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文档简介
第二章
《恒定电流》第二章
《恒定电流》12.1《导体中的
电场和电流》2.1《导体中的
电场和电流》2一、电源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.(瞬时电流)
1、电流的形成一、电源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32、持续电流的形成倘若在A,B之间连接一个装置P,作用是不断地把电子从A搬运到B,使AB之间始终存在一定的电场,从而保持持续电流。装置P
电源2、持续电流的形成装置P电源4---+A+++++++___B_____P--电源1.能把自由电子从正极搬到负极的装置.2.作用:保持导体两端的电势差(电压),使电路有持续的电流.---+A+++++++___B_____P--电源1.能把5
小结:形成电流的条件
(1)存在自由电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子(2)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,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.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.小结:形成电流的条件(1)存在自由电荷6我们在上一章中曾经得出结论:在静电平衡时,导体内部的场强为零,导体上任意两点之间的电势差为零(等势体).这与我们现在的说法有矛盾吗?为什么?思考题我们在上一章中曾经得出结论:在静电平衡时,导体内部7
导线内的电场,是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动,但有的流走了,另外的又来补充,所以电荷的分布是稳定的,电场的分布也稳定。-----恒定电场导线内的电场,是由电源、导线等电路元件所积累的电8、恒定电流
电流:1、定义:大小、方向都不随时间变化的电流
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:
4、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。
可得
3、单位:安培A其他单位mAμA、恒定电流
电流:2、公式:4、方向:正9(1)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、负离子定向移动形成的电流方向是相同的,此时q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
例1
某电解池,如果在1s中内共有5.0×1018个二价正离子和5.0×1018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?答案:1.6A说明
(1)电流为标量,电流虽有方向但是标量
(2)电解液中正负离10四、电流的微观表达式
推导:一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压,自由电荷定向移动的速率为v,设导体的横截面积为s,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷量为q。-------ABι总电量电荷总数nqSvnlSql/vNqtQI====l/v四、电流的微观表达式推导:一段粗细均匀的导体长为l,两端加11思考题
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?
电子定向移动的速率约10-5m/s,电子热运动的平均速率105m/s,电场的传播速率3×108m/s.思考题如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率,和我12
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10-2—-10-3m的数量级。(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,其速度与温度有关,通常情况为每秒几百米。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131、形成电流的条件:(1)存在自由电荷(2)导体两端存在电压2、电源的作用:提供持续的电压3、导线中的电场:导线内的电场线保持和导线平行.(恒定电场)4、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流.5、电流:表示电流的强弱程度的物理量.(1)定义式I=q/t(2)金属导体中电流的计算式小结
n为单位体积内自由电荷数目,S为导体横截面积,v为电荷定向移动速率,q为每个自由电荷的电量1、形成电流的条件:小结n为单位体积内自由电荷数目,14二、电动势1、定义:电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。2、定义式:3、单位:
