高职物理教案

授课日期2010年9月6日（第2周星期一第1次课）审查人签名

教学

真空中的库仑定律

课题§3.1

教

学

目1、理解库仑定律的内容

的

2、利用库仑定律解决相关问题

教

学

重1、理解库仑定律的内容

点

2、利用库仑定律解决相关问题

教

学

难1、理解库仑定律的内容

点

2、利用库仑定律解决相关问题

教学授课

法

方讲授2学时

学时

无

教学内容为生程（按以下五个环节的顺序书写）

1、组织教学

2、复习旧课引入新课

3、讲授新课

4、巩固新课（课堂小节与课堂练习）

5、布置作业

组织教学

1、环顾教室，示意同学们不要讲话，提醒同学们，下面开始上课了。

2、点名，进一步强调课堂秩序的问题

复习旧课

强调上一节课的情况，对本节课的教学内容作出要求和强调

引入新课

静电现象与我们每个人掷紧替相连.但人们往往只在看到耀眼的闪电对，意识烈那是

静电现象，而忽略了我们每个人身边声坐的微小的静电现象，更没有注意世界上每物体包

话我们自己都是由原子组成的，+而原予里菰就有质子和电子.本章我们即将探究的就是

I隧方面的问题，我们要学习静电的橱互作；甩规律及其基本性质，这些知识是整个电磁

学的基础，融是今后学习电工学、电子学等课程的基础.

我们首先从真空中的库仑定律开始，讨论两条点t电荷之间的相互作用规律，进而

引入电场的概念，为了进一步了解电场这种特殊曲物。我僻从两个方面进行分析：一个是

电场具有的力的质，引入电场强度的概念，并用电场线来形象地描述这一性质；另一个是

电场具有的能的性质，电势的概念，并用等势、筒源描述这*性质绎出匀强电场中电场强

度和电势差的关系.最后介绍静电学的一个综合应用实例-电容器及其基本性质.

§3.1真空中的库仑定律

一、点电荷

点电荷人们发现，带电体之间的相互作用力与带电体携带的电荷量、带电体的大小、

形状和间距等诸多因素都有关.但是，当带电体的大小远小于它与其他带电体的距离

时，其形状和大小对相互作用力的影响可忽略不计.为了研究问题方便，人们就把这

种情况下的带电体抽象为一个带电的几何点——点电荷.点电荷与我们在力学中引入

的点一样，是一种理想化的实体模型.这个模型忽略了带电厚的大小、形状等次要因

素，突出了带电体的位置、电荷量这两个起主导作用的因素.

二、库仑定律

1、我们首先来观察下面的实验：把一个带正电韵物体固定在A处，然后把一个拴在丝

线下端的带正电的小由于两电荷是异种电荷，所以，它们之间的静电力是引力，方向

沿两点电荷的连线，互指对方.

图3.1

2、两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变.因此，两个或两个

以上点电荷对蓑可点电荷的作用力，等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和.

r

库仑定律是电磁学的基本定律之库仑定律给出的虽然是点电荷间的静电力，

是，任一带电体都可以看成是由许多点电荷组成的.所以，如果知道带电体上的电荷

分布，根据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力的大小和方向.

三、例题

小结:

作业：

教学后记:

授课日期2010年9月8日（第1周星期三第2次课）审查人签名

教学

§3.2电场电场强度

课题

教

学

目1、理解电场电场强度的定义

的

2、针对电场电场强度进行相关的计算

教

学

重1、理解电场电场强度的定义

点

2、针对电场电场强度进行相关的计算

教

学

难1、理解电场电场强度的定义

点

2、针对电场电场强度进行相关的计算

教学授课

法

方讲授2学时

学时

无

教学内容为生程（按以下五个环节的顺序书写）

1、组织教学

2、复习旧课引入新课

3、讲授新课

4、巩固新课（课堂小节与课堂练习）

5、布置作业

组织教学

1、环顾教室，示意同学们不要讲话，提醒同学们，下面开始上课了。

2、点名，进一步强调课堂秩序的问题

复习旧课

强调上一节课的情况，对本节课的教学内容作出要求和强调

引入新课

§3.2电场电场强度

一、电场

没有人会否认风的存在吧?但是，大家能看得见风吗?看不见吧?那我们为什么都认为风

是存在的呢?那是因为我们的眼睛虽然不能直接看见风，但是我们的皮肤可以感觉到微

微吹过的风，我们的耳朵也可以听到风声，借助天空中飘动的树叶和沙尘，我们也能

“看”到风.

与风相类比，电场也是这样一种存在于电荷周围的特殊物质.虽然我们不能用眼

直接看到，不能用手直接摸着，但我们可以借助其他一些手段，如在其中放入电荷会受到

力的作用等，来证明它的确是客观存在的.

1、我们把电荷间的相互作用力称为电场力.

任何电荷的周围都存在着电场.电荷间的相互作用力也是通过电场这种特殊物质

施加给对方的.因此，我们把电荷间的相互作用力称为电场力.

2、存在于静止电荷周围的电场称为静电场，

存在于静止电荷周围的电场称为静电场，若不特别声明，本章内我们所讲的电场

都是指静电场.

二、电场强度

1、放入电场中某一点的电荷所受到的电场力F跟它的电荷量9的比值叫做该点的电场强

度.

