2019-2020年高二物理恒定电流全章教案集

2019-2020年高二物理恒定电流全章教案集

[本章概述]

关于部分电路的知识初中已学过，本章在初中的基础上加以充实和提高。闭合电路是新知识，要求学生切实掌握。

本章可分为四个单元：

第一单元第一节至第四节讲述欧姆定律、电阻定律、电阻率，介绍半导体和超导现象。

第二单元第五节讲述电功和电功率。

第三单元第六节讲述闭合电路欧姆定律。

第四单元第七节讲述电流表和电压表以及电阻的测量。

§14.1 欧姆定律

一、[素质教育目标]

（一）知识教学点

1.理解产生电流的条件．

2.理解电流的概念和定义式I＝q／t，并能进行有关计算．

3.了解直流电和恒定电流的概念．

4.知道公式I＝nqvS，但不要求用此公式进行计算．

5.熟练掌握欧姆定律及其表达式I＝U／R，明确欧姆定律的适用范围，能用欧姆定律解决有关电路问题．

6.知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件．

7.知道电阻的定义及定义式R＝U／I

（二）能力训练点

1.培养学生应用欧姆定律分析、处理实际问题的能力．

2.培养学生重视实验、设计实验、根据实验分析、归纳物理规律的能力．

3.培养学生用公式法和图像法相结合的解决问题的能力．

（三）德育渗透点

1.分析电流的产生有其内因和外因，引导学生研究自然科学时要坚持辩证唯物主义观点．

2.欧姆定律由实验演绎得出，培养学生动手能力，培养学生严谨治学、务实求真的科学态度．

3.处理实验数据有列表法和图像法．而图像法直观形象，渗透数学思维，要培养学生尊重实验结果，尊重客观规律．

二、[重点、难点、疑点及解决办法]

1.重点：正确理解欧姆定律并能解决实际问题．

2.难点：电流概念的理解；电阻的伏安曲线．

3.疑点：对电阻定义式R＝U／I，有同学误解为电阻由电压和电流决定．

4.解决办法

（1）在教师指导下学生参与演示实验，记录、分析数据，归纳结论，从感性到理性来认识、理解欧姆定律．

（2）利用电化教学手段，突破难点．

（3）对定义性公式和决定性公式要加以区别．

三、[课时安排]1课时

四、[教具学具准备]

小灯泡、学生电源、伏特表、安培表、待测电阻（约10－30Ω若干只）、滑动变阻器、晶体二极管、电键、导线若干．

五、[学生活动设计]

1.设问、举例，让学生积极参与，在复习初中知识基础上学习新知识．

2.在教师指导下让学生设计演示实验，设计表格、图像，参与读数、记数，分析处理数据，

归纳出欧姆定律．

六、[教学步骤]

（一）明确目标：（略）

（二）整体感知本节知识在初中学习已有基础，高中在新的要求下再次学习，可见本节知识是研究电路问题的基础，并且其中渗透了科学研究方法和思维训练．因此，在学习中要充分发挥学生的主体作用．

（三）重点、难点的学习与目标完成过程 1.引入新课

前面学习过电场知识，电场对放入其中的电荷有力的作用，促使电荷移动，电荷的定向移动就形成电流，这节课我们将在初中学习的基础上对电流作进一步的了解． 2.新课教学 （1）电流

①什么是电流？

大量电荷的定向移动形成电流． ②电流形成的条件是什么？

内因——有自由移动的电荷．金属中有自由移动的电子，电解液中有自由移动的离子．绝缘体中没有自由移动的电荷，其中不能形成电流． 那么，为什么用电流表直接连接金属导体两端却没有读数？

这是因为，导体中大量的自由电荷永不停息地做无规则的热运动，向各个方向运动的机会均等，不会出现大量自由电荷定向移动的现象，也就是说没有电流．

要使大量自由电荷做定向移动，必须要有一种力，这种力就是电场力． [演示]按图1连接

小灯泡发光．有电流流过小灯泡． 外因－－导体两端存在电压．

当导体与电源连接时，它的两端有了电压，导体中就有了电场，这样导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流．

干电池、蓄电池、发电机等都是电源，它们的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．

③电流的强弱－－用电流（I ）表示：

a ．定义－－通过导体横截面的电荷量q 跟通过这些电荷量所用时间t 的比值叫电流，用I 表示．

b ．表达式：t

q I

c ．单位：安培（A ）

d ．电流的方向－－规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．

e ．电流是标量．

④直流电：方向不随时间而改变的电流．

恒定电流：方向和强弱都不随时间而改变的电流．

（2）既然导体两端有电压，才有电流流过导体，那么导体中的电流与导体两端的电压有什么关系呢？

[演示]先让学生设计电路示意图，然后用多媒体显示如图2所示，学生在教师指导下用导线连接实物，并要求学生注意电表的正负接线柱接

法．

对数据的处理除用列表法外，还可以用什么方法？

图像法：先画直角坐标I－U，然后标刻度，按上述数据描点，连点成直线I，连点时要使尽量多的点落在一条直线上，不落在直线上的点，要对称地分布在直线两侧．取下R，换上R'，重做上述实验，可得另一条直线Ⅱ

分析上述实验，得知：

a．导体中的电流与导体两端电压成正比，即I∝U，巳U2／I2>U1／I1.

b．在同样电压情况下，U／I值大的电流小，U／I值小的电流大，即U／I值反映了导体阻碍电流的性质．

①电阻

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．

定义式：R＝U／I

对于同一个导体；不论电压和电流大小怎样变化，比值R是恒定的．不能从数学角度认为R与U成正比，与I成反比．

单位：欧姆（Ω）1Ω＝1V／A

②欧姆定律

德国物理学家欧姆最早用实验研究了电流与电压、电阻之间的关系，得出了用他的名字命名的定律．

定律内容：导体中的电流／跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．

公式：I＝U／R

单位：1A＝1V／Ω

适用范围：金属导体、电解液．

③导体的伏安特性

如图3所示I／U图线叫做导体的伏安特性曲线，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．具有伏安特性的电学元件叫做线性元件．

提问：如图3所示，图中两条直线哪一条代表的电阻大？

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．

（四）[总结、扩展]

通过本节课的学习，使我们了解电流的形成需要有自由电荷和导体两端有电压，应用电场知识可以充分理解．在实验的基础上，我们知道欧姆定律的内容及其适用范围．同时还充分理解电阻R＝U／I的物理意义，它是定义式，不是决定式，不能用纯数学关系来理解物理公式，最后还了解金属导体的伏安特性曲线是一条通过原点的直线．

(五)、作业与思考

（一）作业题

课本P153－154练习一：（1）一（5）题

（二）思考题

1.下列说法正确的是（）

A．在导体中只要自由电荷在运动就一定会形成电流

B．电流方向就是电荷定向移动的方向

C．在电路中电流方向总是沿着从电势高到电势低的方向

D．导体中形成电流的条件是在导体两端存在电势差即电压

2.下列叙述中正确的是（）

A．通过导体某一横截面积的电量越多，电流越大

B．通过导体某一横截面积的电量越少，电流越小

C．在单位时间内，通过导体某一横截面积的电量越多，电流越大

D．通电的时间越短，电流越小

3.对于欧姆定律，下面说法正确的是（）

A．从关系式可知，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

B．从关系式可知，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

C．从关系式可知，当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零

D．从关系式可知，当导体中的电流为零时，导体两端的电压也为零

4.某用电器两端加6V电压，通过的电流为0.2A，如在电路中接5A的保险丝，该用电器两端的电压最多不能超过多少？

（思考题答案：1.D 2.C 3.B 4.150V）

六、[板书设计]

§14.1欧姆定律

一、电流

1.什么是电流：大量电荷的定向移动形成电流

2.电流形成的条件

内因－－有自由移动的电荷

外因－－导体两端存在电压

3.电流的强弱及方向

a．定义－－通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫电流，用I表示．

b．表达式：

t

q I

c．单位：安培（A）

d．电流的方向－－规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．

e．电流是标量．

4.直流电及恒定电流

直流电：方向不随时间而改变的电流．

恒定电流：方向和强弱都不随时间而改变的电流

二、欧姆定律

1.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)定义式：R＝U／I

(3)单位：欧姆（Ω）1Ω＝1V／A

2.欧姆定律

(1)定律内容：导体中的电流／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＝U／R

(3)单位：1A＝1V／Ω

(4)适用范围：金属导体、电解液．

3.导体的伏安特性

七[课后小结及反思]

§14.2 电阻定律电阻率

一、[素质教育目标]

（一）知识教学点

1.理解电阻定律和电阻率，了解电阻率与温度的关系，能用电阻定律进行有关计算．

2.知道半导体、超导体及其应用．

（二）能力训练点

1.培养学生分析解决三个变量之间关系的科学研究方法．

2.通过实验研究，培养学生动手能力，学会如何获取知识、发展思维能力．

（三）德育渗透点

1.通过电阻率的学习，加强学生安全用电的意识．

2.介绍我国在超导领域的研究走在世界前列，激发学生的爱国热情和奋发学习的精神．

二、[重点、难点、疑点及解决办法]

1.重点：电阻定律

2.难点：电阻率

3.疑点：超导现象的产生

4.解决办法

①对于重点，主要是通过师生共同演示实验探索，用科学的方法分析、归纳出定律，加深学生对重点知识的理解．

②对于难点，通过比较电阻率与电阻两个概念的物理意义，使学生明确电阻是反映导体本身属性，电阻率是反映材料本身属性．

③对于疑点主要通过录像、多媒体课件来加强感性认识．

三、课时安排1课时

四、教具、学具准备

电阻定律示教板（含金属丝）、学生电源、电流表、伏特表、滑动变阻器、电键、导线、火柴、小灯泡、废弃的“220V40W”白炽灯、幻灯片、幻灯机、多媒体课件．

五、学生活动设计

1.采用设问：导体的电阻如何测定？引导学生从已有的知识出发，设计电路，并提出课题，发挥学生的主体作用．

2.在对电阻定律的探索过程中，让学生充分动手动脑，培养学生实践能力、分析能力．

3.在介绍电阻率概念时，让学生解释现实生活中有关问题，引导学生理论联系实际．

六、教学步骤

（一）明确目标：（略）

（二）整体感知

本节知识不是本章的重点，但却是本章乃至电学的基础知识之一，要让学生明白，要区分一个物理概念的定义式和决定式，要首先关注物理概念的物理意义，然后才是数学关系．（三）重点、难点的学习与目标完成过程

