第二章恒定电流教材通研淄博四中高二备课组

第二章恒定电流教材通研

淄博四中高二备课组2010年9月考纲要求(基本内容部分）1欧姆定律Ⅱ

2电阻定律Ⅰ

3电阻的串，并联Ⅰ

4电源的电动势和内电阻Ⅱ

5闭合电路的欧姆定律Ⅱ

6电功率、焦耳定律Ⅰ

考纲要求：（实验部分）选修3－1（第二章）

1、测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）

2、描绘小电珠的伏安特性曲线

3、测定电源的电动势和内阻

4、练习使用多用电表第1部分电流部分电路欧姆定律串并联电路电功和电功率、电阻定律第2部分电源闭合电路的欧姆定律第3部分电学实验（4个）

对教材的处理：适当调整授课的顺序，将第二节电动势调至第七节闭合电路欧姆定律前面讲。整章内容分为三部分。（约18课时）例1、在10s内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电量为2C，向左迁移的负离子所带电量为3C，那么电解槽中电流强度大小为多少？

．第一部分一、电流例2、有一横截面为S的铜导线，流经其中的电流为I．设每单位体积的导线有n个自由电子，电子电量为e，此时电子的定向移动速度为v．在Δt时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（）(A)nvSΔt(B)nvΔt(C)IΔt/e(D)IΔt/Se让学生推导并掌握电流的微观表达式!二、部分电路欧姆定律（教材处理）1、适用条件：金属导电或电解质导电.不适用气体导电.2、伏—安特性曲线演示实验：对实验电路不作解释分组实验：描小灯泡的伏安特性曲线放后面重点掌握：伏—安特性曲线的意义【例3】图10-1-1所示的图像所对应的两个导体：(1)电阻关系R1∶R2为

；(2)若两个导体中的电流相等(不为0)时，电压之比U1∶U2为

；(3)若两个导体的电压相等(不为0)时，电流之比I1∶I2为

.3:13:11:3点拨:应用图像的斜率对应的物理量，这是图像法讨论问题的方法之一.但要注意坐标轴，若在U-I图像中点与原点连线的斜率的物理意义就是电阻了.

三、串、并联电路的特点和性质例4、如图所示，AB和A'B'是长度均为２Km，每千米电阻值为1Ω的两根输电线．今发现在距A和A'等远的两点C和C'间发生漏电，相当于在两点间连接了一个电阻．现用电动势为90V、内阻不计的电源接在AA'间时，测得BB'间电压为72V；将此电源接在BB'间，测得AA'间的电压为45V，由此可知A与C相距

km.

结合课本P51例题讲清电表的改装原理，使学生知道电压表及电流表的特点——电压表的内阻很大，电流表的内阻很小，并结合P52课后练习2分析伏安法测电阻的两种电路、误差分析、及选择原则。RAVARV对本节课的教材处理：第一课时：限流与分压⑴电路特点分压电路图滑动头从a滑向bR0上电压变化范围UR0R0U+RUo接通电键时滑动头初始位置应处于

a

端

a端限流R0Rab

第二课时：

结合P52练习1分析分压电路的特点，并与限流电路对比，搞清两种电路的不同。R0RabUUεkRabRXAVεkRabAVRXεkRabAVRXεkRabAVRX甲限流内接乙限流外接分压内接分压外接丙丁结合上述分析归纳伏安法测电阻的四种电路。在这可以穿插学生实验：描小灯泡的伏安特性曲线区分两种电路：