电场的基本性质是对放人其中的电荷有力的作用.为了研究电场的性质，我们在电场中

放人一个电荷量和体积都充分小的点电荷——检验电荷来检测.检验电荷的电荷量之所以

要充分小，是为了防止它本身的电场会影响到原来要研究的电场；体积要充分小，使得检

验电荷可以被看做质点

我们把电荷量为9的检验电荷放在电荷量为Q的正电荷产生的电场中，如图3.3所

示

实验表明，检验电荷g在电场中的不同位置受到的电场力各不相同，在距Q近的A点

受到的电场力大，在距Q远的B点受到的电场力小.这个现象说明在电场中的不同位置，

电场的强弱程度不同.所以，我们应当寻找一个合适的物理量来表示电场的强弱程度.

我们能否用检验电荷在电场中某点所受电场力的大小，来表示该点电场的强弱程度呢?

在电场中的同一点，电场的强弱程度应是确定的，但不同的检验电荷在电场中的同一点受

到的电场力不同，所以使我们不能够用检验电荷在电场中某点所受电场力的大小来表示这

一点电场的强弱程度，电场力是不能反映电场的强弱程度的.为了表示电场的这个性质，

我们需要引入一个新的物理量.

通过研究发现，虽然不同的检验电荷在电场中的同一点所受的电场力F各不相同，但

是对于电场中的任一确定点，检验电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值是一个常量.那

么，我们是否可以用这个比值，来表示该点电场的强弱程度呢？

我们将同一个检验电荷放在电场中不同的点进行检测，发现：同一个检验电荷在电场

中不同的点所受的电场力F跟它的电荷量的比值••般不相同.在比值大的点，检验电荷所

受的电场力，大，说明该点的电场强；在比值小的点，检验电荷所受的电场力F小，说明

该点的电场弱.这个比值的大小可以反映电场中不同点的电场的强弱程度，因此，我们用

这个比值来定义一个反映电场性质的物理量——电场强度.

放入电场中某一点的电荷所受到的电场力F跟它的电荷量9的比值叫做该点的电场强

度.这种定义物理量的方法就是比值定义法.用符号E表示电场强度，则有

2、E

q

3、点电荷的电场强度根据真空中的库仑定律可知，在真空中某点电荷Q（场源电荷）形成的

电场中，距Q为r的P点，检验电荷g受到的电场力为

三、电场的叠加

1、电场线

2、电场线的示意图:

小结:

作业：

教学后记:

授课日期2010年9月13日（第3周星期一第3次课）审查人签名

教学

§3.3电势能电势电势差

课题

教

学

目1、理解电势能电势电势差的定义

的

2、针对电势能电势电势差进行相关的计算

教

学

重1、理解电势能电势电势差的定义

点

2、针对电势能电势电势差进行相关的计算

教

学

难1、理解电势能电势电势差的定义

点

2、针对电势能电势电势差进行相关的计算

教学授课

法

方讲授2学时

学时

无

教学内容为生程（按以下五个环节的顺序书写）

1、组织教学

2、复习旧课引入新课

3、讲授新课

4、巩固新课（课堂小节与课堂练习）

5、布置作业

组织教学

1、环顾教室，示意同学们不要讲话，提醒同学们，下面开始上课了。

2、点名，进一步强调课堂秩序的问题

复习旧课

强调上•节课的情况，对本节课的教学内容作出要求和强调

引入新课

§3.3电势能电势电势差

一、电势能

1、定义：物体由于受到电场力而具有的势能

2、电势能是标量

图3.14

二、电场力做功与电势能的变化

1、WAli^EVA-EVB

2、电势：电场中某一点相对于其它点的势能

三、电势差、

电场中任意两点的电势之差，叫做这两点的电势差，它就是人们常说的电压，用符号

U表示.设A、日两点的电势分别为n和％,则这两点间的电势差为电势差的

电场零电势点践中常用

四、电势差跟电场力做功的关系：沿着电场线的方向，电势越来

越低

电荷从电场中的一点移到另一点时，电场力做的功，等于电荷的电荷量与这两点间势

差的乘积.知道了电场中两点间的电势差，就可以求出任意电荷在这两点间移动时电场力。

小结：

作业：

教学后记：

授课日期2010年9月15日（第4周星期三第4次课）审查人签名

教学

等势面匀强电场中电场强度和电势差的关系

课题§3.4

教

学

目1、理解等势面的定义

的

2、理解匀强电场中电场强度和电势差的关系

教

学

重1、理解等势面的定义

点

2、理解匀强电场中电场强度和电势差的关系

教

学

难1、理解等势面的定义

点

2、理解匀强电场中电场强度和电势差的关系

教学授课

法

方讲授2学时

学时

无

教学内容为生程（按以下五个环节的顺序书写）

1、组织教学

2、复习旧课引入新课

3、讲授新课

4、巩固新课（课堂小节与课堂练习）

5、布置作业

组织教学

1、环顾教室，示意同学们不要讲话，提醒同学们，下面开始上课了。

2、点名，进一步强调课堂秩序的问题

复习旧课

强调上•节课的情况，对本节课的教学内容作出要求和强调

引入新课

在地图上，为了描述地形的高低，场用等势面来描述

§3.4等势面匀强电场中电场强度和电势差的关系

一、等势面.

