恒定电流教案
恒定电流教案
一、电源和电流1、电源:电流产生的条件:(1)存在自由电荷(2)导体两端存在电压定义:通过非静电力把电子从正极搬运到负极的装置。
作用:把其它形式的能转化为电能。
2、恒定电场:由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。
(电势、电势差、电场强度等概念同样适用)3、恒定电流:大小方向都不变的电流。
1>方向:规定正电荷定向运动的方向为电流方向2>大小:用电流强度I(简称电流)来描述。
4、电流1>定义式:I=q t⁄2>宏观I=U R⁄ (只适用于纯电阻电路)3>决定式I=nSqvn为单位体积内自由电荷个数 S为导体横截面积v为自由电荷定向移动速率 q为每个自由电荷的电量4>标量5>单位换算国际单位:A 1A=1C/s1A=103mA=106μAA组能力训练题1.把规定为电流的方向,在金属导体中,电流方向与自由电子定向移动的方向。
在电解质溶液中,电流的方向与正离子定向移动的方向,与负离子定向移动的方向。
2.在电解液中,电流方向与定向移动方向相同,与走向移动方向相反。
导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。
3、一电子沿一圆周顺时针方向高速运动,周期为10−10s,则等效电流大小为 A,电流方向是(填“顺时针”或“逆时针”)4.关于电源的作用,下列说法正确的是 ( )A.电源的作用是能为电路提供自由电子B.电源的作用是使导体中形成电场C.电源的作用是能够保持导体两端的电压D.电源的作用是使自由电荷定向移动起来5.下列叙述正确的是()A.导体中电荷运动就形成电流B.电流的国际单位是安培C.因为电流强度有方向,所以电流强度是矢量D.导体中有电流通过时,导体内部场强不为零6.关于电流的方向,下列说法正确的是()A.在金属导体中,电流的方向是自由电子定向移动的方向B.在电解液中,电流的方向为负离子定向移动的方向C.无论在何种导体中,电流的方向都与负电荷定向移动的方向相反D.在电解液中,由于是正负电荷定向移动形成的电流,所以电流有两个方向7.关于电流的说法正确的是()A.根据I=q/t可知,I与q成正比B.如果在任何相等时间内通过导体横截面积的电量相等,则导体中的电流是恒定电流C.电流强度的方向规定为正电荷定向移动的方向D.电流强度的单位“安培”是国际单位制中的基本单位8.以下对导体中的电场理解正确的是()A.导体内的电场在稳定时是和导线平行的B.导体内的电场由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成C.导线中电场始终随时间而变化D.导体内的电场是一种动态的稳定9.通过一根金属导线的电流为16mA.则10s内通过这根导线横截面的自由电子数为()A.1.0×1017 B.1.0×1018 C.1.0×1019 D.1.0×102010.在一次闪电中,持续时间为0.005 s所形成的平均电流为6.0×104A,若闪电过程中产生的电荷以0.5A的电流通过电灯,试求可供电灯照明的时间。
恒定电流重难点巩固复习教案
恒定电流重难点巩固复习教案一、教学目标1. 理解恒定电流的基本概念,掌握电流、电压、电阻之间的关系。
2. 熟练运用欧姆定律、串联并联电路的特点和计算方法。
3. 能够分析电路中的电流、电压、电阻问题,解决实际问题。
二、教学内容1. 恒定电流的基本概念:电流、电压、电阻。
2. 欧姆定律:I = V/R,电流、电压、电阻的关系。
3. 串联电路:电流、电压、电阻的分配规律。
4. 并联电路:电流、电压、电阻的分配规律。
5. 实际问题分析:解决电路中的电流、电压、电阻问题。
三、教学重点与难点1. 重点:恒定电流的基本概念,欧姆定律,串联并联电路的特点和计算方法。
2. 难点:电流、电压、电阻在复杂电路中的分布规律,实际问题的分析解决。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生主动探究电流、电压、电阻之间的关系。
2. 通过实例分析和练习,巩固欧姆定律、串联并联电路的计算方法。
3. 组织小组讨论,培养学生的合作能力和解决问题的能力。
五、教学评价1. 课堂练习:及时检查学生对恒定电流知识的掌握情况。
2. 课后作业:布置相关的实际问题,要求学生在课后解决。
