導體中的電場和電流

1、第二章 恒定電流 2.1導體中的 電場和電流 教學目標教學目標 v一、知識與技能一、知識與技能 1讓學生明確電源在直流電路中的作用，理解導線中的恒定 電場的建立 2知道恒定電流的概念和描述電流強弱程度的物理量-電流。 3從微觀意義上看電流的強弱與自由電子平均速率的關系。 v二、過程與方法二、過程與方法 v通過類比和分析使學生對電源的的概念、導線中的電場和恒 定電流等方面的理解。 v三、情感態(tài)度與價值觀三、情感態(tài)度與價值觀 v通過對電源、電流的學習培養(yǎng)學生將物理知識應用于生活的 生產(chǎn)實踐的意識，勇于探究與日常生活有關的物理學問題。 v教學重點與難點教學重點與難點： v重點：重點：理解電源的形成過

2、程及電流的產(chǎn)生。 v難點：難點：電源作用的道理，區(qū)分電子定向移動的速率和在導線 中建立電場的速率這兩個不同的概念。 雷鳴電閃時雷鳴電閃時, ,強大的電流使天強大的電流使天 空發(fā)出耀眼的閃光空發(fā)出耀眼的閃光, ,但它只能存在但它只能存在 于一瞬間于一瞬間, ,而手電筒中的小燈泡卻而手電筒中的小燈泡卻 能持續(xù)發(fā)光能持續(xù)發(fā)光, ,這是為什么這是為什么? ? 一、電源一、電源 導體中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生導體中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生 定向移動形成電流定向移動形成電流. (瞬時電流瞬時電流) 1、電流的形成、電流的形成 2 2、持續(xù)電流的形成、持續(xù)電流的形成 倘若在倘若在A,BA,B之間

3、連接一個裝置之間連接一個裝置P,P,作用是不斷地把電子從作用是不斷地把電子從A A搬運到搬運到 B B，使，使ABAB之間始終存在一定的電場，從而保持持續(xù)電流。之間始終存在一定的電場，從而保持持續(xù)電流。 裝置P電源 - B A - A + + + + + + _ B _ _ _ _ _ _ _ 等勢體等勢體 導體中產(chǎn)生電流的導體中產(chǎn)生電流的條件條件: :導體兩端存在導體兩端存在 電勢差電勢差 A B 水池 導體中自由電子的定向導體中自由電子的定向 移動使兩個帶電體成為移動使兩個帶電體成為 等勢體等勢體, ,達到靜電平衡，達到靜電平衡， 導線導線R R中會產(chǎn)生一個瞬時中會產(chǎn)生一個瞬時 電流電流

4、抽水機抽水機 - - - + A A + + + + + _ _ _ B B_ _ _ _ _ P P - - 電源電源 1.1.能把自由電子從正極搬到負極的裝置能把自由電子從正極搬到負極的裝置. . 2.2.作用作用: :保持導體兩端的電勢差保持導體兩端的電勢差( (電壓電壓),), 使電路有持續(xù)的電流使電路有持續(xù)的電流. . - - + A + + + + + _ _ _ B _ _ _ _ _ P 假設在電源正、負極假設在電源正、負極 之間連一根導線之間連一根導線M N E0 F Fn Ft 二二. .導線中的電場導線中的電場 - - + A + + + + + _ _ _ B _ _

5、_ _ _ P 假設在電源正、負極假設在電源正、負極 之間連一根導線之間連一根導線 M N E0 F Fn Ft M N E0 E0 E M N E 導線內(nèi)很導線內(nèi)很 快形成沿快形成沿 導線方向導線方向 的電場的電場 二二. .導線中的電場導線中的電場 導體內(nèi)的電場線保持和導線平行導體內(nèi)的電場線保持和導線平行 小結小結:形成電流的條件形成電流的條件 （1 1）存在自由電荷）存在自由電荷 金屬導體金屬導體自由電子自由電子 電解液電解液正、負離子正、負離子 （2 2）導體兩端存在電壓）導體兩端存在電壓 當導體兩端存在電壓時，導體內(nèi)建立了電場，當導體兩端存在電壓時，導體內(nèi)建立了電場， 導體中的自由電

6、荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動，導體中的自由電荷在電場力的作用下發(fā)生定向移動， 形成電流形成電流 電源的作用是保持導體兩端的電壓，使導體中電源的作用是保持導體兩端的電壓，使導體中 有持續(xù)的電流有持續(xù)的電流 我們在上一章中曾經(jīng)得出結論我們在上一章中曾經(jīng)得出結論: : 在靜電平衡時在靜電平衡時, ,導體內(nèi)部的場強為導體內(nèi)部的場強為 零零, ,導體上任意兩點之間的電勢差導體上任意兩點之間的電勢差 為零為零( (等勢體等勢體).).這與我們現(xiàn)在的說這與我們現(xiàn)在的說 法有矛盾嗎法有矛盾嗎? ?為什么為什么? ? 思考題思考題 導線內(nèi)的電場，是由電導線內(nèi)的電場，是由電 源、導線等電路元件所積累的源、導線等

7、電路元件所積累的 電荷共同形成的。盡管這些電電荷共同形成的。盡管這些電 荷也在運動，但有的流走了，荷也在運動，但有的流走了， 另外的又來補充，所以電荷的另外的又來補充，所以電荷的 分布是穩(wěn)定的，電場的分布也分布是穩(wěn)定的，電場的分布也 穩(wěn)定。穩(wěn)定。-恒定電場恒定電場 恒定電場恒定電場 由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生由穩(wěn)定分布的電荷產(chǎn)生 穩(wěn)定的電場稱為恒定電場穩(wěn)定的電場稱為恒定電場. . 恒定電場恒定電場 電場強度不變電場強度不變 自由電子在各個位置的定向運動速率也不變自由電子在各個位置的定向運動速率也不變 串一個電流表串一個電流表, ,讀數(shù)不會變讀數(shù)不會變 ( (恒定電流恒定電流) ) 、恒定電流、恒定電

