选修3-1 第二章 电路 全章教案.doc

_ 高中物理课堂教学教案 年 月 日课 题2.1导体中的电场和电流 课 型新授课（ 课时）教 学 目 标（一）知识与技能1、了解电源的形成过程。2、掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。（二）过程与方法在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。（三）情感、态度与价值观通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。教学重点、难点理解电源的形成过程及电流的产生。会灵活运用公式计算电流的大小。教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习教 学 手 段 投影片，多媒体辅助教学设备 教学活动（一）引入新课教师：人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。但是，无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？过渡：这节课就来学习有关电流的知识。（板书课题：导体中的电场和电流）（二）进行新课教师活动：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光？通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。过渡：要回答这个问题，就要从电源的知识学起。1电源教师：（投影）教材图2.11，（如图所示）分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围存在电场。如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体球会达到什么状态？R中出现了怎样的电流？学生活动：在教师的引导下，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差的变化情况。认识到，最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态。理解导线R中的电流只能是瞬时的。教师：（投影）教材图2.12，（如图所示）提出问题：如果在AB之间接上一个装置P，它能把经过R流到A的电子取走，补充给B，使AB始终保持一定数量的正、负电荷，情况会怎样呢？引导学生讨论、解释可能会产生的现象。培养、锻炼学生的思维能力。通过学生回答，发表见解，培养学生语言表达能力。师生互动，建立起电源的概念。思考：电源P在把电子从A搬运到B的过程中，电子的电势能如何变化？电源发挥了怎样的作用？过渡：在有电源的电路中，导线内部的电场强度有何特点呢？2、导线中的电场教师：（投影）教材图2.13，（如图所示）介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行研究，如图2.14所示。教师引导学生讨论导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态。要把思维的过程展现给学生。说明：教师要引导学生运用微元法和矢量叠加的方法，探究导线中电场的变化情况，分析出最终导线两侧积累的电荷将达到平衡状态，垂直于导线方向上电场的分量将减为零，导线内的电场线保持和导线平行。这里一定要强调，这是电源电场和导线两侧的电荷得电场共同叠加的结果。通过师生分析，建立起恒定电场的概念。引导学生理解电荷的“稳定分布”是一个动态平衡的过程，不是静止不变的。思考：在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中还是否适用呢？过渡：在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从而形成电流，恒定电场中的电流有何特点，又如何描述呢？3、恒定电流教师：恒定电场中的电流是恒定不变的，称为恒定电流（为什么？）。电流的强弱就用电流这个物理量来描述。电流的定义：物理上把通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流。用I表示电流。电流的定义式是什么？学生：I=教师：回忆一下初中学过的知识，电流的单位有哪些？它们之间的关系是什么？学生：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。电流的常用单位还有毫安（mA）和微安（A）。它们之间的关系是： 1 mA=10-3A； 1A=10-6A教师：1A的物理意义是什么？学生：如果在1 s内通过导体横截面的电荷量是1 C，导体中的电流就是1 A。即1A=1 C/s投影教材42页例题，教师引导学生分析题意，构建物理模型，培养学生分析问题解决问题的能力。师生互动：讨论，如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？点评：通过对结论的讨论，深化对物理概念和规律的理解。