1.设问，引入新课公式R＝U／I的含义是什么？如何测定电阻（让学生自己设计电路）？

从上节课知识可知，－个导体的电阻只是恒定的，与两端电压及流过的电流无关，那么它由什么因素决定呢？

2.新课教学

（1）探索规律——电阻定律

①及可能与哪些因素有关？（材料、长度、横截面积、温度……）

②解决方法——控制变量法．

③演示实验

幻灯投影电路图如图1（a）所示．

图1（a）图1（b）A．出示电阻定律示教板、不同材料金属丝．

B．师生共同连接电路，先让E、F分别接A、a，测得一组数据（U、I）记入表中，然后把a、b用短导线连接，E、F分别接A、B，又得一组数据（U、I），再把A、B用一短线连接，E、F分别接A、a，又得一组数据（U、I）．C．换用E、F分别接不同材料金属丝C、c，又得一组数据（V、I）．

D．分析数据

名称U／V I／A R／Ω

s、l（A、a单）

s、2l（A、B串接）

2s、l（A、B并接）

同材料

铬镍

锰铜s、l（C、c单）

（a）先定性观察：R与材料、长度、横截面积有关．

（b）推理

S L

R s

L R ρ

=∝

（L ——长度

S ——横截面积 ρ——比例系数）

（2）电阻定律

①内容：在温度不变时，导体的电阻R 与它的长度L 成正比，跟它的横截面积S 成反比．

②表达式

S L

R ρ

=

（3）电阻率——ρ（上述的比例常量）

①物理意义：ρ与导体的材料有关，是－个反映材料导电性能的物理量，在数值上它等于用该材料制成的1m 长、横截面积为1m2的导体电阻值． ②单位：欧·米（Ω·m ）

（幻灯投影书上P155在20℃时几种导体材料的电阻率）

引导学生结合生活实际，了解为了电业工人的安全，为使在相同电压下电流小，通常选用电阻率较大的橡胶、木头等制造电工用具把套． ③电阻率与温度的关系

上述几种材料的电阻率是在20℃时测得的，表明电阻率与温度有关． （演示）（幻灯投影电路图）

图2

闭合开关S ，用火柴点燃来加热白炽灯灯丝后再移开，发现小灯泡L 先变暗后又慢慢变亮． 可见材料的电阻率随温度变化而变化，金属的电阻率随温度升高而增大，可制成电阻温度计，但有些合金的电阻率几乎不受温度的影响，可制成标准电阻． （四）总结、扩展

本节课主要通过猜想→探索→归纳出定律的以学生为主体的研究过程，既注重了学生能力的培养，又得出了电阻定律，并且能区分电阻的定义式和决定式，能感知电阻率与温度的关系，能了解半导体的特性及超导体的诱人发展前景． 七、作业与思考 （一）作业题 课本P158练习二第（1）（2）（3）（4）题 （二）思考题

1.如图3中两导体a 、b 的伏安特性图线可以断定 （ ）

图3

A ．导体a 的电阻比b 的电阻大

B ．导体b 的电阻比a 的电阻大

C．a的电阻率一定比b的大D．b的电阻率一定比a的大

2.两根同种材料制成的导线，质量之比为2：1，长度之比为3：1，则它们的电阻之比为（）

A．1：4 B．4：1 C．2：9 D．9：2

3.如图4为滑线变阻器的示意简图，a、b、c、d为四个接线柱，当滑动片P由线圈的c端滑向d端时，为使电路中的电阻由小变大，应将变阻器的哪两个接线柱连入电路（）A．a和b B．c和d C．b和c D．a和

d

图4

4.有一根粗细均匀的电阻丝，当加1V电压时，通过电阻丝的电流为4A，现把电阻丝均匀拉长，然后加上1V电压，这时通过的电流为0.5A，则电阻丝拉长后的长度应是原长的倍．

5.导体两端电压为6V时，1分钟通过导体横截面电子数为1.5×1020个，此导体的电阻应为Ω．

（思考题答案：1.B 2.D 3.B 4.2 5.15）

八、板书设计

§14.2 电阻定律电阻率

一、演示实验，探索规律

二、电阻定律

1、内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比．

2、表达式：

S

L Rρ=

三、电阻率

1单位：欧·米

2物理意义：反映材料导电性能的好坏

九[课后小结及反思] §14.3 半导体及其应用

教学目标：

1、知道什么是半导体。

2、了解半导体的导电特性及常见的半导体材料。

3、了解半导体的应用

课前准备

演示用的欧姆表、热敏电阻、光敏电阻、火柴、手电筒。

课时安排1课时

教学过程

1、引入新课

用提问的方式复习上节课学习的知识；什么是半导体？什么是绝缘体？常见的导体有哪些？导体的电阻由哪些因素决定？导体的电阻率跟什么有关？本节课学习导体的电性能及其在集成电路、计算机技术等领域的应用。通过以上简介，激发学生的学习兴趣。

进行新课

金属导体的电阻率一般约为10-8~10-6Ω·m

绝缘体的电阻率一般约为108~1018Ω·m

半导体的电阻一般约为10-5~106Ω·m

[板书] 2、半导体的导电性能

[演示]

（1）半导体热敏电阻（或锗材料三极管3AX系列，e—c极反接）与演示用欧姆表串联，此时表盘指示电阻较大。将火柴燃烧靠近热敏电阻时，欧姆表显示其阻值急剧减小。

[板书]（1）半导体材料的电阻随温度升高而减小，称为半导体的热敏特性。

[演示]（2）将半导体材料光敏电阻（或玻璃壳3AX81三极管外壳漆皮刮掉，使用e—c极）与演示用欧姆表串联，此时表盘指示电阻较大。用手电筒照射光敏电阻时，欧姆表显示其值急剧减小。[板书]（2）半导体材料的电阻率随光照而减小，称为半导体的光敏特性。

[板书]半导体材料中掺入微量杂质会使它的电阻率急剧变化，称为半导体的掺杂特性。

[板书]

3、半导体导电特性的应用及发展

1960年真空三极管的发明，为上世纪上半叶无线电和电话的发展奠定了基础。1947年，美国贝尔研究所的巴丁、肖克莱、不拉坦研制出第一个晶体三极管。它的出现成为上世纪下半叶世界科技发展的基础。其功耗极低，而且可靠性高，转换速度快，功能多样尺寸又小。因而成为当时出现的数字计算机的理想器件，并很快在无线电技术和军事上或得广泛的应用，由于研制晶体管，他们三人获得1956年诺贝尔物理学奖。

半导体材料在目前的电子工业和微电子工业中主要用来制作晶体管、集成电路、固态激光器等器件。我们现在常见的晶体管有两种，即双极型晶体管和场效应晶体管，它们都是电子计算机的关键器件，前者是计算机中央处理装置（即对数据进行操作部分）的基本单元，后者是计算机存储的基本单元。两种晶体管的性能在很大程度上均依赖于原始硅晶体的质量。

砷化镓单晶体材料是继锗、硅之后发展起来的新一代半导体材料。它具有迁移率高、禁带宽度大的优势。它是目前最重要、最成熟的化合物半导体材料，主要用于光电子和微电技术领域。电子技术最初的应用领域主要是无线电通讯、广播、电视的发射和接收。雷达作为一种探测敌方飞行器的装置在第二次世界大战中大显身手，成为现代电子技术的一个重要领域。电子显微镜、各种波谱和表面能仪以及加速器、遥测、遥控和遥感、医学也是电子技术的一个重要领域。微电子技术和量子电子学是现代电子技术中最活跃的前沿领域之一。

[教学设计说明]

1、本节课的演示实验能够使学生实际体会到半导体的导电特性，并且与金属导电性能加以区别，所以要充分做好实验准备。

2、介绍半导体技术的发展简史时，应尽量结合实际生活中学生比较了解的应用。例如，在计算机技术日益普及的今天，可以通过介绍计算机的只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM），让学生了解半导体材料和技术的应用。

[课后小结及反思]

§14~4 超导极其应用

【教学目的】

1、知道什么是超导现象，了解相关名词

2、了解超导的历史，知道一些重要的物理事件

3、知道超导的应用，激发勇于探索前沿科技的精神

【教学重点】超导现象和应用

【教学难点】转变温度TC和材料的必然联系

【教具】投影仪

【教学过程】

○、复习＆引入

金属导体的电阻率一般都会随着温度的升高而升高，随着温度的降低而降低，当温度降到足够低的时候，情形会怎样呢？

前面我们从理论的角度解释电阻定律时曾经说过，促使电子定向移动的因素是什么？——☆学生：电场力。制约电子定向移动的微观因素是什么？——☆学生：电子的热运动。

那么我们是不是可以这样认为，当温度足够低，热运动很微弱的时候，电子受到的阻碍作用会非常非常小呢？

下面大家从事实的角度、历史的角度、材料的角度，还有应用的角度阅读一下教材P156~157的内容，阅读完毕后，请同学们作相关的总结—— ☆学生阅读… ★学生总结—— 一、超导现象

超导现象：大多数金属在温度降到某一数值时，都会出现电阻突然降为零的现象 转变温度：导体由常态转变成超导状态的温度，用TC 表示。

*两种类型的超导体：a 、常规金属超导体；b 、合金超导体，有两各转变温度，而且在两个转变温度之间，磁效应和电效应会出现“不一致”的情形。 二、超导的历史

*三、超导的相关研究

1、迈斯纳效应把温度T < Tc 的超导体放入磁感应强度为B0

2、约瑟夫森效应（超导隧道效应）

1962年，英国剑桥大学的研究生约瑟夫森从理论上预言：当两块超导体（S ）之间用很薄（10~300

A ）的氧化物绝缘层（I ）隔开，形成S －I －S 结构，将出现量子隧道效应．这种结构称为隧道结，即使在结的两端电压为0时，也可以存在超导电流．这种超导隧道效应现在称为约瑟夫森效应．约瑟夫森从结论上证明超导隧道结的一些奇特性质．例如，当两端电压V 不等于0时，会出现一个高频振荡的超导电流，它的频率f 满足关系式

f = h ne 4V

其中e 为基本电荷，h 为普朗克恒量．这时隧道结好像一根能辐射电磁波的天线；反之，当频为f1的外界电磁波辐射到结上时，它的能量会被结吸收，从而在直流I-V 曲线上引起一系列电流台阶，如右图所

