高中物理-3 欧姆定律教学设计学情分析教材分析课后反思

电流、电阻、电功和电功率【考点及能力要求】1.会利用电阻定律、欧姆定律进行相关的计算与判断.2.会用导体伏安特性曲线I－U图象及U－I图象解决有关问题【知识讲解】[预备知识]1．电容器的定义式与决定式？2．部分电路的欧姆定律的内容与适应条件？[基础知识析理]知识点一电流(1)定义式：I＝eq\f(q,t).(2)决定式：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,1A＝1C/s.知识应用1：关于电流，判断下列说法的正误：(1)电荷的运动能形成电流 ()(2)要产生恒定电流，导体两端应保持恒定的电压 ()(3)电流虽有方向，但不是矢量 ()(4)电流的传导速率就是导体内自由电子的定向移动速率 ()知识点二电阻定律（1）电阻定律：①内容：电阻两端的电压与通过电阻的电流成反比②决定式：R＝ρeq\f(l,S)，eq\o\ac(○,3)定义式：R＝eq\f(U,I).（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a金属的电阻率随温度升高而增大_；b半导体的电阻率随温度升高而减小；c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为零成为超导体．知识应用2：导体的电阻由哪些因素决定？与导体中的电流、导体两端的电压有关系吗？知识点三部分电路欧姆定律(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＝eq\f(U,R).(3)适用条件：适用于金属和电解液导电，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I­U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，不适用于欧姆定律知识应用3：R＝U/I的物理意义是 ()A．导体的电阻与电压成正比，与电流成反比B．导体的电阻越大，则电流越大C．加在导体两端的电压越大，则电流越大D．导体的电阻等于导体两端的电压与通过导体的电流的比值知识点四电功率、焦耳定律1．电功(1)定义：电路中移动电荷做的功．(2)公式：W＝qU＝.(3)电流做功的实质：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．(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝.3．焦耳定律(1)电热：电流流过一段导体时产生的．(2)计算式：Q＝.(多选)如图所示的电路中，输入电压U恒为12V，灯泡L上标有“6V12W”字样，电动机线圈的电阻RM＝0.5Ω.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12WB．电动机的输出功率为12WC．电动机的热功率为2WD．整个电路消耗的电功率为22W[典题举例与解题指导]例1如图1甲为一测量电解液电阻率的玻璃容器，P、Q为电极，设a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m，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＝10V时，求电解液的电阻率ρ.图1解题指导：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．跟踪训练1如图２所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均图2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图2线运动时，由于棒的运动而形成的等效电流大小为()A．vqB.eq\f(q,v)C．qvSD.eq\f(qv,S)例2小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图3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，小灯泡的电阻增大图3B．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq\f(U1,I2)图3C．对应P点，小灯泡的电阻为R＝eq\f(U1,I2－I1)D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积解题指导：伏安特性曲线常用于：(1)表示电流随电压的变化；(2)表示电阻值随电压的变化；(3)计算某个状态下的电功率P＝UI，此时电功率为纵、横坐标围成的矩形面积，而不是曲线与坐标轴包围的面积．例3来自质子源的质子(初速度为零)，经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流．已知质子电荷量e＝1.60×10－19C．这束质子流每秒打到靶上的个数为________．假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1∶n2＝________.