3. 课程结束后的考试:全面检查学生对恒定电流知识的掌握程度。
教学计划:第一周:恒定电流的基本概念,电流、电压、电阻的关系。
第二周:欧姆定律,串联电路的特点和计算方法。
第三周:并联电路的特点和计算方法。
第四周:实际问题分析,解决电路中的电流、电压、电阻问题。
第五周:复习总结,课程考试。
六、教学活动设计1. 案例分析:通过分析实际生活中的电路案例,让学生理解电流、电压、电阻的概念及它们之间的关系。
2. 小组讨论:让学生分组讨论欧姆定律的应用,如何根据公式计算电流、电压和电阻。
3. 练习题:设计一些有关串联并联电路的练习题,让学生课后巩固所学知识。
七、教学资源1. 教学PPT:制作包含图文并茂的PPT,帮助学生更好地理解恒定电流的相关知识。
2. 电路图:提供一些典型的电路图,方便学生分析和练习。
恒定电流的特点教案设计
恒定电流的特点课程设计一、课程组成部分该课程设计为高中物理教育中的一部分,涵盖了恒定电流的特点和用途。
课程设计由以下部分组成:1.学习目标和目的:介学习恒定电流特点的重要性和目的2.知识点介绍:介绍关于恒定电流的定义、公式、单位以及相关概念。
3.教学活动:通过实验、案例研究和互动课堂讨论等方式,帮助学生增加对恒定电流相关知识的理解和掌握。
4.评估和总结:对学生的学习效果进行评估,并总结教学内容的重要性和价值。
二、学习目标和目的本课程的学习目标和目的是:1.了解恒定电流的基本定义和特点2.理解恒定电流的公式和计算方法3.学习恒定电流在各种电子设备中的应用4.训练学生在实验中正确计算电流数量和相关物理量的能力5.增强学生对电流和电子学概念的理解和认知三、知识点介绍1.恒定电流的定义本科目教程中,恒定电流被定义为在电路中持续流动的电子数量。
可以通过以下公式进行计算:I = Q / t其中,I表示电流大小,单位为安培(A),Q表示在指定时间内电流通过的电荷数量,单位为库仑(C),t表示时间,单位为秒(s)。
2.恒定电流的特点在教育中,恒定电流具有以下特点:(1)恒定电流是指电子流动的频率和数量保持不变的电流。
(2)在恒定电流下,电流的大小是与电荷量和时间成正比的;(3)恒定电流的大小是由电源电压和电阻大小共同决定的;(4)恒定电流是电子学中各种电路的基本要素。
3.应用领域在教育中,恒定电流在许多应用领域都有着广泛的应用。
例如,在通讯技术中,恒定电流被用于传递和处理信息,例如电话通信、广播和电视信号。
在电子设备中,恒定电流被广泛应用于各种电路,例如功率放大器、电子管和半导体。
实验设计这是一项简单的实验,通过实验,同学们可以更好地理解恒定电流的特点。
设备:电源、导线、多用表、电阻器、开关步骤:将电源和多用表连接,并将电源连接到电阻器上。
将电阻器连接到开关上,并将开关连接到多用表上。
通过启动开关,使电流流经电阻器。
恒定电流实验操作教案设计
恒定电流实验操作教案设计一、实验目的1、了解电流随时间的变化趋势。
2、探究电流和电压、阻值之间的关系。
3、实验验证欧姆定律的正确性。
二、实验原理在电路中加入一个电阻R,并接上一个电池和开关,然后通过电流表I测量电流强度,通过电压表V测量电路两端的电压。
三、实验材料和器材电阻R=100欧姆、1k欧姆、10k欧姆、100k欧姆各1个;电池(9V)1个;电流表1个;电压表1个;开关1个;导线若干条。
四、实验操作1、接线方法:按实验电路图所示接线。
2、调节电源稳定器调节电压为9V左右,经准备实验。
3、通过电流表I读取电路的电流强度。
4、通过电压表V读取电路两端的电压。
5、重复实验1~4,分别记录不同电阻值下的电流强度和电压,并计算出它们之间的关系。
6、根据欧姆定律的公式计算得到电路中的电阻值。
五、实验数据处理与结果分析1、根据测得的电流强度、电压和电阻值的数据,用I=V/R求得电路的电阻值R并记录。
2、对比不同电阻下的电流强度和电压数据,分析它们之间的关系,探究电流和电压、阻值之间的关系。
3、验证欧姆定律的正确性。
六、实验注意事项1、接线要求正确,实验中切勿直接使用杜邦线插入芯片。
2、不同电阻值的电阻器之间要进行切换时,需要关闭电源开关,切勿将开关扼死,防止出现短路。
3、在进行读数时,需要注意读数的准确性。
4、实验时要谨慎操作,不得随意改动实验装置。
七、实验扩展1、通过改变电源电压来观察电流和电压、电流和电阻之间的关系。
2、探究不同材质、不同长度、不同截面积的导线对电路电流和电压、电阻值的影响。