8、流 電流：電流： 1、 定義：定義： 用單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電量表示電流強弱用單位時間內(nèi)通過導體橫截面的電量表示電流強弱 2、 公式：公式： Itq 4 、 方向：正電荷定向移動的方向方向：正電荷定向移動的方向 金屬導體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。金屬導體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。 可得可得 t q I 3、 單位：安培單位：安培 A 其他單位其他單位 mA A （1）電流為標量，電流雖有方向但是標量）電流為標量，電流雖有方向但是標量 （2）電解液中正負離子定向移動方向雖然相反，但正、）電解液中正負離子定向移動方向雖然相反，但正、 負離子定向移動形成的電流方

9、向是相同的，此時負離子定向移動形成的電流方向是相同的，此時q為正為正 電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和。電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和。 例例1 某電解池，如果在某電解池，如果在1s中內(nèi)共有中內(nèi)共有5.01018個二價正離個二價正離 子和子和5.01018個一價負電子通過某橫截面，那么通過個一價負電子通過某橫截面，那么通過 這個橫截面的電流強度是多大？這個橫截面的電流強度是多大？ 答案：答案：1.6A 例例 2 有一條橫截面積有一條橫截面積S=1mm2的銅導線，通過的電流的銅導線，通過的電流I=1A。已知銅的。已知銅的 密度密度=8.9103kg/m3，銅的摩爾質量，銅的摩爾

10、質量M=6.410-2kg/mol，阿伏加德羅，阿伏加德羅 常數(shù)常數(shù)NA=6.62 1023mol-1，電子的電量，電子的電量e=-1.6 10-19C。求銅導線中自。求銅導線中自 由電子定向移動的速率。由電子定向移動的速率。 解：設自由電子定向移動的速率是解：設自由電子定向移動的速率是v 通過橫截面的電荷量是通過橫截面的電荷量是 eN M neq A vtS 由 t q I 得 M e I A vSN 從中解出 SN A IM v e 代入數(shù)值后得 v =7.5 10-5 m/s 四、電流的微觀表達式 一段粗細均勻的導體長為一段粗細均勻的導體長為l,兩端加一定的電壓，自由電兩端加一定的電壓，

11、自由電 荷定向移動的速率為荷定向移動的速率為v,設導體的橫截面積為設導體的橫截面積為s，導體每，導體每 單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷量為，每個自由電荷量為q。 - - - - - - - A B 總電量總電量電荷總數(shù)電荷總數(shù) nqSv nlSq l/v v Nq t Q I l/v v vt v s v 例3.有一條橫截面積有一條橫截面積S=1mmS=1mm2 2 的銅導線，通過的電 的銅導線，通過的電 流流I=1A .I=1A .已知銅的密度已知銅的密度=8.9=8.910103 3 kg/m kg/m3 3 ，銅，銅 的摩爾質量的摩爾質量M=6.02M=

12、6.021010-2 -2 kg/mol kg/mol，阿伏加德羅，阿伏加德羅 常數(shù)常數(shù)NA=6.62NA=6.6210 10 23 23mol-1 mol-1，電子的電量，電子的電量 e=-1.6 e=-1.6 10 10 -19 -19 C C 。 求求: :銅導線中自由電子定向移動的速率銅導線中自由電子定向移動的速率 A IM v SN e 5 7.5 10/m s 答案： 思考題思考題 如果認為電子的定向運動速率就如果認為電子的定向運動速率就 是電流的傳導速率，和我們的生活是電流的傳導速率，和我們的生活 經(jīng)驗是否相符？怎樣解釋？經(jīng)驗是否相符？怎樣解釋？ 電子定向移動的速率約電子定向移動

13、的速率約10 10 -5 -5 m/s m/s， 電子熱運動的平均速率電子熱運動的平均速率10 10 5 5 m/s m/s， 電場的傳播速率電場的傳播速率3 310 10 8 8 m/s. m/s. 三種速度的區(qū)別三種速度的區(qū)別 （1）電流傳導速率等于光速，電路一接通，導體中的電子立即）電流傳導速率等于光速，電路一接通，導體中的電子立即 受到電場力作用而定向移動形成電流。（對整體而言）受到電場力作用而定向移動形成電流。（對整體而言） （2）電子定向移動速率，其大小與電流有關，一般每秒為）電子定向移動速率，其大小與電流有關，一般每秒為10-2 -10-3m的數(shù)量級。的數(shù)量級。（對每個電子而言）

14、（對每個電子而言） （3）電子熱運動速率，任何微觀粒子都做無規(guī)則運動，其速度與）電子熱運動速率，任何微觀粒子都做無規(guī)則運動，其速度與 溫度有關，通常情況為每秒幾百米。溫度有關，通常情況為每秒幾百米。 1、形成電流的條件：、形成電流的條件： （1）存在自由電荷（）存在自由電荷（2）導體兩端存在電壓）導體兩端存在電壓 2、電源的作用：提供持續(xù)的電壓、電源的作用：提供持續(xù)的電壓 3、導線中的電場、導線中的電場:導線內(nèi)的電場線保持和導線平行導線內(nèi)的電場線保持和導線平行. (恒定電場恒定電場) 4、恒定電流、恒定電流:大小方向都不隨時間變化的電流大小方向都不隨時間變化的電流. 5、電流、電流:表示電流的

15、強弱程度的物理量表示電流的強弱程度的物理量. （1）定義式）定義式 I=q / t （2）金屬導體中電流的計算式）金屬導體中電流的計算式 小結小結 nqsvI n n 為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)目，為單位體積內(nèi)自由電荷數(shù)目，S S 為導體橫截面積，為導體橫截面積， v v為電荷定向移動速率為電荷定向移動速率,q,q為每個自由電荷的電量為每個自由電荷的電量 教學目標教學目標 v1、知識與技能、知識與技能 v理解電動勢的概念，掌握電動勢的定義式。 v2、過程與方法、過程與方法 v通過本節(jié)課教學，使學生了解電池內(nèi)部能量的轉化過程，加 強對學生科學素質的培養(yǎng)。 v3、情感、態(tài)度與價值觀、情感、態(tài)度與價值觀