1、纯电阻电路：W＝UIt＝I2RtP＝UI＝I2RQ＝I2Rt＝UIt＝W2、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不再适用电功W＝UIt≠I2Rt电功率P＝UI≠I2R电热Q＝I2Rt≠UIt四、电功电功率焦耳定律电功、电功率、焦耳定律例5、把两个相同的电灯分别接成如图所示的两种电路，调节变阻器，使电灯都正常发光．若两电路消耗的总功率分别为P1、P2，两个变阻器R1、R2消耗的电功率分别为P1'、P2'，则可以判定()(A)P1＝2P2(B)P1＝P2(C)P1'＝2P2' (D)P1'＞2P2'例6、如图所示的电路中，电源输出电压U＝6V，M为一直流玩具电动机，其电枢电阻R1=2Ω，限流电阻R2=3Ω，电压表示数为3.6V，求玩具电动机得到的电功率和转化为机械能的功率．五、电阻定律1、结合教材提供的探究方案，可以让学生自己设计实验电路用实验探究。也可以引导学生共同设计实验电路和实验方案，教师演示。（因为学生还要分组实验：测电阻率）2、电阻率：讲清电阻率，知道一般金属的电阻随温度的升高而增大。例7、两根完全相同的金属裸导线，若把其中一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们加上相同的电压，则在同一时间内通过它们的电量之比是

。

解析：R1=ρL1/S1，R2=ρL2/S2，R1/R2=L1/L2·S2/S1=4/1×4/1=16/1由I=U/RI1/I2=R2/R1=1/16t一定，q1/q2=I1/I2=1/16点拨：电阻定律已降为Ⅰ级要求，练习时注意定义，公式即可。应侧重于欧姆定律的练习。第二部分电源闭合电路的欧姆定律一、电动势二、闭合电路欧姆定律四、路端电压五、电源的功率与效率三、闭合电路的U-I图线一、电动势ε（课本第二节）1、反映电源把其它形式的能转化为电能的本领大小.数值上等于电路中每通过1C电量电源所提供电能的数值.2、数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压3、在闭合电路中：Ｅ＝Ｕ外＋Ｕ内.可以用内外电路总能量守恒推导——由特殊到一般也可通过实验探究——由一般到特殊二、闭合电路的欧姆定律2、表达式：E=U外+U内

U=E-Ir｝纯电阻三、路端电压：Ｕ＝Ｅ－Ｉr讨论：从上式可以看出：R↑→I↓，U外↑、U内↓，当R→∞时，I=0、U内=0，U外=E

（也称为外电路断路时）

R↓→I↑，U外↓、U内↑，当R=0时，I=E/r（短路电流强度）U外=0、U内=E学生很容易受初中电压恒定的影响而导致出错，因此对外电压随外电阻变化的关系必须分析清楚、到位。OI/AU/VＥI短四、闭合电路的U-I图线右图为电源的U-I图象；图线与纵轴的交点坐标表示电源的电动势；图线的斜率的绝对值表示电源内阻大小；OI/AU/VＥI短五.电源的功率和效率ORP出Pmr讨论：电源的输出功率可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示，而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大为⑴功率：②电源的输出功率P出=UI③电源内部消耗的功率Pr=I2r①电源的总功率PE=EI⑵电源的效率：（最后一个等号只适用于纯电阻电路）例1、在图中，R1＝14Ω，R2＝9Ω．当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1＝0.2A；当开关S扳到位置2时，电流表的示数为I2＝0.3A．求电源的电动势E和内阻r．解:

根据闭合电路欧姆定律可列出方程：E＝I1R1＋I1r，E＝I2R2＋I2r．消去E，解出r，得代入数值，得r＝1Ω．将r值代入E＝I1R1＋I1r中，可得E＝3V．例2、在图2所示的电路中，电源的内阻不能忽略。已知定值电阻R1＝10Ω，R2＝8Ω。当单刀双掷开关S置于位置1时，电压表读数为2V。则当S置于位置2时，电压表读数的可能值为[]A．2.2V B．1.9VC．1.6V D．1.3V解:E=U1+I1r=2+2/10rE=U2+I2r=U2+U2/8rr=(U2-2)/(0.2-U2/8)>01.6V<U2<2V选B点拨：通过以上两题，不但练习闭合电路欧姆定律，更应让学生学会测电源电动势和内阻的两种方法例3、如图所示直线A为电源的U--I图线,直线B为电阻的U--I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输出功率和电源的效率分别是:（）A.4W,33%B.2W,33.3%C.2W,67%D.4W,67%解:由图线可知R=1Ω,E=3Vr=0.5虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率,P出=4WP总=EI=6W=P出/P总=4/6=67%例4