3、利用实验数据,制成电流与电压、电流与电阻之间的折线图,直观地展示它们之间的变化规律。
恒定电流全章教案
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。
恒定电流的重要性教案设计
教案设计:恒定电流的重要性一、教学目标1.了解恒定电流的概念和原理,能够解释恒定电流的意义和重要性。
2.认识恒定电流在实际应用中的作用,知道如何利用恒定电流来保证电路的正常运行。
3.通过实验探究,掌握利用欧姆定律来计算电路中的电流。
二、教学过程1.引入引导学生进入主题,设计一些启发性问题:问题1:为什么电路中的电流会变化?问题2:当电路中的电流发生变化时,会带来哪些影响?问题3:如何保证电路中恒定的电流?2.概述向学生介绍电路中恒定电流的概念和原理,并解释其重要性和优点。
同时,重点介绍欧姆定律的概念,说明它在计算电路中的电流中扮演的重要角色。
3.实验探究设计实验探究,以帮助学生更好地理解和掌握恒定电流的概念和原理。
实验中,学生可以利用不同电阻器的组合,测量电路中的电流,并使用欧姆定律计算电路中的电流,验证恒定电流的存在。
4.练习题提供几个恒定电流的计算练习题,让学生掌握欧姆定律的计算方法。
三、教学资源1.教学PPT设计教学PPT,向学生介绍恒定电流的概念和原理,以及欧姆定律的计算公式和方法。
2.实验设备提供不同电阻器的组合,多用万用表测量电路中的电流。
四、教学评估1.实验报告要求学生对实验中的数据和现象进行详细记录和分析,理清实验现象,总结实验结果。
2.练习题评估出一组计算题目,以测试学生是否能够熟练地运用欧姆定律计算电路中的电流。
五、教学体会本课程通过引导学生思考,实验探究和练习计算等多种教学方法,让学生能够更好地理解恒定电流的概念和原理,并能够熟练地使用欧姆定律进行电流计算。
通过本课程的学习,学生将更加深入地理解电路中的电流现象,为后续电路设计和应用打下坚实的基础。
届高考物理恒定电流专题目复习教案
届高考物理恒定电流专题目复习教案一、教学目标:1. 掌握恒定电流的基本概念和公式。
2. 理解欧姆定律、串联电路和并联电路的特点。
3. 学会运用公式计算电流、电压和电阻。
4. 提高学生解决实际问题的能力。
二、教学内容:1. 恒定电流的基本概念2. 欧姆定律:I = V/R3. 串联电路:总电压、总电流、各电阻电流4. 并联电路:总电压、总电流、各电阻电流5. 实际问题分析与计算三、教学重点与难点:1. 重点:恒定电流的基本概念、欧姆定律、串联电路和并联电路的特点。
2. 难点:实际问题分析与计算。
四、教学方法:1. 讲授法:讲解恒定电流的基本概念、公式和电路特点。
2. 案例分析法:分析实际问题,引导学生运用公式解决问题的关键。
3. 练习法:布置课后习题,巩固所学知识。
五、教学过程:1. 导入:回顾恒定电流的基本概念,引导学生关注本节课的学习内容。
2. 讲解:详细讲解欧姆定律、串联电路和并联电路的特点,结合实际例子进行分析。
3. 练习:布置一些实际问题,让学生运用所学知识进行计算和分析。
4. 总结:对本节课的内容进行归纳总结,强调重点和难点。
5. 布置作业:布置课后习题,巩固所学知识。
六、教学评价:1. 课后习题完成情况:检查学生对恒定电流基本概念和公式的掌握程度,以及运用公式解决实际问题的能力。
2. 课堂互动表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况,了解学生的学习兴趣和理解程度。
3. 小组讨论:评估学生在小组讨论中的合作精神和问题解决能力。
七、教学资源:1. 教案、PPT课件:提供清晰的教学内容和演示。
2. 实际问题案例:选取具有代表性的实际问题,便于学生理解和练习。
3. 课后习题:设计不同难度的习题,巩固所学知识。
八、教学进度安排:1. 第1-2课时:讲解恒定电流的基本概念和公式。
2. 第3-4课时:讲解欧姆定律、串联电路和并联电路的特点。
3. 第5-6课时:分析实际问题,引导学生运用公式解决问题的关键。
《恒定电流》教案
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。
届高考物理恒定电流专题目复习教案
届高考物理恒定电流专题复习教案一、教学目标1. 理解恒定电流的基本概念和公式。
2. 掌握欧姆定律、串联并联电路的特点和计算方法。
