第6讲 电源和电流、电动势 教案

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2、电阻R和电动机M串联接到电路中,如图6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( )
图6
A.U1<U2,Q1=Q2B.U1=U2,Q1=Q2
对于这两个柱体微元,设单位体积内质子数分别为n1和n2,由I= = =neSv可知,I1=n1eSv1,I2=n2eSv2,作为串联电路,各处的电流相等.
所以I1=I2,故 = .
根据动能定理,分别有eEL= mv ,eE·4L= mv ,可得 = ,所以有 = ,因此,两柱体微元中的质子数之比 = = .
电源和电流、电动势
适用学科
高中物理
适用年级
高中二年级
适用区域
人教版区域
课时时长(分钟)
120
知识点
1、了解电流、电压、电阻在串并联电路中的规律的;
2、学习和掌握欧姆定律的计算方式;
3、能够理解和设计改装电流表与电压表;
4、了解基本的逻辑电路的运行方式;
教学目标
1、 理解电流、电压和电阻的概念 ;
2、 掌握电阻定律、明确串并联的特点 ;
【答案】并 0.02 1 0.018
【解析】扩大电流表的量程,需要并联一个分流电阻,电路如图.
分流电阻为R= =0.02 Ω,
扩大后每个刻度表示电流值为:I0= A=1 A,
扩大后电流表的内阻为R与RA的并联电阻:
R内= =0.018 Ω.
1、(2012·浙江理综·17)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当.根据国家节能战略,2016年前普通白炽灯应被淘汰.假设每户家庭有2只60 W的白炽灯,均用10 W的LED灯替代,估算出全国一年节省的电能最接近( )
D错误.
2、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( )
3、课前小测:可以针对学生学校近期讲授的内容进行出题(以简单题和中档题为主,以10分钟左右为宜)进行测验,也可以针对基础知识进行复习提问,检查学生学校所学内容的掌握程度,进而展开教学。
4、以近年来发生的重大事件为题导入。既考查了学生从社会生活中获取信息的能力,又激发了学生的学习兴趣,让学生马上进入学习状态等。
A.8×108kW·hB.8×1010kW·h
C.8×1011kW·hD.8×1013kW·h
【答案】B
【解析】按每户一天亮灯5小时计算,每户一年节省的电能为(2×60-2×10)×10-3
×5×365 kW·h=182.5 kW·h,假设全国共有4亿户家庭,则全国一年节省的电能为
182.5×4×108kW·h=7.3×1010kW·h,最接近于B选项,故选项B正确,选项A、C、
1.多用电表测电压电路
(1).多用电表的表头是一个小量程的电流表,表头的内阻Rg为几百欧到几千欧,它的满偏电流Ig(指针偏转到最大刻度时的电流)为几微安到几十微安.当表头通过满偏电流时,加在它两端的电压叫做满偏电压Ug.由欧姆定律可知,它的满偏电压仅为几毫伏到几十毫伏.
(2)利用串联电路的分压原理,将电流表串联一只适当阻值
C.W1=W2,Q1>Q2D.W1<W2,Q1<Q2
【答案】A
【解析】电动机是非纯电阻元件,其两端电压U2>IR=U1,B错;电流做的功W1=IU1t,W2=IU2t,因此W1<W2,C错;电流产生的热量由Q=I2Rt可判断Q1=Q2,A对,D错.
3、一个电流表的电阻RA为0.18 Ω,最大量程为10 A,刻度盘分为100个刻度.现将其最大量程扩大为100 A,需________联一个________Ω的电阻,此时刻度盘每个刻度表示______A;新的电流表的内阻为________Ω.
图4
A.白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B.在A点,白炽灯的电阻可表示为tanβ
C.在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0
D.在A点,白炽灯的电阻可表示为
【答案】CD
【解析】白炽灯的电阻随电压的增大而增大,选项A错误;在A点,白炽灯的电阻可表示为 ,或表示为tanα,选项B错误,D正确;在A点,白炽灯的电功率可表示为U0I0,选项C正确.
3、 能够设计多用电表测电路电压和电流 ;
4、 知道数字电路中三个基本的门电路;
教学重点
1、学习使用多用电表;
2、电阻定律;
教学难点
公式进行计算
【知识导图】
【教学建议】
导入有很多种方法,一般控制在十分钟左右为宜,可以采用各种形式,比如:
1、直接导入法。
2、复习以往知识:可以从已学、已知的入手,与今天的教学进行对比。
以上的导入方法只是建议,大家选择其中一种或两种进行交叉使用即可。
1.电场与电流
(1)电流:(1)定义:流过导体某一横截面的电荷量Q跟所用时间t的比值I叫做电流.(2)公式:I= .(3)单位:在国际单位制中是安培,简称安,符号是A.(4)方向:通常规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.
(2)当金属导线与电源连接,构成闭合回路时,导体中就会产生电场,导体中的自由电子就在电场力的作用下,发生定向移动,形成电流.
(2)集成电路跟由分立元件组装的普通电路相比,具有重量轻、体积小、性能好和省电等多项明显优势.
【教学建议】
此处内容主要用于教师课堂的精讲,每个题目结合试题本身、答案和解析部分,教师有的放矢的进行讲授或与学生互动练习。
【题干】根据R=ρ 可以导出电阻率的表达式ρ= ,对温度一定的某种金属导线来说,它的电阻率( )
(2)金属电阻与温度的关系:金属电阻随温度的升高而增大,其关系式为R=(R0+at)
1.探究影响导体电阻的因素
(1)在材料相同、粗细相同的情况下,导体的电阻与导体的长度成正比.