16、 v了解生活中的電池，感受現(xiàn)代科技的不斷進步。 v教學重點與難點教學重點與難點 v1、電動勢的概念，對電動勢的定義式的應用。 v2、電池內(nèi)部能量的轉化；電動勢概念的理解。 v教學方法教學方法 v探究、講授、討論、練習 + + +- - - + + + + + + + 一、電源一、電源 1、電源的內(nèi)部電場如何、電源的內(nèi)部電場如何？ 2、如果接入導線，如圖所、如果接入導線，如圖所 示，正電荷將怎樣移動？示，正電荷將怎樣移動？ 3、導線中的電流方向？、導線中的電流方向？ 4、電源正極的正電荷會不斷流向負極，電源兩極、電源正極的正電荷會不斷流向負極，電源兩極 間的電壓怎樣變化？電源在這的作用是什么？間

17、的電壓怎樣變化？電源在這的作用是什么？ 5、電源把正電荷從電源的負極搬到正極，電場力、電源把正電荷從電源的負極搬到正極，電場力 做正功還是負功？做正功還是負功？ 6、什么力來克服電場力做功？從能量的角度看，電、什么力來克服電場力做功？從能量的角度看，電 源的作用是什么？源的作用是什么？ 一、電源一、電源 1、電源的作用：從能量的角度看，電源是通過非、電源的作用：從能量的角度看，電源是通過非 靜電力做功把其它形式的能轉化為電勢能的裝置。靜電力做功把其它形式的能轉化為電勢能的裝置。 思考思考 1、電池和發(fā)電機中的非靜電力分別是什么？、電池和發(fā)電機中的非靜電力分別是什么？ 2、根據(jù)電源的作用，可以類

18、比與我們生活中的什么、根據(jù)電源的作用，可以類比與我們生活中的什么 物體？物體？ 3、不同的電源中，非靜電力做功的本領相同嗎？、不同的電源中，非靜電力做功的本領相同嗎？ 二、電動勢二、電動勢 1、定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把、定義：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C的正的正 電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功。電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功。 W E= q 2、定義式：、定義式： 3、單位：、單位： V 1V=1J/C 4、物理意義：反映電源把其他形式的能轉化為電、物理意義：反映電源把其他形式的能轉化為電 能本領的大小。能本領的大小。 二、電動勢二、電動勢 5、電動勢有電源中非靜電力

19、的特性決定，跟、電動勢有電源中非靜電力的特性決定，跟 電源的體積無關，也跟外電路無關。電源的體積無關，也跟外電路無關。 7、電源的另一重要參數(shù)、電源的另一重要參數(shù)內(nèi)阻。內(nèi)阻。 6、電動勢是標量、電動勢是標量 三、生活中的電池三、生活中的電池 太陽電池太陽電池 干電池干電池 鉛蓄電池鉛蓄電池 鋰電池鋰電池 鋅汞電池鋅汞電池 電池放電時能輸出的總電荷量，通常以安培電池放電時能輸出的總電荷量，通常以安培 小時（小時（Ah）或毫安小時（）或毫安小時（mA h）做單位）做單位 影響電源的參數(shù)影響電源的參數(shù) 電池的容量電池的容量: 內(nèi)阻內(nèi)阻電動勢電動勢容量容量 A. 在電源內(nèi)部把正電荷從負極移到極，非靜電

20、力做功，在電源內(nèi)部把正電荷從負極移到極，非靜電力做功， 電能增加電能增加 B. 對于給定的電源，移動正電荷，非靜電力做功越多，對于給定的電源，移動正電荷，非靜電力做功越多， 電動勢就越大電動勢就越大 C. 電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極 移送單位電荷量做功越多移送單位電荷量做功越多 D. 電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負 極移送到正極的電荷量越多極移送到正極的電荷量越多 1、關于電動勢，下列說法正確的是（、關于電動勢，下列說法正確的是（ ） 課堂訓練課堂訓練 A、電路中每通

21、過、電路中每通過1C的電量，電源把的電量，電源把2J的化學能的化學能 轉變?yōu)殡娔苻D變?yōu)殡娔?B、 蓄電池兩極間的電壓為蓄電池兩極間的電壓為2V C、 蓄電池在蓄電池在1s內(nèi)將內(nèi)將2J的化學能轉變成電能的化學能轉變成電能 D、蓄電池將化學能轉變?yōu)殡娔艿谋绢I比一節(jié)干電、蓄電池將化學能轉變?yōu)殡娔艿谋绢I比一節(jié)干電 池（電動勢為池（電動勢為1.5V）強）強 2、鉛蓄電池的電動勢為、鉛蓄電池的電動勢為2V，這表示（，這表示（ ） 課堂訓練課堂訓練 2.3歐姆定律 教學目標教學目標 v一、知識與技能：一、知識與技能： v1.知道電流的產(chǎn)生原因和條件 v2.理解電流的概念和定義式，并能進行有關的計 算 v3.

22、理解電阻的定義式，掌握歐姆定律并能熟練地 用來解決有關的電路問題知道導體的伏安特 性 v二、過程與方法二、過程與方法： v1.通過電流與水流的類比，培養(yǎng)學生知識自我更 新的能力 v 2.掌握科學研究中的常用方法控制變量方 法，培養(yǎng)學生依據(jù)實驗，分析、歸納物理規(guī)律的 能力 v三、情感與價值觀三、情感與價值觀 v重視學生對物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學性 的認識，通過電流產(chǎn)生的歷史材料的介紹，使學 生了解知識規(guī)律的形成要經(jīng)過漫長曲折的過程， 培養(yǎng)他們學習上持之以恒的思想品質 v教學重點教學重點 v理解定律的內(nèi)容以及其表達式、變換式的意義 v教學難點教學難點 v運用數(shù)學方法處理實驗數(shù)據(jù)，建立和理解歐

23、姆定 律 v教學方法教學方法 v探究、講授、討論、練習 v教學用具教學用具 v多媒體課件 在導體的兩端加上電壓，導體在導體的兩端加上電壓，導體 中才有電流中才有電流. 導體中的電流跟導體兩端的電導體中的電流跟導體兩端的電 壓有什么關系呢？壓有什么關系呢？ 分壓電路：分壓電路：(控制電路控制電路) 可以提供從零開始連續(xù)變化的電壓可以提供從零開始連續(xù)變化的電壓 實驗電路實驗電路 ES R A A V 測量電路測量電路: : 測導體測導體A A的的 電流、電壓電流、電壓 ES R A A V 演示演示 一、數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄 0.400.40 1010 0.300.300.200.200.100.10