V1V=1J/C4、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。二、电动势1、定义:电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷15二、电动势5、电动势有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。7、电源的另一重要参数———内阻。6、电动势是标量二、电动势5、电动势有电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积16A.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B.对于给定的电源,移动正电荷,非静电力做功越多,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()AC课堂训练A.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17A、电路中每通过1C的电量,电源把2J的化学能转变为电能B、蓄电池两极间的电压为2VC、蓄电池在1s内将2J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池(电动势为1.5V)强2、铅蓄电池的电动势为2V,这表示()AD课堂训练A、电路中每通过1C的电量,电源把2J的化学能转变为电能2、182.3《欧姆定律》2.3《欧姆定律》19在导体的两端加上电压,导体中才有电流.导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢?在导体的两端加上电压,导体中才有电流.20分压电路:(控制电路)可以提供从零开始连续变化的电压实验电路ESRAAV测量电路:测导体A的电流、电压
分压电路:(控制电路)实验电路ESRAAV测量电路:21导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。3、公式:4、单位:2、物理意义:1、定义:兆欧(MΩ)千欧(kΩ)国际单位制中欧姆(Ω)反映了导体对电流的阻碍作用一、电阻(R只与导体本身性质有关)导体两端的电压与通过导体的电流大小的比值。3、公式:4、单位22二、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,跟导体的电阻成反比.3、适用条件:金属导电和电解液导电2、公式二、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23三、导体的伏安特性1.伏安特性曲线:导体中的电流I随导体两端的电压U变化的图线,叫做导体的伏安特性曲线图线斜率的物理意义是什么?电阻的倒数OIUAB三、导体的伏安特性1.伏安特性曲线:导体中的电流I随导体两端24
2.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线性元件;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,这种电学元件叫做非线性元件.OIU2.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25D.从可知,导体两端的电压为零时,导体的电阻也为零1、对于欧姆定律,理解正确的是()A.从可知,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B.从可知,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C.从可知,导体两端的电压随电阻的增大而增大A练习:D.从可知,导体两端的电压为零时,1、对于欧姆26OIUabcd2.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.Ra>Rb>Rc>RdOIUabcd2.某同学对四个电阻各进行了一次测量,把每个电273、图为两个导体的伏安特性曲线,求(1)R1:R2(2)两电阻串联在电路中,导体两端的电压比U1:U2(3)若并联在电路中,电流之比I1:I2R1R2(1)3:1(2)3:1(3)1:33、图为两个导体的伏安特性曲线,求R1R2(1)3:1282.4《串联电路和
并联电路》2.4《串联电路和
并联电路》2901230123串联电路:并联电路:(1)I0=I1=I2=I3总结:串联电路各处的电流相等.(1).I0=I1+I2+I3总结:并联电路的总电流等于各支路电流之和.01230123串联电路:并联电路:(1)I0=I1=300123串联电路:因此:另一方面:所以:总结:串联电路两端的总电压等于各部分电压之和.0123并联电路各支路两端电压相同。0123串联电路:因此:另一方面:所以:总结:串联电路两端的31UR1R2U1U2ⅠⅠURR=R1+R2+……电阻的串联UR1R2U1U2ⅠⅠURR=R1+R2+……电32R1R2I1I2ⅠURⅠU电阻的并联:R1R2I1I2ⅠURⅠU电阻的并联:33试证明:(1)n个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的n分之一;(2)若干个电阻并联,总电阻一定小于其中最小的电阻;(3)并联的支路越多,总电阻越小;(4)并联支路有一个电阻变大,总电阻变大。试证明:(2)若干个电阻并联,总电阻一定小于其中最小的电阻;34三个阻值都是12