3. 能够分析实际电路问题,并运用所学知识解决。
4. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
二、教学内容1. 恒定电流的基本概念:电流、电压、电阻等。
2. 欧姆定律:电流与电压、电阻的关系。
3. 串联电路:电流、电压、电阻的计算方法。
4. 并联电路:电流、电压、电阻的计算方法。
5. 实际电路分析:含有多组电阻的串联并联电路。
三、教学方法1. 采用问题导入法,引导学生思考和探索。
2. 利用实验和演示,增强学生的直观感受。
3. 通过例题讲解,让学生掌握计算方法和技巧。
4. 设计练习题,巩固所学知识,提高解题能力。
四、教学步骤1. 引入恒定电流的概念,讲解电流、电压、电阻的基本定义。
2. 讲解欧姆定律的内容,引导学生理解电流、电压、电阻之间的关系。
3. 进行串联电路的实验,让学生观察和记录电流、电压、电阻的变化。
4. 讲解串联电路的计算方法,引导学生运用欧姆定律解决问题。
5. 进行并联电路的实验,让学生观察和记录电流、电压、电阻的变化。
6. 讲解并联电路的计算方法,引导学生运用欧姆定律解决问题。
7. 分析实际电路问题,引导学生运用所学知识解决。
8. 设计练习题,让学生进行实际操作和计算。
10. 布置作业,巩固所学知识。
五、教学评价1. 课堂讲解:观察学生的听课情况,了解学生对恒定电流知识的理解程度。
2. 实验操作:评估学生在实验中的操作技能和观察能力。
3. 练习题解答:检查学生对串联并联电路计算方法的掌握情况。
4. 作业完成情况:了解学生对课堂知识的巩固程度。
5. 学生反馈:听取学生的意见和建议,不断改进教学方法。
六、教学资源1. 实验器材:电流表、电压表、电阻、导线、电源等。
2. 教学课件:恒定电流的基本概念、欧姆定律、串联并联电路的图示和计算方法。
3. 练习题库:包括不同难度的题目,用于巩固和提高学生的解题能力。
大学物理恒定电流的教案
教学目标:1. 理解恒定电流的概念和特点。
2. 掌握电流密度、电流强度和电阻的概念。
3. 掌握欧姆定律、电阻定律和焦耳定律的应用。
4. 了解恒定电流产生的磁场和磁场对载流导线的作用。
教学重点:1. 恒定电流的概念和特点。
2. 电流密度、电流强度和电阻的概念。
3. 欧姆定律、电阻定律和焦耳定律的应用。
教学难点:1. 恒定电流产生的磁场和磁场对载流导线的作用。
教学过程:一、导入1. 回顾电荷和电场的基本概念。
2. 提出问题:在电场中,电荷的运动会导致电流的产生,那么电流是如何产生的呢?二、恒定电流的概念和特点1. 定义恒定电流:电流的大小和方向不随时间而变化的电流。
2. 电流密度:电流密度是矢量,用符号j表示。
电流密度矢量的方向与该点正电荷运动的方向一致,大小等于通过垂直于电流方向的单位面积的电流。
3. 电流强度:单位时间内通过导体截面的电荷量。
三、电流密度、电流强度和电阻1. 电流密度、电流强度和电阻的关系:电流密度等于电流强度除以导体截面积。
2. 电阻:电阻是导体对电流的阻碍作用,用符号R表示。
四、欧姆定律、电阻定律和焦耳定律1. 欧姆定律:电流与电压成正比,与电阻成反比。
2. 电阻定律:电阻与导体长度成正比,与导体横截面积成反比。
3. 焦耳定律:电流通过导体产生的热量与电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
五、恒定电流产生的磁场和磁场对载流导线的作用1. 安培环路定理:真空中恒定磁场的磁感应强度沿任一闭合曲线的环量等于曲线包围的电流与真空磁导率的乘积。
2. 磁感应强度:磁感应强度B通过某一表面S的通量称为磁通。
3. 磁场对载流导线的作用:磁场力F总是垂直于B和v所组成的平面,根据最大磁场力和v的方向确定B的方向。
六、总结1. 回顾本节课所学内容,强调恒定电流的概念、电流密度、电流强度和电阻的概念,以及欧姆定律、电阻定律和焦耳定律的应用。
2. 强调恒定电流产生的磁场和磁场对载流导线的作用。
七、作业1. 完成本节课的课后习题,巩固所学知识。
《恒定电流》优秀教案
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。
高二物理恒定电流教案
高二物理恒定电流教案教案标题:高二物理恒定电流教案教案目标:1. 了解恒定电流的概念和特点。