、

在图示电路中,电池的电动势E=5V,r=10Ω,固定电阻R=90Ω,R0是可变电阻,在R0由0增加到400Ω的过程中,求:1.可变电阻的消耗热功率最大的条件和最大热功率2.电池的内阻和固定电阻R上消耗的最小热功率之和解:1.将R看作内电阻的一部分,则r1=r+R=100Ω,可变电阻的消耗热功率最大为P=E2/4r1=25/400=1/16w2.R上消耗的热功率最小,则电流最小,总电阻最大,P=[E/(R0+R+r)]2(R+r)=0.01w例5.

在图3的电路中，当滑动变阻器的滑动头向下滑动时，A、B两灯亮度的变化情况为[]A．A灯和B灯都变亮B．A灯、B灯都变暗C．A灯变亮，B灯变暗D．A灯变暗，B灯变亮RR1解:R减小,R总减小,I增大,U减小,PA=U2/RA减小,A灯变暗IA=U/RA减小,I1=I-IA增大,U1=I1R1增大,UB=U-U1减小,

PB=UB

2/RB减小,B灯变暗.例6、如图示：E=10V，内阻不计，C1=C2=30μF，R1=4Ω，R2=6Ω，先闭合开关S，待电路稳定后，再将开关断开，则断开S后流过R1的电量为多少？解：闭合S后，I=1A，UR1=4VUR2=6VUC1=6VUC2=0VQ1=C1UC1=1.8×10-4C断开S后，两电容器的电压均升高为10V，带电量Q1′=Q2′=3×10-4C流过R1的电量为ΔQ=Q1′+

Q1′-Q1=4.2×10-4C第三部分电学实验2、测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）3、描绘小电珠的伏安特性曲线4、测定电源的电动势和内阻5、练习使用多用电表1、电学实验基础知识一、电路的选择1、电学实验基础知识1、伏安法内接、外接选择2、滑动变阻器限流、分压选择⑴比值法（临界值法）②选择方法：令R0=RARV当R＜R0

即时用RVRRAR＞当R＞R0

即时用RARRVR＞⑵试触法（可不讲）②选择方法：将电压表分别接a、b两点1、内接法与外接法的选择内接法外接法R测

R真＞R测

R真＜内接法外接法RabAVARVRAV①条件：已给出R的估计阻值①条件：未给出R的估计阻值2、限流与分压的选择⑴电路特点分压电路图滑动头从a滑向bR0上电压变化范围(设r=0)εR0R0ε+Rεo接通电键时滑动头初始位置应处于

a

端

a端限流R0εkRabR0εkRab⑵、选择原则

①限流接法：②分压接法：

（通常情况）电流、电压能达到要求的调节范围；不超过测量仪表的量程，不超过各元件允许的最大电流。（三种特殊条件）

a、要求某部分电路的电压或电流从零开始连续可调。c、采用限流接法时无论怎样调节滑动变阻器，电路中的电流（电压）都会超过电表量程或元件允许的最大电流。b、用电器电阻远大于滑动变阻器电阻，不利于测量获得多组数据。二、实物连接1、电学实验基础知识二、实物连接

1、根据题给条件确定滑动变阻器连接方式。

2、按先串后并顺序连接电路。

3、对照电路图检查，特别注意下述连接是否正确：

⑴电键位置。

⑵滑动变阻器滑动头位置。

⑶接线上柱，连线不交叉。

⑷仪表量程及正负极（电流必须从正极流入，负极流出）。××接线上柱，不能接在腿上！接线上柱，不能接在滑动头上！+_分压外接+_分压外接连线不能交叉！+_分压外接分压内接限流外接限流内接第3部分电学实验测定金属的电阻率（同时练习使用螺旋测微器）描绘小电珠的伏安特性曲线描小灯泡的伏安线实验电路图：让学生明白为什么选择分压外接电路？测金属丝的电阻率实验电路:本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路必须采用电流表外接法，滑动变阻器限流即可（节能）。实验器材：被测金属导线，直流电源（4V）,电流表(0-0.6A)，电压表（0-3V），滑动变阻器（50Ω）,电键，导线若干，螺旋测微器，米尺。06年12月广州市X科统考卷