的电阻,它们任意连接,组成电路,总电阻值可能为()A.4
B.24
C.8
D.18
课堂练习:ACD三个阻值都是12的电阻,它们任意连接,组成电路,总电阻值可35U1UR2R1求:电阻R1两端的电压U1?U1UR2R1求:电阻R1两端的电压U1?36RUcdUabcd当ab之间的电压为U为,c、d之间的电压为多少?RUcdUabcd当ab之间的电压为U为,c、d之间的电压为37电压表和电流表的改装电压表和电流表的改装38一、表头(G)
几个重要参量⑴满偏电流:表头指针偏转到最大刻度时的电流。“Ig”⑵内阻:表头线圈的电阻。“Rg”⑶满偏电压:表头指针偏转到最大刻度时的两端所加的电压。Ug=Ig·RgG一、表头(G)几个重要参量⑴满偏电流:39Ug=Ig·Rg二、把表头G改装成电压表V如下图所示,有一个表头G,其内阻为Rg,满偏电流为Ig。GUUgURU-Ug1.方法:串联分压电阻R
2.原理:利用串联电阻的分压作用
3.分压电阻R:Ug=Ig·Rg二、把表头G改装成电压表V如下图所示,有一403.分压电阻:4.电压表的内阻:5.标度:URGUgU-UgUUv把原电流值扩大(Rg+R)倍U=Ig·(Rg+R)3.分压电阻:4.电压表的内阻:5.标度:URGUgU41有一表头G,内阻Rg=10Ω,满偏电流Ig=3mA,把它改装成量程U=3V的电压表,要串联一个多大的电阻R?强化练习:GUgURU-UgU解:有一表头G,内阻Rg=10Ω,满偏电42三、把表头G改装成电流表A如下图所示,有一个表头G,其内阻为Rg,满偏电流为Ig。G1.方法:并联分流电阻R
2.原理:利用并联电阻的分流作用
3.分流电阻R:三、把表头G改装成电流表A如下图所示,有一个表头G,其内阻43如下图所示,有一个表头G,其内阻为Rg,满偏电流为Ig。G4.电流表的内阻:5.标度:UA把原电流值扩大倍如下图所示,有一个表头G,其内阻为Rg,满偏电流为Ig。G44强化练习:有一表头G,内阻Rg=25Ω,满偏电流Ig=3mA,把它改装成量程为0.6A的电流表,要并联一个多大的电阻R?改装后电流表的内阻RA为多大?G解:强化练习:有一表头G,内阻Rg=25Ω452.5《焦耳定律》2.5《焦耳定律》462.5《焦耳定律》2.5《焦耳定律》47什么是电流的热效应?导体中有电流通过的时候,导体要发热,这种现象叫做电流的热效应。什么是电流的热效应?导体中有电流通过的时候,导48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“电功”;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,我们引入了“电功率”的概念;同时电流通过导体是会发热的,我们把它叫“电热”。那么以上这些物理量之间有何关系呢?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。1、电功:电场力(或电流)所做的功。(1)定义式:W=qU=UIt(2)单位:焦耳(J)、千瓦时(kwh)。1kwh=3.6×106J2、电功率:电场力(或称电流)做功的快慢。(1)定义式:P=W/t=UI(2)单位:瓦特(W)。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493、电热:电流通过导体产生的热量。(1)大小——Q=I2Rt(2)单位:焦耳(J)(5)输入功率:用电器输入端的电压与输入电流之积。P=UI输出功率:用电器输出端的电压与输出电流之积.3、电热:电流通过导体产生的热量。(5)输入功率:用电器输入50(3)焦耳定律:电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方、导体的电阻R和通电时间t三者的乘积.焦耳定律适用于纯电阻电路,也适用于非纯电阻电路.纯电阻电路:只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件.
非纯电阻电路:电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路.
根据能量守恒定律及“功是能量转化的量度”可知:电流的热效应产生了电热,则电流必做功,那么电功与电热间有何关系呢?(3)焦耳定律:电流通过导体时产生的热量Q等于电流I的二次方514、电功与电热:
(1)在纯电阻电路中,电功等于电热:W=Q。即电能全部转化为内能:UIt=I2Rt→U=IR,也即欧姆定律成立。此时有:UIt=I2Rt=(U2/R)t(2)在非纯电阻电路中,电功大于电热:W>Q。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:UIt=I2Rt+E其它>I2Rt→U>IR,也即欧姆定律不成立。SVU>IR4、电功与电热:SVU>IR52注意:1、公式W=UIt和P=UI是电功和电功率的一般表达式,适用于任何用电器,它表示用电器消耗的全部电功和电功率。而W=I2Rt=U2t/R和P=I2R=U2/R则是前面两公式与欧姆定律结合而导出的,它们实际上只适用于纯电阻电路。2、电流通过用电器做功的过程实际上是电能转化为其它形式的能的过程。电流做了多少功,就有多少电能转化为其它形式的能。注意:1、公式W=UIt和P=UI是电功和电功率的一般表达式53小结:1.电功
3.电功率
4.热功率
2.焦耳热
小结:1.电功3.电功率4.热功率2.焦耳热54例题:对计算任何用电器的电功率都适用的公式是()例题:对计算任何用电器的电功率都适用的公式是()55解析:电功率计算的普通公式为用电器有的是纯电阻用电器(例电炉、电烙铁等)有的是非纯电阻用电器(例电动机、电解槽等).只有是在纯电阻用电器的前提下,才可由改写电功率的表达式.所以,正确选项为C、D.解析:电功率计算的普通公式为用电器有的是纯电阻用电器(例电炉561、有一直流电动机,把它接入0.2V电压的电路中,电机不转,测得流过电动机的电流为0.4A,若电动机接入2V电压电路中,电动机正常工作,电流是1A,求电动机正常工作时输出功率多大?如果电动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功率是多大?练习巩固电动机不转动时其电功全部转化为内能,可视为纯电阻电路。1、有一直流电动机,把它接入0.2V电压的电路中,电机不转,572.6《电阻定律》2.6《电阻定律》58与长度有关与横截面积有关与长度有关与横截面积有关59与材料有关结论:导体的电阻和导体的长度、横截面积、材料有关。与材料有关结论:导体的电阻和导体的长度、横截面积、材料有关。60一、实验探究:1、明确目的:探究电阻与导体的材料、横截面积、长度之间的关系。2、实验方法:控制变量法。3、实验控制:(1)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。长度:直接测量。电阻:伏安法。一、实验探究:1、明确目的:探究电阻与导体的61(2)器材选择:(电源,电键,电表,导线,待测电阻)材料、长度一定:AB材料、横截面积一定:CA长度、横截面积一定:AD(2)器材选择:(电源,电键,电表,导线,待测电阻)材料、长62(3)实验电路: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。(3)实验电路:结论:导体的电阻跟长度成正比,跟横截面积成反63二、逻辑推理探究:1、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系。3、实验探究导体电阻与材料的关系。二、逻辑推理探究:1、分析导体电阻与它的长度的关系。2、分析64三、电阻定律:1、表达式:2、适用条件:温度一定,粗细均匀的金属导体,或浓度均匀的电解质溶液。3、电阻率:(1)、物理意义:反映导体导电性能的物理量。(2)计算表达式:三、电阻定律:1、表达式:2、适用条件:温度一定,粗细均匀的65(3)电阻率与温度的关系:金属电阻率随温度升高而增大。应用:电阻温度计。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。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。超导体:某些材料当温度降低到一定温度时,电阻率为零。(3)电阻率与温度的关系:金属电阻率随温度升高而增大。应用:661、金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”,U-I图中可能表示金属铂电阻的U-I图线的是:
B1、金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”,U-I图中可能表672、相距40km的A、B两地架两条输电线,电阻共为800Ω,如果在A、B间的某处发生短路,这时接在A处的电压表示数为10V,电流表的示数为40mA,求发生短路处距A处有多远?如图2所示。12.5km2、相距40km的A、B两地架两条输电线,电阻共为800Ω,683、如图所示,P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管,其长度为L,直径为D,镀膜的夺取度为d。管两端有导电金属箍M、N。现把它接入电路中,测得它两端电压为U,通过它的电流为I。则金属膜的电阻为__________,镀膜材料的电阻率ρ=__________。3、如图所示,P是一个表面均匀镀有很薄电热膜的长陶瓷管,其长692.7《闭合电路
欧姆定律》2.7《闭合电路
欧姆定律》70教学目标