同一等势面上任意两点间的电势差为零，所以在同一等势面上移动电荷时电场力

不做功.表明当电荷沿着等势面运动时，电场力始终与电荷的位移方f罐蠢宣，可见

电场线一定跟等势面直，即由电势高的等势面指向电势低的等势血.因而，我们可以

演绎出：单个点电荷形成的电场的等势面是隧点电荷为球心的一组球面，如图3.19(a)

所示；匀强电场中的等势面是垂直于电线的一组平面，如图3.19(b)所示.图中实线

表示电场线j谴蝮装杀等势面.这些等势面是按相两个等势面的电势差都相同的原则

画出来的.电场线较密(电场较强)的地方，等势面也较密，见等势面也能反映电场的

强弱，

在实践中，电势比较容易测量，根据测量得到的电势，就可画出等势血，所以，人们常用

等面来研究电场，先测绘出等势面的形状和分布，再根据电场线和等势面处处垂直这一特

点，绘出电场线的形状和分布.

二、匀强电场中电场强度和电势差的关系

匀强电场中，沿电场强度方向的两点间的电势差等于电场强度和这两点间距离的乘辣把h

式改写成孽式说明，在匀强电场中，电场强度在数值上等于沿奄场强度方向单位距离上的

龟势差.

图3.21

三、例题：

小结：

作业：

教学后记:

授课日期2010年9月19日（第5周星期一第5次课）审查人签名

教学

电容器和电容

课题§3.5

教

学

目1、理解电容器和电容的概念

的

2、掌握针对电容器和电容计算

教

学

重1、理解电容器和电容的概念

点

2、掌握针对电容器和电容计算

教

学

难1、理解电容器和电容的概念

点

2、掌握针对电容器和电容计算

教学授课

法

方讲授2学时

学时

无

教学内容为生程（按以下五个环节的顺序书写）

1、组织教学

2、复习旧课引入新课

3、讲授新课

4、巩固新课（课堂小节与课堂练习）

5、布置作业

组织教学

1、环顾教室，示意同学们不要讲话，提醒同学们，下面开始上课了。

2、点名，进一步强调课堂秩序的问题

复习旧课

强调上•节课的情况，对本节课的教学内容作出要求和强调

引入新课

在日常生活中，我们常用杯子盛水：用瓷碗盛饭，用碟予盛菜等.我们把这些盛物品

的用具期称为容器.那么，大家知道用什么容器可以储存电荷吗？

§3.5电容器和电容

一、电容器

1、人们把能容纳电荷的器具叫做电容器

人们把能容纳电荷的器具叫做电容器.世界上最早的电容器是荷兰莱顿大学的争学家

发明的，它是用一个盛有水的玻璃瓶制成的，所以人们把它叫做“莱顿瓶”.经过研究发

现任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体都可以看成是一个电容器，这两个导体称为电容

器的两个极.两个平行金属板，就可以组成一个最简单的电容器，叫做平行板电窖器.通

常在电容器两捌板间充以绝缘物质（电介质）.

2、使电容器两个极板分别带上等量异种电荷的过程叫做充电

使电容器两个极板分别带上等量异种电荷的过程叫做充电.充电时，把电容器的一个

极板与电源的正极相连

二、电容

1、我们把电容器的所带的荷量跟他两极板间的差值的比值

3、平行板电容器的电容:

平行板电容器的电容还跟极板间的电介质有关.如果我们保持两极板所带电荷量、距离及

对面积都不改变，而在极板间插人电介质，如图’3.”所示.由静电计可看出，电势差

减小，这表示电容增大.电容器极板间充满某种电介质时电容增大的倍数，叫做这种电介

质的相对介电常量.比

小结：

作业：

教学后记:

授课日期2010年9月20日（第5周星期三第6次课）审查人签名

教学

静电技术的应用和静电危害

课题§3.6

教

学

目1、理解静电的概念

的

2、掌握静电技术的应用和静电危害

教

学

重1、理解静电的概念

点

2、掌握静电技术的应用和静电危害

教

学

难1、理解静电的概念

点

2、掌握静电技术的应用和静电危害

教学授课

法

方讲授2学时

学时

无

教学内容为生程（按以下五个环节的顺序书写）

1、组织教学

2、复习旧课引入新课

3、讲授新课

4、巩固新课（课堂小节与课堂练习）

5、布置作业

组织教学

1、环顾教室，示意同学们不要讲话，提醒同学们，下面开始上课了。

2、点名，进一步强调课堂秩序的问题

复习旧课

强调上•节课的情况，对本节课的教学内容作出要求和强调

引入新课

静电现象与人类生产、生活密切联系.只有了解孚静电的性质，才能更好地利用它来

为人类造福，防止它产生危害.你知道生产和生活中我们应了哪些静电技术吗?静电又能

产生哪些危害呢?我们应该怎样预防呢？

§3.6静电技术的应用和静电危害

一、静电的应用

在静电场中的带电微粒，受到电场力的作用后要做定向运动.这种性质被广泛地应

用在工农业生产、科学实验、国防建设、季口日：常生褥，中.