2. 掌握计算电流强度、电阻、电压和功率的方法。
3. 理解欧姆定律的原理和应用。
4. 能够解决与恒定电流相关的问题。
教学准备:1. 教学用具:黑板、白板、投影仪、计算器、电阻、导线等。
2. 教学资源:教科书、课件、实验视频等。
3. 学生资源:学生教材、笔记本、作业本。
教学过程:1. 导入(5分钟)- 引入电流概念:通过展示一个电路图,引导学生思考电流的概念,并解释电流的定义。
- 激发兴趣:通过提问和讨论,引导学生思考电流在日常生活中的应用和重要性。
2. 理论讲解(20分钟)- 恒定电流的特点:通过示意图和实例,讲解恒定电流的特点,如电流强度不变、电流方向不变等。
- 欧姆定律的原理:讲解欧姆定律的公式和含义,即U=IR,解释电压、电阻和电流之间的关系。
- 计算电流强度、电阻、电压和功率的方法:通过示例和练习,教授计算电流强度、电阻、电压和功率的公式和计算方法。
3. 实验演示(15分钟)- 展示实验装置:展示一个简单的电路实验装置,包括电源、电阻、导线等。
- 实验操作步骤:说明实验操作步骤,如连接电路、调节电源电压等。
- 实验现象观察:引导学生观察实验现象,如电流强度的变化、电压和电阻的关系等。
- 实验结果分析:与学生一起分析实验结果,验证欧姆定律的正确性。
4. 深化学习(15分钟)- 欧姆定律的应用:通过实例和练习,教授欧姆定律在电路中的应用,如串联电路和并联电路中电流和电压的计算方法。
- 解决问题:通过提供一些与恒定电流相关的问题,引导学生运用所学知识解决问题。
5. 总结与拓展(10分钟)- 知识总结:与学生一起总结本节课所学的重点知识,强调恒定电流和欧姆定律的重要性。
- 拓展延伸:提供一些拓展问题,激发学生思考和探究更深层次的物理知识。
6. 作业布置(5分钟)- 布置课后作业:为学生布置一些练习题,巩固所学知识。
大学恒定电流教案
教学目标:1. 理解恒定电流的概念和基本性质。
2. 掌握欧姆定律及其应用。
3. 学会分析电路中电流的分布和计算。
4. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
教学重点:1. 恒定电流的概念和基本性质。
2. 欧姆定律及其应用。
3. 电路中电流的分布和计算。
教学难点:1. 欧姆定律的理解和应用。
2. 电路中电流的分布和计算。
教学过程:一、导入1. 引入电流的概念,引导学生思考电流的产生和传播。
2. 提出恒定电流的概念,解释其定义和特点。
二、讲解恒定电流的基本性质1. 恒定电流的电流强度不随时间变化。
2. 恒定电流的电流方向不随时间变化。
3. 恒定电流的电流密度不随时间变化。
三、讲解欧姆定律及其应用1. 引入电阻的概念,解释其定义和性质。
2. 介绍欧姆定律,解释其表达式和含义。
3. 通过实例讲解欧姆定律的应用,如计算电路中的电流、电压和电阻。
四、讲解电路中电流的分布和计算1. 介绍基尔霍夫电流定律,解释其含义和表达式。
2. 介绍基尔霍夫电压定律,解释其含义和表达式。
3. 通过实例讲解电路中电流的分布和计算,如串联电路和并联电路。
五、实验操作1. 引导学生进行恒定电流实验,观察电流表和电压表的变化。
2. 指导学生进行欧姆定律实验,验证欧姆定律的正确性。
3. 指导学生进行电路中电流的分布和计算实验,培养学生的实验操作能力。
六、总结1. 总结本节课所学的恒定电流、欧姆定律和电路中电流的分布和计算。
2. 强调学生在实验中的操作规范和注意事项。
教学反思:1. 本节课通过讲解和实验相结合的方式,使学生更好地理解恒定电流、欧姆定律和电路中电流的分布和计算。
2. 学生在实验中积极参与,动手能力得到提高。
3. 教师应关注学生的个体差异,针对不同学生的学习情况进行个别指导。
高二物理恒定电流教案5篇
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。
恒定电流电路高中一年级物理科目教案
恒定电流电路高中一年级物理科目教案【教案名称】恒定电流电路【教学目标】1. 了解恒定电流电路的基本概念和特征;2. 掌握恒定电流电路的元件符号及常用电路图;3. 了解并能够解释恒定电流电路中的欧姆定律;4. 通过实例分析和实验,掌握恒定电流电路的分析和计算方法。
【教学内容】【导入】引入恒定电流电路的概念,帮助学生理解电流的基本概念和涉及到的数学符号以及单位。