(一)知识与技能1、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。2、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。3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。5、理解闭合电路的功率表达式,知道闭合电路中能量的转化。教学目标(一)知识与技能71(二)过程与方法1、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。2、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。(三)情感、态度与价值观通过本节课教学,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。重点1、推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行有关讨论。2、路端电压与负载的关系难点路端电压与负载的关系教具: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(二)过程与方法721、欧姆定律表达式I=U/R纯电阻电路2、此公式的适用条件3、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1、欧姆定律表达式I=U/R纯电阻电路2、此公式的适用条件373闭合电路的欧姆定律各种电池闭合电路的欧姆定律各种电池74实验研究V实验研究V75外电路内电路内电路几个概念R:外阻r:内阻外电路内电路内电路几个概念R:外阻r:内阻76外电阻内电阻EU外U内IE=U外+U内外电阻内电阻EU外U内IE=U外+U内77
例1、在如图所示的电路中,电源的电动势为1.5V,内阻0.12Ω,外电路的电阻为1.38Ω,求电路中的电流和路端电压。由闭合电路欧姆定律路端电压为U=IR=1.38V解:RE,r例1、在如图所示的电路中,电源的电动势为1.5V,781、电源的电动势为2V,外电阻为9Ω时,路端电压为1.8V,求电源的内电阻?解:电路中电流为内阻为RE,r1、电源的电动势为2V,外电阻为9Ω时,路端电压为1.8V,792、把两节“电动势是1.5V,内阻是1Ω”的干电池串联,给标有“2.4V,0.3A”的灯泡供电时,通过灯泡的电流是___A,灯泡两端的电压是___V,灯泡消耗的功率是___W
解:灯泡的电阻R=U/I=2.4/0.3=8Ω通过灯泡的电流灯泡两端电压灯泡消耗的电功率0.30.722.42、把两节“电动势是1.5V,内阻是1Ω”的干电池串联80移动滑动变阻器的滑动片,观察电流表和电压表的示数如何
变化?实验研究移动滑动变阻器的滑动片,观察电流表和电压表的示数如何变化?81例2.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。某电池板的开路电压是600μV,短路电流是30μA。求这块电池板的内阻。短路电流I=E/r,由此可求内阻r:解:开路电压的大小等于电源电动势,即例2.许多人造卫星都用太阳能电池供电。太阳能电池由许多片823.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电流为40mA,若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是()A、0.10VB、0.20VC、0.30VD、0.40V解:E=800mV=0.8V,由得r=20Ω,所以:D3.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800mV,短路电834.用图5所示电路,测定电池组的电动势和内电阻,定值电阻R=7.0Ω。在电键S未接通时,电压表的读数是6.0V;电键S接通后,电压表的读数变为5.6V。那么电池组的电动势和内电阻分别等于()
A.6.0V0.5ΩB.6.0V1.25ΩC.5.6V1.25ΩD.5.6V0.5Ω
A解: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则有∴r=0.5Ω4.用图5所示电路,测定电池组的电动势和内电阻,定值电阻R=845、如图所示是某电源的伏安特性曲线,则下列结论正确的是()A.电源的电动势为6.0VB.电源的内阻为12ΩC.电流为0.2A时的外电阻是28.4ΩD.电源的短路电流为0.5A6.000.20.4U/VI/AABD5、如图所示是某电源的伏安特性曲线,则下列结论正确的是(856.如图6所示,直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图线,直线B是电阻R的两端电压U与电流I的关系图线,用该电源与电阻R组成闭合电路,电源的输出功率和电阻R分别是()
A.4W;1ΩB.4W;2ΩC.2W;1ΩD.2W;2Ω