（三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）实例探究关于电流的方向【例1】关于电流的方向，下列叙述中正确的是_A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定C不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同解析：正确选项为C电流是有方向的，电流的方向是人为规定的。物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。关于电流的计算【例2】某电解质溶液，如果在1 s内共有5.01018个二价正离子和1.01019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？解析：设在t=1 s内，通过某横截面的二价正离子数为n1，一价离子数为n2，元电荷的电荷量为e，则t时间内通过该横截面的电荷量为q=（2n1+n2）e电流强度为I=1.610-19A=3.2 A【例3】氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为e，运动速率为v，求电子绕核运动的等效电流多大？解析：取电子运动轨道上任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个截面的电量q=e，由圆周运动的知识有：T=根据电流的定义式得：I=学 生 活 动 高中物理课堂教学教案 年 月 日课 题 2.2电动势课 型新授课（ 课时）教 学 目 标（一）知识与技能理解电动势的概念，掌握电动势的定义式。（二）过程与方法通过本节课教学，使学生了解电池内部能量的转化过程，加强对学生科学素质的培养，。（三）情感、态度与价值观了解生活中的电池，感受现代科技的不断进步。教学重点、难点电动势的概念，对电动势的定义式的应用。电池内部能量的转化；电动势概念的理解。教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习教 学 手 段 各种型号的电池，手摇发电机，多媒体辅助教学设备 教学活动（一）引入新课教师：引导学生回顾上节课学习的“电源”的概念。在教材图2.1-2中电源的作用是什么？教师：（投影）（如图所示）学生思考，选出代表回答：电源能够不断地将电子从A搬运到B，从而使A、B之间保持一定的电势差；电源能够使电路中保持持续电流。教师：电源P在把电子从A搬运到B的过程中，电子的电势能如何变化？从另一个角度看，电源又发挥了怎样的作用？学生思考，选出代表回答：电子的电势能增加了。电源为电路提供了电能。教师：自然界中的能量是守恒的，电源为电路提供了电能，必然会有其他形式的能量减少，从能量转化和守恒的角度，你认为电源是个怎样的装置呢？学生思考，选出代表回答：电源是把其他形式能转化为电能的装置。过度：电源又是如何把其他形式能转化为电能的呢？不同的电源把其他形式的能转化为电能的本领一样吗？这个本领用什么来描述呢？（二）进行新课1、电源教师：（投影）教材图2.2-1（如图所示）教师：（1）用导线将电源连成最简单的电路，电路由哪几部分组成？（2）导线中的电场是什么电场？电流是怎样形成的？特点如何？为什么？学生思考，选出代表回答：（1）电路由两部分组成，电源外部能看得见的部分，称为外电路；电源内部看不见的部分，称为内电路。（2）导线中的电场是恒定电场。导线中的自由电子在电场力的作用下从电源正极向负极定向运动，形成电流。导线中的电流是恒定电流，因为导线中的电场是恒定电场，所以电子定向运动的速率是不变的，电流大小恒定。教师：自由电子在导线中定向运动，电场力做什么功？电子的电势能如何变化？学生：正功；减少。教师：自由电子定向运动的速率是不变的，能量还守恒吗？该怎样理解？学生：守恒。自由电子与带正电的离子相互碰撞，在定向运动过程中受到阻力作用，电子要不断克服阻力做功，其动能向热能转化。教师总结：大家说的对，概括地说，在电源外部，电场力对自由电子做正功，是电能转化为其他形式能，这个过程中消耗了电能。这些电能又是哪里来的呢？学生：电源把其他形式能转化为电能。教师：根据前面的分析，大家讨论一下，电源是如何把其他形式能转化为电能的呢？学生思考，分组讨论，选出代表回答。点评：给学生创造思考、探究的空间，培养学生的探究精神和学习热情，培养学生交流合作的品质。通过学生的回答，培养表达能力。学生代表回答：在电源内部也存在电场，电场方向也是从正极指向负极。根据电荷守恒定律，电源必须把自由电子不断地从正极搬运到负极，自由电子必须克服电场力做功，这就需要有“非静电力”作用于电子。这个“非静电力”是电源提供的。也就是说，电源通过非静电力做功，使电荷的电势能增加了。教师点评、总结，引导学生建立起电源的概念：电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。教师：出示干电池、手摇发电机，提出问题：干电池、手摇发电机都可以做电源，这些电源中的非静电力相同吗？所起的作用相同吗？谈谈你的看法。学生思考，分组讨论，选出代表回答。