(2)在材料相同、长度相同的情况下,导体的电阻与导体的横截面积成反比.
(3)对于同种导体,材料电阻率相同,对于不同种导体,材料电阻率不同,说明导体的电阻与材料有关.
A.跟导线的电阻R成正比
B.跟导线的横截面积S成正比
C.跟导线的长度l成反比
D.只由其材料的性质决定
【答案】D
【解析】对于某种金属导线来说,电阻率只由其材料的性质决定,而不是由R、S、l来决定,对比各选项可知,A、B、C错误,D正确.
【题干】我国已经于2012年10月1日起禁止销售100 W及以上的白炽灯,以后将逐步淘汰白炽灯.假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图4所示.图象上A点与原点的连线与横轴成α角,A点的切线与横轴成β角,则( )
(2)具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路,简称“与”门.我们把“与”门电路表示为 ,符号“&”表示“和”、“与”,就是英文“and”的意思.
2.“或”门电路
(1)如果几个条件中,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.
(2)具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门电路,简称“或”门.我们把“或”门电路表示为 ,符号“≥1”表示A、B输入数字之和必须大于或等于1.
【答案】6.25×1015个 2∶1
【解析】质子流每秒打到靶上的质子数由I= 可知 = =6.25×1015(个/秒).
建立如图所示的“柱体微元”模型,设质子经过距质子源L和4L处时的速度分别为v1、v2,在L和4L处作两个长为ΔL(极短)的柱体微元.因ΔL极短,故L和4L处的两个柱体微元中的质子的速度可分别视为v1、v2.
C.电压一定,电阻与通过导体的电流成正比
D.电流一定,电阻与导体两端的电压成反比
【答案】A
【解析】根据R=ρ 知A对B错。R= 是电阻的定义式,与U和I无关,C、D错。
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( )
输入
M
0
1
输出
N
1
0
A.“与”门B.“非”门
C.“或”门D.“与非”门
2.电路中的电压与电势降落
(1)沿着电流的方向电势逐渐降低,故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.
(2)电路中任意两点间的电势差(或电压)又叫电势降落.
3.电阻是怎么形成的
(1)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,这就是“电阻”产生的根本原因,也是电阻元件在通电时发热的原因.
【教学建议】
在对课堂知识讲解完,把握了重点突破了难点以及练习精讲了之后,再用练习进行课堂检测,根据学生情况建议分3个难度层次:易,中,难。
1、[2015·安徽高考] 一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v, 则金属棒内的电场强度大小为( )
的电阻R,就可以改装成一定量程的电压表,若改装后的量程为U,则分压电阻R= -Rg.
2.多用电表测电流电路
利用并联电路的分流原理,将电流表并联一只适当阻值的电阻R,就可以改装成一定量程的电流表,若改装后的量程为I,则分流电阻R= .
1.与”门电路
(1)如果一个事件的几个条件都满足后,这个事件才能发生,我们把这种关系称为“与”逻辑关系.
A. B.
C.ρnevD.
【答案】C
【解析】根据E= ,U=IR,I=neSv,R=ρ ,得到E=nevρ,选项C正确。
2、[2009·广东高考]导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是( )
A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比
B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比
2.电阻定律
(1)内容:对同种材料的导体而言,导体的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积S成反比,即R∝ .
(2)公式:R=ρ .
(3)电阻率:ρ反映了材料的导电性能,我们把它叫做材料的电阻率.
3.探究电阻的串联、并联和混联
(1)串联电路总电阻等于各部分电路电阻之和,即R总=R1+R2+R3+….
(2)并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,即 = + + +….
【答案】B
【解析】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.
1、在示波管中,电子枪2 s发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为( )
A.4.8×10-6A B.3×10-13A
C.3×10-6A D.9.6×10-6A
【答案】A
【解析】电子枪2 s发射的电荷量Q=6×1013×1.6×10-19C=9.6×10-6C,所以示波管中的电流大小为I= = A=4.8×10-6A,故A正确,B、C、D错误.
R2≠ ,P2=UI2=110 W
其在1 min内消耗的电能W2=UI2t=6.6×103J
其热功率P热≠P2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机电动机发热功率的10倍.
【题干】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,形成电流强度为1 mA的细柱形质子流.已知质子电荷量e=1.60×10-19C.这束质子流每秒打到靶上的质子个数为多少?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N1∶N2等于多少?
【题干】一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压为220 V的交流电源上(其内电阻可忽略不计),均正常工作.用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0 A,通过洗衣机电动机的电流是0.50 A,则下列说法中正确的是( )
A.电饭煲的电阻为44 Ω,洗衣机电动机线圈的电阻为440 Ω
B.电饭煲消耗的电功率为1 555 W,洗衣机电动机消耗的电功率为155.5 W
3.“非”门电路
(1)输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系,叫“非”逻辑关系.
(2)具有“非”逻辑关系的电路叫做“非”门电路.“非”门电路也称为反相器.我们把“非”门电路表示为 .
4.集成电路
(1)集成电路是将二极管、三极管、电阻和电容等元件,按照电路结构的要求制作在一小块半导体材料上,形成一个完整的、具有一定功能并经过封装而制成的电路.
C.1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103J
D.电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍
【答案】C
【解析】由于电饭煲是纯电阻元件,所以
R1= =44Ω,P1=Fra Baidu bibliotekI1=1 100 W
其在1 min内消耗的电能W1=UI1t=6.6×104J
洗衣机为非纯电阻元件,所以
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