解:由B的图线可以求出B的电阻为R=1Ω由A与纵轴交点,可以看出电源电动势为E=3V与横轴交点,表示短路电流I=E/r=6,即r=0.5Ω电源的输出功率为P=UI=2×2=4WA6.如图6所示,直线A为电源的路端电压U与电流I的关系图86例3、如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不变,电灯L恰能正常发光.如果变阻器的滑片向b端滑动,则()A.电灯L更亮,安培表的示数减小B.电灯L更亮,安培表的示数增大C.电灯L变暗,安培表的示数减小D.电灯L变暗,安培表的示数增大AA×abR1R2例3、如图所示的电路中,电源的电动势E和内电阻r恒定不878、如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,R1和R2是两个定值电阻,当可变电阻R的滑片向a点移动时,通过R1的电流和I1和通过R2的电流I2将发出的变化是()A.I1变大,I2变小B.I1变大,I2变大C.I1变小,I2变大D.I1变小,I2变小CR1I1I2R2Rab8、如图所示的电路中,电池的电动势为E,内阻为r,R1和R2889.如图所示,当滑线变阻器的滑动触点向b移动时:()A、伏特表V的读数增大,安培表A的读数减少B、伏特表V的读数增大,安培表A的读数增大C、伏特表V的读数减少,安培表A的读数减少D、伏特表V的读数减少,安培表A的读数增大A9.如图所示,当滑线变阻器的滑动触点向b移动时:(892.8《多用电表》2.8《多用电表》90教学目标(一)知识与技能理解并掌握欧姆表和多用电表的制作原理。(二)过程与方法动手操作,学会用多用电表测量小灯泡的电压、电流、及二极管的正、反向电阻。(三)情感、态度与价值观培养学生探索、发现,勇于创新的精神。教学重点:欧姆表和多用电表的制作原理。教学难点:理解欧姆表和多用电表的制作原理。教学方法:探究、讲授、讨论、练习教学手段投影仪、多用电表(指针式、数字式)、小灯泡、电池、电键、导线(若干)、二极管教学目标(一)知识与技能91一、复习回顾1.如何把电流表改装成电压表?2.如何把电流表改装成量程较大的电流表?3.能否把电流表改装成直接测量电阻的欧姆表?一、复习回顾1.如何把电流表改装成电压表?2.如何把电流表改92例1.如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10mA,电流表电阻7.5Ω,A、B为接线柱.(1)用导线把A、B直接连起来,此时应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏电流(2)调到满偏后保持R1的值不变,在A、B间接一个150Ω的电阻R2,电流表指针指着多少刻度的位置?(3)如果把任意电阻R接在A、B间,电流表读数I与R的值有什么关系?R1ABEr导线电阻R2142Ω5mA例1.如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表93一、欧姆表1.基本构造:欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R,刻度盘和红、黑表笔组成,如图所示,就电路部分而言,在欧姆表内部是电流表、电池、调零电阻三者串联而成,在欧姆表外部,接上被测电阻后,与欧姆表内部电路一起组成闭合电路.欧姆表法是直接测量电阻的一种方法,用多用电表的欧姆挡直接进行测量一、欧姆表1.基本构造:欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R,940Ω∞2、欧姆表测电阻的原理:I=ER+R0+r+Rg+Rx根据闭合电路欧姆定律,利用电流随外电阻Rx的变化而制成的。
0Ω∞2、欧姆表测电阻的原理:I=ER+R0+r+Rg+Rx953、欧姆表盘的刻度的刻度方法:原理:闭合电路欧姆定律(1)刻度:短接、调节调零电阻R使电流表G的指针满偏。即有RGErIgRggI=ERg+r+R“0”R+r+R是电阻挡的内阻g断路、电流表G中无电流,表的指针不偏转,指针位置“∞”接入电阻R时,电流表G中的电流XERg+r+RRX+I=3、欧姆表盘的刻度的刻度方法:原理:闭合电路欧姆定律(1)刻96RGErIgRg改变R,电流I随之改变,R与I一一对应。表头刻度I“R”XXX(2)中值电阻R=EIg中R+r+Rg=注意:(1)欧姆表的刻度与其它表刻度相反且刻度不均匀(2)欧姆表每次测电阻前需调零。不能带电测量。(3)欧姆表中电池用久了,电动势和内阻要改变,测出的电阻值有较大的误差。所以欧姆表常用来粗测电阻。RGErIgRg改变R,电流I随之改变,R与I一一对97Ω表原理ERg+r+RIg=ERg+r+RRx+Ix=I=0Ω表原理ERg+r+RIg=ERg+r+RRx+980∞4.表盘结构欧姆表盘的刻度是均匀的吗?因为I与Rx之间的关系不是线性系,所以欧姆表盘的刻度不均匀ER+R0+r+Rg+RxI=0∞4.表盘结构欧姆表盘的刻度是均匀的吗?因为I与Rx之995、欧姆表的使用:
一般常用的欧姆表是多用电表中的一个功能.欧姆表的使用要点是:(1)根据被测电阻的大致值,将选择开关旋转到欧姆挡相应的倍率上.
欧姆档的倍率表示测量值跟指针指示值的倍数关系.例如用“×10”档测某电阻时,指示值为15,则表示被测电阻值是15×10=150(
).选取档位的根据是以测量时指针尽可能达半偏为宜.5、欧姆表的使用:一般常用的欧姆表是多用电表中的一个功100(2)调零;红、黑表笔短接,调节调零旋钮(调节调零电阻的值)使指针指向最右方0
处.(3)测量:将被测电阻跨接在红、黑表笔间.