干电池中的非静电力是化学作用，手摇发电机的非静电力是电磁作用，前者把化学能转化为电能，后者把机械能转化为电能。非静电力虽然不同，但从能量转化的角度看，他们所起的作用是相同的，都是把其他形式能转化为电能。点评：再次加深学生对概念的理解。教师：电源有好多种，他们在把其他形式能转化为电能的本领相同吗？举例说明。学生举例：手电筒、家用照明电灯、汽车上的照明电灯等，亮度不同。教师：在物理学上，该如何描述电源的这种本领呢？（承上启下，过渡到下一问题）2、电动势教师：引导学生从静电力对电荷做功，电荷电势能增加的角度建立起电动势的概念。思考问题：是不是静电力对电荷做的功越多，静电力做功的本领越大？该如何描述静电力做功的本领？学生思考，分组讨论，选出代表回答。静电力对电荷做功的多少与电荷的数量有关，不能用做功多少来反映做功的本领。静电力把相同数量的电荷从电源的一个极搬运到另一极，做功越多，电荷获得的电势能就越多，可以用静电力做功与电荷量的比值来反映静电力做功的本领。教师：电动势也是用比值定义的物理量，请把电动势的定义完整地说出来。并写出电动势的定义式。说明给物理量符号的意义和单位。学生思考，得出电动势的定义，并写出电动势的定义式。如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么W与q的比值，叫做电源的电动势。用E表示电动势，则：式中W，q的单位分别是焦耳（J）、库仑（C）；电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，是伏特（V）。电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。教师：电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，电动势和电势差的物理意义有何不同呢？学生思考，分组讨论，选出代表回答。电动势：。W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其它形式能）， E表示移动单位正电荷消耗化学能（或其它形式能），反映电源把其它形式能转化为电能的本领）。电压：。W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能，电压表示移动单位正电荷消耗的电势能。反映把电势能转化为其它形式能的本领。电动势表征电源的性质，电势差表征电场的性质。教师指出：电源内部也是由导体组成的，也存在电阻。这个电阻叫做电源的内阻，大小由电源自身特点决定。内阻和电动势都是反映电源特性的物理量。（三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）实例探究对电源电动势的理解【例1】下列关于电源的说法，正确的是（ ）A电源向外提供的电能越多，表示电动势越大。B电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功C电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大D电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大答案BD对电动势定义式的应用【例2】铅蓄电池的电动势为2 V，一节干电池的电动势为1.5V，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0.1A和0.2A。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多少？哪一个电源把化学能转化为电能的本领更大？ 解析：对于铅蓄电池的电路，20 s时间内通过的电荷量为q1=I1t=2 C，对于干电池的电路，20 s时间内通过的电荷量为q2=I2t=4C，由电动势的定义式得电源消耗的化学能分别为JJ电动势反映电源把其他能转化为电能本领的大小，电动势越大，电源本领越大。故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大。学 生 活 动 高中物理课堂教学教案 年 月 日课 题2.3欧姆定律 课 型新授课（ 1课时）教 学 目 标（一）知识与技能1、知道什么是电阻及电阻的单位。2、.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，知道什么是线性元件和非线性元件。（二）过程与方法1、通过演示实验探究电流大小的决定因素，培养学生的实验观察能力。2、运用数学图象法处理物理问题，培养学生运用数学进行逻辑推理的能力。（三）情感、态度与价值观通过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的建立，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格。教学重点、难点重点欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题。难点伏安特性曲线的物理意义。