《恒定电流》(PPT课件可编辑)

1、新课标人教版课件系列高中物理选修选修3-13-1第二章恒定电流2.1导体中的电场和电流教学目标教学目标v一、知识与技能一、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。v二、过程与方法二、过程与方法v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。 v三、情感态度与价值观三、情感态度与价值观v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。v教学重点与难点教学重点与难点：v重点：重点：

2、理解电源的形成过程及电流的产生。v难点：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。 雷鸣电闪时雷鸣电闪时, ,强大的电流使天强大的电流使天空发出耀眼的闪光空发出耀眼的闪光, ,但它只能存在但它只能存在于一瞬间于一瞬间, ,而手电筒中的小灯泡却而手电筒中的小灯泡却能持续发光能持续发光, ,这是为什么这是为什么? ?一、电源一、电源导体中的自由电荷在电场力的作用下发生导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动形成电流定向移动形成电流. (瞬时电流瞬时电流) 1、电流的形成、电流的形成2 2、持续电流的形成、持续电流的形成倘若在倘若在A,BA,B之间连接

3、一个装置之间连接一个装置P,P,作用是不断地把电子从作用是不断地把电子从A A搬运到搬运到B B，使，使ABAB之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。装置P电源-BA-A+_B_等势体等势体导体中产生电流的导体中产生电流的条件条件: :导体两端存在导体两端存在电势差电势差AB水池导体中自由电子的定向导体中自由电子的定向移动使两个带电体成为移动使两个带电体成为等势体等势体, ,达到静电平衡，达到静电平衡，导线导线R R中会产生一个瞬时中会产生一个瞬时电流电流抽水机抽水机-+A A+_B B_P P-电源电源1.1.能把自由电子从正极搬到负极的装置能把

4、自由电子从正极搬到负极的装置. .2.2.作用作用: :保持导体两端的电势差保持导体两端的电势差( (电压电压),),使电路有持续的电流使电路有持续的电流. .-+A+_B_P假设在电源正、负极假设在电源正、负极之间连一根导线之间连一根导线MNE0FFnFt二二. .导线中的电场导线中的电场-+A+_B_P假设在电源正、负极假设在电源正、负极之间连一根导线之间连一根导线MNE0FFnFtMNE0E0E MNE导线内很导线内很快形成沿快形成沿导线方向导线方向的电场的电场二二. .导线中的电场导线中的电场导体内的电场线保持和导线平行导体内的电场线保持和导线平行 小结小结:形成电流的条件形成电流的条

5、件 （1 1）存在自由电荷）存在自由电荷 金属导体金属导体自由电子自由电子 电解液电解液正、负离子正、负离子（2 2）导体两端存在电压）导体两端存在电压 当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流形成电流 电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中电源的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流有持续的电流 我们在上一章中曾经得出结论我们在上一章中曾经得出结论: :在静电平衡时在静电平衡时, ,导体内部的场强为导体内部的场强为零零, ,导体上任意两点之间的

6、电势差导体上任意两点之间的电势差为零为零( (等势体等势体).).这与我们现在的说这与我们现在的说法有矛盾吗法有矛盾吗? ?为什么为什么? ?思考题思考题 导线内的电场，是由电导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也分布是稳定的，电场的分布也稳定。稳定。-恒定电场恒定电场 恒定电场恒定电场 由稳定分布的电荷产生由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场稳定的电场称为恒定电场. .恒定

7、电场恒定电场电场强度不变电场强度不变自由电子在各个位置的定向运动速率也不变自由电子在各个位置的定向运动速率也不变串一个电流表串一个电流表, ,读数不会变读数不会变( (恒定电流恒定电流) )3、恒定电流、恒定电流电流：电流：1、 定义：定义： 用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱用单位时间内通过导体横截面的电量表示电流强弱 2、 公式：公式：Itq 4 、 方向：正电荷定向移动的方向方向：正电荷定向移动的方向 金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。 可得可得tqI 3、 单位：安培单位：安培 A 其他单位其他单位 mA A（

8、1）电流为标量，电流虽有方向但是标量）电流为标量，电流虽有方向但是标量（2）电解液中正负离子定向移动方向虽然相反，但正、）电解液中正负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时q为正为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。 例例1 某电解池，如果在某电解池，如果在1s中内共有中内共有5.01018个二价正离个二价正离子和子和5.01018个一价负电子通过某横截面，那么通过个一价负电子通过某横截面，那么通过这个横截面的电流强度是多大？这个横截面的电流强度是多大？答案：答案：1

9、.6A例例 2 有一条横截面积有一条横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流的铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的。已知铜的密度密度=8.9103kg/m3，铜的摩尔质量，铜的摩尔质量M=6.410-2kg/mol，阿伏加德罗，阿伏加德罗常数常数NA=6.62 1023mol-1，电子的电量，电子的电量e=-1.6 10-19C。求铜导线中自。求铜导线中自由电子定向移动的速率。由电子定向移动的速率。解：设自由电子定向移动的速率是解：设自由电子定向移动的速率是v通过横截面的电荷量是通过横截面的电荷量是eNMneqAvtS由tqI 得MeIAvSN从中解出SNAIMve代入数值后得 v =7.5