注意:①不要用手接触电阻的两引线.②若发现指针偏角太大或太小应换用倍率较小或较大的挡.但每次换档后必须重新调零.
③每次测电阻前都要把电阻从电路中断开不能带电测量。(4)读数:测量值=表盘指针示数×倍率.(5)测量完毕,将选择开关旋转到空档或交流高压档,拨出表笔,长期不用应取出电池.(2)调零;红、黑表笔短接,调节调零旋钮(调节调零电阻的值)101Ω表读数122Ω1.50k
Ω返回Ω表读数122Ω1.50kΩ返回1026.万用表欧姆挡测电阻的优缺点:优点:测量方便缺点:若电池用久了,电动势与内阻会变化,产生误差较大,只能粗略测量电阻RxR_GEr+6.万用表欧姆挡测电阻的优缺点:优点:测量方便RxR_G103问题:电压表电流表和欧姆表都有一个表头能不能让它们共用一个表头制成一个多用电表呢?AABAABR1AABR2问题:电压表电流表和欧姆表都有一个表头能不能让它们共用一个表104二、认识多用电表EE问题1.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?AB1234561、2为电流表3、4为欧姆表,5、6为电压表电流:1大电压:6大二、认识多用电表EE问题1.开关S调到1、2、3、4、5、6105二、认识多用电表指针式多用电表数字式多用电表问题2:多用电表可以有哪些用途?问题3:怎样从多用电表上读出电流、电压、电阻的值?问题1:参照图请说一说指针式多用电表的基本构造?二、认识多用电表指针式多用电表数字式多用电表问题2:多用电表1061.电压的测量:(1)将电压表并联在待测电路两侧,(2)红表笔接高电势,黑表笔接低电势(3)先看清满量程是多大,再判断每一个小格是多少?不要超出电表量程.(4)读数时一定要正视表针.(5)1.电压的测量:(1)将电压表并联在待测电路两侧,(2)红表1072.电流的测量:(1)将电流表串联在待测电路中(2)让电流从红表笔流入,从黑表笔流出(3)先看清满量程是多大,再判断每一个小格是多少?不要超出电表量程.(4)读数时一定要正视表针.2.电流的测量:(1)将电流表串联在待测电路中(2)让电流从108三.判断二极管的质量和极性用万用电表的欧姆挡,挡位开关调到R*100或R*1K位置.且红表笔接电源的负极,黑表笔接电源的正极.二极管正向时导通,电阻约为几百欧姆,反向是截止,电阻约为几百千欧.正向电阻越小越好,(不能为零),反向电阻越大越好,(不能无限大)三.判断二极管的质量和极性用万用电表的欧姆挡,挡位开关调到R109四.查找电源故障:1.电压法2.电流法3.电阻法四.查找电源故障:1.电压法2.电流法3.电阻法110四、实验1.怎样用多用电表测量小灯泡的电压?测量中应注意什么?2.怎样用多用电表测量通过小灯泡的电流?测量中应注意什么?3.怎样用多用电表测量二极管的正反向电阻?测量中应注意什么?四、实验1.怎样用多用电表测量小灯泡的电压?测量中应注意什么111五、讨论1.在使用多用电表时还有哪些问题是要注意的?2.两位同学用过电表后开关的位置分别如图所示,哪位同学的习惯好些?为什么?五、讨论1.在使用多用电表时还有哪些问题是要注意的?2.两位1122.9《实验:测定电池的
电动势和内阻》2.9《实验:测定电池的
电动势和内阻》113教学目标一、知识与技能1、理解闭合电路欧姆定律内容2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理,体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。4、使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法,并通过设计电路和选择仪器,开阔思路,激发兴趣。二、过程与方法1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。2、学会利用图线处理数据的方法。教学目标一、知识与技能114三、情感态度与价值观使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能,具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神,培养学生观察能力、思维能力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和兴趣。