电场恒定电流磁场知识点带教案一(附经典例题解析)

电场、恒定电流、磁场知识点汇总（附经典例题解析）全国通用

（一）磁场知识点汇总

一、磁场

1.磁场是一种客观物质，存在于磁体和运动电荷（或电流）周围。

2.磁场（磁感应强度）的方向规定为磁场中小磁针N极的受力方向（磁感线的切线方向）。

3.磁场的基本性质是对放入其中的磁体、运动电荷（或电流）有力的作用。

二、磁感线

L磁感线是假想的，用来对磁场进行直观描述的曲线，它并不是客观存在的。

2.磁感线是闭合曲线!磁体的外沁极.,极

磁体的内部S极fN极

3.磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。

4.任何两条磁感线都不会相交，也不能相切。

三、安培定则是用来确定电流方向与磁场方向关系的法则

弯曲的四指代表!磁感线的环绕方向直线电渝

［电流的方向:环形电流或通电螺线管

四、安培分子电流假说揭示了磁现象的电本质，即磁体的磁场和电流的磁场一样，都是由电

荷的运动产生的。

五、几种常见磁场1.直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱

2.通电螺线管的磁场：管外磁感线分布与条形磁铁类似，管内为匀强磁场。

3.地磁场（与条形磁铁磁场类似）

⑴地磁场N极在地球南极附近，S极在地球北极附近。

地磁场B的水平分量总是从地球南极指向北极，而竖直分量南北相反，在南半球垂直地面向

上，在北半球垂直地面向下

⑵在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北。

⑶假如地磁场是由地球表面所带电荷产生，则地球表面所带电荷为负电荷（根据安培定则、

地磁场的方向与地球自转方向判断）。

六、磁感应强度：⑴定义式3=£（定义B时，⑵B为矢量，方向与磁场方向相

LI

同，并不是在该处电流的受力方向，运算时遵循矢量运算法则。

七、磁通量

1.定义一：6=BS,S是与磁场方向垂直的面积，即4>=BS「如果平面与磁场方向不垂直，

应把面积投影到与磁场垂直的方向上，求出投影面积臬

2.定义二：表示穿过某一面积磁感线条数

磁通量是标量，但有正、负，正、负号不代表方向，仅代表磁感线穿入或穿出。

当一个面有两个方向的磁感线穿过时，磁通量的计算应算''纯收入"，即6=@「d>2（巾।为

正向磁感线条数，巾2为反向磁感线条数。）

八、安培力大小

1.公式F=3L/sinO（。为B与I夹角）Fe[O,BLl]

九、2.通电导线与磁场方向垂直时，安培力最大F=B/L

3.通电导线平行于磁场方向时:安培力尸=0

4.B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度

5.式中的L为导线垂直于磁场方向的有效长度。例如「半径为r的半圆形导线与磁场B垂直

放置，导线的的等效长度为2r,安培力b=28"。

十、安培力的方向

1.方向由左手定则来判断。

2.安培力总是垂直于磁感应强度B和电流I所决定的平面，但B、I不一定要垂直。

十一、物体在安培力作用下运动方向的判定方法1.电流元分析法把整段电流等效分成很

多电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流

所受合力的方向，最后确定运动方向，注意一般取对称的电流元分析。[例题]如图所

示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流；沿纸面与直

导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用

下运动的情况是A.沿纸面逆时针转动B.沿纸面顺时针转动C.a端转向纸外，b端转向

纸里D.a端转向纸里，b端转向纸外a

2.等效分析法环形电流可以等效为小磁针（或条形磁铁），条形磁铁也可等I-I1

效成环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。3.利用结®-------®

论法⑴两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互，

b

排斥。⑵两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势。[例题]

如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的金属环M和N.当两环均

通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确[]