解题指导：粗细均匀的一段导体长为l，横截面积为S，导体单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，当导体两端加上一定的电压时，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v.(1)导体内的总电荷量：Q＝nlSq.(2)电荷通过截面D的时间：t＝eq\f(l,v).(3)电流表达式：I＝eq\f(Q,t)＝nqSv.跟踪训练2（2014·十校联考）安培提出了著名的分子电流假说，根据这一假说，电子绕核的运动可等效为环形电流．设电荷量为e的电子以速率v绕原子核沿顺时针方向做半径为r的匀速圆周运动，关于该环形电流的说法，正确的是()A．电流为eq\f(ve,2πr)，电流的方向为顺时针B．电流为eq\f(ve,r)，电流的方向为顺时针C．电流为eq\f(ve,2πr)，电流的方向为逆时针D．电流为eq\f(ve,r)，电流的方向为逆时针从心理特征来说，高中三年级的学生逻辑思维从经验型逐步向理论型发展，观察能力，记忆能力和想象能力也随着迅速发展。但同时，这一阶段的学生思想成熟，部分学生好动，注意力易分散，所以在教学中应抓住这些特点，一方面运用直观生动的形象，引发学生的兴趣，使他们的注意力始终集中在课堂上；另一方面，要创造条件和机会，让学生发表见解，发挥学生学习的主动性。本节内容是恒定电流一章的基础，涉及内容较重要，从课堂提问的回答情况及检测练习得分情况来看，学生掌握较好，取得了良好的教学效果。但对非纯电阻电路的热功率及电功的计算，部分学生掌握较差，理解不够深透。本节学习内容电流、电阻、电功、电功率是学习恒定电流一章的基础，围绕欧姆定律建立纯电阻电路中U、I、R间的基本关系，以此为中心结合电阻定律和焦耳定律，理解电路的一些基本概念，注意区分电功、电功率及电热的定义式和计算式的适用条件，掌握伏安特性曲线及串并联电路的基本特征和规律，为部分电路的计算和建立完整电路模型打下基础。1．有一段长1m的电阻丝，电阻是10Ω，现把它均匀拉伸到长为5m，则电阻变为()A．10ΩB．50ΩC．150ΩD．250Ω2．(多选)R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都为正方形的导体，但R1的尺寸比R2大得多，把它们分别连接在如图所示的电路的A、B两端，接R1时电压表的读数为U1，接R2时电压表的读数为U2，则下列判断正确的是()A．R1＝R2 B．R1>R2C．U1<U2 D．U1＝U23．有甲、乙两个由同种金属材料制成的导体，甲的横截面积是乙的两倍，而单位时间内通过导体横截面的电荷量乙是甲的两倍，以下说法中正确的是()A．甲、乙两导体的电流相同B．乙导体的电流是甲导体的两倍C．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的两倍D．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等4.通过两电阻R1、R2的电流I随其两端的电压U变化的关系图线如图所示，其中R1的图线与纵轴的夹角和R2的图线与横轴的夹角都是θ＝30°.若将R1、R2串联起来接入电路中，则通电后R1、R2消耗的电功率之比P1∶P2等于()A．1∶eq\r(3)B．3∶eq\r(3)C．1∶3D．3∶15．(多选)(2014·常州市联考)某一热敏电阻其阻值随温度的升高而减小，在一次实验中，将该热敏电阻与一小灯泡并联，通电后各自的电流I随所加电压U变化的图线如图所示，M为两元件的伏安特性曲线的交点．则关于热敏电阻和小灯泡的下列说法正确的是()A．图线b是小灯泡的伏安特性曲线，图线a是热敏电阻的伏安特性曲线B．图线a是小灯泡的伏安特性曲线，图线b是热敏电阻的伏安特性曲线C．图线中的M点表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值D．图线中M点对应的状态，小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等6.如图所示为一未知电路，现测得两个端点a、b之间的电阻为R，若在a、b之间加上电压U，测得通过电路的电流为I，则该未知电路的电功率一定为()A．I2RB.eq\f(U2,R)C．UID．UI－I2R7．(多选)锂电池因能量密度高、绿色环保而广泛使用在手机等电子产品中．现用充电器为一手机锂电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U，输出电流为I，手机电池的内阻为r，下列说法正确的是()A．电能转化为化学能的功率为UI－I2rB．充电器输出的电功率为UI＋I2rC．电池产生的热功率为I2rD．充电器的充电效率为eq\f(Ir,U)×100%8.如图所示，A为电解槽，M为电动机，N为电炉子，恒定电压U＝12V，电解槽内阻rA＝2Ω，当S1闭合，S2、S3断开时，Ⓐ示数为6A；当S2闭合，S1、S3断开时，Ⓐ示数为5A，且电动机输出功率为35W；当S3闭合，S1、S2断开时，Ⓐ示数为4A．求：(1)电炉子的电阻及发热功率；(2)电动机的内阻；(3)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少．课后反思教学目标顺利完成，效果较好，学生答题情况好。课堂氛围较好，学生积极主动，热情参与。能够提出具有较高深度的问题，激发学