二、静电除尘

以煤为燃料的工厂、电站，每天排出的烟尘带走大量的煤粉,不仅浪费燃料，而且

造成严重的环境污染.利用图31.30所示的静电除尘器可以消

除烟气中的煤粉?除尘器由金属管；A,和悬在管中的金属丝B组£

成，A接到高压电源的正极，B接到高压电源的负极.A、B之间点

有很强的电场，而且距B越近，电场越强.尽附近的空气分子被B

强电场电离为电子和正离子.正离子被吸引到B上后，得到电景自

又还原成空气分子.电子在趋向正极A的过程中，遇到烟气中的

煤粉，使煤粉带负.电，吸附到正极A上，排出的烟气就成为清；

洁的了.1

静电除尘也可用于粉尘较多的其他场所，以除去空气中对人’

们有害的微粒.静电除尘还可用来回收物资，如回收水泥粉尘等.手

另外，静电还广泛地应用于静电喷涂、静电植绒、静电复印’

等方面.设法使油漆的微粒带电，在电场力的作用下，油漆微粒七

飞向作为电极的工件，并沉积在工件表面上，完成油漆工件的任'

务.这就是静电喷涂.使绒毛圈带电，可以把绒毛植在涂?

3.30图3.30

有黏着剂的纺织物上，形成像刺绣似的纺织品.这就是静电植绒.

三、静电危害的防止

摩擦产生的静电，在生产、生活中会给人们带来很多麻烦，甚至造成危害.

印刷1一里，纸页之间的摩擦起电，会使纸页粘在一起，给印刷带来麻烦.印染厂

里，棉纱、毛线、人造纤维上的静电，会吸引空气中的尘埃，使印染质量下降.在制药生

产中，由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度.在电子计算机的机房中，人体带

电可能妨碍电子计算机的正常运行.在家庭中，带静电很多的人从电视机旁走过，会给电

视的图像和声音带来干扰.静电荷积累到一定程度，会产生火花放电.在地毯上行走的人,

与地毯摩擦而带的电如果足够多，他伸手去拉金属门把手时，手与金属把手间会产生火花

放电，严重时会使他痉挛.在空气中飞行的飞机，与空气摩擦而带的电在着陆过程中如果

没有导走i地勤人员接近机身时，人与飞机间会产生火花放电，严重时能将人击倒.静电

对现代高精密度、高灵敏度的电子设备颇有影响.带静电很多的人甚至可以使那些灵敏、

脆弱、小巧玲珑的电子器件因火花放电而被击穿，毁坏一部电子仪器.静电鳏最大危害是

电火花，它能点燃某些易燃物质而引起爆炸.例如，专门用来装汽油或柴油等液体燃料的

卡车，在灌油、运输过程中，燃油与油罐摩擦、撞击而产生的静电如果没有被及时导走，

积累到一定程度就会产生电火花.

小结：

作业：

教学后记：

授课日期2010年9月25日（第六周星期四第7次课）审查人签名

教学

课题习题课

教

学

目

的评讲作业

教

学

重

点评讲作业

教

学

难

点评讲作业

教学授课

法

方讲授2学时

学时

无

教学内容为生程（按以下五个环节的顺序书写）

1、组织教学

2、复习旧课引入新课

3、讲授新课

4、巩固新课（课堂小节与课堂练习）

5、布置作业

授课日期2010年9月27日（第六周星期一第8次课）审查人签名

教学

电阻定律超导

课题

教

学

目1、理解电阻定的原理

的

2、了解超导

教

学

重理解电阻定的原理

点

教

学

难理解电阻定的原理

点

授课

教学

讲授学时

方法2

学时

无

教学内容为生程（按以下五个环节的顺序书写）

1、组织教学

2、复习旧课引入新课

3、讲授新课

4、巩固新课（课堂小节与课堂练习）

5、布置作业

组织教学

1、环顾教室，示意同学们不要讲话，提醒同学们，下面开始上课了。

2、点名，进一步强调课堂秩序的问题

复习旧课

强调上节课的情况，对本节课的教学内容作出要求和强调

引入新课

在初中我们一经学习过直流电的初步知识，对电流、电压、电阻等概念和部分电路的

欧姆定律等规律有了初步了解.本章我们将在以前所学知识的基础上，以恒定电流为中心,

进一步分析讨论电路中影响电流大小的各种因素.

我们首先通过实验研究，归纳出电阻定律，加深对电阻概念的理解.接着引入了

电功、电功率等概念，并通过实验归纳出了焦耳定律，加深对电流做功的了解.然后讨论

电路中电阻的不同的连接方式对电流的大小的影响，加深对电阻的串联、并联规律的认

识.然后，引入电动势的概念，了解电源的作用.最后，把以上各部分知识综合起来，研

究整个电路中的电流的变化规律，演绎出全电路欧姆定律.

通过本章的学习，希望同学们：（1）了解超导的主要性质和特点，理解电功、电

功率、电动势、端电压等概念，理解电阻定律、焦耳定律、全电路欧姆定律、端电压与负

载电阻的关系，重点掌握串联电路的分压作用和并联电路的分流作用.（2）本章是全书的

重点内容，涉及规律较多，概念较难理解，电路复杂多变，同学们要勤于练习，加深对基

本概念和规律的认识，培养自己对较复杂姆物理问题进行具体分析，正确运用等效的方法

进行合理简化的能力.（3）要注意学习本章知识中蕴涵着的大量的科学方法，如在分析串、

并联电路利进行电表改装时，要学会运用等效的方法解决问题；通过归纳电阻定律、焦耳

定律的过程，加深对控制变量实验方法的理解；通过学习全电路欧姆定律的推导过程，学

会利翎能量守恒的思想和数学方法分析问题和解决问题.通过本章的学习，还要着重练习

运用分析与综合相结合的方法解决实际问题.