24、 0.500.50 1.001.00 1.501.50 2.002.00U/IU/I 2.502.50 0.500.505 5 0.250.250.200.200.150.150.100.100.050.05 電壓（電壓（V V） 電流（電流（A A） 電流（電流（A A） B B A A 導體導體 二、數(shù)據(jù)處理二、數(shù)據(jù)處理 做做U-I圖象圖象 1、U-I 圖像是一條過原點的直線。圖像是一條過原點的直線。 2、同一導體，電壓與電流的比值、同一導體，電壓與電流的比值 為定值為定值。 導體兩端的電壓與通過導體的電流導體兩端的電壓與通過導體的電流 大小的比值。大小的比值。 3 3、公式：、公式： 4

25、 4、單位：、單位： 2 2、物理意義：、物理意義： 1、定義：定義： 兆歐（兆歐（ M M ）千歐（千歐（ k k ） 國際單位制中國際單位制中 歐姆（歐姆（） 反映了導體對電流的阻礙作用反映了導體對電流的阻礙作用 I U R I U 一、電一、電 阻阻 （R R只與導體本身性質有關）只與導體本身性質有關） 二、歐姆定律二、歐姆定律 內(nèi)容：導體中的電流內(nèi)容：導體中的電流I I跟導體兩端的跟導體兩端的 電壓電壓U U成正比，跟導體的電阻成反比成正比，跟導體的電阻成反比 R U I 3 3、適用條件：、適用條件：金屬導電和電解液導電金屬導電和電解液導電 2 2、公式、公式 三、導體的伏安特性三、

26、導體的伏安特性 1 1伏安特性曲線：導體中的電流伏安特性曲線：導體中的電流I I隨導隨導 體兩端的電壓體兩端的電壓U U變化的圖線，叫做導變化的圖線，叫做導 體的伏安特性曲線體的伏安特性曲線 圖線斜率的物理圖線斜率的物理 意義是什么？意義是什么？ 電阻的倒數(shù)電阻的倒數(shù) O I U A B 2 2線性元件和非線性元件線性元件和非線性元件 符合歐姆定律的導體的伏安特性曲線是符合歐姆定律的導體的伏安特性曲線是 一條通過坐標原點的直線，具有這種伏安特一條通過坐標原點的直線，具有這種伏安特 性的電學元件叫做性的電學元件叫做線性元件線性元件； 不符合歐姆定律的導體和器件，電流不符合歐姆定律的導體和器件，電

27、流 和電壓不成正比，伏安特性曲線不是直線和電壓不成正比，伏安特性曲線不是直線, , 這種電學元件叫做這種電學元件叫做非線性元件非線性元件 O I U D. D. 從從 可知，導體兩端的電壓為零時，可知，導體兩端的電壓為零時， 導體的電阻也為零導體的電阻也為零 RUI/ IUR/ IRU IUR/ 1 1、對于歐姆定律，理解正確的是（、對于歐姆定律，理解正確的是（ ） A. A. 從從 可知，導體中的電流跟加在它可知，導體中的電流跟加在它 兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比 B. B. 從從 可知，導體的電阻跟導體兩端可知，導體的電阻跟導體兩端 的電壓成正比，跟

28、導體中的電流成反比的電壓成正比，跟導體中的電流成反比 C. C. 從從 可知，導體兩端的電壓隨電阻可知，導體兩端的電壓隨電阻 的增大而增大的增大而增大 練習練習: OI U a b c d 2.某同學對四個電阻各進行了一次測 量,把每個電阻兩端的電壓和通過它的電流 在U-I坐標系中描點,得到了圖中a、b、c、 d四個點.請比較這四個電阻值的大小. RaRbRcRd I U R 3 3、圖為兩個導體的伏安特性曲線，求、圖為兩個導體的伏安特性曲線，求 （1 1）R R1 1：R R2 2 （2 2）兩電阻串聯(lián)在電路中，導體兩端的電壓比）兩電阻串聯(lián)在電路中，導體兩端的電壓比 U U1 1：U U2

29、2 （3 3）若并聯(lián)在電路中，電流之比）若并聯(lián)在電路中，電流之比I I1 1：I I2 2 R1 R2 （1 1）: : （2 2）: : （3 3）: : 作業(yè)作業(yè): : 課本課本 P48 1P48 1、2 2、3 3 學案學案P48P48雙基訓練雙基訓練 習案習案 2.4串聯(lián)電路和 并聯(lián)電路 教學目標教學目標 v（一）知識與技能（一）知識與技能 v1、了解串聯(lián)和并聯(lián)電路的連接方式，掌握串并聯(lián)電路的 電流和電壓特點。 v2、掌握電組的串并聯(lián)的計算。 v3、知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G （表頭）改裝而成的。 v4、了解電流表（表頭）的原理，知道什么是滿偏電流和 滿偏電壓。 v

30、5、理解表頭改裝成常用電壓表和電流表的原理，會求分 壓電阻和分流電阻的阻值。 v（二）過程與方法（二）過程與方法 v知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而 成的。通過分壓電阻和分流電阻阻值的計算，培養(yǎng)學生應 用所學物理知識解決實際問題的能力。 v（三）情感、態(tài)度與價值觀（三）情感、態(tài)度與價值觀 v通過本節(jié)課的教學活動，要培養(yǎng)學生的應用意識， 引導學生關心實際問題，有志于把所學物理知識 應用到實際中去。 v教學重點教學重點 v熟練掌握串并聯(lián)電路的特點；電組的串并聯(lián)的計 算。 v教學難點教學難點 v表頭G改裝成大量程電壓表V和電流表A的原理， 并會計算分壓電阻和分流電阻。 v教學方法教