【主体】一、恒定电流电路的基本概念1.1 电流的定义与表示1.2 恒定电流与变化电流的区别1.3 恒定电流的特征二、恒定电流电路的元件符号及常用电路图2.1 电源的符号和表示方法2.2 导线和连接线的符号2.3 电阻器的符号和种类2.4 电流表和电压表的符号及使用方法三、欧姆定律的概念及应用3.1 欧姆定律的基本表达式3.2 欧姆定律在恒定电流电路中的应用3.3 欧姆定律实例演练四、恒定电流电路的分析和计算方法4.1 串联电路的特点和计算方法4.2 并联电路的特点和计算方法4.3 复合电路的分析与计算4.4 几个典型实例的解答和讲解【实践操作】通过实验操作,让学生亲自搭建恒定电流电路并进行测量和计算,从而加深对概念和方法的理解和掌握。
【拓展延伸】引导学生思考如何应用恒定电流电路的知识解决实际生活中的问题,如电路中的短路和开路等情况。
对本节课所学内容进行总结,梳理重点和难点,回答学生提出的问题。
【课后作业】布置课后作业,巩固学生对恒定电流电路的理解和运用能力。
【教学评价】根据学生的表现和作业完成情况,进行教学评价,及时调整教学方法和策略。
【教学反馈】根据教学评价结果,与学生进行交流反馈,以便更好地提高教学效果。
【教学资源】黑板、粉笔、教学课件及实验用具等。
【教学时间】本教案设计为一节课的教学内容,具体时间根据实际教学进度合理安排。
【教学顺序】根据教学内容和目标,合理安排课堂的教学顺序。
通过本节课的学习,相信同学们对恒定电流电路有了更深入的理解,掌握了基本的分析和计算方法。
恒定电流电路教案设计
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。
恒定电流重难点巩固复习教案
恒定电流重难点巩固复习教案一、教学目标:1. 理解恒定电流的概念,掌握电流的形成、电流方向的规定以及电流的单位。
2. 掌握欧姆定律的内容,能熟练运用欧姆定律计算电流、电压和电阻。
3. 理解电阻的性质,掌握电阻的计算方法,能运用电阻的影响因素分析实际问题。
4. 掌握串并联电路的特点,能熟练运用串并联电路的公式计算电流、电压和电阻。
5. 能运用恒定电流的知识解决实际问题,提高学生的动手能力和创新能力。
二、教学内容:1. 恒定电流的概念及电流方向的规定。
2. 电流的单位及其换算。
3. 欧姆定律的内容及其应用。
4. 电阻的性质及其计算方法。
5. 串并联电路的特点及其计算方法。
三、教学重点与难点:1. 教学重点:恒定电流的概念、电流方向的规定、电流的单位、欧姆定律、电阻的性质、串并联电路的特点。
2. 教学难点:欧姆定律的灵活运用、电阻的计算方法、串并联电路的计算方法。
四、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究恒定电流的相关知识。
2. 利用实验演示,让学生直观地理解电流的形成和电流方向的规定。
3. 运用案例分析法,分析实际问题,提高学生解决实际问题的能力。
4. 采用小组讨论法,培养学生的团队合作意识和沟通能力。
五、教学安排:1. 第一课时:恒定电流的概念及电流方向的规定。
2. 第二课时:电流的单位及其换算。
3. 第三课时:欧姆定律的内容及其应用。
4. 第四课时:电阻的性质及其计算方法。
5. 第五课时:串并联电路的特点及其计算方法。
六、教学策略:1. 利用多媒体课件,生动展示电流的形成过程,强化学生对恒定电流概念的理解。
2. 通过公式推导和实例分析,使学生熟练掌握欧姆定律的应用。
3. 设计具有挑战性的问题,激发学生思考,提高学生分析问题和解决问题的能力。
4. 组织学生进行实验操作,培养学生动手实践能力和观察能力。
5. 创设生活情境,引导学生将所学知识应用于实际生活中,增强学生的学习兴趣。
七、教学评价:1. 课堂提问:检查学生对恒定电流概念、电流方向规定、电流单位等基础知识的理解。
恒定电流图示教案设计
恒定电流图示教案设计一、教学目标:1、能够理解恒定电流的概念和意义,并掌握较为准确的标准定义。
2、理解欧姆定律的含义,掌握相关计算方法。
3、能够利用恒定电流联立电路解决实际问题。
二、教学重点与难点:1、恒定电流的概念、意义及应用。
2、欧姆定律的含义、公式以及计算方法。
3、联立恒定电流电路的解法及应用。
三、教学步骤:1、引入实例老师可以事先准备好一个较为贴合学生生活的案例,例如某学生的电脑充电器坏了,需要自己购买线材和插头,而该学生需要明确自己购买的线材和插头是否能承载电脑所需的恒定电流。