我们家中要安装空调时，可能需要为它装配一条专用电线.商店里有铜线，有铝线;

有粗的，有细的，如图4.1所示.

选购什么样的电线才合适呢？电阻是导体本身的利性质，当导体中有电流时，做定向

移动的电荷要频繁地与周围的离子、原子发生碰撞而受到阻碍作用.电阻就是反映导体对

电流阻碍作用的物理量，不同的导体电阻是不同的.那么，电阻的大小是由导体的哪些因

素决定的呢？

1、电阻定律由于电阻是在导体中产生的，我们猜想它可能与导体的长度、形状、

粗细、材料、温度等因素有关，通过实验发现，导体的电阻跟它的长度、横截面积、材料

及温度有关，而与其他的因素无关.因此，我们可以采取控制变量的实验方法来对它们进

行定量研究.

首先，我们采用材料相同、粗细相同但长短不同的导体，在同样的温度条件下测量

它们的电阻，研究电阻与导体长度的关系.实验发现导体的电阻与它的长度成正比，如果

用R表示导体的电阻，用Z表示它的长度，则可写成因此我们可以演绎出如下结论：假设

我们用某种材料做成1I'D-长、1m2粗的导体的电阻为R,则

2m长、1m2粗的这种导体的电阻为p•2；

3m长、1m2粗的这种导体的电阻为p・3；

菇m长、1m2粗的这种导体的电阻为p•戈.

其次，我们采用材料相同、长短相同但粗细不同的导体，在同样的温度条件下测

量它们的电阻，研究电阻与导体横截面积的关系.实验发现导体的电阻与它的横截面积成

反比，如果用R表示导体的电阻，用s表示它的横截面积，则可写成

RoC-T-

几种常用材料在20C时的电阻率

表4.1几种常用材料在20P时的电阻率

材料p/(。•m)材料p/(Q,m)

银1.6x10',钵铜4.4x10'7

铜1.7x10-,康铜5.0x10-7

.铝2.9x10-1银珞合金1.0x10'6

誓5.3x10_,电木10,0-10,4

铁LOxlO-7橡胶100~10,A

可以看出，金属和合金的电阻率都很小；而电木、橡胶的电阻率都很大.使用时，可

以根据需要，参照电阻率表选取合适的材料.例如，在输电、用电线路中，为了减小电阻

就要选用铜、铝材料做导线；而在用电器和电工用具的绝缘部分又要选用电木、橡胶等材

料制作.

各种材料的电阻率都随温度而变化.纯金属的电阻率随温度的升高而增大.电阻温度计

就是利用金属的这种特性制成的，可以用来测量很高的温度.精密的电阻温度计是用伯做

的，已知销丝的电阻随温度的变化情况，测出伯丝的电阻就可以知道温度.有些合金如镒

铜和康铜合金，电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻.

［例题］一条康铜丝，横截面积|s=0.20mm2,长z=2.44m,在它的两端加上电压u：

o.60v时，通过它的电流，=0.10A,求这种康铜丝的电阻率.

分析本题要求电阻率P，我们首先应联想到包含这个物理量的公式：电阻定律R=p+,

由此公式可知，必须知道R,z,Js,才能求出p.题目中现已知道了两个物理量s,z,所

以，要首先求出电阻R才可解决问题，电阻R可以利用题目中给出的电压u和电流，运用

欧姆定律求出.解题时，按分析顺序倒推回去即可.

说明本题我们运用的解题方法叫分析法.分析法解题的思路是从待求量人手，根据题

意和已知条件，选定计算待求量的公式（原始公式），公式中往往仍含有若干未知量，再根

据物体的运动状态及状态的变化和有关物理规律写出这些未知量的计算公式，直到完全与

已知量挂起钩来.这种解题方法也叫倒推法.

这种解题方法比较容易掌握，就像顺藤摸瓜，是初学者的一种主要的解题方法.

超导1911年，荷兰科学家昂内斯用液氮冷却水银，当温度下降到4.2K时发现水银

的电阻完全消失，这种现象称为超导电性.具有超导电性的材料叫做超导体.1933年，迈

斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失

的同时，磁感应线将从超导体中排出，不能通过超导体，这种现象称为抗磁性.图4.2

中上面悬浮的物体是磁铁，下面的是超导体.

超导电性和抗磁性是超导体的两个重要特性.使超导体电阻为零的温度，叫超导的临界

温度.经过科学家们数十年的努力，超导材料的磁电障碍已被跨越，下一个难关是突破温

度障碍，即寻求高温超导材料.