10、10-5 m/s四、电流的微观表达式 一段粗细均匀的导体长为一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为设导体的横截面积为s，导体每，导体每单位体积内的自由电荷数为单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷量为，每个自由电荷量为q。-AB总电量总电量电荷总数电荷总数nqSvnlSql/v vNqtQIl/v vvtvsv例3.有一条横截面积有一条横截面积S=1mmS=1mm2 2 的铜导线，通过的电的铜导线，通过的电流流I=1A .I=1A .已知铜的密度已知铜的密度=8.9=8.910103 3 kg/m

11、kg/m3 3 ，铜，铜的摩尔质量的摩尔质量M=6.02M=6.021010-2 -2 kg/mol kg/mol，阿伏加德罗，阿伏加德罗常数常数NA=6.62NA=6.6210 10 2323mol-1mol-1，电子的电量，电子的电量e=-1.6 e=-1.6 10 10 -19-19 C C 。求求: :铜导线中自由电子定向移动的速率铜导线中自由电子定向移动的速率AIMvSN e57.5 10/m s答案：思考题思考题 如果认为电子的定向运动速率就如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？经验是否相符？怎样解释？ 电子

12、定向移动的速率约电子定向移动的速率约10 10 -5-5 m/s m/s， 电子热运动的平均速率电子热运动的平均速率10 10 5 5 m/s m/s， 电场的传播速率电场的传播速率3 310 10 8 8 m/s m/s. . 三种速度的区别三种速度的区别（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即 受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）受到电场力作用而定向移动形成电流。（对整体而言）（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般每秒为10-2 -10-3m的数量级。的数

13、量级。（对每个电子而言）（对每个电子而言）（3）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与）电子热运动速率，任何微观粒子都做无规则运动，其速度与 温度有关，通常情况为每秒几百米。温度有关，通常情况为每秒几百米。1、形成电流的条件：、形成电流的条件： （1）存在自由电荷（）存在自由电荷（2）导体两端存在电压）导体两端存在电压2、电源的作用：提供持续的电压、电源的作用：提供持续的电压3、导线中的电场、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行导线内的电场线保持和导线平行. (恒定电场恒定电场)4、恒定电流、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流大小方向都不随时间变化的电流.5、电流、电流

14、:表示电流的强弱程度的物理量表示电流的强弱程度的物理量. （1）定义式）定义式 I=q / t （2）金属导体中电流的计算式）金属导体中电流的计算式小结小结nqsvI n n 为单位体积内自由电荷数目，为单位体积内自由电荷数目，S S 为导体横截面积，为导体横截面积，v v为电荷定向移动速率为电荷定向移动速率,q,q为每个自由电荷的电量为每个自由电荷的电量教学目标教学目标v1、知识与技能、知识与技能v理解电动势的概念，掌握电动势的定义式。v2、过程与方法、过程与方法v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。v3、情感、态度与价值观、情感、态度与价值观v了解生

15、活中的电池，感受现代科技的不断进步。v教学重点与难点教学重点与难点v1、电动势的概念，对电动势的定义式的应用。v2、电池内部能量的转化；电动势概念的理解。v教学方法教学方法v探究、讲授、讨论、练习+-+一、电源一、电源1、电源的内部电场如何、电源的内部电场如何？2、如果接入导线，如图所、如果接入导线，如图所示，正电荷将怎样移动？示，正电荷将怎样移动？3、导线中的电流方向？、导线中的电流方向？4、电源正极的正电荷会不断流向负极，电源两极、电源正极的正电荷会不断流向负极，电源两极间的电压怎样变化？电源在这的作用是什么？间的电压怎样变化？电源在这的作用是什么？5、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电

16、场力、电源把正电荷从电源的负极搬到正极，电场力做正功还是负功？做正功还是负功？6、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电、什么力来克服电场力做功？从能量的角度看，电源的作用是什么？源的作用是什么？一、电源一、电源1、电源的作用：从能量的角度看，电源是通过非、电源的作用：从能量的角度看，电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置。静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置。思考思考1、电池和发电机中的非静电力分别是什么？、电池和发电机中的非静电力分别是什么？2、根据电源的作用，可以类比与我们生活中的什么、根据电源的作用，可以类比与我们生活中的什么物体？物体？3、不同的电源中，非静

17、电力做功的本领相同吗？、不同的电源中，非静电力做功的本领相同吗？二、电动势二、电动势1、定义：电动势在数值上等于非静电力把、定义：电动势在数值上等于非静电力把1C的正的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。WE=q2、定义式：、定义式：3、单位：、单位： V 1V=1J/C4、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电、物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小。能本领的大小。二、电动势二、电动势5、电动势由电源中非静电力的特性决定，跟、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。电源的体积无关，也跟外电路无关。7、电源的