为此,老师需要向学生展示如何计算恒定电流,并请学生一同探讨。
2、恒定电流的定义及意义老师可以向学生展示恒定电流的带电粒子运动图,通过图形的展示,帮助学生理解恒定电流的定义及意义。
3、欧姆定律的含义及公式通过参考教材,老师可以向学生阐述欧姆定律的含义及公式,并让学生通过实际测量与计算的方式掌握相关计算方法。
4、联立恒定电流电路的解法通过教材分析,老师可以提示学生联立恒定电流电路的解法,让学生掌握该方法的应用。
5、应用实例探究结合前面提到的购买电脑充电器的案例,老师可以让学生尝试利用联立电路解决该实际问题,从而培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
四、教学反思:1、通过生动的实例引入,增强了学生对恒定电流的理解。
2、通过图示辅助,让学生更好地掌握了欧姆定律的含义及相关计算方法。
3、通过联立电路的方式,帮助学生解决实际问题,增强了教学的实用性。
通过本次恒定电流图示教案的设计与实施,学生可以在更具体、直观的方式下理解该知识点,并掌握欧姆定律的相关知识和应用,通过实例的引导,学生可尝试利用所学知识解决实际问题。
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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,引入一个物理量一一电流(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:I qt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(卩A)1 mA=103A1 卩A=106A3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: —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,跟它的电阻成反比一一欧姆定律.说明(1)欧姆定律的数学表达式:(2)电阻的单位是欧姆,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= x 1028个/m3,每个电子电量为x 10-19C,试求:铜导线中自由电子定向移动的速度为多大?x10-5m/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 ••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① BC 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\ _ 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 ■ i ' ■跟导线的长度成正比[.的数描•用欣娠宗隹可旦直旳盘崔 曰放:佔士® - i② BC 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 就是电阻定律.(1)式中的P 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p 值是不相同的,可见,p 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.路中电流越小.. . ;.f R二、电阻率⑴电阻率p的单位由⑵ 式可知为:欧姆米(Q m)各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为im,横截面积为im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p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一一这就是电阻定律•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X 10-8欧米).