小结：

作业：

教学后记：

授课日期2010年10月11日（第七周星期三第9次课）审查人签名

教学

电功电功率焦耳定律

课题

教

学

目1、理解电功电功率焦耳定律的原理

的

2、会计算电功电功率焦耳定律

教

学

重1、理解电功电功率焦耳定律的原理

点

2、会计算电功电功率焦耳定律

教

学

难1、理解电功电功率焦耳定律的原理

点

2、会计算电功电功率焦耳定律

教学授课

法

方讲授2学时

学时

无

教学内容为生程（按以下五个环节的顺序书写）

1、组织教学

2、复习旧课引入新课

3、讲授新课

4、巩固新课（课堂小节与课堂练习）

5、布置作业

组织教学

1、环顾教室，示意同学们不要讲话，提醒同学们，下面开始上课了。

2、点名，进一步强调课堂秩序的问题

复习旧课

强调上一节课的情况，对本节课的教学内容作出要求和强调

引入新课

我们已经知道，功是能量转化的量度，电流做功的过程实际上就是电能转化成其他形

式能的过程.例如，电流通过电炉时，电能转化为热力学能；电流通过电动机时，绝大部

分电能转化为机械能，小部分电能转化为热力学能；电流通过电解槽时，电能转化为化学

能和热力学能.电流做功消耗的电能是由电源供给的.电流流过电路时做了多少功，电源

就提供了多少电能.所以，本节开始提到的电表显示的就是我们家庭消耗的电能.

电功率为了表示电流通过某段电路做功的快慢程度，我们用比值定义法定义一个

新的物理量.电流所做的功跟完成这些功所用时间的比值叫做电功率，通常用P表示.即

将彤=跳代入上式，可得可见，一段电路上的电功率等于这段电路两端的

电压和电路中的电流的乘积.

在国际单位制中，电功率的单位是w(瓦)：1W=1J/s=lV-A

一般用电器铭牌上标明的电功率和电压，是它的额定功率和额定电压，如图4.5

所示.用电器只有以额定电压工作时才能达到额定功率.如果把用电器接到高于它的额定

电压的电路上，用电器消耗的电功率会超过它的额定功率，就有被烧坏的危险；而接到低

于它的额定电压的电路匕它消耗的实际功率就比额定功率小.所以，在把用电器接

人电路之前，必须注意电路实际电压与用电器的额定电压是否一致.

焦耳定律电流通过导体时，导体要发热，这就是电流的热效应.英国物理学家

焦耳(1818—1889)通过控制变量的实验方法，总结出电流通过导体时产生的热量跟电流、

电阻和通电时间的关系.

焦耳先后用等长而粗细不同的铜丝、铁丝等金属导线，通以一定强度的电流，测

量放出的热量.得到的一系列结果证实：“当一种已知量的电流在已知时间内通过-金属

导体时，无论该金属导体的长度、粗细、形状或种类如何，其放出的热量总是与它的电阻

成正比例.”

接着焦耳又让不同强度的电流通过同一铜丝线圈，测量放出的不同热量，从而又

得到：“当电流沿金属导体传递时，其在某一已知时间内所放出的热量，与电流的平方成

正比.”

最后焦耳让相同强度的电流通过同一铜丝线圈，随通电的时间的不同，测量放出

的热量，结J果又得到：“当电流以一定的强度在同一金属导体中传递时，其放出的热量

与通电时间成正比.”

人们通过这个控制变量的实验归纳出这样的结论：电流通过导体时产生的热量，等于

电流的平方、导体的电阻和通电时间三者的乘积.这就是焦耳定律.上式中，Q表示热

如果电路中只含有电阻，即纯电阻电路，由于u=胭，因此，Q=,2m=咖.这就是

说，电流所做的功抛跟它所产生的热量，2m是相等的.

如果不是纯电阻电路，电路中还包括电动机、电解槽等用电器，那么，电能除有一部

分转化为热力学能外，还要转化为机械能和化学能.这时电功仍然等于Ult,产生的热量

仍然等于但是，电流所做的功不等于它所产生的热量，而是大于它所产生的热量.在这种

情况下，就不能再用，2m或告£来计算电功.

［例题1］有一个额定值为“Ikw,220V”的电炉，正常工作时的工作电流是多

大?如果不考虑温度对电阻的影晌，把它接在110V的电压上，它消耗的功率将是多少？

分析通常题目中给定一个已知额定功率、额定电压的用电器，实际上它若不在额

定电压下工作，就不能消耗额定功率，当然通过它的电流也不是额定电流，但它的电阻值

是固定的.我们可以根据额定功率、额定电压计算出它的电阻值，然后把它当作一个纯电

阻进行计算.

本题中已知电炉的额定功率、额定电压，可以由电功率的定义式求解正常工作时

的电流.如果把电炉接在110V的电压上，就应先计算它的电阻值，然后计算它消耗的实

际功率.

解根据电功率公式可得正常工作时的工作电流为

小结：

作业：

教学后记：

授课日期2010年10月13日（第八周星期一第10次课）审查人签名

教学

串联电路的分压作用

课题

教

学

目

的理解串联电路的分压原理

教

学

重

点理解串联电路的分压原理

教

学

难

点理解串联电路的分压原理

教学授课

法

方讲授2学时

学时

无

教学内容为生程（按以下五个环节的顺序书写）

1、组织教学

2、复习旧课引入新课

3、讲授新课

4、巩固新课（课堂小节与课堂练习）

5、布置作业

利用欧姆定律，可以由上面的两个公式演绎出串联电路的几个重要性质.

1.串联电路的总电阻

如果把串联电路中的n个电阻用一个电阻R来代替，并使得在相同的电压下，通

过电路的电流跟原来相同.那么，我们就把电阻R叫做串联电路的等效电阻或总电阻.如

图4.6所示.