示，其中第n 个台阶处的电压满足关系式．

Vn = e 4nh

f1

约瑟夫森的预言不久就被实验证实，这为一门新学科超导电子学奠定了基础，他因此

而获得1973年诺贝尔物理学奖． 3、同位素效应

1950年，麦克斯韦和雷诺等人用实验证明，临界温度TC 与样品的同位素质量M 有关，M 越大，TC 越低，其关系可以用近似公式2

1M TC = 常数来表示，这说明超导现象的形成与原子核的质量有关。

4、超导体比热在临界温度的不连续性

实验表明，超导体在临界温度TC时，比热发生不连续的变化，超导态的比热大于正常态的比热，但从正常相变为超导相时，没有吸收或放出潜热，这称为第二类相变。

四、超导的应用

1、优越的超导电机

普通发电机组中的材料载流量十分有限，由于电路中有电阻，总要发热，因此既不经济又不安全。用超导体制造电机，完全不发热，可以提高载流量，据专家计算，用超导体制作电机，功率可以提高几十倍。

2、省电的超导电路

普通的电路由于输电线的耗能严重，必须经过升压、降压的程序，而且也不可能作到完全不损耗。超导体导线则能完全解决这个问题。

3、精密的超导仪器

一些精密的仪器，如核磁共振仪、电子显微镜等对磁场有非常严格的要求（强度要高、稳定性要高、磁感线分布要理想，有时还要求很大的尺寸），普通的材料很难达到要求，超导则能解决这个问题。

4、神速的超导计算机

把超导体应用于计算机将会迎来科学史上的一次重大革命。理论研究表明：应用约瑟夫森效应制成超导器件，其开关速度可以比当前使用的半导体集成电路快十几~二十几倍，而且它消耗的电能只有现在普通计算机的1% 。

5、超导磁悬浮列车

在超导磁悬浮列车的研究中走在最前列十日本。1962年，日本着手设计磁悬浮列车，但当时是利用正常导体产生的磁场时速达到307.8km/h ，1997年，日本又试制了超导磁悬浮列车，关键部分是由两组超导电磁铁构成的，它们能提供极强的磁场，使列车的速度达到500km/h 。四、小结

本节讲了超导的概念、名词，相关的物理学史，展望了超导的应用前景。值得注意的是，超导是一门前沿科学，还不是很成熟。大家通过学习也看到了，超导要真正走上产业化，道路还比较漫长，所以还有待我们积蓄实力、挑战未来。希望同学们树立远大志向，争取能够在不久的将来改写历史。

五、作业布置

阅读教材；上网查询有关超导的内容；

《学海导航——物理（下）》P7~8“巩固提升”A组，做在书上

【板书设计】

见带框字符，即是板书计划。

【教后感】

【阅读】

◎磁场对超导体的影响◎

磁场对超导体的影响与超导体的材料有关．

（1）外加磁场强度超过一定值时，可以破坏超导电性．破坏超导体所需的最小磁场叫临界磁场．其磁感应强度用BC表示，用BC0表示绝对零度时的临界磁场，则大多数金属超导体的临界磁场BC与温度T 的近似关系是：

（3）磁致超导性．1962年，物理理论家V·Jacarino和M·Petar预言，可能在某些物质中会发生与外磁场破坏超导性相反的情形，用磁场可诱发超导状态．二十年后，日内瓦大学的Fischer 和他的同事们用铕化合物制造出一系列磁致超导体，他们所得到的材料的性质，与理论预言精确地符合。

§１４．５电功电功率

一、教育目标

（一）知识目标

1、知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程。

2、理解电功、电功率的概念及表达式的物理意义并能用电功的公式进行有关的计算。

3、了解额定电压、额定功率、实际功率的意义。

4、知道电功率、热功率的联系和区别．

（二）能力目标

1、通过灯泡工作功率的演示，培养学生观察能力和利用实验分析和处理实际问题的能力。（三）情感目标

1、通过演示实验，加强学生对物理实验的重视，培养学生严谨求实的科学态度。

2、通过电能和其他能的转化和守恒规律的讲解进一步渗透辨论唯物主义观点的教育和节约能源勤俭节约的优良传统。

3、通过灯泡实际功率的演示，对学生进行安全意识教育。

二、重点、难点、疑点及解决办法

1．重点：电功、电功率的概念的理解及有关计算。

2．难点：对电路中的能量转化关系，缺乏感性认识。

3．疑点：有的学生认为额定功率大的灯泡一定比额定功率小的亮。

4．解决办法

①通过实物展示，使学生理解电能与其他形式能的转化，加强电路中能量转化的感性认识。

②通过演示实验，使学生理解用电器的实际功率和额定功率的区别。

三、教具准备

灯泡“3.8V 0.3A”、灯泡“220V 40W”、灯泡“220V 100W”、伏特表、电流表。

滑动变阻器（1.5A 50Ω）、电源（6-8V）、电键、电吹风（带有“220V 40W”标记）

四、教学步骤

（一）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→机械能，如电动机。

电能→内能，如电热器。

电能→化学能，如电解槽。

本节课将重点研究电路中的能量问题。

（二）教学过程设计

1.电功

（1）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。（2）实质：能量的转化与守恒定律在电路中的体现。

电能通过电流做功转化为其他形式能。

上一章里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=qUAB。

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=ItU。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。

（3）表达式：W=IUt

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、电路中电流和通

电时间成正比。

②适用条件：I、U不随时间变化——恒定电流。

（4）单位：电流单位用安培（A），电压单位用伏（V），时间单位用秒（s），则电功的单位是焦耳（J）。

（5）电功率

物理意义：一段电路上功率，跟这段电路两端电压和电路中电流成正比。

②单位：功的单位用焦耳（J），时间单位用秒（s），功率单位为瓦特（W）。

1W=1J/s

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=I2Rt，电流做这么多功，放出热量Q=W=I2Rt。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——电流热效应

（1）内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。

（2）表达式：Q=I2Rt

对于导体而言，根据欧姆定律，U=IR，所以Q=I2Rt=I·IRt=IUt=W，电流做功完全用来生热，电能转化为内能。

（3）说明：焦耳定律表明，纯电阻电路中电流做功完全转化为内能，同时，有电阻的电路中电流做功会引起内能的增加，且电热Q=I2Rt。

（4）简单介绍产生焦耳热的原因：

金属中自由电子在电场力作用下定向移动，由于电场做功，电子动能增加，但不断地与晶格（原子核点阵）碰撞，不断把能量传给晶格，使晶格中各粒子在平衡位置附近的热运动加剧，从而温度升高。

（5）纯电阻电路中的电功和电功率

①电功Q=W=I2Rt，对所有电路中电阻的生热都适用。

率都适用。

结合纯电阻电路欧姆定律U=IR

3.非纯电阻电路中的电功和电功率（以含电动机电路为例）

非纯电阻电路中，电能与其他形式能转化的关系非常关键。以电动机为例，电动机电路如图所示，电动机两端电压为U，通过电动机电流为I，电动机线圈电阻为R，则电流做功或电动机消耗的总电能为W=IUt，电动机线圈电阻生热Q=I2R0t，电动机还对外做功，把电能转化为机械

能，W'=W—Q=IUt-I2R0t，W'是电动机输出的机械能。

这是一个非纯电阻电路，可满足U=IR0，且W'＞0，则有U＞IR0。

考虑每秒钟内能量转化关系，即功率，只要令上述各式中t=1s即可，可得总功率P总=IU，电热功率P热=I2R0，输出功率P出，三者关系是P总=P热＋P出，即P出=IU=I2R。

4.额定功率和实际功率

为了使用电器安全、正常地工作，对用电器工作电压和功率都有规定数值。

（1）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。一般说来，用电器电压不能超过额定电压，但电压低于额定电压时，用电器功率不是额定功率，而是实际功率。

（2）实际功率P=IU，U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。

（三）复习巩固

某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量m=50kg，电源提供恒定电压U=110V，不计各处摩擦，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I=5A，求电动机线圈电阻R（g=10m/s2）。（4Ω）

[课后小结及反思]

§１４．６闭合电路欧姆定律

一、教材分析

（一）在教材中地位作用

本节是在学生学习了部分电路的基本规律知识后而编排的，它是部分电路欧姆定律的延伸，也是复杂电路分析的基础.同时，通过本节的学习，能使学生会用能的转化观点分析有关电路问题.因此，本节是本章乃至整个电路部分的中心内容，更是本章教学的重点.

（二）教学目标

1、知识目标：

（1）掌握闭合电路的欧姆定律，理解各物理量及公式的物理意义和图象.

（2）会利用定律分析外电压随外电阻变化的规律及原因.

2、能力目标：

（1）培养学生用数学知识解决物理问题的能力和用逻辑推理方法分析问题的能力.

（2）培养学生利用从一般到特殊的思维方法解决问题的能力.

3、德育目标：

使学生理解外电阻（R）的变化对电路影响的相互连系、制约的关系.

（三）教学重点和难点

1、重点：掌握闭合电路欧姆定律及用定律讨论外电压随外电阻变化的规律及原因.

2、难点：定律的图象的理解和利用公式分析实际问题的推理过程.

（四）教学方法

讲练结合的启发式教学.

（五）教学手段

利用投影仪辅助，增大课堂容量.

二、讲授过程设计

（一）导课利用实验导入新课

1、让学生动手联接图示电路，并测量E1=3V，E2=9V.两电源的电动势.

2、演示开关扳至1处的现图1象.让学生分析开关扳至2处时的现象，多数学生的结论是：更亮或烧毁.之后动手实验，现象与结论不符.先接1，正常发光，接2如何？

3、告诉学生在学习过闭合电路欧姆定律后，就可解释这一现象.板书课题.

设计意图从实验出发引入，演示出未知现象，激发学生要解决问题的欲望，从而使学生带着问题听课，以便达到最佳授课效果.

（二）讲课

I 闭合电路欧姆定律

1.公式的推导

（1）从上节课学习的电动势内容引导学生回忆内、外电压与电动势关系，从而得出定律的表达式.

①复习内、外电压与电动势关系.

②引导学生利用部分电路欧姆定律进行推导.

E=U＋U'，U=IR，U'= Ir.

指导学生明确各量物理意义.

设计意图由电动势和部分电路欧姆定律的已知知识，引导学生来推导闭合电路欧姆定律.这样处理符合学生的认知规律，同时也使学生学会用已知推导未知的一般过程，充分发挥学生的主体作用，只有让学生自主活动中产生兴趣，才能使学生的能力真正提高.

2、图象

（1）引导学生利用定律的导出式画出图象（图3）.

（2）分析图象的横轴截距、纵轴截距和斜率的物理意义.∵U=E-Ir ∴U是I的一次函数.