A.两环静止不动B.两环互相靠近C.两环互相远离D.两环同时向左运

动4.特殊位置分析法根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然

后推广到一般位置。

十二、通电导体在磁场重力场中的平衡与加速运动问题1.解题

思路：与力学平衡与加速运动问题完全相同，对物体进行正

确、全面的受力分析是解题关键，同时要注意受力分析时，

先;将立体图转换为平面图。2.分析通电导体在平行导轨上受

力的题目，主要应用：闭合电路欧姆定律、安培力公式

F=BIL、物体平衡条件等知识。

十三、洛伦兹力的大小1.当电荷速度方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力的大小F=

2.当v=（）时，尸=（）,即磁场对静止的电荷无作用力，磁场只对运动电荷有作用力，

这与电场对其中的静止电荷或运动电荷总有电场力的作用是不同的。3.当电荷运动方向

与磁场方向相同或相反，即u与8平行时，尸=0。4.当电荷运动方向与磁场方向夹

角为©时，洛伦兹力的大小/=4丫8sin9注意：⑴以上公式中的v应理解为电荷相

对于磁场的运动速度。⑵会推导洛伦兹力的公式。

十四、洛伦兹力的方向1.用左手定则来判断：让磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动的

方向（或负电荷运动方向的反方向），大拇指指向就是洛伦兹力的方向。2.无论u与B是

阴极/一、阳极

否垂直，洛伦兹力总是同时垂直于电荷运动方向与磁场方向。［例题］阴极射线是从阴

极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是.若在如图所示

的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将（填“向上”“向

下”“向里”“向外”）偏转.

十五、洛伦兹力的特点洛伦兹力的方向总与粒子运动的方向垂直，洛伦兹力只改变速度的

方向，不改变速度的大小，故洛伦兹力永不做功。

十六、安培力和洛伦兹力的关系安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观

实质。方向都由左手定则判断。洛伦兹力不做功，安培力可以做功。

十七、洛伦兹力作用下的运动当带电粒子垂直进入磁场时，洛伦兹力不做功，粒子做匀速

mv

圆周运动。由牛顿第二定律可得：qvB=­,所以—,粒子运动的周期

rqB

2m

r=—=—［例题］如图，MN是匀强磁场中的一

vqB

块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并Jv

穿过金属板，虚线表示其运动轨迹，由图知I：A、粒子带M>\>N

负电B、粒子运动方向是abcde**VJ/*

C、粒子运动方向是edcbaD、粒子在上半周所用时................

间比下半周所用时间长

十八、带电粒子在相互垂直的电场和磁场中的运动1.速度选择器⑴作用：可以把具有某

一特定速度的粒子选择出来。⑵粒子受力特点：同时受相反方向的

电场力和磁场力作用。广

⑶粒子匀速通过速度选择器的条件：电场力和洛伦兹力平衡：XXXX

qE=qvB,即速度大小只有满足u=1的粒子才能沿A,।

直线匀速通过。⑷速度选择器对正、负电荷均适用，带电tZv1

粒子能否匀速通过电、磁场与粒子所带电荷量、电性、粒B,'；'"।R

子的质量无关，仅取决于粒子的速度（不是速率）。⑸若।____________y

EE

丫>彳或丫<高，粒子都将偏离直线运动。⑹粒子若从右

DD

侧射入，则不可能匀速通过电磁场，这说明速度选择器不仅对速度大小有选择，而且对

速度方向也有选择。2.磁流体发电机⑴作用：可以把等离子体的内能直接转化为电能。

⑵原理：高速的等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而从

整体来说呈中性）喷射入磁场，在洛伦兹力作用下分别聚集在A板和B板，于是在板间

形成电场，当板间电场对电荷的作用力等于电荷所受洛伦兹力，两板间形成一定的电势

差，合上开关K后，就能对负载供电。⑶磁流体发电机的电动势：E=Bdv,推导:

U=Ed

当外电路断开时，电源电动势等于路端电压>=>E源=U=Bdv3.带电粒子

qvB=qE

初速度为零：带电粒子做曲线运动。［例题J设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸

面向里的匀强磁场（如图所示），已知一粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开

始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，则

+?