把式(4.6)中的两个公式相除，可以得到

有儿个电阻串联，则

尺=口1+口2+…+尺。

即，串联电路的总电阻等于各个电阻之和.

电阻串联，相当于导体的长度增大，由电阻定律可知，串联后的总电阻增加.

2.串联电路的电压分配在串联电路中，

这表明，串联电路中各个电阻两端的电压跟它的电阻值成正比.即电阻的阻值越

大，电阻两端的电压也越大.

3.串联电路的功率分配

根据P=,2R,每个电阻所消耗的功率

上式表明，串联电路中各个电阻所消耗的功率与它的电阻值成正比.

串联电路的分压作用在串联电路中，总电压被分配到各个电阻上.阻值大的电

阻分得的电压大；阻值小的电阻分得的电压小.所以串联电路又叫做分压电路，串联电路

的这种作用叫做分压作用.分压电路在生产、生活、科技和实验中有广泛的用途.

现在当你碰到本节开头的情况时，知道该怎么办了吧？

A/|P

U??[]-----------0C

BUn

6--------------------OD

图4.7

如图4.7所示，是用滑动变阻器接成的分压器，它可以得到一定数值范围内连续

变化的电压.图中，滑动变阻器的两个固定端A、B接在电源上，其中一个固定端和滑动

片P跟用电器或工作电路的c、D两端相连.

电学仪表中常应用串联电路的分压作用来扩大电压表的量程.通常，电压表都是利用

电流表改装的，由于电流表本身的电阻很小，所能承受的电压也很小，无法直接测量较大

的电压，必须进行改装后才能扩大它的量程.怎么改装呢?根据串联电路的分压原理，我

们在电流表上串联一个分压电阻，让这个电阻分担一部分电压，这样，电流表和分压电阻

•起就成为一个能够测量较大电压的电压表了.

如图4.8所示，电流表的电阻为R。，指针偏转到最大刻度时的电流（又叫满偏

电流）为，。，电流表所能承受的电压为u。，要把它改装成量程为u的电压表，应

串联多大的分压电阻？我们设需要串联的分压电阻为R,根据串联电路

的分压作用，列方程图4.8

U=U。+UR=Jg（Rg+R）

则可解出分压电阻等〜。

我们用一个小量程的电压表（或电流表）与个阻值适当的电阻串联后，改装成的

电压表（图4.8中虚线所围部分）等效于一个大量程的电压表，它们在测量电压方面是等

效的.

[例题1]一个量程为10V,内阻为5.OkQ的电压表，要把它的量程扩大到50

V,应该串联一个多大的电阻？

分析首先，我们由电压表的量程u。及其内阻R。，运用欧姆定律，可计算出

通过电压表的满偏电流，。，这个电流就是通过分压电阻的电流.然后由电压表的量程u。

和要改装的电压表的量程u相比较，可求得分压电阻必须分担的电压u。.然后结合分压

电阻的电流，v,再运用欧姆定律就可以求出分压电阻的大小.

解根据欧姆定律，电压表满偏时的电流值，，为

设应串联的电阻为R,由串联电路的分压作用可知，该电阻应分担的电压值是

再根据欧姆定律，可得分压电阻的阻值

说明本题运用的方法叫综合法.综合法解题的思路是从已知量人手，根据题

意建立起已知量与未知量之间的关系式.对于比较复杂的问题，已知量与未知量之间很难

找到一个直接的关系式.这时就要根据题目给出的物理变化的每一步骤，选择一些适当的

中间量和中间关系式，逐步完成从已知量向未知量的过渡.

综合法要求解题者在解题过程中时刻要明确解题目标，始终向着这个目标思考、

探索，做到胸有成竹.这个方法对解题者的要求较高，需要经过长期的训练才能掌握.：

小结

作业：

教学后记:

授课日期2010年10月18日（第八周星期三第11次课）审查人签名

教学

并联电路的分流作用

课题

教

学

目

的理解并联电路的分流原理

教

学

重

点理解并联电路的分流原理

教

学

难

点理解并联电路的分流原理

教学授课

法

方讲授2学时

学时

无

教学内容为生程（按以下五个环节的顺序书写）

1、组织教学

2、复习旧课引入新课

3、讲授新课

4、巩固新课（课堂小节与课堂练习）

5、布置作业

当一条大河的上游地区连降大雨，河水水位长时间超过警戒水位，河堤随时都有决U

的危险时，人们往往采取分洪的措施，让河水从另一条河道流出，以减轻主河道的泄洪压

力.当一条电路上的电流过大，用电器承受不了时，人们也常常采用分流的办法来解决这

个问题.

并联电路把几个电阻的一端连在一起，另一端也连在一起并接到电源上，这样组

成的电路叫做并联电路，如图4.10所示.

卜U-|

图4.10

圈4.10

通过实验我们可以归纳出并联电路的基本特点是：总电压与各支路两端的电压相

等；电路中的总电流等于各支路的电流之和.

由上面的两个公式，利用欧姆定律，经过数学推导，可以演绎出并联电路的几个

重要性质.

1.并联电路的总电阻

如果把并联电路中的n个电阻用一个电阻R来代替，并把它连在两个公共接点上,

在相同的电压下，通过主电路的电流跟原来的相同.那么，我们就把电阻R叫做并联电路

的等效电阻或总电阻.如图4.10所示.