设计意图让学生学会用图象分析物理量之间的关系的方法，这是物理学中分析问题的一种基本方法.

3、比较

E=U＋U'，I=E/（R＋r）

（1）从物理意义方面比较二者的区别.

（2）从公式的适用范围上比较二者的区别.

设计意图引导学生分清两式的物理意义和适用范围：前者表示电源产生的电压升高等于内、

外电路的电压降落，适用于纯电阻电路和非纯电阻电路；后者则表示闭合电路中的电流与哪些因素有关，只适用于纯电阻电路.

Ⅱ.U随R变化的规律及原因

1、规律

（1）通过实验改变R的阻值，让学生观察两块表读数的变化.引导学生利用数学关系分析U随R变化的规律.

（2）讨论两种特殊情况：短路和开路，并引导学生分析实际生活中，保险丝可以保险及用电压表测电动势的方法的理论依据.

①R↓→I↑→U'↑→U↓当R=0，I=E/r，U'=E，U=0

②R↑→I↓→U'↓→U↑当R→∞，I=0，U'＝0，U=E.

（3）总结结论：U随R的增大而增大，随R的减小而减小.

设计意图培养学生利用从一般到特殊的思维方法分析问题的能力，同时要求学生会应用课堂知识解释实际生活中的一些现象.

2、讨论U随R变化的原因.

（1）提问：当r=0时，增大或减小R时，U如何变化.（当r=0时，U不随R变化）.

（2）引导学生得出结论，U随R变化的原因为r≠0.

（3）利用已知知识分析导入新课时，所举电路产生现象的原因，得出高电动势不一定能向外提供高电压的结论.

设计意图培养学生利用从简单到复杂的思维方法分析问题、总结结论的能力.

（三）例题分析（投影仪打出）

例：图4的电路中R1=14Ω，R2=9Ω，当S扳至位置1时，电流表示数I1=0.2A；当S扳至位置2时，电流表的示数I2=0.3A，求E和r.

教师引导学生分析，教师板书，师生共同完成.

设计意图利用本节学习的内容，分析有关题目，进一步培养学生科学、系统、周密地讨论分析问题的能力.

（四）巩固练习

（1）由电动势一定的电源和一个固定外电路（外电阻一定）组成的闭合电路中：

A.电源的内阻越小，总电流越大；

B.电源的电动势等于外电压；

C.电源的内阻越大时，外电压越大；

D.电源的总电流越大，外电压越小.

（2）如图5所示，设电源电动势为E内阻为r，当滑动变阻器R3的滑动端向左移动时，图中各电表读数变化情况是V0______，V1______，A1______，A2______，A3______.（填变大、变小或不变）

设计意图引导学生利用本节学习的知识分析习题.

习题（1）的目的是：通过定性分析，考察学生对概念的理解；习题（2）的目的是通过公式的灵活应用，进一步深化学生对外电压与外电阻的关系的掌握.

同时，也可以借此锻炼、发展学生的物理思维能力. （五）总结、扩展

闭合电路的总电流跟电源电动势成正比跟电路总电阻成反比。路端电路随外电阻的增大而增大。 扩展（1）闭合电路欧姆定律运用范围是什么？

（2）测ε、r 有哪几种方法，各需要什么器材？ （六）板书设计

§１４．６闭合电路欧姆定律

1．闭合电路欧姆定律

r R I +=

ε

R ——外电路总电阻I ——总电流 2．路端电压U=ε-Ir

（１）R ↑→I ↓→U ′↓→U ↑

R →∞→I=0→U ′=0→U=ε（断路） （２）R ↓→I ↑→U ′↑→U ↓

R →0→I=ε/r →U ′=ε→U=0（短路）

[课后小结及反思] §14.7 电压表和电流表

教学目标：1．了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压 2．理解电流表改装原理和电压表改装原理 教学重点：理解电流表改装原理和电压表改装原理

教学难点：电流表改装原理和电压表改装原理及量程的意义 教学仪器：电流表、刻度盘、计算机辅助教学 教学过程： 一、引入

作为串联电阻进行分压和并联电阻进行分流的实例，我们来研究它们在电压表和电流表的应用 二、新课教学 1．电流表(表头)G

（1）组成：永磁铁、线圈

（2）原理：θ∝I 、I ∝U 、U ∝θ

当线圈中通过电流时，线圈带动指针转动一起偏转，由指针指示的电流值可读出通过电流表的电流值或电流有两端的电压值 （3）参数： a ．内阻Rg

b ．指针偏转到最大刻度时的电流Ig

c ．满偏电压Ug Ug=IgRg 2．把电流表G 改装成电压表： （1）电压表的结构

（2）串联电阻的值：R=

g g R I U

-

（3）电压表的内阻：RV =g

I U

（4）特点： a ．内阻很大

b ．量程越大，内阻越大；理想表→∞

c ．并联测量

3．把电流表G 改装成安培表： （1）电流表的结构

（2）并联的电阻

g

g g I I R I R -=

（3）电流表的内阻RA=

I

R I g

g

（4）特点：

a ．内阻较小

b ．量程越大，内阻越小；理想表→0

c ．串联测量 三、例题分析

例1．有一电流表G ，内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA 、把它改装成量程为3V 的电 压表，要串联一个多大的电阻R ？

例2．有一电流表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 ？

例3．如图所示，一个有3V 和30V 两种量程的电压表，表头内阻为15Ω，满偏电流Ig=1mA ，求R1、R2的阻值各为多少？

例4．有一电流表G ，满偏电流Ig=500μA ，若使其并联一个1000Ω的电阻，则成为一个量程为1mA 的毫安表，若将这个毫安表改装为量程为10V 的电压表，应怎么办？

例5．电压表是由灵敏电流计G 和一个分压电阻R 串联制成的，如图所示，一电压表使用中发现它的示数总比准确值略大些，下列措施中能起到调准作用的是 [ ] A ．在R 上串联一个比R 小得多的电阻

B ．在R 上串联一个跟R 相当的电阻

C ．在R 上并联一个跟R 相当的电阻

D ．在R 上并联一个比R 大得多的电阻

§14.8 电阻的测量

教学目标：

1．理解伏安法测电阻的原理。知道伏安法测电阻的两种接法 2．了解欧姆表原理，学会使用欧姆表

教学重点：理解伏安法测电阻的两种接法，知道什么情况用内接法，什么情况用外接法 教学难点：测量误差的分析、欧姆表原理 教学仪器：电流表、刻度盘、计算机辅助教学 教学过程：

一、引入 实际工作中经常需要测量电阻，这节课介绍两种测量方法 二、新课教学

1．伏安法测电阻：

（1）原理：电阻的定义I U R =

（2）电路： a ．外接法：

误差来源：伏特表的分流 测量结果：R 真＞R 测

测量条件：R 《RV b ．内接法：

误差来源：电流表的分压

测量结果：R 真＜R 测 测量条件：R 》RA 2．欧姆表测电阻： （1）原理图：

G 是电流表，内阻为Rg ，满偏电流为Ig 电池的电动势为E ，内阻为r

电阻R 为可变电阻，也叫调零电阻

（2）欧姆表原理：I=E/（r+Rg+R+Rx ） I 与Rx 一一对应

（3）特点：

a ．RX=0-------调零 Ig=

r

R R E g ++ 指针偏转最大

b ．红、黑表笔不接触 I=0 指针不偏转 刻度值为∞

c ．测电阻RX 时 I=

X

R r R R E

g +++

由于I 和RX 之间不成正比，所以欧姆表刻度是不均匀的 d ．测量时被测电阻要从原电路断开 （4）欧姆表的使用 a ．测量前：机械调零

b ．测量时：选档、欧姆表调零、读数、换档时重新调零

c ．测量后：扳离欧姆档 三、例题分析

例1．如果电流表的内阻RA=0.03Ω，电压表的内阻RV=2.0k Ω，要测量的电阻R 的

阻值大约为1.5k Ω，应采用哪种接法误差较小？如果要测量阻值大约为2Ω的电阻，应采用哪种接法误差较小？

例2．用一只内阻Rg=200Ω，满偏电流Ig=2mA 的电流表作表头，选用电动势E=1.5V 的干电池(有内阻)作电源，以及其它器材组成欧姆表

（1）如图电流表的表面，试计算与电流表处相应的电阻刻度值

（2）若电流表指针最大偏角为105○，改装成欧姆表后接入R0=3k Ω电阻时，指针偏角为多少度？ （3）改装后的欧姆表正常使用时，指针偏角为70○时，被测电阻值为多大？ 例3．已知电压表的内阻RV=2000Ω，电流表的内阻RA=4Ω，实验时误接成如图1所示的电路，此时电压表示数为2V ，电流表示数为1.5A 求： （1）待测电阻的值

（2）若接成图2所示电路，两表的读数各为多少？

例4．如图所示，用伏安法测电阻R ｘ，电路电压恒定；当K 接a 时，电压表示数为10 Ｖ，电

流表示数为0.2 A ；当K 接b 时，电压表示数为12 Ｖ，电流表示数为0.15 Ａ，那么当K 接 时，测R ｘ较为准确，此时R ｘ的测量值为 Ω.