教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习教 学 手 段 电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导体A、B（参考教材图2.3-1）、晶体二极管、投影片、多媒体辅助教学设备 教学活动（一）引入新课同学们在初中已经学过了欧姆定律的一些基础知识，今天我们要在初中学习的基础上，进一步学习欧姆定律的有关知识。（二）进行新课1、欧姆定律教师：既然在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？下面我们通过实验来探究这个问题。演示实验：投影教材图2.3-1（如图所示）教师：请一位同学简述如何利用如图所示的实验电路来研究导体A中的电流跟导体两端的电压的关系?学生：合上电键S，改变滑动变阻器上滑片P的位置，使导体两端的电压分别为0、2.0 V、4.0 V、6.0 V、8.0 V，记下不同电压下电流表的读数，然后通过分析实验数据，得出导体中的电流跟导体两端电压的关系。教师：选出学生代表，到讲台上读取实验数据。将得到的实验数据填写在表格中。换用另一导体B，重复实验。投影实验数据如下U/V00.501.001.502.002.50I/A导体AI/A导体B教师：同学们如何分析在这次实验中得到的数据？学生：用图象法。在直角坐标系中，用纵轴表示电压U，用横轴表示电流I，根据实验数据在坐标纸上描出相应的点。根据这些点是否在一条直线上，来研究导体中的电流跟它两端的电压的关系。教师：请一位同学上黑板作U-I图线。其他学生在练习本上作。学生：作图，如图所示。教师：这种描点作图的方法，是处理实验数据的一种基本方法，同学们一定要掌握。分析图象，我们可以得到哪些信息？学生：对于同一导体，U-I图象是过原点的直线，电压和电流的比值等于一个常数。这个比值可以写成：R=对于不同的导体，这个比值不同，说明这个比值只与导体自身的性质有关。这个比值反映了导体的属性。师生互动，得出电阻的概念：电压和电流的比值R=，反映了导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻。教师：将上式变形得I=上式表明：I是U和R的函数，即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，这就是我们初中学过的欧姆定律。教师：介绍德国物理学家欧姆和欧姆定律的建立，从而对学生进行思想品德教育。讨论：根据欧姆定律I=得R=，有人说导体的电阻R跟加在导体两端的电压U成正比，跟导体中的电流I成反比，这种说法对吗？为什么？学生：这种说法不对，因为电阻是导体本身的一种特性，所以导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流没有关系。教师：电阻的单位有哪些？学生：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是 。常用的电阻单位还有千欧（k）和兆欧（M）：1 k=103 1 M=106 教师：1 的物理意义是什么？学生：如果在某段导体的两端加上1 V的电压，通过导体的电流是1 A，这段导体的电阻就是1 。所以1 =1 V/A教师：要注意欧姆定律的适用条件：纯电阻电路，如金属导体和电解液。对于含有电动机等的非纯电阻电路不适用。投影例题例：某电阻两端电压为16 V，在30 s内通过电阻横截面的电量为48 C，此电阻为多大？30 s内有多少个电子通过它的横截面？解析：由题意知U=16 V，t=30 s，q=48 C，电阻中的电流I=1.6 A据欧姆定律I=得，R=10 n=3.01020个故此电阻为10，30 s内有3.01020个电子通过它的横截面。说明使用欧姆定律计算时，要注意I、U、R的同一性（对同一个导体）。2、导体的伏安特性教师：用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的IU图线叫做导体的伏安特性曲线。如图所示，是金属导体的伏安特性曲线。学生讨论：在IU曲线中，图线的斜率表示的物理意义是什么？总结：在IU图中，图线的斜率表示导体电阻的倒数。即k=。图线的斜率越大，电阻越小。教师：伏安特性曲线是过坐标原点的直线，这样的元件叫线性元件。师生活动：用晶体二极管、电压表、电流表、滑动变阻器、电键连成如左下图所示的电路，改变电压和电流，画出晶体二极管的伏安特性曲线，右下图所示，可以看出图线不是直线。教师：伏安特性曲线不是直线，这样的元件叫非线性元件。（三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）实例探究欧姆定律的应用【例1】两电阻R1、R2的伏安特性曲线如右图所示，由图可知：（1）这两电阻的大小之比R1R2为_A.13B.31C.1D.1（2）当这两个电阻上分别加上相同电压时，通过的电流之比为_A.13B.31C.1D.1解析：（1）由欧姆定律I=可知，在IU图线中，图线的斜率k=，即电阻的大小等于伏安特性曲线斜率的倒数。R1R2=tan30tan60=13所以A选项正确。