通过本例注意:R= p L/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, 60V”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5X 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.(2)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R和R2并联在电路中,通过Ri的电流强度是通过R2的n倍;则当R 和艮串联在电路中时,R两端的电压U和艮两端的电压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“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11 I2和13,则11:12:13= (3:2:2 )3:如图所示中,已知R 1 = R 2=R 3=R 4=R 5=R .求A B 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Lk•现有带电量+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U,通过导体横截面功,设导体两端的电压为的电量为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V,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=Wt .............................. ( 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一一焦耳定律.Q=l2Rt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. 工K电功即电流所做的功:W=UIt . f _1=1 -------------------电热即电流通过电阻所产生的热量: Q=l 2Rt由部分电路欧姆定律:U=IRW=UIt =l 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 =I2Rt=(U7 R)/ t电功率的表达式:P=UI=I2R=U7R2.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):V=UIt电热即电流通过电动机电阻时所产生的热量:QI2RtW=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Ult ,电热仍等于I2Rt.但电功不再等于电热而是大于电热了. Ult >I2Rt 电功表达式:W=UIt工Q=l 2Rt电功率表达式:P=UI丰I2R发热功率表达式:P=I2RM 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: 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110 V的线路上它的功率为20WB. 接在110 V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=I 2R+P出P出=-|2R+IU当I = —1/2( —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=-32X 20 + 3X 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 = & /( R^r)•研究路端电压的变化规律,掌握闭合电路中的UR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6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6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6 ,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 6 R r的关系.2得出结论I R r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。