测总电流(3)连接电路注意电表的量程、电健的位置、操作的顺序(K的状态、变阻器滑片的位置)(4)测量每组的数据6次数 1 4 2 5 3 6电压(V)电流(A)电动势E内阻r7.主要问题(1)等效电路法分析误差(2)图象中坐标原点的取值(3)另外的测量方法三、作业:完成实验报告§实验十练习使用多用电表教学目标:掌握多用电表的使用方法、掌握用多用电表测电阻重点难点:多用电表档位的选择、测电阻时欧姆档的调零、读数教学过程1.实验目的练习使用多用表测电阻、练习使用多用表测电流、电压2.理论基础待测量的值与表的指针偏转的角度有关3.多用表的结构(1)表头:指针、刻度盘、机械调零旋钮(2)选择开关:测量项目、量程、欧姆表的调零旋钮、表笔插孔4.用欧姆表测电阻(1)测量前:机械调零、插表笔(2)测量时:选择开关扳到欧姆档、欧姆表的调零(换档时重新调零)、测量、读数(3)使用后:拨出表笔、扳离欧姆档5.重点问题(1)两个调零的差别(2)档位的选择(3)注意二次调零(4)正确地读数。
《恒定电流》教案
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恒定电流第一节、电流、欧姆定律、电阻定律一、教学目标1.了解电流形成的条件。
2.掌握电流的概念,并能处理简单问题。
3.巩固掌握欧姆定律,理解电阻概念。
4.理解电阻伏安特性曲线,并能运用。
5.掌握电阻定律,认识电阻率的物理意义。
二、重点、难点分析1.电流的概念、电阻定律、欧姆定律是教学重点。
2.电流概念、电阻的伏安特性曲线、电阻率对学生来说比较抽象,是教学中的难点。
三、教具1.欧姆定律(伏安特性曲线)直流电源(稳压),电压表,电流表,滑动变阻器,导线若干,开关,待测电阻。
2.电阻定律:电压表,电流表,直流电源,滑动变阻器,酒精灯,电阻丝(一根),自制电阻丝示教板。
说明:电阻丝示教板上,有电阻丝A,电阻丝B,其中B对折,其长度是A的两倍,电阻丝C是与A相同且等长的两根电阻丝并联而成。
四、主要教学过程(一)引入新课前面学习场。
电场对其中的电荷有力的作用,若是自由电荷在电场力作用下将发生定向移动。
如:静电场中的导体在达到静电平衡状态之前,其中自由电荷在电场力作用下定向移动。
电容器充放电过程中也有电荷定向移动。
电荷的定向移动就形成了电流。
(二)教学过程设计1.电流(1)什么是电流?大量电荷定向移动形成电流。
(2)电流形成的条件:静电场中导体达到静电平衡之前有电荷定向移动;电容器充放电,用导体与电源两极相接。
①导体,有自由移动电荷,可以定向移动。
同时导体也提供自由电荷定向移动的“路”。
导体包括金属、电解液等,自由电荷有电子、离子等。
②导体内有电场强度不为零的电场,或者说导体两端有电势差,从而自由电荷在电场力作用下定向移动。
③持续电流形成条件:要形成持续电流,导体中场强不能为零,要保持下去,导体两端保持电势差(电压)。
电源的作用就是保持导体两端电压,使导体中有持续电流。
导体中电流有强有弱,用一个物理量描述电荷定向移动的快慢,从而描述电流的强弱。
(3)电流(I)①量度:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值。
《恒定电流》优秀教案
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第八章 恒定电流8.1 电阻定律 欧姆定律考点知识梳理一、电流1.电流形成的条件:(1)导体中有能够自由移动的电荷; (2)导体两端存在持续的电压.2.电流的方向:与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反.电流虽然有方向,但它是标量. 3.电流(1)定义式:I =qt.(2)微观表达式:I =nqvS ,式中n 为导体单位体积内的自由电荷数,q 是自由电荷的电荷量,v 是自由电荷定向移动的速率,S 为导体的横截面积. (3)单位:安培(安),符号是A,1 A =1 C/s .二、电阻定律1.电阻定律:R =ρl S ,电阻的定义式:R =UI .2.电阻率(1)物理意义:反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性.(2)电阻率与温度的关系①金属的电阻率随温度升高而增大; ②半导体的电阻率随温度升高而减小;③超导体: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成为超导体.三、欧姆定律部分电路欧姆定律(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R 成反比.(2)公式:I =UR.(3)适用条件:适用于金属导体和电解液导电,适用于纯电阻电路.(4)导体的伏安特性曲线:用横坐标轴表示电压U ,纵坐标轴表示电流I ,画出的I -U 关系图线.①线性元件:伏安特性曲线是通过坐标原点的直线的电学元件,适用于欧姆定律.②非线性元件:伏安特性曲线是曲线的电学元件,不适用于欧姆定律规律方法探究要点一 对电阻定律、欧姆定律的理解1.电阻与电阻率的区别(1)电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量,电阻大的导体对电流的阻碍作用大.电阻率是反映制作导体的材料导电性能好坏的物理量,电阻率小的材料导电性能好.(2)导体的电阻大,导体材料的导电性能不一定差;导体的电阻率小,电阻不一定小,即电阻率小的导体对电流的阻碍作用不一定小.(3)导体的电阻、电阻率均与温度有关.2.电阻的决定式和定义式的区别公式R =ρlS R=U I区别电阻定律的决定式电阻的定义式说明了电阻的决定因素提供了一种测定电阻的方法,并不说明电阻与U和I有关只适用于粗细均匀的金属导体和浓度均匀的电解液适用于任何纯电阻导体例1.如图甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器,P、Q为电极,设a=1 m,b=0.2 m,c=0.1 m,当里面注满某电解液,且P、Q加上电压后,其U-I图线如图乙所示,当U=10 V时,求电解液的电阻率ρ.跟踪训练1.某用电器与供电电源距离L,线路上的电流为I,若要求线路上的电压降不超过U,已知输电导线的电阻率为ρ,那么,该输电导线的横截面积的最小值是()A.ρLU B.2ρLIU C.UρLI D.2ULIρ要点二对伏安特性曲线的理解1.图线a、b表示线性元件.图线c、d表示非线性元件.2.对线性元件,图象的斜率表示电阻的倒数,斜率越大,电阻越小,故R a<R b(如图甲所示).3.对非线性元件,伏安特性曲线上每一点的电压坐标与电流坐标的比值,对应这一状态下的电阻,图线c电阻减小,图线d电阻增大(如图乙所示).注意:曲线上某点切线的斜率不是电阻的倒数.4.由于导体的导电性能不同,所以不同的导体有不同的伏安特性曲线.5.非线性元件与非纯电阻电路并无直接关系,非线性元件也可能是纯电阻电路,如小灯泡.例2.[多选]小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线在P点的切线,PQ为U 轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中正确的是()A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大B.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1I2C.对应P点,小灯泡的电阻为R=U1I2-I1D.对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积跟踪训练2.某一导体的伏安特性曲线如图AB段(曲线)所示,关于导体的电阻,以下说法正确的是()A.B点的电阻为12 ΩB.B点的电阻为40 ΩC.导体的电阻因温度的影响改变了1ΩD.导体的电阻因温度的影响改变了9 Ω要点三电流的定义及其微观表达式的应用例3.如图所示,一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀分布的负电荷,设棒单位长度内所含的电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒的运动而形成的等效电流大小为()A.vq B.qv C.qvS D.qvS跟踪训练3.横截面的直径为d、长为l的导线,两端电压为U,当这三个量中的一个改变时,对自由电子定向运动的平均速率的影响是()A.电压U加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变B.导线长度l加倍时,自由电子定向运动的平均速率加倍C.导线横截面的直径加倍时,自由电子定向运动的平均速率不变D.导线横截面的直径加倍时,自由电子定向运动的平均速率加倍课堂分组训练A组电阻定律和欧姆定律1.[多选]下列说法中正确的是()A.由R=UI可知,电阻与电压、电流都有关系B.由R=ρlS可知,电阻与导体的长度和横截面积都有关系C.各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而减小D.所谓超导体,当其温度降低到接近绝对零度的某个临界温度时,它的电阻率突然变为零2.下列关于电阻率的说法中正确的是()A.电阻率与导体的长度以及横截面积有关B.电阻率由导体的材料决定,且与温度有关C.电阻率大的导体,电阻一定大D.有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响,可用来制造电阻温度计B组导体的伏安特性曲线3.(2021天津)为探究小灯泡L的伏安特性,连好如图所示的电路后闭合开关,通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始变化的U-I图象应是()4.[多选]某导体中的电流随其两端电压的变化如图所示,则下列说法中正确的是()A.加5 V电压时,导体的电阻约是5 ΩB.加12 V电压时,导体的电阻约是1.4 ΩC.由图可知,随着电压的增大,导体的电阻不断减小D.由图可知,随着电压的减小,导体的电阻不断减小课后巩固提升一、选择题1.鸟儿落在110 kV的高压输电线上,虽然通电的高压线是裸露电线,但鸟儿仍然安然无恙.这是因为()A.鸟有耐高压的天性B.鸟脚是干燥的,所以鸟体不导电C.鸟两脚间的电压几乎为零D.鸟体电阻极大,所以无电流通过2.甲、乙两根保险丝均为同种材料制成,直径分别是d1=0.5 mm和d2=1 mm,熔断电流分别为2.0 A和6.0 A,把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是()A.6.0 A B.7.5 A C.10.0 A D.8.0 A3.有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为q.此时电子的定向移动速率为v,在Δt时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为()A.nvS B.nvΔt C.IΔtq D.IΔtSq4.[多选]电位器是变阻器的一种.如图所示,如果把电位器与灯泡串联起来,利用它改变灯的亮度,下列说法正确的是()A.连接A、B使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗B.连接A、C使滑动触头逆时针转动,灯泡变亮C.连接A、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变暗D.连接B、C使滑动触头顺时针转动,灯泡变亮5.[多选]如图所示是某导体的I-U图线,图中α=45°,下列说法正确的是()A.