31、學方法 v 自學引導、講授法 v教學用具教學用具 v投影片、多媒體輔助教學設備 0123 0 1 2 3 串聯(lián)電路：串聯(lián)電路： 并聯(lián)電路：并聯(lián)電路： (1) I0=I1=I2=I3 總結：串聯(lián)電路各處的電流相等總結：串聯(lián)電路各處的電流相等. (1).I0=I1+I2+I3 總結：并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和總結：并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和. 0123 串聯(lián)電路：串聯(lián)電路： 01 U 10 12 U 21 23 U 32 因此：因此： 231201 UUU 30 另一方面另一方面： 30 03 U 所以所以： 231201 UUU 03 U 總結：串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電壓

32、之和總結：串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電壓之和. 0 1 2 3 并聯(lián)電路并聯(lián)電路 各支路兩端電壓相同。各支路兩端電壓相同。 U R1R2 U1U2 U R R = R1 + R2 + 電電 阻阻 的的 串串 聯(lián)聯(lián) 2 1 2 1 R R U U R1 R2 I1 I2 U R U 電電 阻阻 的的 并并 聯(lián)：聯(lián)： 21 111 RRR 1 2 2 1 R R I I 試證明：試證明： （1）n個相同的電阻并聯(lián)，總電阻為一個電阻的個相同的電阻并聯(lián)，總電阻為一個電阻的 n 分之一；分之一； （2）若干個電阻并聯(lián)，總電阻一定小于其中最小的）若干個電阻并聯(lián)，總電阻一定小于其中最小的 電阻；電阻；

33、（3）并聯(lián)的支路越多，總電阻越小；）并聯(lián)的支路越多，總電阻越??； （4）并聯(lián)支路有一個電阻變大，總電阻變大。）并聯(lián)支路有一個電阻變大，總電阻變大。 三個阻值都是三個阻值都是1212 的電阻，它們?nèi)我膺B接，組的電阻，它們?nèi)我膺B接，組 成電路，總電阻值可能為成電路，總電阻值可能為( )( ) A.4 A.4 B.24 B.24 C.8 C.8 D.18 D.18 課堂練習：課堂練習： ACDACD U1 U R2 R1 求：電阻求：電阻R1兩端的電壓兩端的電壓U1？ 12 11 U I RR UIR R Ucd U a b c d 當當ab之間的電壓為之間的電壓為U為，為，c、d之間的電壓為多少？

34、之間的電壓為多少？ 電壓表和電流表的改裝電壓表和電流表的改裝 一、表頭一、表頭（G G） 幾個重要參量幾個重要參量 滿偏電流：滿偏電流： 表頭指針偏轉到最大刻度時表頭指針偏轉到最大刻度時 的電流。的電流。 “I Ig g” 內(nèi)阻：內(nèi)阻： 表頭線圈的電阻。表頭線圈的電阻。 “R Rg g” 滿偏電壓：滿偏電壓： 表頭指針偏轉到最大刻度時的兩端所加的電壓。表頭指針偏轉到最大刻度時的兩端所加的電壓。 U Ug g=I=Ig gR Rg g g R g I G G U Ug g=I=Ig gR Rg g 二、把表頭二、把表頭G G改裝成電壓表改裝成電壓表V V 如下圖所示，有一個表頭如下圖所示，有一個

35、表頭G G，其內(nèi)阻為，其內(nèi)阻為RgRg，滿，滿 偏電流為偏電流為IgIg。 g R g I G G U U U Ug g R U UR R U-UU-Ug g 1.1.方法：方法：串聯(lián)分壓電阻串聯(lián)分壓電阻R R 2.2.原理原理: :利用串聯(lián)電阻的分壓作用利用串聯(lián)電阻的分壓作用 3.3.分壓電阻分壓電阻R: R: R R I U R g g I UU g gg I RIU g g R I U 3.3.分壓電阻分壓電阻: : g g R I U R 4.4.電壓表的內(nèi)阻：電壓表的內(nèi)阻： g V I U R gV RRR:或 5.5.標度：標度： R U UR R g R g I G G U Ug

36、 g U-UU-Ug g U U U U v v V R g I 把原電流值擴大（把原電流值擴大（Rg+RRg+R）倍）倍 U=IU=Ig g（R Rg g+R+R） 有一表頭有一表頭G G，內(nèi)阻，內(nèi)阻Rg=10 Rg=10 ，滿偏電，滿偏電 流流Ig=3 mAIg=3 mA，把它改裝成量程，把它改裝成量程U=3 VU=3 V的電壓表，要的電壓表，要 串聯(lián)一個多大的電阻串聯(lián)一個多大的電阻R R？ 強化練習：強化練習： g R g I G G U Ug g U UR R U-UU-Ug g U U R R R I U R g g I UU g gg I RIU g g R I U 解：解： 10

37、 103 3 3 )(990 三、把表頭三、把表頭G G改裝成電流表改裝成電流表A A 如下圖所示，有如下圖所示，有 一個表頭一個表頭G G，其內(nèi)，其內(nèi) 阻為阻為RgRg，滿偏電，滿偏電 流為流為IgIg。 g R g I G G I R R I g II 1.1.方法：方法：并聯(lián)分流電阻并聯(lián)分流電阻R R 2.2.原理原理: :利用并聯(lián)電阻的分流作用利用并聯(lián)電阻的分流作用 3.3.分流電阻分流電阻R: R: g R n 1 1 R R I U R g gg II RI g g R I I 1 1 )( g I I n 如下圖所示，有如下圖所示，有 一個表頭一個表頭G G，其內(nèi)，其內(nèi) 阻為阻為

38、RgRg，滿偏電，滿偏電 流為流為IgIg。 g R g I G G I R R I g II 4.4.電流表的內(nèi)阻：電流表的內(nèi)阻： 5.5.標度：標度： I RI R gg A g R n 1 g g RR RR U U A A A RI 把原電流值擴大把原電流值擴大 倍倍 R RR g 強化練習：強化練習： 有一表頭有一表頭G G，內(nèi)阻，內(nèi)阻Rg=25 Rg=25 ，滿偏電流，滿偏電流 Ig=3 mAIg=3 mA，把它改裝成量程為，把它改裝成量程為0.6 A0.6 A的電流表，要的電流表，要 并聯(lián)一個多大的電阻并聯(lián)一個多大的電阻R R？改裝后電流表的內(nèi)阻？改裝后電流表的內(nèi)阻R RA A為