（2）由欧姆定律I=可知，给R1、R2分别加上相同的电压时，通过的电流与电阻成反比I1I2=R2R1=31，故B选项正确【例2】若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大?解析：对欧姆定律理解的角度不同，求解的方法也不相同.本题可以有三种解法：解答一：依题意和欧姆定律得：，所以I01.0 A又因为，所以 A解答二：由 得 A又，所以 A解答三：画出导体的IU图像，如图所示，设原来导体两端的电压为U0时，导体中的电流强度为I0.当时，I=I00.4 A当UU0时，电流为I2.由图知 所以I01.0 I2202.0 A 说明：（1）用IU图像结合比例式解题，显得更直观、简捷。物理意义更鲜明。（2）导体的电阻是导体自身的一种属性，与U、I无关，因而，用此式讨论问题更简单明了。 学 生 活 动 高中物理课堂教学教案 年 月 日课 题2.4串联电路和并联电路 课 型新授课 教 学 目 标 （一）知识与技能1、了解串联和并联电路的连接方式，掌握串并联电路的电流和电压特点。2、掌握电组的串并联的计算。3、知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。4、了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。5、理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值。（二）过程与方法知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的。通过分压电阻和分流电阻阻值的计算，培养学生应用所学物理知识解决实际问题的能力。（三）情感、态度与价值观通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，引导学生关心实际问题，有志于把所学物理知识应用到实际中去。教学重点、难点 教学重点熟练掌握串并联电路的特点；电组的串并联的计算。教学难点表头G改装成大量程电压表V和电流表A的原理，并会计算分压电阻和分流电阻。教 学 方 法 讲授、讨论、练习教 学 手 段 投影片、多媒体辅助教学设备 教学活动（一）引入新课教师：在初中我们已经学过有关串联和并联的知识，这节课我们要深入研究串并联电路中各部分的电流、电压及电阻的关系。（二）进行新课1、串联电路和并联电路的电流教师：（投影）教材图2.4-1和图2.4-2（如图所示） 引导学生推导出串联电路和并联电路的电流规律。学生阅读教材，进行推导：（1）在恒定电流的电路中各出电荷的分布是稳定的，因此，在相等时间内，通过串联电路各部分的电荷量必须相等，故有串联电路各处的电流相等。即（2）在并联电路中，要保持电路各处电荷量分布稳定不变，相同时间内流过干路0点的电荷量必须等于各支路1、2、3各点的电荷量之和。因此，串联电路的总电流等于各支路电流之和。即2、串联电路和并联电路的电压教师： 在图2.4-1中，用、分别表示电路中1、2、3各点的电势，用、分别表示0与1、1与2、2与3、0与3的电势差。引导学生推导出串联电路和并联电路的电压规律。学生阅读教材，进行推导：（1）串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和。即+=（2）并联电路的总电压与各支路电压相等。用U1、U2、U3代表图2.4-2中三个电阻两端的电压，即有=3、电阻的串联和并联教师活动：（投影）教材图2.4-3和图2.4-4（如图所示） 引导学生推导出串联电路和并联电路的电阻规律。学生阅读教材，进行推导：（1）串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。即对于多个电阻的串联（2）并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。即对于多个电阻的串联思考与讨论：（1）n个相同的电阻R0并联，总电阻等于多少？（2）若干不同的电阻并联，总电阻与其中最小的电阻的大小关系如何？4、电压表和电流表学生：请问：利用表头能够测量的最大电流和最大电压分别是多大？教师：常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。（投影）利用多媒体介绍表头的满偏电流Ig、内阻Rg和满偏电压Ug。（1）满偏电流Ig表头的线圈准许通过的最大电流很小，一般不超过几十微安到几毫安，这个电流值叫表头的满偏电流，用Ig表示。满偏电流Ig：表头指针偏转到最大刻度时的电流。说明如果通过表头的电流超过满偏电流Ig，不但指针指不出示数，表头还可能被烧坏。（2）表头的内阻Rg表头的线圈电阻一般为几欧到几百欧，这个电阻值叫做表头的内阻，用Rg表示。内阻Rg：表头线圈的电阻叫做表头的内阻。说明每个表头都有它的满偏电流Ig和内阻Rg，Rg和Ig是表头的两个重要参数。教师：同学们能不能根据Ig、Rg概括出什么叫做满偏电压？学生：表头通过满偏电流时，加在它两端的电压，这个电压值叫满偏电压，用Ug表示。教师：满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug三者之间有什么关系？