下列说法正确的是（）A.这粒子必带正电B.A和B点

位于同一高度C.粒子在C点时速度最大D.粒子到达B点后将沿原

曲线返回

十九、带电粒子在有界匀强磁场中的运动三个问题L圆心的确定：圆心一定

在与速度方向垂直的直线上，根据入射点和出射点的速度方向做出垂线，

交点即为圆心。2.半径的计算：一般是利用几何知识解直角三角形。3.带电粒子在有界

磁场中运动时间的确定：利用圆心角和弦切角的关系或四边形内角和等于360度或速度

的偏向角（带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向之间的夹角）等于圆弧

g

轨道所对的圆心角,再由公式'=五丁求运动时间。

二十、质谱仪质谱仪主要用于分析同位素，测定其质量、荷质

比.下图为一种常见的质谱仪，由粒子源、加速电场（U）、速0

度选择器（E、B,）和偏转磁场（BJ组成.若测得粒子在回旋中的

轨道直径为d,求粒子的荷质比.（2a=上2F一）［例题］如

mB［B2d

图15-6所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图.速度选

择器（也称滤速器）中场强6的方向竖直向下，磁感应强度5的方

向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度症的方向垂直纸面向外.在

S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于右和5入射到速度选

择器中，若如||=机乙<加丙=,V||,<u乙=丫丙<u丁，在不计

重力的情况下，则分别打在A、K、A、A四点的离子分别是（）

A.甲乙丙丁B.甲丁乙丙C.丙丁乙甲D.甲乙丁丙

二十一、回旋加速器1.工作原理磁场的作用：带电粒子以某一速度垂直磁场方向进入磁

场后，并在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其周期和速率、半径均无关（T=一不）,

qB

带电粒子每次进入D形盒都运动相等的时间（半个周期）后平行电场方向进入电场中加

速。交流电压：为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在

狭缝处加一个周期与带电粒子在D形盒中运动周期相同的交变电压。2.带电粒子的最终

能量当带电粒子的速度最大时，其运动半径也最大，由「=竺，得丫=迎。若D形

qBm

R2R2

盒的半径为R,则带电粒子的最终动能E,“=1

IIIC

2m

注意：⑴带电粒子的最终能量与加速电压无关，只与磁感应强度B和D形盒半径有关。

⑵带电粒子在电场中加速时间可忽略不计，两D形盒间电势差正、负变化的周期应和粒

子圆周运动的周期相同。

二十二、带电粒子在复合场（电场、磁场、重力场）中的运动1.当带电粒子所受合力

为零时，将做匀速直线运动或静止状态。⑴洛伦兹力为零（即u与8

平行时），重力与电场力平衡，做匀速直线运动⑵洛伦兹力/与速度

u垂直且与重力和电场力的合力平衡，做匀速直线运动。［例题］如

图11-4-11

图11-4-11所示，在真空中，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里,

三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，已知a静止，8向右匀速运动，c向左匀速运动,

比较它们的质量应有（A.a油滴质量最大B.方油滴质量最大C.c油滴质

量最大D.a、b、c质量一样2.当带电粒子所受合力充当向心力，带电粒子做匀

速圆周运动。

由于通常情况下，重力和电场力为恒力，故不能充当向心力，所以一般情况下是重力恰

好与电场力平衡，洛伦兹力充当向心力。3.如果受的合力不为零，但方向与速度在同一

直线上，粒子将做匀加速或匀减速直线运动（受重力、电场力、洛伦兹力和弹力）；如

果有杆或面束缚，做变加速直线运动（受重力、电场力、洛伦兹力、弹力和摩擦力）［例

题］如图所示，足够长的光滑三角形绝缘槽，与水平面的夹角分别为。和£（

加垂直于纸面向里的磁场.分别将质量相等、带等量正、负电荷的小球仄。依次从两

斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法正确的是（）A.在槽上，a、

XXXX

6两球都做匀加速直线运动，且a“>4

XX\x

B.在槽上，a、。两球都做变加速运动，但总有x-><---义一念

图11-4-5

C.a、6两球沿直线运动的最大位移是

D.a、b两球沿槽运动的时间为乙和th,则t（l<th

二十三、洛伦兹力多解问题L带电粒子电性不确定形成多解问题受洛伦兹力作用的带

电粒子，可能带正电，也可能带负电，在相同的初速度下，正负粒子在磁场中运动轨迹

不同，导致形成多解。

2.磁场方向不确定形成多解

3.临界状态不唯一形成多解

带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧形，它可能穿过

去，也可能转过180°从磁场的这边反向飞出，于是形成多解。

4.运动的重复性形成多解

带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，往往运动具有重复性，形成多解。

二十四、带电粒子在有界磁场中运动的极值问题，注意下列结论

1.刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动轨迹和边界相切

2.当速度一定时，弧长（或弦长）越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动时

间越长3.当速度大小变化时，圆心角越大，运动时间越长。

二十五、安培力瞬时作用问题当有电流通过导线时，导线中必有电荷的定向移动，若只

是在瞬间通过电流，由于时间极短，电流强度没法测量，但是我们可以用“间接法”测

量瞬间流过导体截面的电量，即利用动量定理和其它的规律或公式进行测量。

Amv

BLIt==BLQ=/^nv=Q=——

BL

二十六、电偏转和磁偏转

二十七、二级结论1.圆形磁场区域:带电粒子沿半径方向进入，则出磁场时速度方向必

过圆心

2.最小圆形磁场区域的计算：找到磁场边界的两点，以这两点的距离为直径的圆面积最

小

3.圆形磁场区域中飞行的带电粒子的最大偏转角为进入点和出点的连线刚好为磁场的

直径

4.带电粒子在匀强电场、匀强磁场和重力场中，如果做直线运动，一定做匀速直线运动。

如果做匀速圆周运动，重力和电场力一定平衡，只有洛仑兹力提供向心力。

5.电性相同的电荷在同一磁场中旋转时，旋转方向相同，与初速度方向无关。

第二章、恒定电流

第一节、导体中的电场和电流（1课时）

一、教学目标

（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。

（二）过程与方法

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。

（三）情感态度与价值观

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。

三、重点与难点：

重点：理解电源的形成过程及电流的产生。

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。

四、教学过程

（-）先对本章的知识体系及意图作简要的概述