18、另一重要参数、电源的另一重要参数内阻。内阻。6、电动势是标量、电动势是标量三、生活中的电池三、生活中的电池太阳电池太阳电池干电池干电池铅蓄电池铅蓄电池锂电池锂电池锌汞电池锌汞电池 电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时（小时（Ah）或毫安小时（）或毫安小时（mA h）做单位）做单位影响电源的参数影响电源的参数 电池的容量电池的容量:内阻内阻电动势电动势容量容量A. 在电源内部把正电荷从负极移到极，非静电力做功，在电源内部把正电荷从负极移到极，非静电力做功，电能增加电能增加B. 对于给定的电源，移动正电荷，非静电力做功越多，对于给定的电源，移动正电荷，非

19、静电力做功越多，电动势就越大电动势就越大C. 电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极移送单位电荷量做功越多移送单位电荷量做功越多D. 电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多极移送到正极的电荷量越多1、关于电动势，下列说法正确的是（、关于电动势，下列说法正确的是（ ）课堂训练课堂训练A、电路中每通过、电路中每通过1C的电量，电源把的电量，电源把2J的化学能的化学能转变为电能转变为电能B、 蓄电池两极间的电压为蓄电池两极间的电压为2VC、 蓄电池在蓄电池在1s内将内将

20、2J的化学能转变成电能的化学能转变成电能D、蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电、蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为池（电动势为1.5V）强）强2、铅蓄电池的电动势为、铅蓄电池的电动势为2V，这表示（，这表示（ ）课堂训练课堂训练2.3欧姆定律教学目标教学目标v一、知识与技能：一、知识与技能：v1.知道电流的产生原因和条件v2.理解电流的概念和定义式，并能进行有关的计算v3.理解电阻的定义式，掌握欧姆定律并能熟练地用来解决有关的电路问题知道导体的伏安特性v二、过程与方法二、过程与方法：v1.通过电流与水流的类比，培养学生知识自我更新的能力v 2.掌握科学研究中的常用方法控

21、制变量方法，培养学生依据实验，分析、归纳物理规律的能力v三、情感与价值观三、情感与价值观v重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，通过电流产生的历史材料的介绍，使学生了解知识规律的形成要经过漫长曲折的过程，培养他们学习上持之以恒的思想品质v教学重点教学重点v理解定律的内容以及其表达式、变换式的意义v教学难点教学难点v运用数学方法处理实验数据，建立和理解欧姆定律v教学方法教学方法v探究、讲授、讨论、练习v教学用具教学用具v多媒体课件在导体的两端加上电压，导体在导体的两端加上电压，导体中才有电流中才有电流. 导体中的电流跟导体两端的电导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？压有什么关系

22、呢？分压电路：分压电路：(控制电路控制电路) 可以提供从零开始连续变化的电压可以提供从零开始连续变化的电压实验电路实验电路ESRAAV测量电路测量电路: : 测导体测导体A A的的电流、电压电流、电压 ESRAAV演示演示 一、数据记录数据记录0.400.4010100.300.300.200.200.100.100.500.501.001.001.501.502.002.00U/U/I I2.502.500.500.505 50.250.250.200.200.150.150.100.100.050.05电压（电压（V V）电流（电流（A A）电流（电流（A A） B B A A导体导体二、

23、数据处理二、数据处理 做做U-I图象图象1、U-I 图像是一条过原点的直线。图像是一条过原点的直线。2、同一导体，电压与电流的比值、同一导体，电压与电流的比值 为定值为定值。导体两端的电压与通过导体的电流导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。大小的比值。3 3、公式：、公式：4 4、单位：、单位：2 2、物理意义：、物理意义：1、定义：定义：兆欧（兆欧（ M M ）千欧（千欧（ k k ）国际单位制中国际单位制中 欧姆（欧姆（）反映了导体对电流的阻碍作用反映了导体对电流的阻碍作用IUR IU一、电一、电 阻阻（R R只与导体本身性质有关）只与导体本身性质有关）二、欧姆定律二、欧姆定律内容：

24、导体中的电流内容：导体中的电流I I跟导体两端的跟导体两端的电压电压U U成正比，跟导体的电阻成反比成正比，跟导体的电阻成反比 RUI 3 3、适用条件：、适用条件：金属导电和电解液导电金属导电和电解液导电2 2、公式、公式三、导体的伏安特性三、导体的伏安特性1 1伏安特性曲线：导体中的电流伏安特性曲线：导体中的电流I I随导随导体两端的电压体两端的电压U U变化的图线，叫做导变化的图线，叫做导体的伏安特性曲线体的伏安特性曲线 图线斜率的物理图线斜率的物理意义是什么？意义是什么？电阻的倒数电阻的倒数OIUAB 2 2线性元件和非线性元件线性元件和非线性元件符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是符合