§实验三 描绘小灯泡的伏安特性曲线

教学目标：

1．理解本实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线的方法 2．掌握实验中采用的电路及要测量的数据

3．能掌握曲线的描绘方法及发现非线性的特性，并分析其主要原因 教学重点：实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线的方法

教学难点：电路的选择、曲线的描绘及非线性的特性的原因分析 教学过程：

一、引入 在纯电阻电路中，通过导体的电流与导体两端的电压有何关系？如何用图象表示？ 二、新课教学 1．实验目的

描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律 2．理论基础

R U I

3．实验思想和方法

（1）研究对象：小灯泡

（2）用电流表和电压表测出通过它的电流和它两端的电压（12组） （3）在坐标轴上描点描绘出小灯泡的伏安特性曲线 4．实验器材

小灯泡、电压表、电流表、电源、变阻器、导线、电健等 5．实验的装置和操作

（1）判断选择分压、限流电路（电压从0开始连续可调）

高二物理(人教大纲版)第二册第十四章恒定电流一欧姆定律第一

第一节欧姆定律 ●本节教材分析 电流的概念、定义式，导体中产生电流的条件，部分电路的欧姆定律，电阻及电阻的单位，这些知识在初中都已学过，本节在初中的基础上加以充实和提高.从场的观点说明电流形成的条件，即导体两端与电源两极接通时，导体中有了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下，发生定向移动而形成电流.正电荷在电场力的作用下从电势高处向电势低处运动.所以在电源外部的电路中，电流的方向是从电势高的一端流向电势低的一端，即从电源的正极流向负极. 欧姆定律的讲法与初中也有所不同，是用比值U/I定义电阻R的，这种讲法更科学，适合高中学生的特点. 要求学生知道公式I=nqvS，从而知道电流的大小是由什么微观量决定的.在本节的“思考讨论”中，希望学生能够按照其中的设问，自己推导出公式I=nqvS，以加深对电流的理解.如果学生推导有困难，希望老师加以引导. “自由电子定向移动的速率”是阅读材料，不对全体学生都作要求，教师可根据学生的情况加以处理. ●教学目标 一、知识目标 1.知道电荷的定向移动形成电流，理解导体中产生电流的条件：导体两端有电压. 2.理解电流的概念和定义式I=q/t，并能进行有关的计算.知道公式I=nqvS，但不要求用此公式计算. 3.知道什么是电阻及电阻的单位. 4.理解欧姆定律并能用来解决有关电路的问题. 5.知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件. 二、能力目标 1.培养学生运用数学图象处理物理问题的能力，培养学生运用数学进行逻辑推理的能力. 2.通过阅读教材中的阅读材料“自由电子定向移动的速率”，培养学生处理信息、获取新知识的能力. 3.培养学生抽象和概括、分析和综合等思维能力以及科学的语言文字表达能力. 三、德育目标 1.通过介绍“欧姆和欧姆定律”的建立，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格. 2.通过导体中产生电流的条件讲解，培养学生辩证唯物主义思想（内因和外因的辩证关系）. ●教学重点 1.电流的概念及定义式. 2.欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题. 3.导体的伏安特性曲线. ●教学难点 公式I=nqvS的推导和理解是本节课的教学难点之一，另外伏安特性曲线的物理意义也是本节课的难点. ●课时安排 1课时

2019-2020年高二物理恒定电流全章教案集

2019-2020年高二物理恒定电流全章教案集 [本章概述] 关于部分电路的知识初中已学过，本章在初中的基础上加以充实和提高。闭合电路是新知识，要求学生切实掌握。 本章可分为四个单元： 第一单元第一节至第四节讲述欧姆定律、电阻定律、电阻率，介绍半导体和超导现象。 第二单元第五节讲述电功和电功率。 第三单元第六节讲述闭合电路欧姆定律。 第四单元第七节讲述电流表和电压表以及电阻的测量。 §14.1 欧姆定律 一、[素质教育目标] （一）知识教学点 1.理解产生电流的条件． 2.理解电流的概念和定义式I＝q／t，并能进行有关计算． 3.了解直流电和恒定电流的概念． 4.知道公式I＝nqvS，但不要求用此公式进行计算． 5.熟练掌握欧姆定律及其表达式I＝U／R，明确欧姆定律的适用范围，能用欧姆定律解决有关电路问题． 6.知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件． 7.知道电阻的定义及定义式R＝U／I （二）能力训练点 1.培养学生应用欧姆定律分析、处理实际问题的能力． 2.培养学生重视实验、设计实验、根据实验分析、归纳物理规律的能力． 3.培养学生用公式法和图像法相结合的解决问题的能力． （三）德育渗透点 1.分析电流的产生有其内因和外因，引导学生研究自然科学时要坚持辩证唯物主义观点． 2.欧姆定律由实验演绎得出，培养学生动手能力，培养学生严谨治学、务实求真的科学态度． 3.处理实验数据有列表法和图像法．而图像法直观形象，渗透数学思维，要培养学生尊重实验结果，尊重客观规律． 二、[重点、难点、疑点及解决办法] 1.重点：正确理解欧姆定律并能解决实际问题． 2.难点：电流概念的理解；电阻的伏安曲线． 3.疑点：对电阻定义式R＝U／I，有同学误解为电阻由电压和电流决定． 4.解决办法 （1）在教师指导下学生参与演示实验，记录、分析数据，归纳结论，从感性到理性来认识、理解欧姆定律． （2）利用电化教学手段，突破难点． （3）对定义性公式和决定性公式要加以区别． 三、[课时安排]1课时 四、[教具学具准备] 小灯泡、学生电源、伏特表、安培表、待测电阻（约10－30Ω若干只）、滑动变阻器、晶体二极管、电键、导线若干． 五、[学生活动设计] 1.设问、举例，让学生积极参与，在复习初中知识基础上学习新知识．

高二物理 (人教大纲版)第二册 第十四章 恒定电流 七、电压表和电流表(第一课时)

高二物理 （人教大纲版）第二册 第十四章 恒定电流 七、 电压表和电流表(第一课时) ●本节教材分析 本节教材讲述了利用串联电阻的分压作用将表头G 改装成电压表V ，利用并联电阻的分流作用将表头G 改装成电流表A .教学过程中，教师应注意以下几点： 1.学生虽然会正确使用电压表和电流表，但对它们的构造、工作原理并不了解.所以，电表指针为什么偏转，指针所指的示数反映的是什么，学生不是十分清楚.因此，教学开始时，利用多媒体（或电表模型教具、挂图配合实物）让学生把表头G 的构造、指针的偏角与什么有关，满偏电流I g 、表头的内阻R g 的含义等弄清楚.让学生理解指针的偏角θ∝ I ，而偏角的示数（刻度盘上标出的读数）却是反映了电路中的电流（或电路两端电压）的大小. 2.表头G 是指小量程的电流表，即灵敏电流计，表头G 的满偏电流I g 和满偏电压U g 一般都很小，用它可改装成量程较大的电流表A 和量程较大的电压表V .讲述电表改装时，要抓住问题的症结所在，即表头内线圈允许通过的最大电流是有限的，那么要测量较大的电压（或电流）怎么办？通过分析，学生能提出电阻分压（或分流）然后提出分压（或分流）电阻的阻值如何确定？让学生在教师的指导下，讨论并推导出有关的公式，在这里要充分发挥教师的主导作用和学生的主体地位. 3.教材结合具体例题，介绍计算分压电阻R 的公式R =g g R R U U ，学生预习时可以看懂.教学中可以从另一个角度来分析讨论.如改装后电表能测量的最大电压为U 、表头满偏电流为I g 、内阻为R g ，则U =I g (R +R g )，则R =g I U －R g ，然后代入课本中的数据U =3 V ，I g =3 mA ，R g =10 Ω,也可得到R =990 Ω. 再如将表头G 改装成电流表A 后，能测量的最大电流为I ，表头满偏电流为I g ，内阻为R g ，并联的分流电阻R =g g I I I R g .然后代入课本例题2中的数据，R g =25 Ω，I g =3 mA,I =0.6 A, 也可得到R =0.126 Ω. 这样从不同的角度处理同一问题，可使学生思路开阔，不局限于死记硬背教材中的公式.同时要讲请如何将表头的刻度盘改为改装后的电压表（或电流表）的表盘，使学生对电表的构造、原理有较全面的认识. 电阻的测量是高中物理的一个重点内容，是欧姆定律的具体应用.因此，本节课具有联系实际的意义，又能培养学生的分析能力和观察实验能力.本节内容是本章知识的总结和应用，教学中应当让学生有足够的运用知识分析和解决问题的机会. 学生在初中做过“用电压表、电流表测电阻”的实验.现在再讲“伏安法测电阻”，当然不能仅仅是重复，要考虑电压表和电流表本身电阻给测量结果带来的误差. 要让学生了解，用伏安法测电阻，无论采用电流表外接法，还是电流表内接法，测出的电阻值都有误差.懂得误差的产生是由于电压表的分流或电流表的分压造成的.知道当待测电阻的阻值R x 比电压表的内阻R V 小很多时，采用电流表外接法测量误差较小，这种情况下，R 测＜R 真.当待测电阻的阻值R x 比电流表的内阻R A 大很多时，采用电流表内接法测量误差小，这种情况下，R 测＞R 真.然后可以给出具体数据让学生考虑选择电流表内接法好，还是选用电流表外接法好. ●教学目标

高三物理教案第八章 恒定电流

第八章 恒定电流 一、基本概念 1.电流 电流的定义式：t q I = ，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。 对于金属导体有I=nqvS （n 为单位体积内的自由电子个数，S 为导线的横截面积，v 为自由电子的定向移动速率，约10 -5m/s ，远小于电子热运动的平均速率105m/s ，更小于电场的传播速率3×108m/s ），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。 2.电阻定律 导体的电阻R 跟它的长度l 成正比，跟它的横截面积S 成反比。s l R ρ= ⑴ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。单位是Ω m 。 ⑵纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。 ⑶材料的电阻率与温度有关系： ①金属的电阻率随温度的升高而增大（可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧，对自由电子的定向移动的阻碍增大。）铂较明显，可用于做温度计；锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变，可用于做标准电阻。 ②半导体的电阻率随温度的升高而减小（可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电，温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大，导电能力提高）。 ③有些物质当温度接近0 K 时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度T C 。我国科学家在1989年把T C 提高到130K 。现在科学家们正努力做到室温超导。 3.欧姆定律 R U I =（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）。 电阻的伏安特性曲线：注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性 I-U 特性曲线可用以下哪个图象来表示： 解：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大，。U 越大I-U 曲线上对应点于原A 。 A. B. C. D.