（二）新课讲述一一第一节、导体中的电场和电流

1.电源：水池A

先分析课本图2。1-1说明该装置只能产生瞬间电流（从电势

差入手）抽水机

【问题】如何使电路中有持续电流？（让学生回答一电源）R

类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图2—1,水池A、B

的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，

从水池A运动到水池B。A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个

瞬时水流。

教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢？

让学生回答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B

中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。

归纳：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。（从能量的角度看，电源是一种能够

不断地把其他形式的能量转变为电能的装置）

2.导线中的电场：

结合课本图2。1-4分析导线中的电场的分布情况。

导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电

场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电

流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净

电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向

的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持

与导线平行，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。

通过“思考与讨论”让学生区分静电平衡和动态平衡。

恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。

3.电流（标量）

（1）概念：电荷的定向移动形成电流。

（2）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。

（3）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式：/=2

t

电流的微观表示：

取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速

率为V。设想在导体中取两个横截面B和C,横截面积为S,导体中每单位体积中的自由电

荷数为n,每个自由电荷带的电量为q,则t时间内通过横截面C的电量Q是多少？电流I

为多少？--引导学生推导

老师归纳：Q=nV=nvtSqI=Q/t=nvqS这就是电流的微观表示式。

（4）单位：安培（A）,1A=103mA=106HA

（5）电流的种类

①直流电：方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类：其

中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流；方向不随时间改变而大小随时间改变

的电流叫脉动直流电。

②交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。

【问题】如何用图象表示直流电和交流电？

分析课本例题（详见课本，这里略）

通过例题分析让学生把电流与导线内自由电子的定向移动的速率联系起来，同时说明定

向移动的速率和在导线中建立电场的速率是两个不同的概念。

（三）小结：对本节内容做简要小结

第二节、电动势（1课时）

一、教学目标

（-）知识与技能

1.理解电动势的的概念及定义式。知道电动势是表征电源特性的物理量。

2.从能量转化的角度理解电动势的物理意义。

（二）过程与方法

通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解。

（三）情感态度与价值观

了解生活中电池，感受现代科技的不断进步

二、重点与难点：

重点：电动势的的概念

难点：对电源内部非静电力做功的理解

三、教学过程：

（-）复习上课时内容

要点：电源、恒定电流的概念

（-）新课讲解——第二节、电动势

K问题在金属导体中电流的形成是什么？（自由电子）

2.在外电路中电流的方向？（从电源的正极流向负极）

3.电源是靠什么能力把负极的正电荷不断的搬运到正极以维持外电路中恒定的电流？

结合课本图2。2-1,讲述“非静电力”，

利用右图来类比，以帮助学生理解电路中的能量问题。当水火油A

由A池流入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少，转化为

其他式的能。而又由于A、B之间存在高度差，故欲使水能流回

到A池，应克服重力做功，即需要提供一个外力来实现该过程。

抽水机就是提供该外力的装置，使水克服重力做功，将其他形式

的能转化为水的重力势能。重力做功、克服重力做功以及重力势能与其他形式的能之间的相

互转化，学生易于理解和接受，在做此铺垫后，电源中的非静电力的存在及其作用也就易于

理解了。

两者相比，重力相当于电场力，重力做功相当于电场力做功，重力势能相当于电势能，

抽水机相当于电源。从而引出一

1.电源（更深层的含义）

（1）电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。

（2）非静电力在电源中所起的作用：是把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静

电力做功，将其他形式的能转化为电势能。

【注意】在不同的电源中，是不同形式的能量转化为电能。

再与抽水机类比说明：在不同的电源中非静电力做功的本领不同--引出

2.电动势

（1）定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。

（2）定义式：E^W/q

（3）单位：伏（V）

（4）物理意义：表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小。电动

势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。

【注意】：①电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外

电路无关。

②电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。

③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的

功。

3.电源（池）的几个重要参数

①电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。

②内阻（r）:电源内部的电阻。

③容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：A•h,mA•h.