25、欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特一条通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做性的电学元件叫做线性元件线性元件；不符合欧姆定律的导体和器件，电流不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线, ,这种电学元件叫做这种电学元件叫做非线性元件非线性元件OIUD. D. 从从 可知，导体两端的电压为零时，可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零导体的电阻也为零RUI/IUR/IRU IUR/1 1、对于欧姆定律，理解正确的是（、对于欧姆定律，理解正确的是（ ）A. A. 从从 可知可知，导体中的

26、电流跟加在它，导体中的电流跟加在它 两端的电压成正比，跟它的电阻成反比两端的电压成正比，跟它的电阻成反比B. B. 从从 可知，导体的电阻跟导体两端可知，导体的电阻跟导体两端 的电压成正比，跟导体中的电流成反比的电压成正比，跟导体中的电流成反比C. C. 从从 可知可知，导体两端的电压随电阻，导体两端的电压随电阻 的增大而增大的增大而增大练习练习:OIUabcd2.某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电阻两端的电压和通过它的电流在U-I坐标系中描点,得到了图中a、b、c、d四个点.请比较这四个电阻值的大小.RaRbRcRdIUR 3 3、图为两个导体的伏安特性曲线，求、图为两个导体的伏安特

27、性曲线，求（1 1）R R1 1：R R2 2（2 2）两电阻串联在电路中，导体两端的电压比）两电阻串联在电路中，导体两端的电压比 U U1 1：U U2 2（3 3）若并联在电路中，电流之比）若并联在电路中，电流之比I I1 1：I I2 2R1R2（1 1）: : （2 2）: : （3 3）: :作业作业: : 课本课本 P48 1P48 1、2 2、3 3 学案学案P48P48双基训练双基训练 习案习案2.4串联电路和并联电路教学目标教学目标 v（一）知识与技能（一）知识与技能v1、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。v2、掌握电组的串并联的计算。v3、知道常

28、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。v4、了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。v5、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。v（二）过程与方法（二）过程与方法v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。v（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观v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。v教学重点教学重点v熟练掌握串并联电路的特点；电组的串并联的计算。v教学难点教

29、学难点v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。v教学方法教学方法v 自学引导、讲授法v教学用具教学用具v投影片、多媒体辅助教学设备01230123串联电路：串联电路：并联电路：并联电路：(1) I0=I1=I2=I3总结：串联电路各处的电流相等总结：串联电路各处的电流相等.(1).I0=I1+I2+I3总结：并联电路的总电流等于各支路电流之和总结：并联电路的总电流等于各支路电流之和.0123串联电路：串联电路：01U1012U2123U32因此：因此：231201UUU30另一方面另一方面：3003U所以所以：231201UUU03U总结：串联电路两端的总电压

30、等于各部分电压之和总结：串联电路两端的总电压等于各部分电压之和.0123并联电路并联电路各支路两端电压相同。各支路两端电压相同。UR1R2U1U2URR = R1 + R2 + 电电 阻阻 的的 串串 联联2121RRUUR1R2I1I2URU电电 阻阻 的的 并并 联：联：21111RRR1221RRII试证明：试证明：（1）n个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的 n分之一；分之一；（2）若干个电阻并联，总电阻一定小于其中最小的）若干个电阻并联，总电阻一定小于其中最小的电阻；电阻；（3）并联的支路越多，总电阻越小；）并联的支路越多，总电阻越小；（4）并联支

31、路有一个电阻变大，总电阻变大。）并联支路有一个电阻变大，总电阻变大。三个阻值都是三个阻值都是1212 的电阻，它们任意连接，组的电阻，它们任意连接，组成电路，总电阻值可能为成电路，总电阻值可能为( )( ) A.4 A.4 B.24B.24 C.8 C.8 D.18D.18 课堂练习：课堂练习：ACDACDU1UR2R1求：电阻求：电阻R1两端的电压两端的电压U1？1211UIRRUIRRUcdUabcd当当ab之间的电压为之间的电压为U为，为，c、d之间的电压为多少？之间的电压为多少？电压表和电流表的改装电压表和电流表的改装一、表头一、表头（G G） 几个重要参量几个重要参量 满偏电流：满偏

32、电流： 表头指针偏转到最大刻度时表头指针偏转到最大刻度时的电流。的电流。 “I“Ig g”内阻：内阻： 表头线圈的电阻。表头线圈的电阻。 “R“Rg g”满偏电压：满偏电压： 表头指针偏转到最大刻度时的两端所加的电压。表头指针偏转到最大刻度时的两端所加的电压。 U Ug g=I=Ig gR Rg ggRgIG GU Ug g=I=Ig gR Rg g二、把表头二、把表头G G改装成电压表改装成电压表V V 如下图所示，有一个表头如下图所示，有一个表头G G，其内阻为，其内阻为RgRg，满，满偏电流为偏电流为IgIg。 gRgIG GU UU Ug gRU UR RU-UU-Ug g1.1.方法