39、為 多大？多大？ g R g I G G I R R I g II 解解: : g gg II RI R R I U R 3 3 1036 . 0 25103 )(126. 0 6 . 0 25103 3 I RI R gg A )(125. 0 g g A RR RR R 2.5焦耳定律 教學目標教學目標 v（一）知識與技能（一）知識與技能 1、理解電功的概念，知道電功是指電場力對自由電荷 所做的功，理解電功的公式，能進行有關的計算。2、 理解電功率的概念和公式，能進行有關的計算。3、 知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。 v（二）過程與方法（二）過程與方法 v通過推導電功的計算公式和焦耳定律，

40、培養(yǎng)學生的分 析、推理能力。 v（三）情感、態(tài)度與價值觀（三）情感、態(tài)度與價值觀 v通過電能與其他形式能量的轉化和守恒，進一步滲透 辯證唯物主義觀點的教育。 v【教學重點教學重點】 v電功、電功率的概念、公式；焦耳定律、 電熱功率的概念、公式。 v【教學難點教學難點】 v電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。 v【教學方法教學方法】 v等效法、類比法、比較法、實驗法 v【教學儀器教學儀器】 v燈泡（36 V，18 W）、電壓表、電流表、 電源、滑動變阻器、電鍵、導線若干、投 影儀、投影片、玩具小電機 2.5焦耳定律 教學目標教學目標 v（一）知識與技能（一）知識與技能 1、理解電功的概念，知道電功是指電

41、場力對自由電荷 所做的功，理解電功的公式，能進行有關的計算。2、 理解電功率的概念和公式，能進行有關的計算。3、 知道電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。 v（二）過程與方法（二）過程與方法 v通過推導電功的計算公式和焦耳定律，培養(yǎng)學生的分 析、推理能力。 v（三）情感、態(tài)度與價值觀（三）情感、態(tài)度與價值觀 v通過電能與其他形式能量的轉化和守恒，進一步滲透 辯證唯物主義觀點的教育。 v【教學重點教學重點】 v電功、電功率的概念、公式；焦耳定律、 電熱功率的概念、公式。 v【教學難點教學難點】 v電功率和熱功率的區(qū)別和聯(lián)系。 v【教學方法教學方法】 v等效法、類比法、比較法、實驗法 v【教學儀器教學儀器

42、】 v燈泡（36 V，18 W）、電壓表、電流表、 電源、滑動變阻器、電鍵、導線若干、投 影儀、投影片、玩具小電機 想想他們有什么共同點？ 什么是電流的熱效應？什么是電流的熱效應？ 導體中有電流通過的時候，導體要 發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。 自由電子在電場力的作用下會定向移動而做功，電場力做的功常常自由電子在電場力的作用下會定向移動而做功，電場力做的功常常 說成是電流所做的功，簡稱說成是電流所做的功，簡稱“電功電功”；而不同導體在相同電壓作用；而不同導體在相同電壓作用 下電場力做功的快慢程度又是不同的，為了比較電場力做功的快慢，下電場力做功的快慢程度又是不同的，為了比較電場力做功的快慢，

43、 我們引入了我們引入了“電功率電功率”的概念；同時電流通過導體是會發(fā)熱的，我的概念；同時電流通過導體是會發(fā)熱的，我 們把它叫們把它叫“電熱電熱”。那么以上這些物理量之間有何關系呢？下面我。那么以上這些物理量之間有何關系呢？下面我 們在復習初中學過內(nèi)容的基礎上進一步來明確這些問題。們在復習初中學過內(nèi)容的基礎上進一步來明確這些問題。 v1 1、電功：電場力（或電流）所做的功。、電功：電場力（或電流）所做的功。 （1 1）定義式：）定義式：W=qU=UItW=qU=UIt （2 2）單位：焦耳（）單位：焦耳（J J）、千瓦時（）、千瓦時（kwhkwh）。）。1kwh=3.61kwh=3.610106

44、 6J J v2 2、電功率：電場力（或稱電流）做功的快慢。、電功率：電場力（或稱電流）做功的快慢。 （1 1）定義式：）定義式：P=W/t=UIP=W/t=UI （2 2）單位：瓦特（）單位：瓦特（WW）。）。 用電器29吋彩 電 電熨斗電冰箱微波爐臺燈 額定電壓 （V） 220220220220220 額定功率 （W） 150300 800 100 150 800 1200 4060 RtIQ 2 v4 4、電功與電熱：、電功與電熱： （1 1）在純電阻電路中，電功等于電熱：）在純電阻電路中，電功等于電熱：W=QW=Q。 v即電能全部轉化為內(nèi)能：即電能全部轉化為內(nèi)能：UIt=IUIt=I2

45、 2RtU=IRRtU=IR，也即歐姆定律成，也即歐姆定律成 立。此時有：立。此時有： UIt=IUIt=I2 2Rt=Rt=（U U2 2/R/R）t t （2 2）在非純電阻電路中，電功大于電熱：）在非純電阻電路中，電功大于電熱：WWQ Q。 v即電能只有一部分轉化為內(nèi)能，另一部分轉化為機械能、化即電能只有一部分轉化為內(nèi)能，另一部分轉化為機械能、化 學能等其它形式的能量：學能等其它形式的能量： UIt=IUIt=I2 2Rt+ERt+E其它 其它 I I2 2RtURtUIRIR，也，也 即歐姆定律不成立。即歐姆定律不成立。 S V UIR 電功 UItW 電功率 UI t W P 熱功率

46、 RI t Q P 2 焦耳熱 RtIQ 2 典型例題典型例題 v例例1 1、把標有、把標有“220V100W”220V100W”的燈泡接到的燈泡接到220V220V的電的電 路中，通過燈絲的電流路中，通過燈絲的電流I I和實際功率各有多和實際功率各有多 大？若接到大？若接到110V110V的電路中結果又怎樣？（假的電路中結果又怎樣？（假 定燈絲的電阻不變。）定燈絲的電阻不變。） 解解：燈泡的電阻：燈泡的電阻R=U2/P=2202/100=484 （1）燈泡接）燈泡接220V時，通過燈絲的電流時，通過燈絲的電流 I=U/R=220/484A=0.45A 實際功率實際功率P=UI=220220/