【注意】：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。

（三）小结：对本节内容做简要小结

（四）巩固新课：1、复习课本内容

2、完成P46"问题与练习“：练习1-3

3.调查常用可充电电池：

建议全班分成若干个小组，对可充电电池进行调查，写出调查报

告，然后在全班交流和评比。

第三节、欧姆定律（2课时）

一、教学目标

（-）知识与技能

1、理解电阻的概念，明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定

2、要求学生理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题

3、知道导体的伏安特性曲线，知道什么是线性元件和非线性元件

（二）过程与方法

教学中应适当地向学生渗透一些研究物理的科学方法和分析的正确思路如通过

探索性实验去认识物理量之问的制约关系，用图象和图表的方法来处理数据、总结规

律，以及利用比值来定义物理量的方法等。

（三）情感态度与价值观

本节知识在实际中有广泛的应用，通过本节的学习培养学生联系实际的能力

二、重点：正确理解欧姆定律及其适应条件

三、难点：对电阻的定义的理解，对I-U图象的理解

四、教具：电流表、电压表、滑动变阻器、开关、电阻、导线、电池组、小灯泡等

五、教学过程：

（-）复习上课时内容

要点：电动势概念，电源的三个重耍参数

（-）新课讲解——第三节、欧姆定律

问题：电流强度与电压究竟有什么关系？这可利用实验来研究。

1、欧姆定律

演示：如图，方法按P46演示方案进行

闭合S后，移动滑动变阻器触头，记下触头在不同位置时

电压表和电流表读数。电压表测得的是导体R两端电压，电流

表测得的是通过导体R的电流，记录在下面表格中。

-u/v

I/A

把所得数据描绘在U-I直角坐标系中，确定U和I之间的函数

关系。

分析：这些点所在的图线包不包括原点？包括，因为当U=0时,

1=0。这些点所在图线是一条什么图线？过原点的斜直线。即同一金

属导体的U-I图象是一条过原点的直线。

把R换成与之不同的R,重复前面步骤，可得另一条不同的但过原点的斜直线。

结论：同一导体，不管电流、电压怎么样变化，电压跟电流的比值是一个常数。这个比值的

物理意义就是导体的电阻。引出-------

（1）、导体的电阻

①定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻。

②公式：R=U/I（定义式）

说明：A、对于给定导体，R一定，不存在R与U成正比，与I成反比的关系，R只跟

导体本身的性质有关

B、这个式子（定义）给出了测量电阻的方法一一伏安法。

C、电阻反映导体对电流的阻碍作用

③单位：欧姆，符号Q,且1Q=1V/A,常用单位：Q、k。、MQ

换算关系：lkQ=1（）3。1MQ=10%Q

（2）.欧姆定律

①定律内容：导体中电流强度跟它两端电压成正比，跟它的电阻成反比。

②公式：I=U/R

③适应范围：一是部分电路，二是金属导体、电解质溶液

2、导体的伏安特性曲线

（1）伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I,横坐标表示电压U,这样画出的I-U图象叫做

导体的伏安特性曲线。

（2）线性元件和非线性元件

线性元件：伏安特性曲线是通过原点的直线的电学元件。

非线性元件：伏安特性曲线是曲线，即电流与电压不成正比的电学元件。

3、分组实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线（第2课时）

按P48实验要求进行，电路改为分压电路

分发方格纸，让学生把实验数据列表，并在坐标纸中建立坐标系后做出图象

要求至少测6个点以上

【说一说】P48

（三）小结：对本节内容做简要小结

（四）巩固新课：1、复习课本内容

2、完成P48问题与练习：作业1、3,练习2。

第四节、串联电路和并联电路（2课时）

一、教学目标

（一）知识与技能

1.进一步学习电路的串联和并联，理解串、并联电路的电压关系、电流关系和电阻关

系，并能运用其解决有关关问题。

2.进而利用电路的串、并联规律分析电表改装的原理。

（二）过程与方法

通过复习、归纳、小结把知识系统化。

（三）情感态度与价值观

通过学习，学会在学习中灵活变通和运用。

三、重点与难点：

重点：教学重点是串、并联电路的规律。

难点：难点是电表的改装。

四、教学过程：

（-）复习上课时内容

要点：欧姆定律、电阻概念、导体的伏安特性曲线。

（-）新课讲解——第四节、串联电路和并联电路

1.串联电路和并联电路

先让学生回忆初中有关这方面（串、并联电路的规律）的问题，然后让学生自学，在此

基础上，让学生将串联和并联加以对比，学生容易理解和记忆。

老师点拨：一是要从理论上认识串、并联电路的规律，二是过程分析的不同，引入电势

来分析。从而让学生体会到高中和初中的区别，也能让学生易于理解和接受。