这就是说，并联电路的总电阻的倒数，等于各个电阻的倒数之和.电阻并联，相

当于把导体的横截面积增大，由电阻定律可知，并联后的总电阻减小.

2.并联电路的电流分配

在并联电路中，各支路两端的电压相等，根据欧姆定律，

这表明，并联电路中，通过各电阻的电流与它的电阻值成反比.即电阻的阻值越大，

通过它的电流越小.

3.并联电路的功率分配

也就是说，并联电路中，各个电阻消耗的功率与它的阻值成反比.EgN雕Jtft值

越大，消耗的功率反而越小.

并联电路的分流作用正像在串联电路中各个串联电阻可以分担一部分电压一

样，在并联电路中各个并联电阻可以分担一部分电流.并联电阻的这种作用叫做分流作用，

作这种用途的电阻又叫分流电阻.并联电路分流作,E1雕JH途很多.例如，当电路中的

电流超过某元件或用电器所允许通过的电流时，就可以给它并联一个阻值适当的分流电阻

以减少通过它的电流.

电流表量程的扩大就是并联电路的分流作用的应用实例之一.电流表能够测量的电

流一般很小（不超过毫安级）.为了扩大它的量程，以达到可以测量较大电流的目的，就要

给电流表并联一个阻值较小的分流电阻，这样，就可以把电流表改装成较大量程的电流表

了.

为改装后所能测量的电流。为电流表的满偏电流，尺。为电流表的电阻，尺为分流

电阻，根据并联电路的性质，我们用一一个小量程的电流表与一个阻值适当的电阻并联后

就等效于一个大量程的电流表，如图4.11中虚线框内部分所示.改装后的电流表与大量

程的电流表在测量电流方面是等效的.

［例题1］电阻Ro=1000Q,满偏电流lg=100斗A的电流表要改装成量程为1A

的电流表，需要并联多大的分流电阻？

分析要把量程为100斗A的微安表改装成量程为1A的电流表，需要进行分流，分

流就要利用并联电路.本题已知电流表满偏时的电流。和扩大量程后的电流，那么，通过

分流电阻的

小结：

作业：

教学后记：

授课日期2010年10月20日（第八周星期三第12次课）审查人签名

教学

电动势

课题

教

学

目

的理解电动势的分流原理及概念

教

学

重

点理解电动势的分流原理及概念

教

学

难

点理解电动势的分流原理及概念

教学授课

学时

方法讲授2

学时

无

教学内容为生程（按以下五个环节的顺序书写）

1、组织教学

2、复习旧课引入新课

3、讲授新课

4、巩固新课（课堂小节与课堂练习）

5、布置作业

我们在商店中经常会看到各种各样的电池，如图4.15所示，有的标有1.5V,也有的

标有3V,6V或9V,

等等.你知道这些数值说明了电池的什么性质吗？闪电发生时，强大的电流使天空发

生耀眼的闪光，但它只能持续很短的时间，而手电筒中的小灯泡在按下开关后，却能长时

间地发光.这是为什么？要使导体中有电流持续通过，必须使导体的两端保持一定的电

压.电路中的电源就是起这种作用的.电动势在如图4.16所示电路中，虚线框内的是

电源，R是用电器，ARB电路因在电源之外而称为外电路，电源内部的电路称为内电路.电

源有两个极，其中电势较高的极叫正极，电势较低的极叫负极.

电路接通后，正电荷从电势较高的正极经外电路向电势较低的负极移动，到达负极后

与负极上的负电荷中和，因此，正、负极上的正、负电荷同时减少.如果不及时把正电荷

从负极移到正极，电路两端的电压将逐渐变为零，电路中的电流将停止.电源的作用就是

将到达负极的正电荷送回正极.然而这个任务不可能由静电力来完成.在静电力作用图

4.16下，正电荷从高电势的正极向低电势的负极移动.这里我们可以把电流与水流相类

比，我们都知道从山顶流下来的水不会凭借自身重力再流到山顶，而要通过水泵被抽上山

顶.所以，电源就必须能够提供除静电力以外的其他种类的力，称为非静电力，把正电荷

从负极送到正极，维持正、负极间有一定的电压，从而维持电路中的电流.

非静电力是由电源的种类决定的，不同种类的电源，形成非静电力的原因不同，如化

学电池中的非静电力来源于化学作用，发电机中的非静电力则来自电磁作用.电源中的非

静电力将正电荷q从电源负极经内电路移送到正极，要反抗电场力做功，电荷的电势能将

增大，这实际上是将其他形式的能（如化学电池中的化学能，发电机中的机械能等）转化为

电能的过程.非静电力做多少功，被移送的电荷就获得多少电能.因此，也可以说电源就

是把其他形式的能转化为电能的装置，电池、发电机就是最常见的电源.

为了表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小，我们再利用比值定义法引入

一个新的物理量.人们把非静电力移送正电荷从电源负极经内电路到正极做的功形韭跟被

移送的电荷量q的比值，叫做电源的电动势，用E表示

非静电力把单位正电荷从电源负极经内电路移送到正极做的功越多，电源的电动势越

大.电动势的大小是由电源本身的构造决定的，与非静电力做功形非及移送电荷g无关.

形非和q的si单位分别为J和c,E的si单位跟电压的相同，都是V.