通过电阻的电流与其两端的电压成正比B.此导体的电阻R=2 ΩC.I-U图线的斜率表示电阻的倒数,所以R=cot 45°=1.0 ΩD.在R两端加6.0 V电压时,每秒通过电阻截面的电荷量是3.0 C6.如图所示是电阻R1和R2的伏安特性曲线,并且把第一象限分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,现在把R1和R2并联在电路中,消耗的电功率分别为P1和P2,并联总电阻设为R.下列关于P1和P2的大小关系及R的伏安特性曲线应该在的区域正确的是()A.特性曲线在Ⅰ区,P1<P2 B.特性曲线在Ⅲ区,P1>P2 C.特性曲线在Ⅰ区,P1>P2 D.特性曲线在Ⅲ区,P1<P2 7.两根材料相同的均匀导线A和B,其长度分别为L和2L,串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图所示,则A 和B导线的横截面积之比为()A.2∶3 B.1∶3 C.1∶2 D.3∶1 8.[多选]压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小,某同学利用压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置,该装置的示意图如图所示,将压敏电阻平放在电梯内,其受压面朝上,在受压面上放一物体m,电梯静止时电流表示数为I0;当电梯运动时,电流表的示数I随时间t变化的规律如图甲、乙、丙、丁所示.则下列说法中正确的是()A.甲图表示电梯在做匀速直线运动B.乙图表示电梯可能向上做匀加速运动C.丙图表示电梯可能向上做匀加速运动D.丁图表示电梯可能向下做匀减速运动9.在如图所示电路中,AB为粗细均匀、长为L的电阻丝,以A、B上各点相对A点的电压为纵坐标,各点离A点的距离x为横坐标,则U随x变化的图线应为()二、非选择题10.(2021大纲Ⅰ)材料的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0(1+αt),其中α称为电阻温度系数,ρ0是材料在t=0℃时的电阻率.在一定的温度范围内α是与温度无关的常数.金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反,具有负温度系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范围内不随温度变化的电阻.已知:在0 ℃时,铜的电阻率为1.7×10-8Ω·m,碳的电阻率为3.5×10-5Ω·m;在0 ℃时,铜的电阻温度系数为3.9×10-3℃-1,碳的电阻温度系数为-5.0×10-4℃-1将横截面积相同的碳棒和铜棒串接成长1.0 m的导体,要求其电阻在0 ℃附近不随温度变化,求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化).8.2 串并联电路 焦耳定律考点知识梳理一、串并联电路的特点1.串联电路的特点电流:I =I 1=I 2=…=I n ; 电压:U =U 1+U 2+…+U n ; 电阻:R =R 1+R 2+…+R n ;电压分配:U 1U 2=R 1R 2,U n U =R nR ;功率分配:P 1P 2=R 1R 2,P n P =R nR .2.并联电路的特点电流:I =I 1+I 2+…+I n ; 电压:U = U 1=U 2=…=U n ;电阻:1R =1R 1+1R 2+…+1R n;电流分配:I 1I 2=R 2R 1,I 1I =RR 1;功率分配:P 1P 2=R 2R 1,P 1P =RR 1.3.几个常用的推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻; (2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻;(3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P 总是等于各个电阻耗电功率之和.即P =P 1+P 2+…+P n ; (4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大.二、电功、电热、电功率1.电功(1)定义:导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做的功.(2)公式:W =qU =UIt (适用于任何电路).(3)电流做功的实质:电能转化成其他形式能的过程. 2.电功率(1)定义:单位时间内电流做的功,表示电流做功的快慢. (2)公式:P =W /t =UI (适用于任何电路). 3.焦耳定律(1)电热:电流流过一段导体时产生的热量. (2)计算式:Q =I 2Rt . 4.热功率(1)定义:单位时间内的发热量.(2)表达式:P =Qt=I 2R .思考:有电动机的电路一定是非纯电阻电路吗?在非纯电阻电路中欧姆定律是否成立?规律方法探究要点一 电路的串并联例1.[多选]一个用半导体材料制成的电阻器D ,其电流I 随它两端的电压U 的关系图象如图甲所示,将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源上,如图乙所示,三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图丙所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2,它们之间的大小关系为( )A .P 1=4P 2B .P D <P 2C .P 1<4P 2D .P D >P 2 跟踪训练1.(2021上海)如图所示,AB 两端接直流稳压电源,U AB =100 V ,R 0=40 Ω,滑动变阻器总电阻R =2021,当滑动片处于滑动变阻器中点时,CD 两端电压U CD 为________ V ,通过电阻R 0的电流为________ A .要点二 电功、电热、电功率的理解和计算从能量转化的角度来看,电功和焦耳热之间的数量关系是W ≥Q 、UIt ≥I 2Rt .(1)纯电阻电路:如电炉等构成的电路,电流做功将电能全部转化成内能,此时有W =Q .计算时可任选一公式:W =Q =Pt =I 2Rt =UIt =U 2R t .(2)非纯电阻电路:如含有电动机、电解槽等的电路,电流做功除将电能转化为内能外,还转化为机械能、化学能等,此时有W ≥Q .电功只能用公式W =UIt 来计算,焦耳热只能用公式Q =I 2Rt 来进行计算.对于非纯电阻电路,欧姆定律不再适用.例2.(2021重庆)汽车电动机启动时车灯会变暗,如图所示,在打开车灯的情况下,电动机未开启时电流表的示数为10 A,电动机启动时,电流表读数为58 A,若电源电动势为12.5 V,内阻为0.05 Ω,电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了()A.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 W 跟踪训练2.如图所示,是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内电阻r=0.8 Ω,电路中另一电阻R=10 Ω,直流电压U=160 V,电压表示数U V=110 V.试求:(1)通过电动机的电流;(2)输入电动机的电功率;(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量?(g取10 m/s2)要点三电表的改装项目小量程电流表G改装成电压表V 小量程电流表G改装成电流表A电路结构R的作用分压分流扩大量程的计算U=I g(R+R g)R=UI g-R g=(n-1)R g其中n=UI g R gI g R g=(I-I g)RR=I g R gI-I g=R gn-1其中n=II g电表的总内阻R V=R g+R R A=RR gR+R g例3.有一电流表G,内阻R g=10 Ω,满偏电流I g=3 mA.(1)要把它改装成量程为0~3 V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?(2)要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?跟踪训练3.有一个量程为0.5 A的电流表,与阻值为1 Ω的电阻并联后通入0.6 A的电流,电流表的示数为0.4 A,若将该电流表的量程扩大为5 A,则应_____联一个阻值为______ Ω的电阻.课堂分组训练A组串并联电路1.两个电阻,R1=8 Ω,R2=2 Ω,并联在电路中,欲使这两个电阻消耗的电功率相等,可行的办法是()A.用一个阻值为2 Ω的电阻与R2串联B.用一个阻值为1 Ω的电阻与R2串联C.用一个阻值为6 Ω的电阻与R1串联D.用一个阻值为2 Ω的电阻与R1串联2.如图所示,电路两端的电压U保持不变,电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1∶R2∶R3是()A.1∶1∶1 B.4∶1∶1C.1∶4∶4 D.1∶2∶2B组电功、电热和电功率的理解计算3.[多选]如图所示的电路中,输入电压U恒为12 V,灯泡L上标有“6 V、12 W”字样,电动机线圈的电阻R M=0.50 Ω.若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是()A.电动机的输入功率为12 WB.电动机的输出功率为12 WC.电动机的热功率为2.0 WD.整个电路消耗的电功率为22 W4.电阻R和电动机M串联接到电路中,如图所示,已知电阻R跟电动机线圈的电阻值相等,电键接通后,电动机正常工作,设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,经过时间t,电流通过电阻R做功为W1,产生热量为Q1,电流通过电动机做功为W2,产生热量为Q2,则有()A .U 1<U 2,Q 1=Q 2B .U 1=U 2,Q 1=Q 2C .W 1=W 2,Q 1>Q 2D .W 1<W 2,Q 1<Q 2课后巩固提升一、选择题1.把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上,若要产生相等的热量,则两种方法所需的时间之比t 串∶t 并为( ) A .1∶1B .2∶1C .4∶1D .1∶42.如图所示,电源电压恒定,当滑动变阻器触头自左向右滑行时,灯泡L 1、L 2的亮度变化情况是 ( )A .L 1变亮,L 2变暗B .L 1变暗,L 2变亮C .L 1、L 2均变暗D .L 1、L 2均变亮 3.在如图所示电路中,E 为电源,其电动势E =9 V ,内阻可忽略不计;AB 为滑动变阻器,其电阻R =30 Ω;L 为一小灯泡,其额定电压U =6 V ,额定功率P =1.8 W ;S 为开关,开始时滑动变阻器的触头位于B 端.现在接通开关S ,然后将触头缓慢地向A 端滑动,当到达某一位置C 时,小灯泡刚好正常发光,则CB 之间的电阻应为( )A .10 ΩB .2021C .15 ΩD .5 Ω 4.小亮家有一台电风扇,内阻为2021,额定电压为22021,额定功率为66 W ,将它接上22021电源后,发现因扇叶被东西卡住不能转动.则此时电风扇消耗的功率为( ) A .66 W B .2 42021 C .11 W D .不确定 5.[多选]如图所示的电路中,电源的输出电压恒为U ,电动机M 线圈电阻与电炉L 的电阻相同,电动机正常工作,在相同的时间内,下列判断正确的是()A .电炉放出的热量与电动机放出的热量相等B .