学生：据部分电路欧姆定律可知：Ug=IgRg小结：表头G的满偏电压Ug和满偏电流Ig一般都比较小，测量较大的电压和较大的电流时，需要把小量程的表头G加以改装。（投影）例1 电流表改装成电压表（投影）例2 电流表改装成大量程电流表 （三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）实例探究表头（G）改装成双量程电流表【例1】如图所示，有一个表头G，满偏电流Ig=500 mA，内阻Rg=200 ，用它改装为有1 A和10 A两种量程的电流表，求R1、R2的阻值各为多大？解析：当公共端与1 A端接入电路时，量程为I1=1 A，当公共端与10 A端接入电路时，量程为I2=10 A。当公共端与1 A端接入被测电路时，电阻R1和R2串联，再与表头内阻Rg并联。由并联电路中的电流分配关系可得：R1+R2=Rg代入Ig、I、Rg的数值得R1+R2=200 当公共端与10 A端接入被测电路时，电阻R1与表头支路的电阻Rg+R2并联。由并联电路的特点可知：Ig（Rg+R2）=（I2-Ig）R1代入Ig、I2、Rg的数值，可得R2+200 =19 R1由解得 R1=20 ， R2=180 说明对于I1=1 A的量程，G是它的表头，对于I2=10 A的量程，G与R2串联后相当于它的表头.表头（G）改装成双量程电压表【例2】如图所示，有一个表头G，满偏电流为Ig=1 mA，内阻Rg= 100 ，用它改装为有5 V和50 V两种量程的电压表，求R1、R2的阻值各为多大？答案：R1=4.9 k，R2=49.9 k解析：当公共端与5 V端接入被测电路时，量程为U1=5 V，当公共端与50 V端接入被测电路时，量程为U2=50 V.由串联电路的电压分配关系可知：R1=4900 =4.9 kR2=49900 =49.9 k学 生 活 动 高中物理课堂教学教案 年 月 日课 题2.5焦耳定律 课 型新授课 教 学 目 标 （一）知识与技能1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。3、知道电功率和热功率的区别和联系。（二）过程与方法通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。（三）情感、态度与价值观通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。教学重点、难点重点电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。难点电功率和热功率的区别和联系。教 学 方 法 等效法、类比法、比较法、实验法教 学 手 段 灯泡（36 V，18 W）、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机 教学活动（一）引入新课教师：用电器通电后，可以将电能转化成其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，并说明其能量的转化情况。学生：（1）电灯把电能转化成内能和光能；（2）电炉把电能转化成内能；（3）电动机把电能转化成机械能；（4）电解槽把电能转化成化学能。教师：用电器把电能转化成其他形式能的过程，就是电流做功的过程。电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢？本节课我们学习关于电功和电功率的知识。（二）进行新课1、电功和电功率教师：请同学们思考下列问题（1）电场力的功的定义式是什么?（2）电流的定义式是什么?学生：（1）电场力的功的定义式W=qU（2）电流的定义式I=教师：投影教材图2.5-1（如图所示）如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?学生：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。教师：这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功？学生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt教师：在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。电功：（1）定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功.（2）定义式：W=UIT教师：电功的定义式用语言如何表述？学生：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U，电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。教师：请同学们说出电功的单位有哪些？学生：（1）在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.（2）电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kWh.