2019-2020年高中物理 全章恒定電流（復(fù)習(xí)課）教案 人教版二冊(cè).doc

2019-2020年高中物理 全章恒定電流（復(fù)習(xí)課）教案 人教版二冊(cè)知 識(shí) 結(jié) 構(gòu)重點(diǎn)和難點(diǎn)一、部分電路歐姆定律1部分電路歐姆定律的內(nèi)容導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比公式表示為：2歐姆定律是實(shí)驗(yàn)定律本定律通過(guò)探索性實(shí)驗(yàn)得到電流I和電壓U之間的關(guān)系，其關(guān)系也可以用I-U圖像表示出來(lái)（如圖1）對(duì)于給定的金屬導(dǎo)體，比值為一恒定值，對(duì)于不同的導(dǎo)體，比值反映對(duì)電流的阻礙作用，所以把比值定義為導(dǎo)體的電阻R3幾個(gè)公式的含義公式是歐姆定律，公式習(xí)慣上也稱為歐姆定律而公式是電阻的定義式，它表明了一種量度電阻的方法，絕不可以錯(cuò)誤地認(rèn)為“電阻跟電壓成正比，跟電流成反比”，或認(rèn)為“既然電阻是表示導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用的物理量，所以導(dǎo)體中沒(méi)有電流時(shí)導(dǎo)體就不存在電阻”一定要明確公式的物理意義，不能不講條件地說(shuō)量與量之間的關(guān)系4會(huì)應(yīng)用歐姆定律分析和解決問(wèn)題歐姆定律是解決電路問(wèn)題的基礎(chǔ)用部分電路歐姆定律解決問(wèn)題無(wú)非牽涉U、I、R三個(gè)量之間的關(guān)系，解決問(wèn)題時(shí)，第一要注意三個(gè)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這三個(gè)量一定屬于同一段純電阻電路，且這段電路中一定不含有電動(dòng)勢(shì)；第二要注意研究問(wèn)題的過(guò)程中哪個(gè)量不變，另外兩個(gè)量誰(shuí)隨誰(shuí)變，怎么變，找不到不變量，就無(wú)法確定電路中各量如何變化5知道歐姆定律的適用范圍歐姆定律是在金屬導(dǎo)電的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的，對(duì)于電解液導(dǎo)電也適用，但對(duì)于氣體導(dǎo)電和半導(dǎo)體導(dǎo)電就不適用了二、電阻定律導(dǎo)體的電阻是由它本身的性質(zhì)決定的金屬導(dǎo)體的電阻由它本身的長(zhǎng)度l、橫截面積S、所用材料和溫度決定在溫度一定時(shí)，金屬導(dǎo)體的電阻跟它的長(zhǎng)度l成正比，跟它的橫截面積S成反比，用公式表示為：這就是電阻定律，式中叫做導(dǎo)體的電阻率，由導(dǎo)體的材料決定注意：1物質(zhì)的電阻率與溫度有關(guān)，實(shí)驗(yàn)表明，溫度越高，金屬的電阻率就越大，因此，金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大例如，白熾燈泡點(diǎn)亮?xí)r的燈絲電阻比不通電時(shí)要大很多倍，因?yàn)闊襞蔹c(diǎn)亮后，燈絲溫度升高，電阻率增大，電阻也隨之增大2導(dǎo)體的電阻由式定義，也可以利用其測(cè)量，但并不是由U和I決定的，而是由電阻定律決定的，即導(dǎo)體本身的性質(zhì)決定的三、電功、電熱、電功率1為了更清楚地看出各概念之間區(qū)別與聯(lián)系，列表如下：電功W電熱Q電功率P物理意義電流通過(guò)電路時(shí)，即在電場(chǎng)力的作用下電荷定向移動(dòng)所做的功電流通過(guò)導(dǎo)體電阻時(shí)所產(chǎn)生的熱表征電流做功快慢的物理量，即電流的功與做功所用時(shí)間之比能量轉(zhuǎn)化情況消耗的電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能（如機(jī)械能、內(nèi)能、化學(xué)能等）消耗的電能只轉(zhuǎn)化為電能表達(dá)式任何電路WqU=IUtQ=I2Rt（焦耳定律）PUI純電阻電路WQUItI2RtP2電功和電熱不相等的原因由前面的表格，我們看到，只有在純電阻電路中才有電功等于電熱，而一般情況電路中電功和電熱不相等這是因?yàn)?