电炉两端电压小于电动机两端电压C .电炉两端电压等于电动机两端电压D .电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率6.[多选]如图所示,用输出电压为1.4 V ,输出电流为100mA 的充电器对内阻为2 Ω的镍—氢电池充电.下列说法正确的是( )A .电能转化为化学能的功率为0.12 WB .充电器输出的电功率为0.14 WC .充电时,电池消耗的热功率为0.02 WD .充电器把0.14 W 的功率储蓄在电池内7.如图所示,电源电动势为30 V ,内阻不计,一个“6 V ,12W”的电灯与一个绕线电阻为2 Ω的电动机M 串联接入电路.已知电路中电灯正常发光,则下列说法正确的是 ( )A .电动机输出的机械功率为40 WB .电动机的总功率为288 WC .电动机输出的机械功率为48 WD .电动机的发热功率为288 W8.如图所示,有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110V ,60 W”的灯泡串联后接在电压为22021直流电路两端,灯泡正常发光,则( )A .电解槽消耗的电功率为12021B .电解槽的发热功率为60WC .电解槽消耗的电功率为60WD .电路消耗的总功率为60W9.如图所示电路中,R 1、R 2都是4 W 、100 Ω的电阻,R 3是1 W 、 100 Ω的电阻,则A 、B 间允许消耗的最大功率是( )A .1.5 WB .9 WC .8 WD .98 W10.电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件,技术工人常将电烙铁和一个灯泡串联使用,灯泡还和一只开关并联,然后再接到市电上(如图所示),下列说法正确的是( )A .开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B .开关接通时,灯泡熄灭,只有电烙铁通电,可使消耗的电功率减小C .开关断开时,灯泡发光,电烙铁也通电,消耗的总功率增大,但电烙铁发热较少D .开关断开时,灯泡发光,可供在焊接时照明使用,消耗总功率不变11.[多选]如图所示,电阻R =2021,电动机的电阻R ′=10Ω.当开关断开时,电流表的示数是I ,电路消耗的电功率为P .当开关合上后,电动机转动起来.若保持电路两端的电压不变,电流表的示数I ′和电路消耗的电功率P ′应是( )A .I ′=3IB .I ′<3IC .P ′=3PD .P ′<3P12.如图所示电路,闭合电键S ,电动机M 转动起来后,将滑动变阻器的滑动触头向左移动时,电动机中产生的电热功率P 随电压表测得的电压U 和电流表测得的电流I 而变化的情况是(电动机线圈的电阻可以认为是不变的)( )A .P 跟电流I 的平方成正比B .P 跟电压U 的平方成正比C .P 跟电压U 与电流I 的乘积成正比D .P 跟电压U 与电流I 的比值成正比 二、非选择题13.如图所示,电路中的电阻R =10 Ω,电动机的线圈电阻r =1 Ω,加在电路两端的电压U =100 V .已知电流表读数为30 A ,则通过电动机线圈的电流为多少?电动机输出功率为多少?8.3 闭合电路欧姆定律考点知识梳理一、电源的电动势和内阻1.电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化成电能的装置.2.电动势:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E =Wq ,单位:V .3.电动势的物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成电能的本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.4.电动势是标量,需注意电动势不是电压.5.内阻:电源内部也是由导体组成的,也有电阻r ,叫做电源的内阻,它是电源的另一重要参数.二、闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比. (2)公式:I=ER +r (适用于纯电阻电路);I=U 外+U 内(适用于任何电路) (3)路端电压与外电阻的关系①负载R 增大→I 减小→U 内减小→U 外增大,外电路断路时(R =∞),I =0,U 外=E .②负载R 减小→I 增大→U 内增大→U 外减小,外电路短路时(R =0),I =Er ,U 内=E .(4)U -I 关系图:由U =E -Ir 可知,路端电压随着电路中电流的增大而减小;U -I 关系图线如图所示.①当电路断路即I=0时,纵坐标的截距为电动势E.②当外电路电压为U=0时,横坐标的截距为短路电流Er .③图线的斜率的绝对值为电源的内阻r.规律方法探究要点一电路图的简化1.原则:无电流的支路除去;电势相等的各点合并;理想导线长度任意;理想电流表视为导线,零电阻;理想电压表视为短路,电阻无穷大;电容器稳定时视为短路2.常用等效化简方法电流分支法:a.先将各结点用字母标上;b.判定各支路元件的电流方向(若电路原无电流,可假设在总电路两端加上电压后判断);c.按电流流向,自左到右将各元件、结点、分支逐一画出;d.将画出的等效图加工整理.例1.试将如图所示的电路进行等效变换(S未接通),画出等效电路图.跟踪训练1.如图所示电路,当ab两端接入100 V电压时,cd两端为2021;当cd两端接入100 V电压时,ab两端电压为50 V,则R1∶R2∶R3之比是()A.4∶2∶1 B.2∶1∶1C.3∶2∶1 D.以上都不对要点二电路的动态分析电路的动态分析是电学的常考点之一,几乎每年都有该类试题出现.该类试题能考查考生对闭合电路欧姆定律的理解,电路的结构分析及对串并联特点的应用能力,兼顾考查学生的逻辑推理能力.电路动态分析的方法(1)程序法:电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路⎩⎨⎧并联分流I串联分压U →变化支路.(2)“并同串反”规律,所谓“并同”,即某一电阻增大时,与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大,反之则减小.所谓“串反”,即某一电阻增大时,与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小,反之则增大.例2.在如图所示电路中,当滑动变阻器滑片P向下移动时,则()A.A灯变亮、B灯变亮、C灯变亮B.A灯变亮、B灯变亮、C灯变暗C.A灯变亮、B灯变暗、C灯变暗D.A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮跟踪训练2.在如图所示的电路中,当滑动变阻器R3的滑动触头P向下滑动时()A.电压表示数变大,电流表示数变小B.电压表示数变小,电流表示数变大C.电压表示数变大,电流表示数变大D.电压表示数变小,电流表示数变小要点三含容电路问题电容器是一个储存电能的元件.在直流电路中,当电容器充放电时,电路里有充放电电流,一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大(只考虑电容器是理想的不漏电的情况)的元件,在电容器处电路看作是断路,简化电路时可去掉它.简化后若要求电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上.(1)解决这类问题的一般方法:通过稳定的两个状态来了解不稳定中间变化过程.(2)只有当电容器充、放电时,电容器支路中才会有电流,当电路稳定时,电容器对电路的作用是断路.(3)电路稳定时,与电容器串联的电阻为等势体,电。
恒定电流教案
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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=10-3A 1μA=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:RUI (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,载有安电流,已知铜导线内自由电子的密度n=×1028个/m 3,每个电子电量为×10-19C,试求:铜导线中自由电子定向移动的速度为多大×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..... SlR 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×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.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,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“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( ),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·昂内斯建立了着名的低温试验室.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(零下摄氏度,标为OK)的低温:.──.(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.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着衰减;(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.不少着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UAB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.Q =I2Rt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=I2Rt由部分电路欧姆定律: U=IRW=UIt=I2Rt=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=I2Rt=(U2/R)/t电功率的表达式: P=UI=I2R=U2/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=I2RtW(=UIt)=机械能+Q(=I2Rt)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I2Rt.但电功不再等于电热而是大于电热了. UIt>I2Rt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例4:有一个直流电动机,把它接入电压的电路时,电机不转,测得流过电动机的电流是,若把电动机接入电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是,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(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r R 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。
物理选修3-1恒定电流学案(全章).