高中物理 第3章 恒定电流 第2节 电阻教案 鲁科版必修第三册-鲁科版高二第三册物理教案

第2节 电 阻 核心 素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任 能了解电阻与材 料、 长度和横截面积的定量关系。 通过了解电阻与材料、长度 和横截面积的定量关系，能 用控制变量法分析问题。 在探究决定电阻大小的因素的过 程中通过探究活动，体验探究的乐 趣，使学生乐于观察、实验，培养 学生团队合作与交流的能力。 知识点一 导体电阻与相关因素的定量关系 1.电阻：导线对电流的阻碍作用。 2.电阻的测量——伏安法 (1)原理：用电压表测出导线两端的电压U ，用电流表测出导线中通过的电流I ，代入公式R ＝U I ，求出导线的电阻。 (2)电路图如图所示。 3.探究影响导线电阻的因素 如图所示，我们采用控制变量法研究影响电阻的因素。 (1)在材料相同、粗细相同的情况下，导体的电阻与导体的长度成正比。 (2)在材料相同、长度相同的情况下，导体的电阻与导体的横截面积成反比。 (3)在长度相同，粗细相同的情况下，材料不同的导体其电阻一般不相同，说明导体的电阻与材料有关。 4.电阻定律

(1)内容：导体的电阻R 与其长度l 成正比，与其横截面积S 成反比，还与导体的材料有关。 (2)公式：R ＝ρl S 。式中ρ是比例系数。 5.电阻率 (1)R ＝ρl S 式中比例系数ρ是反映材料导电性能的物理量，称为材料的电阻率，即ρ＝RS l 。 (2)电阻率与材料有关，还与温度有关。金属材料的电阻率一般会随温度的升高而增大。当温度变化X 围不大时，金属的电阻率与温度之间近似地存在线性关系。但绝缘体和半导体的电阻率却随温度的升高而减小，变化是非线性(填“线性”或“非线性”)的。 金属的电阻率随温度的升高而增大，所以小灯泡的电阻随温度升高而增大。 6.导体的伏安特性曲线 (1)伏安特性曲线 在实际应用中，常用横坐标表示电压U ，用纵坐标表示电流I ，这样画出的导体的I －U 图像，叫做导体的伏安特性曲线，如图所示。 (2)线性元件 导体的伏安特性曲线为过原点的直线，即电流与电压为成正比的线性关系，具有这样特点的电学元件称为线性元件，如金属导体、电解质溶液等。 (3)非线性元件 伏安特性曲线不是直线的，即电流与电压不成正比的电学元件，称为非线性元件，如气态导体、二极管等。 [思考判断] (1)对于同种材料的导体，横截面积一定，电阻与导体的长度成正比。(√) (2)电压一定，电阻与通过导体的电流成正比。(×) (3)电流一定，电阻与导体两端的电压成反比。(×) (4)电阻率与导体的材料有关。(√) (5)电阻率与导体的形状有关。(×) 知识点二 电阻的应用 1.固定电阻：电阻阻值不变的电阻器。

高二物理关于恒定电流的知识点(合集6篇)

高二物理关于恒定电流的知识点〔合集6篇〕 篇1：高二物理恒定电流知识点总结 1.电流强度： I=q/t{I:电流强度(A)，q:在时间t内通过导体横载面的电量 (C)，t:时间(s)｝ 2.欧姆定律：I=U/R{I:导体电流强度(A)，U:导体两端电压(V)，R:导体阻值(Ω)｝ 3.电功与电功率：W=UIt，P=UI{W:电功(J)，U:电压(V)，I:电流(A)，t:时间(s)，P:电功率(W)｝ 4.纯电阻电路中：由于I=U/R，W=Q，因此 W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R 5.焦耳定律：Q=I2Rt{Q:电热(J)，I:通过导体的电流 (A)，R:导体的电阻值(Ω)，t:通电时间(s)｝ 6.电总动率、电输出功率、电效率：P总=IE，P出=IU，η=P出/P总{I:电路总电流(A)，E:电电动势(V)，U:路端电压(V)，η：电效率｝ 7.电阻、电阻定律：R=ρL/S{ρ：电阻率(Ω?m)，L:导体的长度(m)，S:导体横截面积(m2)｝

8.闭合电路欧姆定律：I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是 E=U内+U外{I:电路中的总电流(A)，E:电电动势(V)，R:外电路电阻(Ω)，r:电内阻(Ω)｝ 9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比) 高二物理学习方法指导 预习 通读一遍教材，去理解和承受新的物理概念，找到它的特点，提早知道公式和定理等。把不明白的地方作记号，等后面深化学习时解决或者问教师。 新旧知识是一个继承关系，并不是割裂独立的。预习新知识的时候，要联络前面学过的知识，发现哪里不会不明白不清楚，要赶紧补回来，因为教师默认你已经会啦!扫除这些“绊脚石”，才能立即理解课堂上教师讲的新课。 预习也要注意时间和效率，一般优先预习自己不擅长的科目，回绝苦思冥想(其实是在发愣?)，完全可以把问题留到上课听讲的时候解决! 尝试自己画出知识点脉络图，可以全面理解整本书的知识点和考点。 听课

2019版高考物理(全国通用)大一轮复习讲义文档：第八章 恒定电流 本章科学素养 Word版含答案

⊳审题推理能力 的培养 ⊳实验拓展能力的培养 1．精读题目，找出题目中的关键信息、隐含条件． 2．细读题目，明确设问与关键信息、隐含条件的联系． 3．将设问与题目信息用相关知识连接，列方程求解． 例1 (多选)如图1所示是某电源的路端电压与电流的关系图象，下列结论正确的是( ) 图1 A．电源的电动势为6.0 V B．电源的内阻为12 Ω C．电源的短路电流为0.5 A D．电流为0.3 A时的外电阻是18 Ω 【思维流程】 答案AD 解析U－I图线在纵轴上的截距等于电源的电动势，即E＝6.0 V，因为该电源的U－I图象的纵轴坐标不是从 零开始的，所示横轴上的截距0.5 A并不是电源的短路电流，电源的内阻应按斜率的绝对值计算，即r＝|ΔU ΔI | ＝6.0－5.0 0.5－0 Ω＝2 Ω.由闭合电路欧姆定律可得电流I＝0.3 A时，外电阻R＝ E I －r＝18 Ω.故选项A、D正确． 1．U－I图象中，图线与纵轴的交点表示电路断开时的情况，其值为电源电动势E；图线与横轴的交点表示外电

路发生短路时的电流，即I短＝E r ；图线斜率的绝对值表示电源的内阻． 2．对于U－I图象中纵坐标(U)不从零开始的情况，图线与横轴的交点坐标小于短路电流，但直线斜率的绝对值仍等于电源的内阻． 1．找原型：先根据实验目的和给出的条件把教材中的实验原型在头脑中完整地重现出来； 2．做对比：将实验中所给的器材与原型中器材进行对比，看一下少了什么器材或什么器材的量程不满足要求；再看一下多给了什么器材，注意多给的器材可能就是解决问题的关键； 3．定方案：根据对比结果设计电路． 例2 欲测量一个电流表的内阻，根据以下要求来选择器材并设计电路： a．无论怎样调节变阻器，电流表都不会超量程． b．有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据． 现备有如下器材： A．待测电流表(量程3 mA，内阻约为50 Ω) B．电压表(量程3 V，内阻未知) C．电流表(量程15 mA，内阻为10 Ω) D．保护电阻R＝120 Ω E．直流电源E(电动势2 V，内阻忽略不计) F．滑动变阻器(总阻值10 Ω，额定电流0.5 A) G．开关一个，导线若干 (1)在以上提供的器材中，除A、E、F、G以外，还应选择________、________(填字母代号)． (2)请画出符合要求的实验电路图． 答案(1)C D (2)见解析图 解析根据题中给出的备用器材，选择伏安法测量电流表的内阻．选择内阻已知的电流表作为电压表，选择保护电阻R与并联的两个电流表串联．由于电流表两端电压最大只有0.15 V，滑动变阻器最大电阻只有10 Ω，所以选择分压电路，电路图如图所示． 在设计性实验或改编类实验中经常用到电表的替代和改装，常用到的替代或改装有： (1)内阻已知的电压表相当于小量程的电流表；

2020届高考物理总复习学案：第八单元 恒定电流 课时2 Word版含答案

第八单元恒定电流 课时2 闭合电路的欧姆定律 1.电动势 (1)非静电力 ①定义:非静电力是指电源把正电荷(负电荷)从负极(正极)搬运到正极(负极)的过程中做功的力,这种非静电力做的功,使电荷的电势能增加。 ②非静电力实质:在化学电池中,非静电力是化学作用,它使化学能转化为电势能。 (2)电动势 ①定义:非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功跟被移送的电荷量的比值叫作电源的电动势。 ②公式: E= 。 ③电动势是电池的重要参数,电动势取决于电池正、负极材料及电解液的化学性质,跟电池的大小无关。 I=I 1+I 2+I 3 = + + === === 3.电流表、电压表的改装 (1)小量程电流表 (表头) 主要部分:永久磁铁和可转动线圈。 (2)改装原理:小量程的电流表改装成大量程的电流表应并联一小电阻;小量程的电流表改装成大量程的电压表应串联一大电阻。

(3)改装方法:如果改装后电流表量程扩大n倍,则并联一个阻值为的电阻;如果改装后电压表量程扩大n倍,则串联一个阻值为(n-1)R g的电阻。 4.闭合电路欧姆定律 (1)描述闭合电路的基本物理量 ①内阻:内电路的电阻,也叫电源的内阻。 ②内电压:当电路中有电流通过时,内电路两端的电压叫内电压,用U内表示。 ③外电阻:外电路的总电阻。 ④外电压:外电路两端的电压叫外电压,也叫路端电压,用U外表示。 (2)闭合电路的欧姆定律 ①内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比。 ②表达式:I=,其中R为整个外电路的等效电阻。 ③适用条件:外电路为纯电阻的闭合回路。 (3)路端电压与负载的关系:U=E-Ir。 1.(2018宁夏西吉一中期末)扫地机器人是智能家用电器的一种,它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。图示为“iRobot”扫地机器人,已知其电池容量为2000 mAh,额定工作电压为15 V,额定功率为30 W,则下列说法正确的是()。 A.扫地机器人的电阻是10 Ω B.题中“mAh”是能量的单位 C.扫地机器人正常工作时的电流是2 A D. 4 h C 2.(2019衡水中学开学考试)如图所示的电路中,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,移动滑片C时,电路的总电阻发生变化,以下情况正确的是()。 A.C向左滑动,总电阻变小 B.C向右滑动,总电阻变小 C.C滑动到最左端时,总电阻为R0 D,总电阻为零 A 3.(2018山西大同联考)(多选)如图所示的电路中,通过电阻R1的电流I1是()。

电源和电流+导学案 高二上学期物理人教版(2019)必修第三册

11.1电源和电流学案 年级：高二备课人 班级：__________________姓名：___________________ 学习目标： 1.通过实例对比，引导学生思考持续电流形成的原因，了解电源的作用，认识常见的电源。 2.通过对比静电平衡条件，引导学生思考电路中的电场特点和电荷运动情况，了解导体中的恒定电场和恒定电流。 3.通过实例分析，理解电流的定义，知道电流的单位。 重点： 1.用类比法理解电源的作用，建立对电流的理解； 2.会利用定义式来计算电流大小。 难点： 1.对恒定电场和恒定电流的理解； 2.电流的微观表达。 学习过程： 一、电源 1.自主预习，填空： 如图所示，A、B分别带正、负电荷，如果在它们之间连接一条导线H，自由电子便会在__________的作用下沿导线做定向运动，电子的运动方向为_______（选填“A→B”或“B→A”），导线中的电流方向为_______（选填“A→B”或“B→A”）。 2.思考：形成的电流能不能持续下去？为什么？ 3.如何才能使导线中存在持续的电流？ 类比