，我們使用用電器，相?dāng)多的情況是需要其提供其它形式的能量如電動(dòng)機(jī)，消耗電能是需要讓其提供機(jī)械能，如果電功等于電熱，即消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)線圈電阻的內(nèi)能，電動(dòng)機(jī)就不可能轉(zhuǎn)起來(lái)，就無(wú)從提供機(jī)械能了因而一般的電路中電功一定大于電熱，從而為電路提供除內(nèi)能之外的其它能量但無(wú)論什么電路，原則上一定要有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因?yàn)槿魏坞娐吩瓌t上都存在電阻所以電路中的能量關(guān)系為：，只有在純電阻電路中W = Q3額定電壓與實(shí)際電壓、額定功率與實(shí)際功率額定電壓指用電器正常工作時(shí)的電壓，這時(shí)用電器消耗的功率為額定功率但有時(shí)加在用電器上的電壓不等于額定電壓，這時(shí)用電器不能正常工作，這時(shí)加在用電器上的電壓就稱之為實(shí)際電壓，這時(shí)用電器消耗的功率為實(shí)際功率要注意，在一些問(wèn)題中“額定”和“實(shí)際”往往不相等四、閉合電路歐姆定律1意義：描述了包括電源在內(nèi)的全電路中，電流強(qiáng)度I與電動(dòng)勢(shì)E、全電路中內(nèi)電阻r與外電阻R之間的關(guān)系公式為：常用的表達(dá)式還有：E=IR+Ir=U+UU=E-Ir2電動(dòng)勢(shì)與路端電壓的比較：電動(dòng)勢(shì)E路端電壓U物理意義反映電源內(nèi)部非靜電力把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的情況反映電路中電場(chǎng)力做功把電能轉(zhuǎn)化成為其它形式能的情況定義式EW為電源的非電力把正電荷從電源內(nèi)由負(fù)極移動(dòng)到正極所的功UW為電場(chǎng)力把正電荷從電源外部由正極移動(dòng)負(fù)極所做的功量度式EIRIr=UUIR測(cè)量運(yùn)用閉合電路歐姆定律間接測(cè)量用電壓表直接測(cè)量決定因素只與電源性質(zhì)有關(guān)與電源和電路中的用電器有關(guān)特殊情況當(dāng)電源斷路時(shí)路端電壓U等于電動(dòng)勢(shì)E3路端電壓U隨外電阻R變化的討論電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻是由電源本身的性質(zhì)決定的，不隨外電路電阻的變化而變化，而電流、路端電壓是隨著外電路電阻的變化而變化的 U=E-Ir 當(dāng)外電路斷路時(shí)，當(dāng)外電路短路時(shí)，路端電壓隨電流變化的圖線（U-I圖線）如圖2所示由U=E-Ir可知，圖線縱軸截距等于電源電動(dòng)勢(shì)E，若坐標(biāo)原點(diǎn)為（0，0），則橫軸截距為短路電流，圖線斜率的絕對(duì)值等于電源的內(nèi)電阻，即在解決路端電壓隨外電阻的變化問(wèn)題時(shí)，由于E、r不變，先由式判斷外電阻R變化時(shí)電流I如何變化，再由式判斷I變化時(shí)路端電壓U如何變化，因?yàn)樵?、式中除E和r都還分別有兩個(gè)變量，式中是外電阻R和電流I，式中是電流I和路端電壓U，這樣可以討論一個(gè)量隨另外一個(gè)量的變化有的同學(xué)試圖用公式來(lái)討論路端電壓隨外電阻的變化問(wèn)題，但由于當(dāng)外電阻R發(fā)生變化時(shí)電流I也發(fā)生變化，因此無(wú)法討論路端電壓U的變化情況如外電阻R增大時(shí)，電流I減小，其乘積的變化無(wú)從判斷4 閉合電路中的幾種電功率由于在閉合電路中內(nèi)、外電路中的電流都相等，因此由E=U+U可以得到：IE=IU+IU 或 式中IEt是電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成的電能，IUt是電源輸出的電能，即外電路消耗的電能，是電源內(nèi)電阻上消耗的電能，等于，即內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱與之相對(duì)應(yīng)，IE是電源的總功率，IU是電源輸出的電功率， 