8 电容器的电容(午练)1.对电容C =QU ,以下说法正确的是( )A .电容器带电荷量越大,电容就越大B .对于固定电容器,它的带电荷量跟它两极板间所加电压的比值保持不变C .可变电容器的带电荷量跟加在两极板间的电压成反比D .如果一个电容器没有电压,就没有带电荷量,也就没有电容 2.电容器是一种常用的电子元件,对电容器认识正确的是( )A .电容器的电容表示其储存电荷的能力B .电容器的电容与它所带的电荷量成正比C .电容器的电容与它两极板间的电压成正比D .电容的常用单位有μF 和pF,1 μF =103 pF 3.一平行板电容器,极板间距离为d ,正对面积为S ,充以电荷量Q 后,两极板间电压为U ,为使电容器的电容加倍,可采用的办法是( )A .将电压变为U /2B .将带电荷量变为2QC .将极板正对面积变为2SD .将两极间充满介电常数为2的电介质 4.有一只电容器的规格是“1.5 μF,9 V ”,那么( )A .这只电容器上的电荷量不能超过1.5×10-5 C B .这只电容器上的电荷量不能超过1.35×10-5 C C .这只电容器的额定电压为9 V D .这只电容器的击穿电压为9 V5.如图1-8-14的电路中C 是平行板电容器,在K 先接触1后又扳到2,这时将平行板的板间距离拉大一点,下列说法正确的是( )A .平行板电容器两板的电势差不变B .平行板电容器两板的电势差变小C .平行板电容器两板的电势差增大D .平行板电容器两板间的电场强度不变6.如图1-8-15所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图.电容器的两个电极分别用导线接到指示器上,指示器可显示出电容的大小,下列关于该仪器的说法中正确的是( )A .该仪器中电容器的电极分别是芯柱和导电液体B .芯柱外套的绝缘层越厚,该电容器的电容越大C .如果指示器显示出电容增大,则说明容器中液面升高D .如果指示器显示出电容减小,则说明容器中液面升高7.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图1-8-16所示).设两极板正对面积为S ,极板间的距离为d ,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若( )A .保持S 不变,增大d ,则θ变大B .保持S 不变,增大d ,则θ变小C .保持d 不变,减小S ,则θ变小D .保持d 不变,减小S ,则θ不变8.有两个平行板电容器,它们的电容之比为5∶4,它们的带电荷量之比为5∶1,两极板间距离之比为4∶3,则两极板间电压之比和电场强度之比分别为( )A .4∶1 1∶3B .1∶4 3∶1C .4∶1 3∶1D .4∶1 4∶39.传感器是一种采集信息的重要器件,如图1-8-17所示的是一种测定压力的电容式传感器,当待测压力F 作用于可动膜片电极上时,以下说法中正确的是( )A .若F 向上压膜片电极,电路中有从a 到b 的电流B .若F 向上压膜片电极,电路中有从b 到a 的电流C .若F 向上压膜片电极,电路中不会出现电流D .若电流表有示数,则说明压力F 发生变化E .若电流表有示数,则说明压力F 不发生变化10.如图1-8-18所示,一平行板电容器接在U =12 V 的直流电源上,电容C=3.0×10-10F ,两极板间距离d =1.20×10-3 m ,取g =10 m/s 2,求:(1)该电容器所带电荷量.(2)若板间有一带电微粒,其质量为m =2.0×10-3 kg ,恰在板间处于静止状态,则微粒带电荷量多少?带何种电荷?图1-8-15图1-8-17图1-8-18第九节带电粒子在电场中的运动每节一练(晚练)一、选择题1.关于带电粒子(不计重力)在匀强电场中的运动情况,下列说法正确的是()A.一定是匀变速运动B.不可能做匀减速运动C.一定做曲线运动D.可能做匀变速直线运动,不可能做匀变速曲线运动2.电子以初速度v0沿垂直场强方向射入两平行金属板中间的匀强电场中,现增大两板间的电压,但仍能使电子穿过该电场.则电子穿越平行板间的电场所需时间()A.随电压的增大而减小B.随电压的增大而增大C.与电压的增大无关D.不能判定是否与电压增大有关3.(多选)如图所示,电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A、B两板间的加速电场后飞出,不计重力的作用,则()A.它们通过加速电场所需的时间相等B.它们通过加速电场过程中动能的增量相等C.它们通过加速电场过程中速度的增量相等D.它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等4.图甲为示波管的原理图.如果在电极YY′之间所加的电压按图乙所示的规律变化,在电极XX′之间所加的电压按图丙所示的规律变化,则在荧光屏上会看到的图形是图A、B、C、D中的()5.如图所示,两金属板与电源相连接,电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场,且恰好从正极板边缘飞出.现在使电子入射速度变为原来的两倍,而电子仍从原位置射入,且仍从正极板边缘飞出,则两极板的间距应变为原来的()A.2倍B.4倍 C.12 D.146.如图所示,在平行板电容器A、B两板上加上如图所示的交变电压,开始时B板电势比A板高,这时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动,设A、B两板间的距离足够大,则下述说法中正确的是()A.电子先向A板运动,然后向B板运动,再返回A板做周期性来回运动B.电子一直向A板运动C.电子一直向B板运动D.电子先向B板运动,然后向A板运动,再返回B板做周期性来回运动7.(多选)平行板电容器两板间有匀强电场,其中有一个带电液滴处于静止,如图所示.当发生下列哪些变化时,液滴将向上运动()A.将电容器的上极板稍稍下移B.将电容器的下极板稍稍下移C.将S断开,并把电容器的上极板稍稍下移D.将S断开,并把电容器的下极板稍稍向左水平移动8. (多选)如图所示,一电子枪发射出的电子(初速度很小,可视为零)进入加速电场加速后,垂直射入偏转电场,射出后偏转位移为y,要使偏转位移增大,下列哪些措施是可行的(不考虑电子射出时碰到偏转电极板的情况)()A.增大偏转电压U B.减小加速电压U0C.增大偏转电场的极板间距离d D.将发射电子改成发射负离子9.一个动能为E k的带电粒子,垂直于电场线方向飞入平行板电容器,飞出电容器时动能为2E k,如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍,那么它飞出电容器时的动能变为() A.8E k B.5E k C.4.25E k D.4E k二、非选择题10.在如图所示的示波器的电容器中,电子以初速度v0沿着垂直场强的方向从O点进入电场,以O点为坐标原点,沿x轴取OA=AB=BC,再过点A、B、C作y轴的平行线与电子径迹分别交于M、N、P点,求AM∶BN∶CP和电子途经M、N、P三点时沿x轴的分速度之比.11.如图所示,两个板长均为L的平板电极,平行正对放置,距离为d,极板之间的电势差为U,板间电场可以认为是均匀的.一个α粒子(42He)从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间,到达负极板时恰好落在极板边缘.已知质子电荷量为e,质子和中子的质量均视为m,忽略重力和空气阻力的影响,求:(1)极板间的电场强度E. (2)α粒子的初速度v0.12.示波器的示意图如图1-9-21,金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出,进入偏转电场.电子在穿出偏转电场后沿直线前进,最后打在荧光屏上.设加速电压U1=1640 V,偏转极板长l=4 m,金属板间距d=1 cm,当电子加速后从两金属板的中央沿板平行方向进入偏转电场.求:(1)偏转电压U2为多大时,电子束的偏移量最大?(2)如果偏转板右端到荧光屏的距离L=20 cm,则电子束最大偏转距离为多少?第2节电动势1.在不同的电源中,非静电力做功的本领也不相同,把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极,非静电力做功越多,电荷的增加得就越多;非静电力做的功越少,则电荷的增加得就越少.物理学中用表明电源的这种特性.2.电动势在数值上等于非静电力把在电源内从负极移送到正极所做的功.3.在电源内部非静电力移送电荷与被移送电荷的的比值,叫做电源的电动势.它的单位是,用V表示.电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的无关,跟路无关.4.蓄电池的电动势是2 V,说明电池内非静电力每移动1 C的正电荷做功_J,其电势能(填“增加”或“减小”),是能转化为能的过程.5.关于电源与电路,下列说法正确的是()A.外电路中电流由电源正极流向负极,内电路中电流也由电源正极流向负极B.外电路中电流由电源正极流向负极,内电路中电流由电源负极流向正极C.外电路中电场力对电荷做正功,内电路中电场力对电荷也做正功D.外电路中电场力对电荷做正功,内电路中非静电力对电荷做正功【概念规律练】知识点一电动势的概念1.关于电动势,下列说法中正确的是()A.在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电能增加B.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大C.电动势越大,说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多2.关于电源的电动势,下列说法正确的是()A.在某电池的电路中每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 VB.电源的电动势越大,电源所提供的电能就越多C.电源接入电路后,其两端的电压越大,电源的电动势也越大D.无论电源接入何种电路,其电动势是不变的知识点二电动势E=Wq的理解和计算3.有关电压与电动势的说法中正确的是()A.电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B.电动势是电源两极间的电压C.电动势公式E=Wq中W与电压U=Wq中的W是一样的,都是电场力做的功D.电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量4.由六节干电池(每节的电动势为1.5 V)串联组成的电池组,对一电阻供电.电路中的电流为2 A,在10 s内电源做功为180 J,则电池组的电动势为多少?从计算结果中你能得到什么启示?知识点三内外电路中的能量转化5.铅蓄电池的电动势为2 V,一节干电池的电动势为1.5 V,将铅蓄电池和干电池分别接入电路,两个电路中的电流分别为0.1 A和0.2 A.试求两个电路都工作20 s时间,电源所消耗的化学能分别为______和________,________把化学能转化为电能的本领更大.6.将电动势为3.0 V的电源接入电路中,测得电源两极间的电压为2.4 V.当电路中有6 C的电荷流过时,求:(1)有多少其他形式的能转化为电能;(2)外电路中有多少电能转化为其他形式的能;(3)内电路中有多少电能转化为其他形式的能.【方法技巧练】实际问题中有关电动势问题的分析方法7.