12例1．(10分)如图，甲图为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率.（1）首先用多用电表的欧姆档（倍率为×10）粗测其电阻，指针位置如图乙所示，其读数R=

.（2）然后用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：A.电流表:量程为0.6A，内阻约为0.1ΩB.电压表:量程为3V，内阻约为3kΩC.滑动变阻器：最大阻值为20Ω，额定电流1AD.低压直流电源：电压6V，内阻忽略F.电键K，导线若干在方框中画出实验电路图.200Ω（3）如果实验中电流表示数为I，电压表示数为U，并测出该棒的长度为L、直径为d，则该材料的电阻率ρ=

（用测出的物理量的符号表示）解：(2)电阻较大，所以电流表采用内接法。滑动变阻器最大阻值20Ω，为了多测几组数据，变阻器采用分压器接法，电路图如下图示：（3）该材料的电阻率例2（03上海）、如图所示中的图1为某一热敏电阻（电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感）的I—U关系曲线图．（1）为了通过测量得到图1所示I—U关系的完整曲线，在图2、图3两个电路中应选择的是图

；简要说明理由：

．（电源电动势为9V，内阻不计，滑线变阻器的阻值为0－100Ω）（2）在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1＝250Ω．由热敏电阻的I—U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为

V；电阻R2的阻值为

Ω．⑶举出一个可以应用热敏电阻的例子：

______________________________________

解：⑴2；理由：从I—U图象看，电流与电压均从零值开始，图2中的电压可以从0调到所需的电压，调节范围较大（或图3中不能测量0值附近的数据）.⑵5.2；111.8（111.6～112.0均可为正确）。分析与计算：R1支路电流为I1=U/R1=36mA,R2支路电流为34mA，在I—U曲线上，34mA对应的电压大约为5.2V；热敏电阻Rt=5.2/0.034=152.9,Rt+R2=9/0.034=264.7，所以R2≈111.8.

⑶热敏温度计（提出其它实例，只要合理就给分）

例3（04上海）、小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大.某同学为研究这一现象，用实验得到如下数据（I和U分别表示小灯泡上的电流和电压）：I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50U/V0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00（1）在左下框中画出实验电路图.可用的器材有：电压表、电流表、滑线变阻器（变化范围0—10Ω电源、小灯泡、电键、导线若干.（2）在右图中画出小灯泡的U—I曲线.（3）如果某一电池的电动势是1.5V,内阻是2.0Ω.问:将本题中的灯泡接在该电池两端,小灯泡的实际功率是多少?（简要写出求解过程;若需作图,可直接画在第（2）小题的方格图中）解：（1）见下图;（2）见下图（3）作出U=E—Ir图线，可得小灯泡工作电流为0.35安，工作电压为0.80伏，因此小灯泡实际功率为0.28瓦

例3、的U–I图线及U=E–Ir图线例4、使用如图1所示的器材测定小灯泡在不同电压下的电功率，并且作出小灯泡的电功率与它两端电压的平方的关系曲线．已知小灯泡上标有“6V，3W”字样，电源是3个铅蓄电池串联组成的电池组,滑动变阻器的规格是“52A”.要求：⑴把图1中实物连成实验电路；

⑵图2的4个图象中哪个可能是正确的？简单说明理由．图线斜率为1/R，随P增大，R增大，斜率减小，因此D图可能正确，而B图对应斜率不变、即R不变的情况，与本题实际不符。实物连线图实验器材:待测电池，电压表(0-3V),电流表（0-0.6A），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。4、测定电源的电动势和内阻伏安法测电动势和内阻实验中测量值和真实值的比较：安培表内接在并联电路之内的电路:解：作U=E-Ir