是內(nèi)電阻上的焦耳熱功率一定要從能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)理解這幾個(gè)功率的意義五、伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻的原理是部分電路的歐姆定律（），測(cè)量電路可以有電流表外接和電流表內(nèi)接兩種方法，如圖3甲、乙兩圖由于電壓表和電流表內(nèi)阻的存在，兩種測(cè)量電路都存在著系統(tǒng)誤差甲圖中電流I甲的測(cè)量值大于通過(guò)電阻Rx上的電流，因此計(jì)算出的電阻值R甲小于電阻Rx的值乙圖中電壓U乙的測(cè)量值大于加在電阻Rx上的電壓，因此計(jì)算出的電阻值R乙大于電阻Rx的值為了減小測(cè)量誤差，可先將待測(cè)電阻Rx的粗略值與電壓表和電流表的內(nèi)阻值加以比較，當(dāng)Rx<< RV時(shí)，宜采用電流表外接法測(cè)量當(dāng)Rx>> RA 時(shí)，宜采用電流表內(nèi)接法測(cè)量例 題 精 選【例1】實(shí)驗(yàn)室用的小燈泡燈絲的I-U特性曲線可用以下哪個(gè)圖象來(lái)表示（考慮燈絲的電阻隨溫度的變化而變化）：分析：隨著電壓的升高，電流增大，燈絲的電功率將會(huì)增大，于是溫度升高，電阻率也將隨之增大，所以電阻增大，I-U曲線的斜率減小，選A?！纠?】某一電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電壓U1=10V時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載，因此不轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)電流為I1=2A。當(dāng)電壓為U2=36V時(shí)能帶動(dòng)負(fù)載正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)電流為I2=1A。求這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是多大？分析：電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)時(shí)為純電阻由歐姆定律得，這個(gè)電阻是不變的。電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸入的電功率為P電=U2I2=36W，內(nèi)部消耗的熱功率P熱=5W，所以機(jī)械功率P=31W 由這道例題可知：電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)電流較大，容易被燒壞，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電流反而較小。【例3】已知如圖，R1=6，R2=3，R3=4，則接入電路后這三只電阻的實(shí)際功率之比為_(kāi)。分析：利用電流之比：I1I2I3=123 利用電壓之比：U1U2U3=112 在此基礎(chǔ)上利用P=UI，得P1P2P3=126【例4】如圖所示電路中，電阻R1=8。當(dāng)電鍵K斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為5.7V，電流表的示數(shù)為0.75A，電源總功率是9W；當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V。若電鍵斷開(kāi)和閉合時(shí)電源內(nèi)部損耗的電功率之比是9：16。求電源的電動(dòng)勢(shì)和電阻R2、R3。解析：K斷開(kāi)時(shí)，電流表示數(shù)是通過(guò)電源的電流值，設(shè)為I10.75A，則電源電動(dòng)勢(shì)=P總/I112V電壓表V1示數(shù)是R3、R4兩端總電壓，有R3R4U1/I1=7.6電源內(nèi)阻r=/I1(R1R3R4)=0.4K斷開(kāi)和閉合時(shí)，電路總電流之比I1：I2=34K閉合時(shí)電路總電流為I2=4I1/3=1A R4=U2/I2=4 R3=3.6根據(jù)=I2rI2R3R4R1R2/(R1R2) 解得R2=8。布置作業(yè)：完成課本166頁(yè)習(xí)題（A組）（8）、（10）和習(xí)題（B組）（2）