电池容量就是电池放电时输出的总电荷量,某蓄电池标有“15 A·h”的字样,则表示()A.该电池在工作1 h 后达到的电流为15 AB.该电池在工作15 h 后达到的电流为15 AC.电池以1.5 A 的电流工作,可用10 hD.电池以15 A 的电流工作,可用15 h8.如图1所示的是两个电池外壳的说明文字.图中所述进口电池的电动势是____ V;所述国产电池最多可放出________ mAh的电荷量,若电池平均工作电流为0.03 A,则最多可使用______ h.图中还提供了哪些信息:________________________________________________________________________.图11.关于电源,下列说法中正确的是()A.当电池用旧之后,电源的电动势减小,内阻增大B.当电池用旧之后,电源电动势和内阻都不变C.当电池用旧之后,电动势基本不变,内阻增大D.以上说法都不对2.关于电源电动势,下面说法不正确的是()A.电源两极间电压总等于电动势B.电动势越大的电源,将其他能转化为电能的本领越大C .电路接通后,电源的电压小于它的电动势D .电动势只由电源性质决定,与外电路无关 3.关于电源的说法正确的是( )A .电源外部存在着由正极指向负极的电场,内部存在着由负极指向正极的电场B .在电源外部电路中,负电荷靠电场力由电源的负极流向正极C .在电源内部电路中,正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D .在电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能 4.关于电动势E ,下列说法中正确的是( )A .电动势E 的大小,与非静电力做的功W 的大小成正比,与移送电荷量q 的大小成反比B .电动势E 是由电源本身决定的,跟电源的体积和外电路均无关C .电动势E 的单位与电势、电势差的单位都是伏特,故三者本质上一样D .电动势E 是表征电源把其他形式的能转化为电能本领的物理量5. 如图2所示是常用在电子手表和小型仪表中的锌汞电池,它的电动势约为1.2 V ,这表示()图2A .电路通过1 C 的电荷量,电源把1.2 J 其他形式的能转化为电能B .电源在每秒内把1.2 J 其他形式的能转化为电能C .该电源比电动势为1.5 V 的干电池做功少D .该电源与电动势为1.5 V 的干电池相比,通过1 C 电荷量时其他形式的能转化为电能的量少6.以下有关电动势的说法中正确的是( )A .电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比B .电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是电源两极间的电压C .非静电力做的功越多,电动势就越大D .E =Wq 只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的7.一台发电机用0.5 A 电流向外输电,在1 min 内将180 J 的机械能转化为电能,则发电机的电动势为( )A .6 VB .360 VC .120 VD .12 V8.随着中国电信业的发展,国产手机在手机市场上已经有相当大的市场份额.如图3所示是中国科健股份有限公司生产的一块手机电池外壳上的文字说明,由此可知该电池的电动势、待机状态下的平均工作电流分别是()图3A .4.2 V 14.58 mAB .4.2 V 700 mAC .3.7 V 14.58 mAD .3.7 V 700 mA 9.某品牌的MP3使用的电源是一节7号干电池,当它正常工作时,工作电流为0.3 A .某同学在使用该MP3时,若他用了10 s ,则这段时间内电池将多少化学能转化为电能?10.铅蓄电池是太阳能供电系统的重要器件,它的主要功能是把太阳能电池板发的电能及时储存在电瓶内,以供用电设备使用.某太阳能电池板给一电动势为15 V 的铅蓄电池充电时的电流为4 A ,充电10小时充满.该铅蓄电池储存了多少电能?3 欧姆定律基础巩固1.如图2-3-15鸟儿落在110 kV 的高压输电线上,虽然通电的高压线是裸露导线,但鸟儿仍然安然无恙,这是因为 ( )A .鸟有耐高压的本领B .鸟脚是干燥的,所以鸟的身体不导电C .鸟两脚间的电压几乎为零D .鸟身体的电阻极大,所以无电流通过2.已知两个导体的电阻之比R 1∶R 2=2∶1,那么( )A .若两导体两端电压相等,则I 1∶I 2=2∶1B .若两导体两端电压相等,则I 1∶I 2=1∶2C .若导体中电流相等,则U 1∶U 2=2∶1D .若导体中电流相等,则U 1∶U 2=1∶23.一个阻值为R 的电阻两端加上电压后,通过导体截面的电荷量q 与通电时间t 的图象如图2-3-16所示.此图线的斜率等于( ) A .UB .RC.URD.R U4.今有甲、乙两个电阻,在相同时间内流过甲的电荷量是乙的2倍,甲、乙两端的电压之比为1∶2.则甲、乙两个电阻阻值的比值为( ) A .1∶2B .1∶3C .1∶4D .1∶55.小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,加在灯泡两端的电压较小时,通过灯泡的电流也较小,灯丝的温度较低.加在灯泡两端的电压较大时,通过灯泡的电流也较大,灯丝的温度较高,已知一只灯泡两端的电压为1 V 时,通过灯泡的电流为0.5 A ,灯泡两端的电压为3 V 时,通过灯泡的电流是1 A ,则灯泡两端电压为2 V 时,通过灯泡的电流可能是( )A .0.5 AB .0.6 AC .0.8 AD .1 A知能提升6.白炽灯接在220 V 电源上能正常发光,将其接在一可调电压的电源上,使电压从0 V 逐渐增大到220 V ,则下列说法正确的是( ) A .电流将逐渐变大 B .电流将逐渐变小C .每增加1 V 电压而引起的电流变化量是相同的D .每增加1 V 电压而引起的电流变化量是减小的7.在探究小灯泡的伏安特性实验中,所用器材有:灯泡L 、量程恰当的电流表A 和电压表V 、直流电源E 、滑动变阻器R 、电键S 等,要求灯泡两端电压从0 V 开始变化.(1)实验中滑动变阻器应采用________接法(填“分压”或“限流”).(2)某同学已连接如图2-3-17所示的电路,在连接最后一根导线的c 端到直流电源正极之前,请指出其中仅有的2个不当之处,并说明如何改正.图2-3-17A .______________________________________________________________B .______________________________________________________________8.某导体中的电流随其两端的电压的变化图象如图 2-3-18所示,则下列说法中正确图2-3-15图2-3-16的是()A.加5 V的电压时,导体的电阻约是5 ΩB.加11 V的电压时,导体的电阻约是1.4 ΩC.由图可知,随着电压增大,导体的电阻不断减小图2-3-18D.由图可知,随着电压减小,导体的电阻不断减小9.现要测定一个额定电压约4 V,额定电流约为0.5 A的小灯泡正常发光时的电阻,电压表应该选择________,电流表应选择________,电路连接时应采用________(选填“电流表内接法”或“电流表外接法”).A.V1量程4.5 V,内阻约4×103ΩB.V2量程10 V,内阻约8×103ΩC.A1量程3 A,内阻约0.4 ΩD.A2量程0.6 A,内阻约2 Ω10.一根长为L=2 m,横截面积S=1.6×10-3 m2的铜棒,两端电势差为U=5.0×10-2 V,铜棒的电阻R=2.19×10-5Ω,铜内自由电子密度为n=8.5×1029 m-3.求:(1)通过铜棒的电流.(2)铜棒内的电场强度.(3)自由电子定向移动的速率.第4节串联电路和并联电路【概念规律练】知识点一串并联电路的特点1.电阻R1、R2、R3串联在电路中.已知R1=10 Ω、R3=5 Ω,R1两端的电压为6 V,R2两端的电压为12 V,则()A.电路中的电流为0.6 AB.电阻R2的阻值为20 ΩC.三只电阻两端的总电压为21 VD.电阻R3两端的电压为4 V2.已知通过三个并联支路的电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3,则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为()A.1∶2∶3 B.3∶2∶1C.2∶3∶6 D.6∶3∶23. 如图1所示电路,R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω.(1)如已知流过电阻R1的电流I1=3 A,则干路电流多大?(2)如果已知干路电流I=3 A,流过每个电阻的电流多大?知识点二电压表、电流表的改装4.把电流表改装成电压表时,下列说法正确的是()A.改装的原理是串联电阻有分压作用B.改装成电压表后,原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了C.改装后原电流表自身的电阻也增大了D.改装后使用时,加在原电流表两端的电压的最大值不变5.有一个量程为0.5 A的电流表,与阻值为1 Ω的电阻并联后通入0.6 A的电流,电流表的示数为0.4 A,若将该电流表的量程扩大为5 A,则应________联一个阻值为________ Ω的电阻.知识点三串并联电路特点的综合应用6. 如图2所示的电路中,R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω.(1)求电路中的总电阻.(2)当加在电路两端的电压U=42 V时,通过每个电阻的电流是多少?7.一个T型电路如图3所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω.另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计.则()A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 ΩB.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 ΩC.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 VD.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V【方法技巧练】一、用伏安法测电阻8.用电流表和电压表测量电阻R x的阻值.如图4所示,分别将图(a)和(b)两种测量电路连接到电路中,按照(a)图时,电流表示数为4.60 mA,电压表示数为2.50 V;按照(b)图时,电流表示数为5.00 mA,电压表示数为2.30 V,比较这两次结果,正确的是()图4A.电阻的真实值更接近543 Ω,且大于543 ΩB.电阻的真实值更接近543 Ω,且小于543 ΩC.电阻的真实值更接近460 Ω,且大于460 ΩD.电阻的真实值更接近460 Ω,且小于460 Ω二、滑动变阻器的两种接法9. 如图5所示,滑动变阻器R1的最大值是200 Ω,R2=R3=300 Ω,A、B两端电压U AB=8 V.图5(1)当开关S断开时,移动滑动片P,R2两端可获得的电压变化范围是多少?(2)当S闭合时,移动滑动片P,R2两端可获得的电压变化范围又是多少?