图线如图实线示：UIE测UIA式中的U是路端电压,

I

应是通过电源的电流，I实=IA+IV=(IA+U/RV)可见U越大，差值(I实-IA)就越大，

U=0时，差值(I实-IA)也为0，实际的U-I图线如图蓝虚线示:斜率增大E真I实∴E测<E真

r测<r真该电路适用于滑动变阻器阻值较小

(电源内阻很小)的情况.07年上海虹口区教学质量检测三14例5、用电流表和电压表测电源的电动势和内电阻。

(1)在下面方框中完成所需电路。

(2)右图所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线.由图可知：图线与电压U轴的交点表示

；电源Ⅰ的内电阻

电源Ⅱ的内电阻（填“大于、小于或等于”）。(3)图中两直线Ⅰ、Ⅱ的交点表示两个电路中

相等解：

(1)电路图如图示：电源的电动势小于（3）交点表示外电压、电路中电流强度、外电路消耗电功率和外电路电阻相等

07年1月广东省汕尾市调研测试12例6、（10分）利用如图所示的一只电压表、一个电阻箱和一个电键，研究设计测量一个电池组的电动势和内阻。根据上面实验器材：（1）简略写出实验方案；（2）画出实验电路图，并用笔画线作导线将所给器材连接成实验电路。（3）用记录的实验数据（用符号代替数据）,写出电动势和内阻的表达式。

176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10K×100K×1K176543289017654328901765432890176543289017654328901765432890×1×100×10×10K×100K×1K解:（1）用电阻箱代替了电流表。由于电压可测，由电压、电阻就可以算出电流。实验方法：改变电阻箱阻值，读出两组外电阻和对应的路端电压值R1、U1、R2、U2，根据闭合电路欧姆定律列出两种情况下的方程，，解这个方程组可得E和r。（2）电路图见右图所示；用多用电表测电流、电压、电阻

要求选择开关----档位的选择-----连接方式-----读数练习使用多用电表5、练习使用多用电表多用表面板电流表电压表欧姆表示意图AABAABR1AABR2EEAB1234561.开关S调到1、2、3、4、5、6个位置时电表分别测的是什么?2.在测量电流和电压时两个位置中哪个位置的量程比较大?多用电表原理，及内部结构可根据学生情况取舍题型1.多用表刻度及读数问题⑴.多用表面板上的刻度线的特点：①.直流电流(压)刻度线都是均匀的,可以共用同一刻度线.②.电阻刻度线和交流电压刻度线都是不均匀的.③.电阻刻度线上的零欧姆刻度与直流电流刻度线上的最大刻度相对应.

(2).多用电表的读数原则①.选择开关拨到电压、电流档位时,应再估读一位；而选择开关拨到电阻挡位时,不用估读.②.注意用有效数字来表示.例1、(2006重庆理综)(1)用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“×10”位置的多用电表测某电阻阻值，根据图1所示的表盘，被测电阻阻值为

Ω。若将该表选择旋钮置于1mA挡测电流，表盘仍如图1所示，则被测电流为

mA。图12200.40题型2：用多用表测电流(电压)：

多用表可测量交、直流电流,也可测量交、直流电压,.测电流(电压)时,应将选择开关旋转到相应的电流(电压)挡,内部电路接通.此时应将红表笔接外电源正极、黑表笔接外电源负极.此时电流方向为：红表笔流进,黑表笔流出.例2、关于多用电表的下列说法中，正确的是()A、用多用电表测电压时，电流从红表笔流进多用电表B、用多用电表测电阻时，电流从红表笔流出多用电表C、用多用电表测电压时，电流从黑表笔流进多用电表D、用多用电表测电阻时，电流从黑表笔流出多用电表题型3：用多用表欧姆档测量电阻

⑴.定机械零点⑵.插红黑表笔⑶.选欧姆档位⑷.调欧姆零点⑸.测电阻读值⑹.拔表笔脱档.用多用电表测电阻的注意事项⑴测电