教师：1 kWh的物理意义是什么？1 kWh等于多少焦？学生：1 kWh表示功率为1 kW的用电器正常工作1 h所消耗的电能。1 kWh=1000 W3600 s=3.6106 J说明：使用电功的定义式计算时，要注意电压U的单位用V，电流I的单位用A，通电时间t的单位用s，求出的电功W的单位就是J。教师：在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。例如，在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。电流做功不仅有多少，而且还有快慢，为了描述电流做功的快慢，引入电功率的概念。（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。（2）定义式：P=IU（3）单位：瓦（W）、千瓦（kW）说明电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做功快，但做功不一定多；电流做功慢，但做功不一定少。教师：在力学中我们讲功率时有平均功率和瞬时功率之分，电功率有无平均功率和瞬时功率之分呢？学生分组讨论。师生共同总结：（1）利用P=计算出的功率是时间t内的平均功率。（2）利用P=IU计算时，若U是某一时刻的电压，I是这一时刻的电流，则P=IU就是该时刻的瞬时功率。教师：为什么课本没提这一点呢？学生讨论，教师启发、引导：这一章我们研究的是恒定电流，用电器的构造一定，通过的电流为恒定电流，则用电器两端的电压必是定值，所以U和I的乘积P不随时间变化，也就是说瞬时功率与平均功率总是相等的，故没有必要分什么平均功率和瞬时功率了。说明利用电功率的公式P=IU计算时，电压U的单位用V，电流I的单位用A，电功率P的单位就是W。2、焦耳定律教师：电流做功，消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能，于是导体发热。设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t内电流通过此电阻产生的热量Q。学生：求解产生的热量Q。解：据欧姆定律加在电阻元件两端的电压U=IR在时间t内电场力对电阻元件所做的功为W=IUt=I2Rt由于电路中只有纯电阻元件，故电流所做的功W等于电热Q。产生的热量为Q=I2Rt教师指出：这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律，同学们在初中已经学过了。学生活动：总结热功率的定义、定义式及单位。热功率：（1）定义：单位时间内发热的功率叫做热功率。（2）定义式：P热=I2R（3）单位：瓦（W）演示实验研究电功率与热功率的区别和联系。（投影）实验电路图和实验内容：取一个玩具小电机，其内阻R=1.0 ，把它接在如图所示的电路中。（1）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为0.50 V，记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。（2）再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为2.0 V（此电压为小电机的额定电压），记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。实验结果（1）电机不转时，U=0.50 V，I=0.50 A，P电=UI=0.500.50 W=0.25 WP热=I2R=0.5021.0 W=0.25 WP电=P热（2）电机转动时，U=2.0 V，I=0.40 A，P电=UI=2.00.40 W=0.80 WP热=I2R=0.4021.0 W=0.16 WP电P热学生：分组讨论上述实验结果，总结电功率与热功率的区别和联系。师生共同活动：总结：（1）电功率与热功率的区别电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压U和通过的电流I的乘积。热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路的电流的平方I2和电阻R的乘积。（2）电功率与热功率的联系若在电路中只有电阻元件时，电功率与热功率数值相等。即P热=P电教师指出：上述实验中，电机不转时，小电机就相当于纯电阻。若电路中有电动机或电解槽时，电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能，只有一少部分转化为内能，这时电功率大于热功率，即P电P热。教师指出：上述实验中，电机转动时，电机消耗的电功率，其中有一部分转化为机械能，有一部分转化为内能，故P电P热。（投影）教材56页教师引导学生完成对例题的分析、求解。（三）课堂总结、点评教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。（四）实例探究求两点间的电势差【例1】不考虑温度对电阻的影响，对一个“220V，40W”的灯泡，下列说法正确的是A.