方法总结1.滑动变阻器两种接法的比较接法项目限流式分压式电路组成变阻器接入电路特点连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈一端的接线柱(图中变阻器Pa部分短路不起作用)连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈的两端接线柱(图中变阻器Pa、Pb都起作用,即从变阻器上分出一部分电压加到待测电阻上) 调压范围ER xR x+R~E(不计电源内阻)0~E(不计电源内阻)2.选用两种接法的原则(1)负载电阻的阻值R0远大于变阻器的总电阻R,须用分压式电路;(2)要求负载上电压或电流变化范围较大,且从零开始连续可调,须用分压式电路;(3)负载电阻的阻值R 0小于变阻器总电阻R 或相差不多,且电压电流变化不要求从零调起时,可采用限流接法;(4)两种电路均可使用的情况下,应优先采用限流式接法,因为限流式接法总能耗较小.1.下列说法中正确的是( )A .一个电阻和一根无电阻的理想导线并联,总电阻为零B .并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C .并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻也增大D .并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻一定减小2.电流表的内阻是R g =200 Ω,满刻度电流值是I g =500 μA ,现欲把这电流表改装成量程为1.0 V 的电压表,正确的方法是( )A .应串联一个0.1 Ω的电阻B .应并联一个0.1 Ω的电阻C .应串联一个1 800 Ω的电阻D .应并联一个1 800 Ω的电阻3. 如图6所示的电路中,电压表和电流表的读数分别为10 V 和0.1 A ,电流表的内阻为0.2 Ω,那么有关待测电阻R x 的下列说法正确的是()图6A .R x 的测量值比真实值大B .R x 的测量值比真实值小C .R x 的真实值为99.8 ΩD .R x 的真实值为100.2 Ω4.电流表G 的内阻为R g ,用它测量电压时,量程为U ;用它改装成大量程的电流表的内阻是R A ,量程为I ,这几个量的关系是( )A .R A >R g U I >R gB .R A >R g >UIC .R A <R g U I <R gD .R A <R g =UI5.一个电流表的刻度盘的每1小格代表1 μA ,内阻为R g .如果把它改装成量程较大的电流表,刻度盘的每一小格代表n μA ,则( )A .给它串联一个电阻,阻值为nR gB .给它串联一个电阻,阻值为(n -1)R gC .给它并联一个电阻,阻值为R gnD .给它并联一个电阻,阻值为R gn -16. 如图7所示,电路两端的电压U 保持不变,电阻R 1、R 2、R 3消耗的电功率一样大,则电阻之比R 1∶R 2∶R 3是()图7A .1∶1∶1B .4∶1∶1C .1∶4∶4D .1∶2∶27.在图8中,甲、乙两图分别为测灯泡电阻R 的电路图,下列说法不正确的是()图8A .甲图的接法叫电流表外接法,乙图的接法叫电流表内接法B .甲中R 测>R 真,乙中R 测<R 真C .甲中误差由电压表分流引起,为了减小误差,就使R ≪R V ,故此法测较小电阻好D .乙中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使R ≫R A ,故此法测较大电阻好8. 如图9示电路,○G 是电流表,R 1、R 2是两个可变电阻,调节可变电阻R 1,可以改变电流表○G 的示数.当MN 间的电压为6 V 时,电流表的指针刚好偏转到最大刻度.将MN 间的电压改为5 V 时,若要电流表○G 的指针仍偏转到最大刻度,下列方法中可行的是()图9A .保持R 1不变,增大R 2B .增大R 1,减少R 2C .减少R 1,增大R 2D .保持R 2不变,减少R 19.R 1=10 Ω,R 2=20 Ω,R 1允许通过的最大电流为1.5 A ,R 2两端允许加的最大电压为10 V ,若将它们串联,加在电路两端的最大电压可以是( )A .45 VB .5 VC .25 VD .15 V10.已知电流表的内阻R g =120 Ω,满偏电流I g =3 mA ,要把它改装成量程是6 V 的电压表,应串联多大的电阻?要把它改装成量程是3 A 的电流表,应并联多大的电阻?第5节 焦耳定律【概念规律练】知识点一 电功、电功率的计算1.关于四个公式①P =UI ;②P =I 2R ;③P =U 2R ;④P =Wt ,下列叙述正确的是( ) A .公式①④适用于任何电路的电功率的计算 B .公式②适用于任何电路的电热功率的计算 C .公式①②③适用于任何电路电功率的计算D .以上均不正确2.一个用半导体材料制成的电阻器D ,其电流I 随它两端的电压U 变化的关系图象如图1(a)所示,将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源上,如图(b)所示,三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图(c)所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2,它们之间的大小关系为( )图1A .P 1=4P 2B .P D =P /9C .P 1<4P 2D .P D >P 2 知识点二 焦耳定律3.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A .电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多B .W =UIt 适用于任何电路,而W =I 2Rt =U 2R t 只适用于纯电阻电路 C .在非纯电阻电路中,UI >I 2R D .焦耳热Q =I 2Rt 适用于任何电路4. 如图2所示,有一提升重物用的直流电动机,内阻R M =0.6 Ω,R =10 Ω,U =160 V ,电压表的读数为110 V .则:图2(1)通过电动机的电流是多少?(2)输入到电动机的电功率是多少?(3)电动机工作1 h 所产生的热量是多少? 答案 (1)5 A (2)550 W (3)5.4×104 J 【方法技巧练】一、纯电阻电路中电功和电功率的计算方法5. 有四盏灯,接入如图3所示的电路中,L 1和L 2都标有“200 V 100 W ”字样,L 3和L 4都标有“220 V 40 W ”字样,把电路接通后,最暗的灯是哪一盏?最亮的灯是哪一盏?图36.额定电压都是110 V ,额定功率P A =100 W ,P B =40 W 的电灯两盏,若接在电压是220 V 的电路上,两盏电灯均能正常发光,且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个( )二、纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化问题的分析7.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,都通过相同的电流,在相同时间内( )A .电炉放热与电动机放热相等B .电炉两端电压小于电动机两端电压C .电炉两端电压等于电动机两端电压D .电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率8.有一个直流电动机,把它接入0.2 V 电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4 A ;若把电动机接入2 V 电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0 A .则:(1)电动机正常工作时的输出功率为多大?(2)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.不考虑温度对电阻的影响,对一个“220 V 40 W ”的灯泡,下列说法正确的是( ) A .接在110 V 的电路中时的功率为20 W B .接在110 V 的电路中时的功率为10 W。
高中物理 恒定电流 教案
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第七章 恒定电流知识网络:第1单元 基本概念和定律一、.电流条件:1、导体两端有持续的电压 2、有可以自由移动的电荷金属导体――自由电子 电解液――正负离子 气体――正负离子、自由电子方向:正电荷的定向移动的方向导体中电流由高电势流向低电势,电流在电源外部由正极流向负极 二、电流强度——(I 标量)——表示电流的强弱。
通过导体某一截面的电量q 跟通过这些电量所用时间的比值,叫电流强度,简称电流。
1、定义式:tqI =适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
单位:1 C / s = 1 A 1 A = 10 3mA 1 mA = 10 3μA注意:在电解液导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,在用公式I =q /t 计算电流强度时应引起注意。
2、电流的微观表达式已知:粒子电量q 导体截面积s粒子定向移动的速率v粒子体密度(单位体积的粒子的个数)n推导: nqsv I tsvtnq t q I =⇒==对于金属导体有I=nqvS (n 为单位体积内的自由电子个数,S 为导线的横截面积,v 为自由电子的定向移动速率,约10 -5m/s ,远小于电子热运动的平均速率105m/s ,更小于电场的传播速率3×108m/s ),这个公式只适用于金属导体,千万不要到处套用。
三、欧姆定律1、内容:导体中的电流强度跟导体两端的电压U 成正比,跟导体的电阻R 成反比2、公式:RU I =3、R 电阻,1V / A = 1Ω 1 K Ω = 1000Ω 1 M Ω = 1000K Ω由本身性质决定4、适用范围:对金属导体和电解液适用,对气体的导电不适用5、电阻的伏安特性曲线:注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。
还要注意:当考虑到电阻率随温度的变化时,电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。
C 22-SO 42-v四.电阻定律——导体电阻R 跟它的长度l 成正比,跟横截面积S 成反比。
sl R ρ= (1)ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率(反映该材料的性质,不是每根具体的导线的性质)。
高二物理恒定电流教案5篇
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高二物理恒定电流教案5篇高二物理恒定电流教案篇1教学准备教学目标1、知道什么是弹力以及弹力产生的条件。
2、知道推力、压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的图示(力的示意图)中正确画出他们的方向。
3、知道形变越大,弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。