学生自己先推导有关结论，老师最后归纳小结得出结论：（并适当拓展）

（1）串联电路

①电路中各处的电流强度相等。…

②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和U=U,+U2+U^-

③串联电路的总电阻，等于各个电阻之和。R=R,+R2+R：,i

④电压分配：U/RFU/RZUMRI=U/R

⑤n个相同电池（E、r）串联：瓦=nEr„=nr

（2）并联电路

①并联电路中各支路两端的电压相等。U=5=UZ=UL

②电路中的总电流强度等于各支路电流强度之和。IF+&+I

③并联电路总电阻的倒数，等于各个电阻的倒数之和。

1/R=1/RI+1/R2+1/R；）+对两个电阻并联有：R=RR/（R,+R2）

④电流分配I1/I2=RI/R2L/I=R/R

⑤n个相同电池（E、r）并联：E„=Er„-r/n

再由学生讨论下列问题：

①几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一；

②若不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻；

③若某一支路的电阻增大，则总电阻也随之增大；

④若并联的支路增多时，总电阻将减小；

⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻。

另外应让学生明确：串联和并联的总电阻是串联和并联的等效电阻，电阻R的作用效果

与R、R?串联使用或并联使用时对电路的效果相同，如教材图2.4—3和2.4—4所示。分

析电路时要学会等效。

引导学生分析问题与练习：1题-------第1课时

2.电压表和电流表一一串、并联规律的应用

常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。

（1）表头G：

构造（从电路的角度看）：表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其他电阻的不同

仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。

原理：磁场对通电导线的作用P98（为后续知识做准备）

（2）描述表头的三个特征量（三个重要参数）④

①内阻Rg：表头的内阻。

②满偏电流Ig：电表指针偏转至最大角度时的电流（另介绍半偏电流）

③满偏电压Ug：电表指针偏转至最大角度时的电压，与满偏电流Ig的关系Ug=IgRg,因

而若已知电表的内阻Rg,则根据欧姆定律可把相应各点的电流值改写成电压值，即电流

表也是电压表，本质上并无差别，只是刻度盘的刻度不同而已。

通过对P52的“思考与讨论”加深这方面的认识。

（3）表头的改装和扩程（综合运用串、并联电路的规律和欧姆定律）

关于电表的改装要抓住问题的症结所在，即表头内线圈容许通过的最大电流（Ig）或允

许加的最大电压（Ug）是有限制的。

让学生讨论，推导出有关的公式：要测量较大的电压（或电流）怎么办?通过分析，学生

能提出利用电阻来分压（或分流）。然后提出：分压（或分流）电阻的阻值如何确定？

通过例1、2的分析、讲解使学生掌握计算分压电阻和分流电阻的方法--最后引导学生

自己归纳总结得出一般公式。

（三）小结：对本节内容做简要小结

第五节、焦耳定律（1课时）

一、教学目标

（~）知识与技能

1.理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。

2.了解电功和电热的关系。了解公式Q=『Rt（P=1R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。

3.知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。

4.能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。

（二）过程与方法

通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。

（=）情感态度与价值观

通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。

三、重点与难点：

重点：区别并掌握电功和电热的计算。

难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。

四、教学过程：

（-）复习上课时内容

要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用«

提出问题，引入新课

1.通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定

向移动的电荷做功吗？（做功，而且做正功）

2.电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子:

电能一机械能，如电动机。电能一内能，如电热器。电能一化学能，如电解槽。

本节课将重点研究电路中的能量问题。

（二）新课讲解——第五节、焦耳定律

1.电功和电功率

（1）.电功

定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。

用W表示。

实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式

能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。

【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的

能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。

在第一章里我们学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B,AB两

点间电势差为UAB,则电场力做功W=qLB。

对于一段导体而言，两端电势差为U,把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W=qU,

在导体中形成电流，且q=It,（在时间间隔t内搬运的电量为q,则通过导体截面电量为q,

I=q/t）,所以W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。

表达式：

【说明】：①表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电

流强度和通电时间成正比。

②适用条件：八〃不随时间变化一一恒定电流。

单位：焦耳（J）o1J=1V•A•s

（2）电功率

①定义：单位时间内电流所做的功

②表达式：?可〃=以（对任何电路都适用）②

上式表明：电流在一段电路上做功的功率P,和等于电流I跟这段电路两端电压U的乘

积。

③单位：为瓦特（W）«1W=1J/S

④额定功率和实际功率

额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定

功率。

实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率—实=/〃，U、/分别为用电器两端实

际电压和通过用电器的实际电流。

这里应强调说明：推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质，电功和电功率的

表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者，这里W=IUt是电场力做功，是

消耗的总电能，也是电能所转化的其他形式能量的总和。

电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。这就是电流的热效应，描述它的

定量规律是焦耳定律。

学生一般认为，W=IUt,又由欧姆定律，U=IR,所以得出W=「Rt,电流做这么多功，放

出热量Q=g『Rt。这里有一个错误，可让学生思考并找出来。

错在Q=W,何以见得电流做功全部转化为内能增量？有无可能同时转化为其他形式能？

英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律。

2.焦耳定律一一电流热效应

（1）焦耳定律

内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。

表达式：牛fR电

【说明】：对纯电阻电路（只含白炽灯、电炉等电热器的电路）中电流做功完全用于产生热,

电能转化为内能，故电功W等于电热Q；这时聆

（2）热功率：单位时间内的发热量。即©

【注意】②和④都是电流的功率的表达式，但物理意义不同。②对所有的电路都适用，而

④式只适用于纯电阻电路，对非纯电阻电路（含有电动机、电解槽的电路）不适用。

关于非纯电阻电路中的能量转化，电能除了转化为内能外，还转化为机械能、化学能

等。这时〃》么即aQ+E宾豆或夕空热+P其它、UI=F我P其它

引导学生分析P56例题（从能量转化和守恒入手）如图

再增补两个问题（1）电动机的效率.（2）若由于某种原因电

动机被卡住，这时电动机消耗的功率为多少？{Y）---------

最后通过“思考与讨论”以加深认识。注意，在非纯电阻电路,u,

中，欧姆定律已不适用。

（三）小结：对本节内容做简要小结。并比较RY和/'或的区别和联系，从能的转化与守

恒的角度解释纯电阻电路和非纯电阻电路中电功和电热的关系。在纯电阻电路中，电能全部

转化为电热，故电功（等于电热0；在非纯电阻电路中，电能的一部分转化为电热，另一部

分转化为其他形式的能（如机械能、化学能），故电功十大于电热0。

（四）巩固新课：

1、复习课本内容

2、完成P57问题与练习：作业2、4,练习1、3、5。建议在对1的证明后，把相应的结论