讨论及总结：电源的定义及作用 （1）定义：能把电子从_______搬运到______的装置； （2）作用： ①维持电路两端有一定的_____________； ②使电路中存在_____________________。 二、恒定电流 思考1：电源、导线等电路元件所积累的电荷在其周围产生电场，使电路中的电荷定向移动。电荷定向移动，空间的电场是否变化？为什么？ 思考2：在恒定电场的作用下，导线中自由电荷的定向移动是加速运动、还是速率不变的运动？为什么？ 3.什么是恒定电流？我们引入哪个物理量描述电流的强弱？对应的定义、定义式、单位、矢量标量？ 自主预习，完成填空。 （1）定义：和都不随变化的电流叫恒定电流。（2）电流：表示电流的； （3）定义式：； （4）单位：，简称：，符号：。 1mA（毫安）＝ A，1μA（微安）＝ A。 （5）电流的方向：规定电荷的定向移动方向为电流的方向。则电荷的定向移动方向与电流的方向相反。电流是量。 （6）电流的大小与q、t的大小（有关、无关）。 （7）由电流的定义式可导出通过电流求电量q＝。 三、电流的微观表达式 设导体的横截面积为S，自由电子数密度（单位体积内的自由电子数）为n，自由电子定向移动的平均速率为v，电子电量为e，试推导电流的微观表达式。

2019-2020版物理同步新导学案人教选修 (25)

1 电源和电流 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.了解电流的形成条件、电源的作用和导体中的恒定电场.2.理解电流的定义、定义式、单位及方向的规定，会用公式q ＝It 分析相关问题． 科学思维：会推导电流的微观表达式，从微观的角度认识影响电流大小的因素． 一、电源 1．定义：能把电子在电源内部从电源正极搬运到负极的装置． 2．作用：移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，保持电路中有持续电流． 二、恒定电场 1．定义：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场． 2．形成：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的． 3．特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同． 三、恒定电流 1．定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流． 2．电流的定义式：I ＝q t ，其物理意义：单位时间内，通过导体横截面的电荷量，是表示电流 强弱程度的物理量． 1．判断下列说法的正误． (1)导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有运动．(×) (2)电流既有大小，又有方向，是矢量．(×) (3)导体中的电流一定是正电荷定向移动形成的．(×) (4)电子定向移动的方向就是电流的方向．(×)

(5)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多．(√) 2．在一次闪电的过程中，流动的电荷量大约为300 C ，持续的时间大约是0.005 s ，所形成的平均电流强度为________ A. 答案 6.0×104 一、电流的理解和计算 如图所示，在装有导电液体的细管中，有正、负两种电荷向相反的方向运动，在时间t 内通过细管某截面的正电荷为q 1，通过此截面的负电荷为q 2. (1)确定通过导电液体中电流的方向． (2)计算导电液体中电流的大小． 答案 (1)电流方向为正电荷定向移动方向或负电荷定向移动方向的反方向，故导电液体中电流方向为由左向右． (2)I ＝ |q 1|＋|q 2| t . 1．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反． 2．电流的定义式：I ＝q t .用该式计算出的电流是时间t 内的平均值．对于恒定电流，电流的瞬 时值与平均值相等． 3．电流虽然有方向，但它是标量，它遵循代数运算法则． 例1 如图1所示，电解池内有一价的电解液，t 时间内通过溶液内面积为S 的截面的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，以下说法中正确的是( ) 图1 A ．当n 1＝n 2时电流强度为零

2019_2020高中物理第二章恒定电流第1节电源和电流讲义习题(含解析)新人教版选修3_1

第1节 电源和电流 1．了解电流的形成，知道什么是电源，知道电源的作用。 2．了解导体中的恒定电场，知道什么是恒定电流，知道导体中恒定电流是如何形成的。 3．知道表示电流强弱程度的物理量——电流，知道它的单位，并能理解和应用它的两种计算公式I ＝q t 和I ＝nqSv 。 一、电源 二、恒定电流 1．恒定电场 (1)定义：由□ 01稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。 (2)形成：连接A 、B 导体的导线内的电场是由□02电源、□03导线等电路元件所积累的电荷 共同形成的。 (3)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不会随□ 04时间变化，基本性质与□05静电场相同。 (4)适用规律：在静电场中所讲的电势、电势差及其与电场强度的关系等同样适用于恒定电场。 2．恒定电流 □06大小和□ 07方向都不随时间变化的电流。 3．电流的强弱程度——电流 (1)电流的□ 08强弱程度用电流这个物理量表示。电流越大，单位时间内通过导体横截面的□ 09电荷量就越多。(2)如果用I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量，则q ＝□ 10It 。 (3)国际单位制中，电流的单位是□11安培，简称□12安，符号是A 。1 □13C ＝1 A·s。常用 的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。 1 mA ＝□ 1410－3A,1 μA ＝□1510－6_A 。 (1)恒定电场就是静电场吗？

提示：不是，静电场是静电荷产生的电场，而恒定电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷形成的电场，但二者基本性质相同。 (2)电流有方向，所以电流是矢量吗？ 提示：不是，电流的计算遵循代数运算法则，所以是标量。 (1)恒定电场与静电场的基本性质相同。( ) (2)电路中有电流时，电场的分布就会随时间不断地变化。( ) (3)恒定电场的电场强度不变化，一定是匀强电场。( ) (4)电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多。( ) 提示：(1)√(2)×(3)×(4)√ 课堂任务电源和恒定电流 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：如图甲a所示，若在A、B两个导体之间连接一根导线R，结果会怎样？ 提示：导线R中的自由电子会在静电力的作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，A、B之间的电势差很快就消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡，如图b所示。 活动2：怎样才能使A、B得到持续的电流？ 提示：如果能有一个装置可以把运动到A的电子又搬回到失去电子的B，从而维持A、B 之间的电势差，即可以得到持续的电流。 活动3：图乙中的P是什么？有什么样的功能？ 提示：P就是电源，它能源源不断地把经过导线R流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，这样，A、B之间便维持着一定的电势差。由于这个电势差导线中的自由电子就能不断地由B经过R向A定向移动，使电路中保持持续的电流。 活动4：图乙中A、B周围空间的电场只是A、B处的电荷形成的吗？ 提示：不是。A、B处的电荷在A、B周围空间产生电场，导线等电路元件所积累的电荷也在A、B周围空间产生电场。 活动5：如果图乙电路中各处电荷的分布是稳定的，电荷所产生的电场是稳定的吗？ 提示：根据电场的叠加原理可知，是的。

高中物理 第3章 恒定电流 第1节 电流教学案 鲁科版选修3-1-鲁科版高二选修3-1物理教学案

第1节电_流 1．回路中存在自由电荷和导体两端存在电压是形成电流的条件。 2．电流的速度是3×108 m/s ，区别于电荷定向移动的速率。 3．电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流，I ＝q t 。且规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 4．物理学中把方向不随时间改变的电流叫直流电，方向和强弱都不随时间改变的电流叫做恒定电流。 一、电流的形成 1．形成电流的条件 (1)回路中存在自由电荷； (2)导体两端存在电压。 2．形成持续电流的条件 导体两端有持续电压。 二、电流的速度 1．电流的速度 等于电场的传播速度，它等于3×108 m/s 。 2．导体中有电流时同时存在着的三种速率 三种速率 电场的传播速率 电子无规那么热 运动的速率 自由电子定向移动的速 率

数值 光速3×108 m/s 数量级约105 m/s 数量级约10－5 m/s 三、电流的方向 1．规定：正电荷定向移动的方向。 金属内部的电流方向跟负电荷定向移动的方向相反。 2．外电路中，电流总是从电源正极流向电源负极。 四、电流的大小和单位 1．定义：电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面的电荷量称为电流。 2．定义式：I ＝q t 。 3．单位：安培。 常用单位还有mA 和μA； 换算关系：1 A ＝103 mA ＝106 μA。 4．(1)直流电：方向不随时间改变的电流。 (2)恒定电流：方向和强弱都不随时间改变的电流。 1．自主思考——判一判 (1)金属导体中电子定向移动的速率很大，因为闭合开关，灯泡马上就亮了。(×) (2)加上电压后，导体中的电场是以光速传播的。(√) (3)导体中的自由电荷是在导体中的电场施加的电场力作用下做定向移动的。(√) (4)电流既有大小又有方向，是矢量。(×) (5)由I ＝q t 可知，I 与q 成正比。(×) (6)安培是七个国际基本单位之一。(√) 2．合作探究——议一议 (1)电容器放电过程瞬间完成，不会形成持续电流，而干电池可使电路中保持持续的电流，为什么？ [提示] 电容器放电过程中正、负电荷中和，放电电流瞬间消失，不能在电路中形成持续的电流，而干电池内部能够通过非静电力的作用维持电池两极电势差不变，使电路中保持持续的电流。 (2)电流的方向是如何规定的？电流是矢量吗？ [提示] 电流是描述电流强弱的物理量，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向；电

物理人教版高中必修三(2019年新编)11-1 电源和电流(教案)

11.1 电源和电流 学习目标 1．理解电源的形成过程，知道电源在电路中的作用。 2．理解恒定电场和恒定电流的形成过程。知道恒定电场与静电场相同。 3．掌握电荷量、电流、通电时间等物理量之间的关系。 重点：理解电源的形成过程及电流的产生。 难点：会灵活运用公式计算电流的大小。 知识点一、电源 1．定义：电源是不断把负电荷从正极搬运到负极从而维持正负极之间一定电势差的装置。 2．导体中的自由电荷在电场力作用下发生定向移动形成电流。 有A、B两个导体，分别带正、负电荷．如果在它们之间连接一条导线R，如下图（a）所示，导线R 中的自由电子便会在静电力的作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快就消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡，如下图（b）所示。 3．电源可使电路中保持持续电流 在上述情况中，导线R中的电流只是一个瞬时电流。倘若在A、B之间连接一个装置P，它能源源不断地把经过导线R流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，这样，A、B周围空间（包括导线之中）始终存在一定的电场，A、B之间便维持着一定的电势差。由于这个电势差，导线中的自由电子就能不断地在静电力作用下由B经过R向A定向移动，使电路中保持持续的电流。如上右图，能把电子从A搬运到B的装置P就是电源。 4．电源的作用 （1）维持电路的两端有一定的电势差。 （2）使电路中保持持续电流。 （3）电路中的电源能把其它形式的能转化为电能，从而保持电源正负极之间有持续的电压。 【题1】下列关于电源的说法正确的是 A．电源是将其他形式的能转化为电能的装置 B．电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差 C．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的 D．在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极 【答案】ABD 【解析】在电源内部由非静电力做功（如洛伦兹力等，后面将学到）将正电荷由负极搬到正极，将负电荷由正极搬到负极，使正、负极维持一定的电势差；同时将其他形式的能转化为电能，故A、B、D正确。导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，故C错。