教学重难点知道形变越大,弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。
教学工具课件教学过程出示[学习目标]1、理解弹力的概念,知道弹力产生的原因和条件.2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,会分析弹力的方向,能正确画出弹力的示意图.3、理解形变概念,了解放__显示微小形变。
(一)观察实验1、观察用弹簧拉静止的小车小车:由静止→运动弹簧:被拉长2、水平支起竹片,竹片上放置砝码,观察砝码和竹片竹片:发生弯曲砝码:处于静止状态3、观察用弹性钢片推放置在桌面上的物体钢片:发生弯曲物体:被推开(二)形变和弹力的概念:物体的形状或体积的改变叫形变.发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生的作用,这种力叫弹力。
弹力的概念:(三)弹力产生的条件(1)物体间是否直接接触(必要条件);(2)接触处是否有相互挤压或拉伸的作用(充分条件)__弹力是发生弹性形变的物体产生的力,作用在跟它接触的物体上.用手向右拉弹簧,弹簧因形变(伸长)而产生弹力f,它作用在手上,方向向左.因此,弹力的施力者是发生形变的物体,受力者是使它发生形变的其他物体.图1-11(a)中,小球放在斜面和竖直挡板之间,在重力作用下小球与斜面及挡板间都有挤压趋势,因此小球与斜面接触处,小球与挡板接触处都会产生弹力.而图1-11(b)中,小球放在水平面和竖直挡板间,虽然小球与竖直挡板相接触,但在接触处没有相互挤压趋势,因此小球与竖直挡板间不会产生弹力.(四)显示微小形变的两个实验有一些物体眼睛根本观察不到它的形变,比如一些比较坚硬的物体,但是这些物体都有形变,只不过形变很微小。
高中物理选修3-1恒定电流教案
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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。
高中选修3-1第二章恒定电流教案.doc
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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。
恒定电流电路教案设计
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恒定电流电路教案设计一、教学目标本节课程主要目标是让学生掌握恒定电流电路的基本概念、结构和特点,并了解其在实际应用中的重要性。
具体教学目标如下:1.掌握恒定电流电路的基本概念和性质。
2.熟悉并理解恒定电流电路的电学基础知识,包括欧姆定律和基尔霍夫定律等。
3.能够应用所学知识,分析和解决恒定电流电路的实际问题。
二、教学重点恒定电流电路的电学基础知识和基本特点。
三、教学难点如何将恒定电流电路的基本理论与实际应用相结合。
四、教学内容及方法4.1 教学内容本节课程的重点将围绕以下几个方面进行:1.恒定电流电路的概念和特点。
2.恒定电流电路中的电学基础知识。
3.恒定电流电路在实际应用中的重要性。
4.恒定电流电路的分析和解决实际问题的方法。
4.2 教学方法1.教师讲授教师将通过板书和课件等形式,向学生系统地介绍恒定电流电路的基本概念和特点,以及其中的电学基础知识。
同时,教师将讲解一些实际应用案例,帮助学生深入理解恒定电流电路的重要性。
2.学生研究在课程中,学生将会参与到一些恒定电流电路的实际应用案例分析中,通过对不同案例的分析和讨论,加深对恒定电流电路的理解。
3.互动讨论本课程将开展多种形式的互动讨论,如学生讨论、小组讨论等。
这些措施有助于激发学生的学习兴趣,同时也有利于加深对恒定电流电路的理解。
五、教学评价本课程的评价采用多种形式,包括考试分数、课堂表现、课堂参与度等。
其中,课堂参与度将占到较大比例,希望通过讨论和互动的形式,让学生充分参与到课堂中来。
同时,我也将为学生准备一些小测验,帮助他们巩固所学知识。
我还会邀请一些行业内的专家来给学生分享实际应用的经验,帮助学生更好地把恒定电流电路相关知识应用到实际工作当中。
六、教学过程6.1 教学准备1.准备恒定电流电路课程的教学课件。
2.准备实际应用案例,以帮助学生更好地理解恒定电流电路的重要性。
3.布置相关阅读材料,以拓宽学生看法和观点。
6.2 教学过程1.介绍恒定电流电路的概念和特点。
全章恒定电流教案
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全章恒定电流教案教案标题:全章恒定电流教学目标:1.理解恒定电流的概念,能够用恒定电流的特征来描述电流的作用和影响。
2.理解欧姆定律,掌握计算电流、电压和电阻的关系。
3.掌握串联电路和并联电路中电流的计算方法,能够解决简单的串联电路和并联电路的问题。
4.进一步理解电流、电压和电阻之间的关系,了解电源、导线和电器之间的连线方式。
教学内容和步骤:1.导入(10分钟)-利用一个小实验引入恒定电流的概念,让学生观察流过导线的电流大小是否改变,导出恒定电流的定义。
2.理论讲解(30分钟)-介绍欧姆定律的概念和公式,让学生了解电流、电压和电阻之间的关系。
-阐述串联电路和并联电路的概念,并讲解电流计算的方法。
-通过示意图和实例来解释串联电路和并联电路中电流的分配方式。
3.案例分析(20分钟)-提供一些电路图,让学生计算电流、电压和电阻的值。
-针对一些实际生活中的问题,让学生分析并解决电流相关的问题。
4.实践操作(30分钟)-分发实验器材,让学生进行一些实际电路的搭建和测量操作,比如测量不同电阻下的电流和电压值。
-要求学生从实验中总结和验证欧姆定律,并给出自己的观察和结论。
5.总结(10分钟)-回顾本节课所学的内容,让学生分享他们的收获和困惑。
-教师对本节课的要点进行总结和强调。
教学资源和评估方式:1.实验器材:导线、干电池、电流表、电阻、电路板等。
2.案例题和练习题。
3.学生的实验报告和课后作业。
评估方式:1.学生参与课堂讨论与互动的表现。
2.学生完成的案例题和练习题。
3.学生的实验报告和课后作业。
教学方法和手段:1.通过实验引入和开展理论讲解,提高学生的实践操作能力和理论理解能力。
2.案例分析和实际问题解决的方式,培养学生的思维能力和探究精神。
3.课堂互动和小组讨论,提高学生的学习热情和参与度。
教学反思:1.教学内容可以通过举例和实物讲解的方式更加形象生动。
2.实践操作环节需要合理安排时间,确保学生能够充分实践和体验。
高中物理 全章恒定电流(复习课)教案 人教版二册
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全章恒定电流(复习课)知 识 结 构重点和难点一、部分电路欧姆定律 1.部分电路欧姆定律的内容导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.公式表示为:RUI =2.欧姆定律是实验定律本定律通过探索性实验得到电流I 和电压U 之间的关系,其关系也可以用I -U 图像表示出来(如图1).对于给定的金属导体,比值I U /为一恒定值,对于不同的导体,比值I U /反映对电流的阻碍作用,所以把比值I U /定义为导体的电阻R . 3.几个公式的含义 公式RUI =是欧姆定律,公式IR U =习惯上也称为欧姆定律.而公式IUR =是电阻的定义式,它表明了一种量度电阻的方法,绝不可以错误地认为“电阻跟电压成正比,跟电流成反比”,或认为“既然电阻是表示导体对电流的阻碍作用的物理量,所以导体中没有电流时导体就不存在电阻”.一定要明确公式的物理意义,不能不讲条件地说量与量之间的关系.4.会应用欧姆定律分析和解决问题欧姆定律是解决电路问题的基础.用部分电路欧姆定律解决问题无非牵涉U 、I 、R 三个量之间的关系,解决问题时,第一要注意三个量之间的对应关系,这三个量一定属于同一段纯电阻电路,且这段电路中一定不含有电动势;第二要注意研究问题的过程中哪个量不变,另外两个量谁随谁变,怎么变,找不到不变量,就无法确定电路中各量如何变化. 5.知道欧姆定律的适用范围欧姆定律是在金属导电的实验基础上总结出来的,对于电解液导电也适用,但对于气体导电和半导体导电就不适用了. 二、电阻定律导体的电阻是由它本身的性质决定的.金属导体的电阻由它本身的长度l 、横截面积S 、所用材料和温度决定.在温度一定时,金属导体的电阻跟它的长度l 成正比,跟它的横截面积S 成反比,用公式表示为:l R Sρ= 这就是电阻定律,式中ρ叫做导体的电阻率,由导体的材料决定. 注意:1.物质的电阻率与温度有关,实验表明,温度越高,金属的电阻率就越大,因此,金属导体的电阻随温度的升高而增大.例如,白炽灯泡点亮时的灯丝电阻比不通电时要大很多倍,因为灯泡点亮后,灯丝温度升高,电阻率增大,电阻也随之增大. 2.导体的电阻由式IUR =定义,也可以利用其测量,但并不是由U 和I 决定的,而是由电阻定律决定的,即导体本身的性质决定的. 三、电功、电热、电功率1.为了更清楚地看出各概念之间区别与联系,列表如下:2.电功和电热不相等的原因由前面的表格,我们看到,只有在纯电阻电路中才有电功等于电热,而一般情况电路中电功和电热不相等.这是因为,我们使用用电器,相当多的情况是需要其提供其它形式的能量.如电动机,消耗电能是需要让其提供机械能,如果电功等于电热,即消耗的电能全部转化为电动机线圈电阻的内能,电动机就不可能转起来,就无从提供机械能了.因而一般的电路中电功一定大于电热,从而为电路提供除内能之外的其它能量.但无论什么电路,原则上一定要有一部分电能转化为内能,因为任何电路原则上都存在电阻.所以电路中的能量关系为:其它E Q W +=,只有在纯电阻电路中W = Q . 3.额定电压与实际电压、额定功率与实际功率额定电压指用电器正常工作时的电压,这时用电器消耗的功率为额定功率.但有时加在用电器上的电压不等于额定电压,这时用电器不能正常工作,这时加在用电器上的电压就称之为实际电压,这时用电器消耗的功率为实际功率.要注意,在一些问题中“额定”和“实际”往往不相等.四、闭合电路欧姆定律1.意义:描述了包括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.公式为:rR EI +=常用的表达式还有:E=IR+Ir=U+U ' U=E-Ir 2.电动势与路端电压的比较:3.路端电压U 随外电阻R 变化的讨论电源的电动势和内电阻是由电源本身的性质决定的,不随外电路电阻的变化而变化,而电流、路端电压是随着外电路电阻的变化而变化的.rR EI +=① U=E-Ir ②当外电路断路时,E U I R =⇒→⇒∞→0当外电路短路时,00=⇒=⇒=U rEI 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r IU=∆∆. 在解决路端电压随外电阻的变化问题时,由于E 、r 不变,先由①式判断外电阻R 变化时电流I 如何变化,再由②式判断I 变化时路端电压U 如何变化,因为在①、②式中除E 和r 都还分别有两个变量,①式中是外电阻R 和电流I ,②式中是电流I 和路端电压U ,这样可以讨论一个量随另外一个量的变化.有的同学试图用公式IR U =来讨论路端电压随外电阻的变化问题,但由于当外电阻R 发生变化时电流I 也发生变化,因此无法讨论路端电压U 的变化情况.