33、：方法：串联分压电阻串联分压电阻R R 2.2.原理原理: :利用串联电阻的分压作用利用串联电阻的分压作用 3.3.分压电阻分压电阻R: R: RRIUR ggIUU gggIRIU ggRIU3.3.分压电阻分压电阻: : ggRIUR4.4.电压表的内阻：电压表的内阻： gVIUR gVRRR:或5.5.标度：标度： RU UR RgRgIG GU Ug gU-UU-Ug gU UU Uv vVRgI把原电压值扩大（把原电压值扩大（Rg+RRg+R）/Rg/Rg倍倍 U=IU=Ig g（R Rg g+R+R） 有一表头有一表头G G，内阻，内阻RgRg=10 =10 ，满偏电，满偏电流流I

34、g=3 mAIg=3 mA，把它改装成量程，把它改装成量程U=3 VU=3 V的电压表，要的电压表，要串联一个多大的电阻串联一个多大的电阻R R？ 强化练习：强化练习：gRgIG GU Ug gU UR RU-UU-Ug gU URRRIUR ggIUU gggIRIU ggRIU解：解：1010333)(990 三、把表头三、把表头G G改装成电流表改装成电流表A A 如下图所示，有如下图所示，有一个表头一个表头G G，其内，其内阻为阻为RgRg，满偏电，满偏电流为流为IgIg。 gRgIG GIRRIgII 1.1.方法：方法：并联分流电阻并联分流电阻R R 2.2.原理原理: :利用并联

35、电阻的分流作用利用并联电阻的分流作用 3.3.分流电阻分流电阻R: R: gRn 11RRIUR gggIIRIggRII11)(gIIn 如下图所示，有如下图所示，有一个表头一个表头G G，其内，其内阻为阻为RgRg，满偏电，满偏电流为流为IgIg。 gRgIG GIRRIgII 4.4.电流表的内阻：电流表的内阻： 5.5.标度：标度： IRIRggAgRn1ggRRRRU UA AARI把原电流值扩大把原电流值扩大 倍倍 RRRg强化练习：强化练习： 有一表头有一表头G G，内阻，内阻RgRg=25 =25 ，满偏电流，满偏电流Ig=3 mAIg=3 mA，把它改装成量程为，把它改装成量

36、程为0.6 A0.6 A的电流表，要的电流表，要并联一个多大的电阻并联一个多大的电阻R R？改装后电流表的内阻？改装后电流表的内阻R RA A为为多大？多大？ gRgIG GIRRIgII 解解: :gggIIRIRRIUR 331036 . 025103)(126. 06 . 0251033IRIRggA)(125. 0ggARRRRR2.5焦耳定律教学目标教学目标 v（一）知识与技能（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。v（二）过程与方法（

37、二）过程与方法v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。v（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观v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。v【教学重点【教学重点】v电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。v【教学难点【教学难点】v电功率和热功率的区别和联系。v【教学方法【教学方法】v等效法、类比法、比较法、实验法v【教学仪器【教学仪器】v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、玩具小电机想想他们有什么共同点？什么是电流的热效应？什么是电流的热效应？ 导体中有电流通

38、过的时候，导体要发热，这种现象叫做电流的热效应。自由电子在电场力的作用下会定向移动而做功，电场力做的功常常自由电子在电场力的作用下会定向移动而做功，电场力做的功常常说成是电流所做的功，简称说成是电流所做的功，简称“电功电功”；而不同导体在相同电压作用；而不同导体在相同电压作用下电场力做功的快慢程度又是不同的，为了比较电场力做功的快慢，下电场力做功的快慢程度又是不同的，为了比较电场力做功的快慢，我们引入了我们引入了“电功率电功率”的概念；同时电流通过导体是会发热的，我的概念；同时电流通过导体是会发热的，我们把它叫们把它叫“电热电热”。那么以上这些物理量之间有何关系呢？下面我。那么以上这些物理量之

39、间有何关系呢？下面我们在复习初中学过内容的基础上进一步来明确这些问题。们在复习初中学过内容的基础上进一步来明确这些问题。v1 1、电功：电场力（或电流）所做的功。、电功：电场力（或电流）所做的功。（1 1）定义式：）定义式：W=qU=UItW=qU=UIt（2 2）单位：焦耳（）单位：焦耳（J J）、千瓦时（）、千瓦时（kwhkwh）。）。1kwh=3.61kwh=3.610106 6J Jv2 2、电功率：电场力（或称电流）做功的快慢。、电功率：电场力（或称电流）做功的快慢。（1 1）定义式：）定义式：P=W/t=UIP=W/t=UI（2 2）单位：瓦特（）单位：瓦特（WW）。）。 用电器2