接在110 V的电路上时的功率为20 WB.接在110 V的电路上时的功率为10 WC.接在440 V的电路上时的功率为160WD.接在220 V的电路上时的功率为40 W解析：正确选项为BD。（法一）由得灯泡的电阻1210电压为110V时， W=10 W电压为440V时，超过灯炮的额定电压一倍，故灯泡烧坏，P=0.（法二）由。可知R一定时，PU2，当U=110V=，P=P额/4=10 W说明：灯泡是我们常用的用电器，解题时一般不考虑温度对其电阻的影响。用电器的标称值，指其额定值，即用电器在正常工作时的电压、功率以及电流值，由P额=U额I额可知，P、U、I有同时达到、同时超过、同时不满足的特点。【例2】一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2 V时，电流为0.8 A，电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少?解析：电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为P入=I1U10.82W1.6 W电动机的机械功率P机=P入-I12r=1.6-0.821 W=0.96W说明：在非纯电阻电路里，要注意区别电功和电热，注意应用能量守恒定律。电热Q=I2Rt。电动机消耗的电能也就是电流的功W=Iut。由能量守恒得W=Q+E，E为其他形式的能，这里是机械能；对电动机来说，输入的功率P入=IU；发热的功率P热=I2R；输出的功率，即机械功率P机=P入-P热=UI-I2R。【例3】潮汐发电是利用涨落潮的水位差来工作的，潮差越大，海水流量越大，发电功率也越大。我国潮汐能的可供开发的总装机量为3.67 kW。1980年8月，在浙江江厦建成第一座潮汐电站，装机量为3103 kW，平均年发电量为1.7107 kWh，其规模居世界第二位。（1）试根据上文中给出的数据，计算我国建造的江厦潮汐电站平均每天满负荷工作几小时?（2）设江厦潮汐电站涨潮和落潮时的平均潮差为6 m，计算每次涨潮时流量是多大?（设潮汐电站的总能量转换效率为50%）解析：（1）江厦潮汐电站功率为3103 kW，年发电量为1.077 kWh，由公式W=Pt可算出每天满负荷工作的时间为 s=9.8 h（2）由文中给出数据及每天涨、落潮的次数可知，平均每次的发电量为J因为所以每次涨潮的平均流量为m3/次说明：本题涉及到潮汐这种自然现象，涨潮和落潮时均有水流的机械能转化为电能。【例4】如图所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6，R=10，U=160 V，电压表的读数为110 V，求（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）在电动机中发热的功率是多少？（4）电动机工作1 h所产生的热量是多少？解析：（1）设电动机两端的电压为U1，电阻R两端的电压为U2，则U1=110 V，U2=U-U1=（160-110）V=50 V通过电动机的电流为I，则I= A=5 A（2）输入到电功机的电功率P电，P电=U1I=1105 W=550 W（3）在电动机中发热的功率P热，P热=I2r=520.6 W=15 W（4）电动机工作1 h所产生的热量Q，Q=I2rt=520.63600 J=54000 J说明：电动机是非线性元件，欧姆定律对电动机不适用了，所以计算通过电动机的电流时，不能用电动机两端的电压除以电动机的内阻。通过计算发现，电动机消耗的电功率远大于电动机的热功率。 学 生 活 动高中物理课堂教学教案 年 月 日课 题2.6电阻定律 课 型新授课 教 学 目 标（一）知识与技能1、理解电阻定律和电阻率，能利用电阻定律进行有关的分析和计算。2、了解电阻率与温度的关系。（二）过程与方法用控制变量法，探究导体电阻的决定因素，培养学生利用实验抽象概括出物理规律的能力。（三）情感、态度与价值观通过实验探究，体会学习的快乐。教学重点、难点重点电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题。难点利用实验，抽象概括出电阻定律是本节课教学的难点。教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习教 学 手 段 实物投影仪、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、电键、导线若干、实验所需合金导线、日光灯灯丝、欧姆表、酒精灯、热敏电阻、光敏电阻、手电筒 教学活动（一）引入新课教师：同学们在初中学过，电阻是导体本身的一种性质，导体电阻的大小决定于哪些因素？其定性关系是什么？学生：导体电阻的大小决定于导体的长度、横截面积和材料。同种材料制成的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越大。教师：同学们在初中已经知道了导体的电阻与材料、长度、横截面积的定性关系，这节课让我们用实验定量地研究这个问题。（二）进行新课1、电阻定律教师：（多媒体展示）介绍固定在胶木板上的