归入串、并联电路的规律中。

补充练习：某一用直流电动机提升重物的装置如上图所n

示，重物质量m=50kg,电源提供恒定电压U=110V,不计各处u=uo

u

摩擦，当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，

电路中电流强度I=5A,求电动机线圈电阻R（gGOm/l）。（4

Q）

期末复习

1.如图所示为伏安法测电阻的一种常用电路。以下分析正确的是<S)­

）­(Y>

A.此接法的测量值大于真实值

B.此接法的测量值小于真实值

C.此接法要求待测电阻值小于电流表内阻

D.开始实验时滑动变阻器滑动头P应处在最左端

II

2.在如图所示的电路中，£为电源电动势，r为电源内阻，

用和凡均为定值电阻，用为滑动变阻器。当用的滑动触点

在a端时合上开关S,此时三个电表Ai、A?和V的示数分

aRb

别为/,、心和心现将用的滑动触点向。端移动，则三个2

电表示数的变化情况是（)―--(Y>

A.A增大,心不变，〃增大

B.6减小,4增大，〃减小E

C.7.增大,心减小，〃增大

D.7；减小,心不变，〃减小

3.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图，在打开车灯的情况

下，电动机未启动时电流表读数为10A,电动机启动时电流表读

数为58A,若电源电动势为12.5V,内阻为0.05Q,电流表内

阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了（)

A.35.8WB.43.2W

C.48.2WD.76.8W

4.某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表的量程为0.6A,内阻约0.1Q；

电压表的量程为3V,内阻约6kQ；G为小量程电流表；电源电动势约3V,内阻较小，

下列电路中正确的是（)

描绘小灯泡（额定电压为2.5V）的伏安特性曲线测定电流表内阻

5.如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积8>SkS3,且“3”线圈在磁铁的正中

间。设各线圈中的磁通量依次为。卜©2、4>3则它们的大小关系是（）

A、<1)i>4>2>4>3B、

2

C、巾1<62<4>3D、<|>|<<|>2=4）3v.s

6.带电粒子（不计重力）可能所处的状态是（）-------

①在磁场中处于平衡状态②在电场中做匀速圆周运动

③在匀强磁场中做抛体运动④则在匀强电场中做匀速直线运动：

A、①②B、①③C、（2X3）D、②④

7.质量为m、带电量为q的小球，从倾角为。的光滑绝缘斜面上由静

止下滑，整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中，其磁感强度为B,1,•6/'•

如图所示。若带电小球下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说'•/**

法中正确的是（）X/•••

①小球带正电②小球在斜面上运动时做匀加速直线运动•;

③小球在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动

④则小球在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为mgcos。/Bq

A、①②③B、①©④C、①③④D、②③④

8.现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈4、线圈8、电流计及开关如下图连接.在开关闭

合、线圈4放在线圈8中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端尸向左加速滑动

时，电流计指针向右偏转.由此可以判断（）

A.线圈A向上移动或滑动变阻器的滑动端P勿

向右加速滑动都能引起电流计指针向左偏转———考

B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能hu（\P—

引起电流计指针向右偏转

c.滑动变阻器的滑动端p匀速向左或匀速向/JWu1\\.二^j

右滑动，都能使电流计指针静止在中央睁'\

D.因为线圈4、线圈6的绕线方向未知，故'7厂一J'

无法判断电流计指针偏转的方向

9.平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd,两棒用细线系住，匀强磁场的

正方向如图甲所示。而磁感应强度B随时间t的变化图线如图乙所示，不计a。、cd间电流

的相互作用，则细线中的张力（）

A.由0到t。时间内逐渐增大‘*xsxxV

B.由0到to时间内逐渐减小pXLXXJ-e。

C.由。到to时间内不变甲乙

D.由to到t时间内逐渐增大

10.如图所示电路中，从8是两个完全相同的灯泡，Z是一个理「

想电感线圈，当S闭合