40、9吋彩电电熨斗电冰箱微波炉台灯额定电压（V）220220220220220额定功率（W）15030080010015080012004060RtIQ2v4 4、电功与电热：、电功与电热： （1 1）在纯电阻电路中，电功等于电热：）在纯电阻电路中，电功等于电热：W=QW=Q。v即电能全部转化为内能：即电能全部转化为内能：UItUIt=I=I2 2RtU=IRRtU=IR，也即欧姆定律成，也即欧姆定律成立。此时有：立。此时有： UItUIt=I=I2 2Rt=Rt=（U U2 2/R/R）t t（2 2）在非纯电阻电路中，电功大于电热：）在非纯电阻电路中，电功大于电热：WWQ Q。v即电能只有一部

41、分转化为内能，另一部分转化为机械能、化即电能只有一部分转化为内能，另一部分转化为机械能、化学能等其它形式的能量：学能等其它形式的能量： UItUIt=I=I2 2Rt+ERt+E其它其它I I2 2RtURtUIRIR，也，也即欧姆定律不成立。即欧姆定律不成立。SVUIR电功 UItW 电功率 UItWP热功率 RItQP2焦耳热 RtIQ25功率 在非纯电阻时什么都不是！RU2P 典型例题典型例题v例例1 1、把标有、把标有“220V100W”220V100W”的灯泡接到的灯泡接到220V220V的电的电 路中，通过灯丝的电流路中，通过灯丝的电流I I和实际功率各有多和实际功率各有多 大？若

42、接到大？若接到110V110V的电路中结果又怎样？（假的电路中结果又怎样？（假 定灯丝的电阻不变。）定灯丝的电阻不变。）解解：灯泡的电阻：灯泡的电阻R=U2/P=2202/100=484 （1）灯泡接）灯泡接220V时，通过灯丝的电流时，通过灯丝的电流 I=U/R=220/484A=0.45A 实际功率实际功率P=UI=220220/484W=100W （2）灯泡接）灯泡接110V时，通过灯丝的电流时，通过灯丝的电流 I/=U/R=110/484A=0.23A 实际功率实际功率P/=U/I/=110110/484W=25W v例例2 2、（课本、（课本P P5454“例题例题1”1”） 解：据

43、能量守恒定律得解：据能量守恒定律得: : UItUIt=I=I2 2Rt+WRt+W机机 故故WW机机=UIt-I=UIt-I2 2Rt=220Rt=2205 560J-560J-52 2 0.4 0.4 60J=6.5460J=6.5410104 4J J例题：例题：RIP2RUP2UIP tWP UItWPRUI 练习巩固练习巩固2.6电阻定律 教学目标教学目标 v （一）知识与技能（一）知识与技能v1、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。v2、了解电阻率与温度的关系。v（二）过程与方法（二）过程与方法v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

44、物理规律的能力。v（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观v通过实验探究，体会学习的快乐。v教学重点教学重点v电阻定律及利用电阻定律分析、解决有关的实际问题。v教学难点教学难点v利用实验，抽象概括出电阻定律是本节课教学的难点。v教学方法教学方法 v探究、讲授、讨论、练习 v教学教学 仪器仪器v 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、手电筒与长度有关与长度有关与横截面积有与横截面积有关关与材料有关与材料有关结论：导体的电阻和导体的长度、结论：导体的电阻和导体的长度、横截面积、材料有关。横截面积、

45、材料有关。一、实验探究：一、实验探究：1、明确目的：、明确目的： 探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的关系。间的关系。2、实验方法：、实验方法：控制变量法。控制变量法。3、实验控制：、实验控制：（1）电阻、长度、横截面积的测量、测定方法：）电阻、长度、横截面积的测量、测定方法：横截面积：绕制线圈先算直径。横截面积：绕制线圈先算直径。长度：直接测量。长度：直接测量。电阻：伏安法。电阻：伏安法。伏安法测电阻的原理图：伏安法测电阻的原理图：（2）器材选择：（电源，电键，电表，）器材选择：（电源，电键，电表，导线，待测电阻）导线，待测电阻）材料、长度一定：材

46、料、长度一定：AB材料、横截面积材料、横截面积一定：一定：CA长度、横截面长度、横截面积一定：积一定：AD（3）实验电路：）实验电路：结论：导体的电阻跟长度成正比，跟横结论：导体的电阻跟长度成正比，跟横截面积成反比，还跟材料有关。截面积成反比，还跟材料有关。二、逻辑推理探究：二、逻辑推理探究：1、分析导体电阻与它的长度的关系。、分析导体电阻与它的长度的关系。2、分析导体电阻与它的横截面积的关、分析导体电阻与它的横截面积的关系。系。3、实验探究导体电阻与材料的关系。、实验探究导体电阻与材料的关系。三、电阻定律：三、电阻定律：1、表达式：、表达式：slR2、适用条件：温度一定，粗细均匀的金属、适用