47、484W=100W （2）燈泡接）燈泡接110V時，通過燈絲的電流時，通過燈絲的電流 I/=U/R=110/484A=0.23A 實際功率實際功率P/=U/I/=110110/484W=25W v例例2 2、（課本、（課本P P56 56“例題 例題1 1”） 解：據(jù)能量守恒定律得解：據(jù)能量守恒定律得: UIt=I: UIt=I2 2Rt+WRt+W機 機 故 故WW機 機=UIt-I =UIt-I2 2Rt=220Rt=220505060J-5060J-502 2 0.4 0.4 60J=660J=610105 5J J 例題：例題： RIP 2 R U P 2 UIP t W P UI t

48、 W P R U I 練習鞏固練習鞏固 2.6電阻定律 教學目標教學目標 v （一）知識與技能（一）知識與技能 v1、理解電阻定律和電阻率，能利用電阻定律進行 有關的分析和計算。 v2、了解電阻率與溫度的關系。 v（二）過程與方法（二）過程與方法 v用控制變量法，探究導體電阻的決定因素，培養(yǎng)學 生利用實驗抽象概括出物理規(guī)律的能力。 v（三）情感、態(tài)度與價值觀（三）情感、態(tài)度與價值觀 v通過實驗探究，體會學習的快樂。 v教學重點教學重點 v電阻定律及利用電阻定律分析、解決有關的實際 問題。 v教學難點教學難點 v利用實驗，抽象概括出電阻定律是本節(jié)課教學的 難點。 v教學方法教學方法 v探究、講授

49、、討論、練習 v教學教學 儀器儀器 v 實物投影儀、電流表、電壓表、滑動變阻器、學 生電源、電鍵、導線若干、實驗所需合金導線、 日光燈燈絲、歐姆表、酒精燈、熱敏電阻、光敏 電阻、手電筒 與長度有關與長度有關 與橫截面積有與橫截面積有 關關 與材料有關與材料有關 結論：導體的電阻和導體的長度、結論：導體的電阻和導體的長度、 橫截面積、材料有關。橫截面積、材料有關。 一、實驗探究：一、實驗探究： 1、明確目的：、明確目的： 探究電阻與導體的材料、橫截面積、長度之探究電阻與導體的材料、橫截面積、長度之 間的關系。間的關系。 2、實驗方法：、實驗方法：控制變量法?？刂谱兞糠?。 3、實驗控制：、實驗控制

50、： （1）電阻、長度、橫截面積的測量、測定方法：）電阻、長度、橫截面積的測量、測定方法： 橫截面積：繞制線圈先算直徑。橫截面積：繞制線圈先算直徑。 長度：直接測量。長度：直接測量。 電阻：伏安法。電阻：伏安法。 伏安法測電阻的原理圖：伏安法測電阻的原理圖： （2）器材選擇：（電源，電鍵，電表，）器材選擇：（電源，電鍵，電表， 導線，待測電阻）導線，待測電阻） 材料、長度一定：材料、長度一定： A B 材料、橫截面積材料、橫截面積 一定：一定： C A 長度、橫截面長度、橫截面 積一定：積一定： A D （3）實驗電路：）實驗電路： 結論：導體的電阻跟長度成正比，跟橫結論：導體的電阻跟長度成正比

51、，跟橫 截面積成反比，還跟材料有關。截面積成反比，還跟材料有關。 二、邏輯推理探究：二、邏輯推理探究： 1、分析導體電阻與它的長度的關系。、分析導體電阻與它的長度的關系。 2、分析導體電阻與它的橫截面積的關、分析導體電阻與它的橫截面積的關 系。系。 3、實驗探究導體電阻與材料的關系。、實驗探究導體電阻與材料的關系。 三、電阻定律：三、電阻定律： 1、表達式：、表達式： s l R 2、適用條件：溫度一定，粗細均勻的金屬、適用條件：溫度一定，粗細均勻的金屬 導體，或濃度均勻的電解質溶液。導體，或濃度均勻的電解質溶液。 3、電阻率：、電阻率： （1）、物理意義：反映導體導電性能的物）、物理意義：反

52、映導體導電性能的物 理量。理量。 （2）計算表達式：）計算表達式： l RS 幾種導體材料在幾種導體材料在20OC時的電阻率時的電阻率/（ m) 銀銀 1.6 10-8 銅銅 1.7 10-8 鋁鋁 2.9 10-8 鎢鎢 5.3 10-8 鐵鐵 1.0 10-7 錳銅合金錳銅合金 4.4 10-7 鎳銅合金鎳銅合金 5.0 10-7 鎳鉻合金鎳鉻合金 1.0 10-6 （3）電阻率與溫度的關系）電阻率與溫度的關系： 金屬電阻率隨溫度升高而增大。應用：電阻金屬電阻率隨溫度升高而增大。應用：電阻 溫度計。溫度計。 半導體的電阻率隨溫度的升高而減小。應用：半導體的電阻率隨溫度的升高而減小。應用：

53、熱敏電阻，光敏電阻。熱敏電阻，光敏電阻。 部分合金如錳銅、鎳銅電阻率幾乎不受溫度部分合金如錳銅、鎳銅電阻率幾乎不受溫度 的影響。應用：標準電阻。的影響。應用：標準電阻。 超導體：某些材料當溫度降低到一定溫度時，超導體：某些材料當溫度降低到一定溫度時， 電阻率為零。電阻率為零。 電阻溫度計 實驗探究實驗探究 邏輯推理邏輯推理 探究探究 電阻定律電阻定律 表達式表達式 電阻率電阻率 重視：重視：1、探究思想、探究方法。、探究思想、探究方法。 2、實驗的控制。、實驗的控制。 1、金屬鉑的電阻值對溫度的高低非常、金屬鉑的電阻值對溫度的高低非常 “敏感敏感”，圖中可能表示金屬鉑，圖中可能表示金屬鉑 電阻