教学重点利用图线处理数据教学难点如何利用图线得到结论以及实验误差的分析教学工具电池,电压表,电流表,滑线变阻器,开关,导线教学方法实验法,讲解法三、情感态度与价值观115实验原理1、伏安法:E=U+Ir2、电流表法:E=I(R+r)3、电压表法:实验原理1、伏安法:E=U+Ir2、电流表法:E=I(R+r116伏安法电路和器材的选择1、电路选择及误差分析AVS甲RAVS乙R甲图:乙图:实验时采用甲图所示电路误差较小误差来源于电压表的分流作用误差来源于电流表的分压作用伏安法电路和器材的选择1、电路选择及误差分析AVS甲RAVS117仪器选择:安培表:0~0.6A伏特表:0~3V滑动变阻器:选用阻值较小的,最大阻值10~20Ω仪器选择:安培表:0~0.6A伏特表:0~3V滑动变阻118
实验步骤1:按原理图连接实物图AVS甲R实验步骤1:按原理图连接实物图AVS甲R1192、把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大3、闭合电键,调节变阻器,使电流表的读数有明显示数,记录一组电流表和电压表的示数,用同样的方法测量并记录几组U,I值。4、断开电键,整理好器材2、把变阻器的滑片移到一端使电阻值最大3、闭合电键,调节变阻120数据处理方法一:公式法改变R的阻值,从电流表和电压表中读取两组I、U的值,代入方程组联立求解,多测量几次I、U的值,算出E、r取平均值.
数据处理方法一:公式法改变R的阻值,从电流表和电压表中读取两121EI短方法二:图象法在坐标纸上以I轴为横坐标,U为纵坐标,用测出几组的U,I值画出U--I图像所得直线跟纵轴的交点即为电动势E的值,图线的斜率的绝对值即为内阻的值。思考:考虑电压表的分流作用,大致画出U-I真实图线EI短方法二:图象法在坐标纸上以I轴为横坐标,U为纵坐标,用122注意事项(1)本实验在电键闭合前,变阻器滑片应置于阻值最大位置处(2)使用内阻较大一些的旧电池。在实验中不要将电流调得太大,每次读完数后立即断电,以免使电动势和内阻发生变化(3)要测出不小于6组I、U数据,且变化范围要大一些(4)画U—I图线时,应使图线通过仅可能多的点,并使不在直线上的点均匀分布在直线的两侧,个别偏离直线太远的点可舍去。(5)画U--I图线时,纵轴的刻度可以不从零开始,而是根据测得的数据从某一恰当的值开始(但横坐标必须从0开始)但这时图线与横轴的交点不再是短路电流,而图线与纵轴的截距仍为电动势E,图线的斜率的绝对值仍为内阻r.
注意事项(1)本实验在电键闭合前,变阻器滑片应置于阻值123实验设计:设计测E、r的其它方法及对应的误差分析I-R法:R1AR2K1K2ARK实验设计:I-R法:R1AR2K1K2ARK124U-R法:VRKK2R1VR2K1U-R法:VRKK2R1VR2K11252.10《简单的逻辑电路》2.10《简单的逻辑电路》126教学目标(一)知识与技能1、知道数字电路和模拟电路的概念,了解数字电路的优点。2、知道“与”门、“或”门、“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。3、初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用(二)过程与方法突出学生自主探究、交流合作为主体的学习方式。教学目标(一)知识与技能127一、现代信息传播的方式(1)数字信号在变化中只有两个对立的状态:“有”或者“没有”。而模拟信号变化则是连续的。(2)图示数字信号和模拟信号:
数学信号的0和1好比是事物的“是”与“非”,而处理数字信号的电路称数字电路,因此,数字电路就有了判别“是”与“非”的逻辑功能。下面我们将学习数字电路中最基本的逻辑电路---门电路。二、门电路一、现代信息传播的方式(1)数字信号在变化中只有两个对立的状128门电路的概念:门电路是用来实现基本逻辑功能的电子电路,可以由二极管、三极管等分立元件构成,也可以制成集成电路。门电路是一种有一个或多个输入端,只有一个输出端的开关电路,是数字电路的基本单元。门电路就像一扇门,当具备开门条件时,输出端就有一个信号输出;反之,门
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