47、条件：温度一定，粗细均匀的金属导体，或浓度均匀的电解质溶液。导体，或浓度均匀的电解质溶液。3、电阻率：、电阻率：（1）、物理意义：反映导体导电性能的物）、物理意义：反映导体导电性能的物理量。理量。（2）计算表达式：）计算表达式：lRS几种导体材料在几种导体材料在20OC时的电阻率时的电阻率/（ m)银银 1.6 10-8铜铜 1.7 10-8铝铝 2.9 10-8钨钨 5.3 10-8铁铁 1.0 10-7锰铜合金锰铜合金 4.4 10-7镍铜合金镍铜合金 5.0 10-7镍铬合金镍铬合金 1.0 10-6（3）电阻率与温度的关系）电阻率与温度的关系：金属电阻率随温度升高而增大。应用：电阻金属

48、电阻率随温度升高而增大。应用：电阻温度计。温度计。半导体的电阻率随温度的升高而减小。应用：半导体的电阻率随温度的升高而减小。应用：热敏电阻，光敏电阻。热敏电阻，光敏电阻。部分合金如锰铜、镍铜电阻率几乎不受温度部分合金如锰铜、镍铜电阻率几乎不受温度的影响。应用：标准电阻。的影响。应用：标准电阻。超导体：某些材料当温度降低到一定温度时，超导体：某些材料当温度降低到一定温度时，电阻率为零。电阻率为零。电阻温度计实验探究实验探究逻辑推理逻辑推理探究探究电阻定律电阻定律表达式表达式电阻率电阻率重视：重视：1、探究思想、探究方法。、探究思想、探究方法。 2、实验的控制。、实验的控制。1、金属铂的电阻值对温

49、度的高低非常、金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感敏感”，图中可能表示金属铂，图中可能表示金属铂电阻的图线的是：电阻的图线的是： 2、相距、相距40km的的A、B两地架两条输电线，两地架两条输电线，电阻共为电阻共为800，如果在，如果在A、B间的某处发生间的某处发生短路，这时接在短路，这时接在A处的电压表示数为处的电压表示数为10V，电，电流表的示数为流表的示数为40mA，求发生短路处距，求发生短路处距A处有处有多远？如图多远？如图2所示。所示。3、如图所示，、如图所示，P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管，其长度为陶瓷管，其长度为L，直径为，直径为D，镀膜

50、的夺取度为，镀膜的夺取度为d 。管两端有导电金属箍管两端有导电金属箍M、N。现把它接入电路中，测。现把它接入电路中，测得它两端电压为得它两端电压为U，通过它的电流为，通过它的电流为I。则金属膜的电。则金属膜的电阻为阻为_ ，镀膜材料的电阻率，镀膜材料的电阻率=_ 。 IUILdDU2.7闭合电路欧姆定律教学目标教学目标 v（一）知识与技能（一）知识与技能v1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。v2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。v3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势

51、等于电源没有接入电路时两极间的电压。v4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。v5、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。v（二）过程与方法（二）过程与方法v1、通过演示路端电压与负载的关系实验，培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。v2、通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。v（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观v通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。 v重点重点v1、推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。v2、路端电压与负载

52、的关系v难点难点v路端电压与负载的关系 v教具：教具：v 滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干、投影仪、多媒体电脑 1 1、欧姆定律表达式、欧姆定律表达式I I=U/R纯电阻电路2、此公式的适用条件、此公式的适用条件3、电源的作用、电源的作用保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流思考闭合电路的欧姆定律闭合电路的欧姆定律各各种种电电池池实验研究实验研究V外电路外电路内电路内电路内电路内电路几个概念几个概念R:外阻外阻r:内阻内阻外电阻外电阻内电阻内电阻EU外外U内内IE=U外外+U内内 例例1、在如图所示的电路中，电源的电动势为、在如图所示的电路中，电源的电动势为1.5V,内阻内阻0.1

53、2，外电路的电阻为，外电路的电阻为1.38，求，求电路中的电流和路端电压电路中的电流和路端电压。由闭合电路欧姆定律由闭合电路欧姆定律 ArREI112. 038. 15 . 1路端电压为路端电压为U=IR=1.38VU=IR=1.38V解解: :RE,r1、电源的电动势为、电源的电动势为2V，外电阻为，外电阻为9时，时，路端电压为路端电压为1.8V，求电源的内电阻？，求电源的内电阻？ ARUI2 . 098 . 1解解:电路中电流为电路中电流为内阻为内阻为 12 . 08 . 12IUEIUr内内RE,r 2、把两节、把两节“电动势是电动势是1.5V,内阻是内阻是1”的干电的干电池串联池串联,