54、的圖線的是：電阻的圖線的是： 2、相距、相距40km的的A、B兩地架兩條輸電線，兩地架兩條輸電線， 電阻共為電阻共為800，如果在，如果在A、B間的某處發(fā)生間的某處發(fā)生 短路，這時接在短路，這時接在A處的電壓表示數(shù)為處的電壓表示數(shù)為10V，電，電 流表的示數(shù)為流表的示數(shù)為40mA，求發(fā)生短路處距，求發(fā)生短路處距A處有處有 多遠？如圖多遠？如圖2所示。所示。 3、如圖所示，、如圖所示，P是一個表面均勻鍍有很薄電熱膜的長是一個表面均勻鍍有很薄電熱膜的長 陶瓷管，其長度為陶瓷管，其長度為L，直徑為，直徑為D，鍍膜的奪取度為，鍍膜的奪取度為d 。 管兩端有導電金屬箍管兩端有導電金屬箍M、N?，F(xiàn)把它接入

55、電路中，測?，F(xiàn)把它接入電路中，測 得它兩端電壓為得它兩端電壓為U，通過它的電流為，通過它的電流為I。則金屬膜的電。則金屬膜的電 阻為阻為_ ，鍍膜材料的電阻率，鍍膜材料的電阻率 =_ 。 I U IL dDU 2.7閉合電路 歐姆定律 教學目標教學目標 v（一）知識與技能（一）知識與技能 v1、能夠推導出閉合電路歐姆定律及其公式，知道 電源的電動勢等于內(nèi)、外電路上電勢降落之和。 v2、理解路端電壓與負載的關系，知道這種關系的 公式表達和圖線表達，并能用來分析、計算有關 問題。 v3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點。 知道電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極 間的電壓。 v4、熟練應用

56、閉合電路歐姆定律解決有關的電路問 題。 v5、理解閉合電路的功率表達式，知道閉合電路中 能量的轉化。 v（二）過程與方法（二）過程與方法 v1、通過演示路端電壓與負載的關系實驗，培養(yǎng)學生利用“實驗 研究，得出結論”的探究物理規(guī)律的科學思路和方法。 v2、通過利用閉合電路歐姆定律解決一些簡單的實際問題，培養(yǎng) 學生運用物理知識解決實際問題的能力。 v（三）情感、態(tài)度與價值觀（三）情感、態(tài)度與價值觀 v通過本節(jié)課教學，加強對學生科學素質的培養(yǎng)，通過探究物理規(guī) 律培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。 v重點重點 v1、推導閉合電路歐姆定律，應用定律進行有關討論。 v2、路端電壓與負載的關系 v難點難點 v路

57、端電壓與負載的關系 v教具：教具： v 滑動變阻器、電壓表、電流表、電鍵、導線若干、投影儀、多 媒體電腦 1 1、歐姆定律表達式、歐姆定律表達式 I I=U/R 純電阻電路 2、此公式的適用條件、此公式的適用條件 3、電源的作用、電源的作用 保持導體兩端的電壓，使 電路中有持續(xù)的電流 思考 閉合電路的歐姆定律閉合電路的歐姆定律 各各 種種 電電 池池 實驗研究實驗研究 V 外電路外電路 內(nèi)電路內(nèi)電路內(nèi)電路內(nèi)電路 幾個概念幾個概念 R:外阻外阻 r:內(nèi)阻內(nèi)阻 外電阻外電阻 內(nèi)電阻內(nèi)電阻 E U外 外 U內(nèi) 內(nèi) I E=U外 外+U內(nèi)內(nèi) 例例1、在如圖所示的電路中，電源的電動勢為、在如圖所示的電路

58、中，電源的電動勢為 1.5V,內(nèi)阻內(nèi)阻0.12，外電路的電阻為，外電路的電阻為1.38，求，求 電路中的電流和路端電壓電路中的電流和路端電壓。 由閉合電路歐姆定律由閉合電路歐姆定律 A rR E I1 12. 038. 1 5 . 1 路端電壓為路端電壓為 U=IR=1.38VU=IR=1.38V 解解: : R E,r 1、電源的電動勢為、電源的電動勢為2V，外電阻為，外電阻為9時，時， 路端電壓為路端電壓為1.8V，求電源的內(nèi)電阻？，求電源的內(nèi)電阻？ A R U I2 . 0 9 8 . 1 解解: 電路中電流為電路中電流為 內(nèi)阻為內(nèi)阻為 1 2 . 0 8 . 12 I UE I U r

59、 內(nèi)內(nèi) R E,r 2、把兩節(jié)、把兩節(jié)“電動勢是電動勢是1.5V,內(nèi)阻是內(nèi)阻是1”的干電的干電 池串聯(lián)池串聯(lián),給標有給標有“2.4V,0.3A” 的燈泡供電時的燈泡供電時,通通 過燈泡的電流是過燈泡的電流是A,燈泡兩端的電壓燈泡兩端的電壓 是是 V,燈泡消耗的功率是燈泡消耗的功率是W A rR E I3 . 0 128 5 . 12 2 2 解解: 燈泡的燈泡的電阻電阻 R=U/I=2.4/0.3=8R=U/I=2.4/0.3=8 通過燈泡的電流通過燈泡的電流 VIRU4 . 283 . 0 WUIP72. 03 . 04 . 2 燈泡兩端電壓燈泡兩端電壓 燈泡消耗的電功率燈泡消耗的電功率 0

60、.3 0.722.4 移動滑動變阻器的滑移動滑動變阻器的滑 動片，觀察電流表和動片，觀察電流表和 電壓表的示數(shù)如何電壓表的示數(shù)如何 變變 化？化？ 實驗研究實驗研究 例例2.2.許多人造衛(wèi)星都用太陽能電池供電。許多人造衛(wèi)星都用太陽能電池供電。 太陽能電池由許多片電池板組成。某電太陽能電池由許多片電池板組成。某電 池板的開路電壓是池板的開路電壓是600V600V，短路電流是，短路電流是 30A30A。求這塊電池板的內(nèi)阻。求這塊電池板的內(nèi)阻。 VE 6 106 短路電流短路電流I=E/r,I=E/r,由此可求內(nèi)阻由此可求內(nèi)阻r:r: 解解: :開路電壓的大小等于電源電動勢開路電壓的大小等于電源電動