2020春新教材高中物理第3章恒定电流第1节电流教案鲁科版必修第三册

第3章恒定电流课标要求 1.观察并能识别常见的电路元器件，了解他们在电路中的作用。了解串，并联电路电阻的特点。 2. 理解电功，电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。 3.通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料，长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。 第1节电流 核 心 素 养 科学思维态度与责任 能从微观视角和宏观表现分析电 流的形成，对统计方法有初步了 解。 通过科学家安培的事迹，了解科学研究、科 技创新所带来的应用价值和社会价值，并从 中学习科学家的探究精神。 知识点一电流的形成 [观图助学] 电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在一瞬间，而手电筒中小灯泡却能持续发光，这是因为手电筒中的电源能提供持续电压。 1.定义：电流是由自由电荷的定向移动形成的。 2.形成电流的条件 (1)回路中存在自由电荷。 (2)导体两端有电压。 3.持续电流 (1)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件。 (2)电源的作用是提供持续电压。 4.电流的速度：等于电场的传播速度，它等于3.0×108 m/s。 5.自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子大约以105__m/s的平均速率做无规则的运动。

6.电子定向移动的速率：数量级大约是10－5 m/s ，被形象地称为“电子漂移”。 [思考判断] (1)只要有移动的电荷，就存在着持续电流。(×) (2)只要导体两端没有电压，就不能形成电流。(√) (3)只要导体中无电流，其内部自由电荷就停止运动。(×) 知识点二 电流的方向与大小 1.电流的方向 (1)在物理学中，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 (2)在电源外部的电路中，电流的方向是从电源正极流向负极。 (3)在电源内部的电路中，电流的方向是从电源负极流向正极。 (4)电流是标量，虽有方向，但其运算不符合平行四边形定则。 2.电流的大小和单位 (1)定义：流过导体某一横截面的电荷量与所用时间之比定义为电流。 (2)定义式：I ＝q t ，比值定义。 (3)单位：国际单位：安培，符号A ；常用单位：mA 、μA；换算关系为1 A ＝103 mA ＝106 μA。 (4)直流电：方向不随时间改变的电流叫做直流电。 恒定电流：方向和大小都不随时间改变的电流叫做恒定电流。 [思考判断] (1)因为电流有方向，所以电流是矢量。(×) (2)由于I ＝q t ，所以说I 与q 成正比，与t 成反比。(×) (3)电流的单位——安培是基本单位。(√) (4)在电解溶液导电中，有等量的正负电荷，在某一时间内沿相反的方向通过同一横截面，则该时间通过截面的总电荷量为零。(×) 电源的作用： 1.维持电路两端有一定的电势差； 2.在其内部把电子从正极搬运到负极； 3.把其他形式的能转化为电能。

人教版高中物理选修31第二章 恒定电流精品教案整套

人教版高中物理选修3-1第二章恒定电流精品教案(整套) 一．电源和电流 [要点导学] 1.能把电子从正级搬运到负级的装置是__________。 2.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荷共同形成的。尽管导线中的电荷在运动，但有的流走，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会随时间变更。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称为恒定电场。 3．形成电流的必要条件：(1)要有能自由挪动的______。在导体中存在着大量的能自由挪动的电荷，如金属导体中的_______，电解液中的________等。(2)导体两端有______，即能产生驱使电荷作定向挪动的作用力——电场力。电源的作用就是保持导体两端的电压，从而使电路中有持续的电流。 4．电流的定义：通过导体横截面的电量跟所用时间的比值叫电流，表达式I=q/t。电流的单位：安（A），1A＝1C/s，常用单位还有毫安（mA）、微安(μA)，1A=103mA=106μA。在国际单位制中，电流是一个根本物理量，其单位安培是根本单位之一。 5．电流的方向：规定正电荷定向挪动的方向为电流方向。在金属导体中，电流方向与电子定向挪动的方向_______。但电流是标量，电流的方向表示的是电流的流向，电流的叠加是求代数和，而不是矢量和。 6．恒定电流：大小和方向都不随时间变更的电流。 7．电流的微观表达式：I=nqvS。其中，n是导体每单位体积内的自由电荷数，q是每个自由电荷的电量，v是导体中的自由电荷沿导体定向挪动的速率，S是导体的横截面积。 推导过程如下：如图12－1－1所示，在加有电压的一段粗细匀称的导体AD上选取截面B和C，设导体的截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电量为q，电荷的定向挪动速率为v，则在时间t内处于相距为vt的两截面B、C间的全部自由电荷将通过截面C。由于I=q/t可得： I=qnSvt/t=nqvS [范例精析] 例1某电解池中，若在2 s内各有1.0×1019个二价正离子和2.0×1019个一价负离子通过某截面，则通过这个截面的电流是( )． A．O B．0.8 A C．1.6 A D．3.2 A 解析：电荷的定向挪动形成电流，但“+”“一”电荷同时向相反方向定向挪动时，通过某截面的电量应是两者肯定值的和。故由题意可知，电流由正、负离子定向运动形成，则在2 s内通过截面的总电量应为： q=1.6×10-19×2×1.0×1019C+1.6×10-19×1×2.0×1019C=6.4C。 根据电流的定义式得：I=q/t=6.4/2=3.2A 拓展：电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电量，而正电荷的定向挪动形成电流与负电荷定向挪动形成电流是等效的。只不过负电荷定向挪动形成电流的方向与负电荷定向挪动的方向相反而已。 例2电子的绕核运动可等效为环形电流。若氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其等效电流等于多少？ 解析：假想电子绕核运动的轨迹就是一个环形导体，在运动的轨迹上任取一截面，则在一个周期内只有一个电子通过这个截面，由于电子电荷量题目已经给出，只要求出电子运动的周期，就可以根据电流的定义求解。根据圆周运动的学问可知，电子运动的周期为 T=2πr/v, 因此所求电流为I=e/T=ev/2πr. 拓展：本题用到前面所学有关圆周运动的根本学问，还用到一种等效的思维方法。由于没有直观阅历，对于不少学生来说，采纳这个思维方法是有肯定难度的，因此本题作为一种类型，盼望学生通过练习积累这种解题思路，在今后解决类似问题时可以采纳相近的思维方法。例如：一电子沿一圆周顺时针方向高速运动，周期为10－10s，则等效电流大小为 —————— A,电流方向是 —————————— （填“顺时针”或“逆时针” ）。 [答案：1.6×10- 9，逆时针] 例3有一横截面积为s的铜导线，流经其中的电流强度为I；设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电量为e，此电子的定向挪动速率为v，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数可表示为（） A．nvs Δt B．nv·Δt C．IΔt /e D．IΔt /se 解析：因为I=q/Δt，所以q=I·Δt 自由电子数目为：N=q/e= IΔt /e，则选项C正确。 又因为电流强度的微观表达式为I=nev·s，所以自由电子数目为 N=q/e= IΔt /e =nevsΔt/e=nvs Δt 则选项A正确。 拓展：本题主要考察电流强度的定义式和微观表达式的应用计算。求解此题的关键是对电流的本质要有深入的相识，根据电流强度的宏观和微观表达式，敏捷运用解题。 [实力训练] 1．1毫安=__________安，1微安=__________安。1×10-31×10-6 2．把规定为电流的方向，在金属导体中，电流方向与自由电子定向挪动的方向。在电解质溶液中，电流的方向与正离子定向挪动的方向 ,与负离子定向挪动的方向。 正电荷定向挪动的方向；相反；一样；相反 3．关于电源的作用,下列说法正确的是 (BCD) A.电源的作用是能为电流供应自由电子 B.电源的作用是使导体中形成电场 C.电源的作用是可以保持导体两端的电压 D.电源的作用是使自由电荷定向挪动起来

高中物理 第二章 恒定电流 第1节 电源和电流学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学

第1节 电源和电流 1．理解电源的作用． 2．理解恒定电场的形成过程． 3．理解恒定电流的概 念，会用公式q ＝It 分析相关问题． 4．知道电流形成的微观实质． 一、电源 1．定义：能把电子从正极搬运到负极的装置． 2．作用 (1)维持电路两端有一定的电势差． (2)使闭合电路中保持持续的电流． 二、恒定电流 1．恒定电场 (1)恒定电场：当电路达到稳定时，导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的．这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，叫恒定电场． (2)特点：任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化． 2．恒定电流 (1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流． (2)公式：I ＝q t 或q ＝It ，其中：I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量． (3)单位：安培，简称安，符号A ；常用的电流单位还有毫安(mA)、微安(μA)． 1 A ＝103 mA ；1 A ＝106 μA． 判一判 (1)有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流除电路中有电源外， 电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．( ) (2)电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而使电源两极之间有稳定的电势差，电路中形成持续的电流．( ) (3)金属导体导电时定向移动的电荷是自由电子，液体导电时定向移动的电荷有正离子和负离子，气体导电时定向移动的电荷有自由电子、正离子和负离子．( ) (4)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，电场线与导

线表面垂直．( ) (5)公式I ＝q t 中，q 是通过导体横截面的电荷量，当导体中有正、负电荷同时向相反方向定向移动形成电流时，公式中的q 应为通过导体横截面的正、负两种电荷电荷量的绝对值之和．( ) 提示：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ 想一想 电流的方向一定是电荷的定向移动方向吗？方向不变的电流一定是恒定 电流吗？ 提示：不一定．电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反．恒定电流是指大小和方向都不变的电流，方向不变、大小改变的电流不是恒定电流． 做一做 如图所示，一根截面积为S 的均匀长直橡胶棒上均匀地带有负电荷，每米 电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( ) A ．vq B ．q v C ．vqS D ．qv S 提示：选A ．经过时间t ，通过右端横截面的电荷量Q ＝qvt ，根据I ＝Q t 得I ＝vq ，A 正确． 对电流的理解 1．电流的形成 (1)形成原因：电荷的定向移动． (2)形成条件：导体两端有电压． (3)电路中产生持续电流的条件：电路中有电源且电路闭合． 2．电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反． 3．电流的大小