54、给标有给标有“2.4V,0.3A” 的灯泡供电时的灯泡供电时,通通过灯泡的电流是过灯泡的电流是A,灯泡两端的电压灯泡两端的电压 是是V,灯泡消耗的功率是灯泡消耗的功率是WArREI3 . 01285 . 1222 解解:灯泡的灯泡的电阻电阻 R=U/I=2.4/0.3=8R=U/I=2.4/0.3=8通过灯泡的电流通过灯泡的电流VIRU4 . 283 . 0WUIP72. 03 . 04 . 2灯泡两端电压灯泡两端电压灯泡消耗的电功率灯泡消耗的电功率0.30.722.4移动滑动变阻器的滑移动滑动变阻器的滑动片，观察电流表和动片，观察电流表和电压表的示数如何电压表的示数如何 变变化？化？实验研究

55、实验研究 例例2.2.许多人造卫星都用太阳能电池供电。许多人造卫星都用太阳能电池供电。太阳能电池由许多片电池板组成。某电太阳能电池由许多片电池板组成。某电池板的开路电压是池板的开路电压是600V600V，短路电流是，短路电流是30A30A。求这块电池板的内阻。求这块电池板的内阻。VE6106短路电流短路电流I=E/r,I=E/r,由此可求内阻由此可求内阻r:r:解解: :开路电压的大小等于电源电动势开路电压的大小等于电源电动势, ,即即2010301060066IEr 3. 3.一太阳能电池板一太阳能电池板, ,测得它的开路电压为测得它的开路电压为800mV,800mV,短路电流为短路电流为4

56、0mA,40mA,若将该电池板与一若将该电池板与一阻值为阻值为2020的电阻器连成一闭合电路的电阻器连成一闭合电路, ,则它则它的路端电压是的路端电压是 ( )( ) A A 、 0.10V B0.10V B、0.20V 0.20V C C、0.30V D0.30V D、0.40V0.40VmArE40解:E=800mV=0.8V,VRrREIRU40. 02020208 . 0由得r=20,所以:D4用图用图5 5所示电路，测定电池组的电动势和内电阻，所示电路，测定电池组的电动势和内电阻，定值电阻定值电阻R=7.0R=7.0。在电键。在电键S S未接通时，电压表的未接通时，电压表的读数是读数

57、是6.0V6.0V；电键；电键S S接通后，电压表的读数变为接通后，电压表的读数变为5.6V5.6V。那么电池组的电动势和内电阻分别等于。那么电池组的电动势和内电阻分别等于（ ） A A6.0V 0.5 B6.0V 0.5 B6.0V 1.256.0V 1.25 C C5.6V 1.25 D5.6V 1.25 D5.6V 0.55.6V 0.5 A解解:开路电压就是电源电动势开路电压就是电源电动势,E=6.0V内阻和外阻是串联关系流过的电流相同内阻和外阻是串联关系流过的电流相同则有则有rrURU4 . 076 . 5内内外外r=0.55 5、如图所示是某电源的伏安特性曲线、如图所示是某电源的伏

58、安特性曲线, ,则下列则下列结论正确的是结论正确的是( )( )A.A.电源的电动势为电源的电动势为6.0V6.0VB.B.电源的内阻为电源的内阻为1212C.C.电流为电流为0.2A0.2A时的外电阻是时的外电阻是28.428.4D.D.电源的短路电流为电源的短路电流为0.5A0.5A6.000.2 0.4U/VI/AABD)(182 . 0122 . 06)(125 . 06IURIEr外外 6 6如图如图6 6所示，直线所示，直线A A为电源的路端电压为电源的路端电压U U与电流与电流I I的关系图线，直线的关系图线，直线B B是电阻是电阻R R的两端电压的两端电压U U与电流与电流I

59、I的关系图线，用该电源与电阻的关系图线，用该电源与电阻R R组成闭合电路，组成闭合电路，电源的输出功率和电阻电源的输出功率和电阻R R分别是（分别是（ ） A A4W4W；1 B1 B4W4W；2 C2 C2W2W；1 1 D D2W2W；22 解：由解：由B B的图线可以求出的图线可以求出B B的电阻为的电阻为R=1R=1由由A A与纵轴交点，可以看出电源电动势与纵轴交点，可以看出电源电动势为为E=3 VE=3 V与横轴交点，表示短路电流与横轴交点，表示短路电流I=E/r=6,I=E/r=6,即即r=0.5r=0.5ArREI25.013电源的输出功率为电源的输出功率为P=UI=2P=UI=

60、22=4W2=4WA 例例3 3、如图所示的电路中、如图所示的电路中, ,电源的电动势电源的电动势E E和内电阻和内电阻r r恒定不变恒定不变, ,电灯电灯L L恰能正常发光恰能正常发光. .如果变阻器的滑片向如果变阻器的滑片向b b端滑动端滑动, ,则则( )( ) A. A.电灯电灯L L更亮更亮, ,安培表的示数减小安培表的示数减小 B.B.电灯电灯L L更亮更亮, ,安培表的示数增大安培表的示数增大 C.C.电灯电灯L L变暗变暗, ,安培表的示数减小安培表的示数减小 D.D.电灯电灯L L变暗变暗, ,安培表的示数增大安培表的示数增大AAabR1R28 8、如图所示的电路中、如图所示