如外电阻R 增大时,电流I 减小,其乘积的变化无从判断. 4. 闭合电路中的几种电功率由于在闭合电路中内、外电路中的电流都相等,因此由E=U+U '可以得到:IE=IU+IU ' 或 IEt IUt IU t '=+式中IEt 是电源将其它形式的能转化成的电能,IUt 是电源输出的电能,即外电路消耗的电能,t U I '是电源内电阻上消耗的电能,等于rt I 2,即内电阻上产生的热.与之相对应,IE 是电源的总功率,IU 是电源输出的电功率, U I '是内电阻上的焦耳热功率.一定要从能量转化和守恒的观点理解这几个功率的意义. 五、伏安法测电阻伏安法测电阻的原理是部分电路的欧姆定律(IUR =),测量电路可以有电流表外接和电流表内接两种方法,如图3甲、乙两图.由于电压表和电流表内阻的存在,两种测量电路都存在着系统误差.甲图中电流I 甲的测量值大于通过电阻R x 上的电流,因此计算出的电阻值R 甲小于电阻R x 的值.乙图中电压U 乙的测量值大于加在电阻R x 上的电压,因此计算出的电阻值R 乙大于电阻R x 的值.为了减小测量误差,可先将待测电阻R x 的粗略值与电压表和电流表的内阻值加以比较,当R x << R V 时,0≈VxR R x Vx xx V x V R R R R R R R R R ≈+=+=1甲,宜采用电流表外接法测量.当R x >> R A 时,x x A R R R R ≈+=乙,宜采用电流表内接法测量.例 题 精 选【例1】实验室用的小灯泡灯丝的I-U 特性曲线可用以下哪个图象来表示(考虑灯丝的电阻随温度的变化而变化):分析:随着电压的升高,电流增大,灯丝的电功率将会增大,于是温度升高,电阻率也将随之增大,所以电阻增大,I-U 曲线的斜率减小,选A 。
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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。
其二是这些电荷分布产生附加电场,该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场,直到使导线中该方向合场强为零,而达到动态平衡状态。
此时导线内的电场线保持与导线平行,自由电子只存在定向移动。
因为电荷的分布是稳定的,故称恒定电场。
通过“思考与讨论”让学生区分静电平衡和动态平衡。
恒定电场:由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。
3.电流(标量)(1)概念:电荷的定向移动形成电流。
(2)电流的方向:规定为正电荷定向移动的方向。
(3)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。
定义式:tQ I 电流的微观表示:取一段粗细均匀的导体,两端加一定的电压,设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v 。
设想在导体中取两个横截面B 和C ,横截面积为S ,导体中每单位体积中的自由电荷数为n ,每个自由电荷带的电量为q ,则t 时间内通过横截面C 的电量Q 是多少?电流I 为多少?---引导学生推导老师归纳:Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 这就是电流的微观表示式。
(4)单位:安培(A ),1 A =103mA = 106µA(5)电流的种类① 直流电:方向不随时间而改变的电流。
直流电分为恒定电流和脉动直流电两类:其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流;方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。
② 交流电:方向和大小都随时间做周期变化的电流。
【问题】如何用图象表示直流电和交流电?分析课本例题(详见课本,这里略)通过例题分析让学生把电流与导线内自由电子的定向移动的速率联系起来,同时说明定向移动的速率和在导线中建立电场的速率是两个不同的概念。
(三)小结:对本节内容做简要小结(四)巩固新课:1、复习课本内容2、完成P43问题与练习:作业1、23、作业纸教后记:1、 本节内容是新增加的,教师和学生都有一个熟悉的过程,要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知识有个初步的理解。
2、学生对于电流的微观解释,特别是电流的传导速度和电子定向移动的速度的关系认识上有一定的难度。
3、下节课要用一两条例题强化学生对I=Q/t=nvqS 的理解和运用。
第二节、电动势(1课时)一、教学目标(一)知识与技能1.理解电动势的的概念及定义式。
知道电动势是表征电源特性的物理量。
2.从能量转化的角度理解电动势的物理意义。
(二)过程与方法通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解。
(三)情感态度与价值观了解生活中电池,感受现代科技的不断进步二、重点与难点:重点:电动势的的概念难点:对电源内部非静电力做功的理解三、教学过程:(一)复习上课时内容要点:电源、恒定电流的概念(二)新课讲解-----第二节、电动势〖问题〗1。
在金属导体中电流的形成是什么?(自由电子)2.在外电路中电流的方向?(从电源的正极流向负极)3.电源是靠什么能力把负极的正电荷不断的搬运到正极以维持外电路中恒定的电流?结合课本图2。
2-1,讲述“非静电力”,利用右图来类比,以帮助学生理解电路中的能量问题。
当水由A池流入B池时,由于重力做功,水的重力势能减少,转化为其他式的能。
而又由于A、B之间存在高度差,故欲使水能流回到A池,应克服重力做功,即需要提供一个外力来实现该过程。
抽水机就是提供该外力的装置,使水克服重力做功,将其他形式的能转化为水的重力势能。
重力做功、克服重力做功以及重力势能与其他形式的能之间的相互转化,学生易于理解和接受,在做此铺垫后,电源中的非静电力的存在及其作用也就易于理解了。
两者相比,重力相当于电场力,重力做功相当于电场力做功,重力势能相当于电势能,抽水机相当于电源。
从而引出—1.电源(更深层的含义)(1)电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
(2)非静电力在电源中所起的作用:是把正电荷由负极搬运到正极,同时在该过程中非静电力做功,将其他形式的能转化为电势能。
【注意】在不同的电源中,是不同形式的能量转化为电能。
再与抽水机类比说明:在不同的电源中非静电力做功的本领不同---引出2.电动势(1)定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。
(2)定义式:E=W/q(3)单位:伏(V)(4)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。
电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
【注意】:①电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
3.电源(池)的几个重要参数①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。
②内阻(r):电源内部的电阻。
③容量:电池放电时能输出的总电荷量。
其单位是:A·h,mA·h.【注意】:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。
(三)小结:对本节内容做简要小结(四)巩固新课:1、复习课本内容2、完成P46“问题与练习”:练习1-33.作业纸教后记:对电动势的讲解又是一个典型的采用类比法的例子,学生对电源的作用的理解没有问题,但在化学能转化为电能,电能又转化为其它形式的能,以及非静电力做功,电场力做功等概念上分不清。
第三节、欧姆定律(2课时)一、教学目标(一)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、要求学生理解欧姆定律,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(二)过程与方法教学中应适当地向学生渗透一些研究物理的科学方法和分析的正确思路如通过探索性实验去认识物理量之问的制约关系,用图象和图表的方法来处理数据、总结规律,以及利用比值来定义物理量的方法等。
(三)情感态度与价值观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二、重点:正确理解欧姆定律及其适应条件三、难点:对电阻的定义的理解,对I-U图象的理解四、教具:电流表、电压表、滑动变阻器、开关、电阻、导线、电池组、小灯泡等五、教学过程:(一)复习上课时内容要点:电动势概念,电源的三个重要参数(二)新课讲解-----第三节、欧姆定律问题:电流强度与电压究竟有什么关系?这可利用实验来研究。
1、欧姆定律演示:如图,方法按P46演示方案进行闭合S后,移动滑动变阻器触头,记下触头在不同位置时电压表和电流表读数。
电压表测得的是导体R两端电压,电流表测得的是通过导体R的电流,记录在下面表格中。
U/VI/A把所得数据描绘在U-I直角坐标系中,确定U和I之间的函数关系。
分析:这些点所在的图线包不包括原点?包括,因为当U=0时,I=0。
这些点所在图线是一条什么图线?过原点的斜直线。
即同一金属导体的U-I图象是一条过原点的直线。
把R换成与之不同的R,重复前面步骤,可得另一条不同的但过原点的斜直线。
结论:同一导体,不管电流、电压怎么样变化,电压跟电流的比值是一个常数。
这个比值的物理意义就是导体的电阻。
引出-------(1)、导体的电阻①定义:导体两端电压与通过导体电流的比值,叫做这段导体的电阻。
②公式:R=U/I(定义式)说明:A、对于给定导体,R一定,不存在R与U成正比,与I成反比的关系,R只跟导体本身的性质有关B、这个式子(定义)给出了测量电阻的方法——伏安法。
C、电阻反映导体对电流的阻碍作用③单位:欧姆,符号Ω,且1Ω=1V/A,常用单位:Ω、kΩ、MΩ换算关系:1kΩ=103Ω1MΩ=103KΩ(2).欧姆定律①定律内容:导体中电流强度跟它两端电压成正比,跟它的电阻成反比。
②公式:I=U/R③适应范围:一是部分电路,二是金属导体、电解质溶液2、导体的伏安特性曲线(1)伏安特性曲线:用纵坐标表示电流I,横坐标表示电压U,这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。
(2)线性元件和非线性元件线性元件:伏安特性曲线是通过原点的直线的电学元件。
非线性元件:伏安特性曲线是曲线,即电流与电压不成正比的电学元件。
3、分组实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线(第2课时)按P48实验要求进行,电路改为分压电路分发方格纸,让学生把实验数据列表,并在坐标纸中建立坐标系后做出图象要求至少测6个点以上【说一说】P48(三)小结:对本节内容做简要小结(四)巩固新课:1、复习课本内容2、完成P48问题与练习:作业1、33、作业纸教后记:本节课是初中知识的延续和提升,在学生方面不存在难度,关键是理解两个图象的意义,我是用数学一次函数的知识结合物理意义让学生轻轻松松就掌握了本节知识要点。