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2019-2020年高中物理《電流和電源》教案8 新人教版選修3-1 知識結(jié)構(gòu)： 基本概念 基本儀器 基本規(guī)律 重點(diǎn)、難點(diǎn)： 1、重點(diǎn)是電流強(qiáng)度的概念，歐姆定律，串并聯(lián)電路中I、U、R的關(guān)系。 2、難點(diǎn)有三處： （1）四個(gè)接線柱的滑動(dòng)變阻器的使用。 （2）掌握公式中各物理量間的關(guān)系：①當(dāng)R不變時(shí)I跟U成正比（例如，給定的用電器即R一定）。當(dāng)外加電壓U一定時(shí)，對于不同的電阻，I跟R成反比。三者不可隨意運(yùn)用正反比關(guān)系。②對某一電路需找準(zhǔn)I、R、U三者對應(yīng)關(guān)系，切不可張冠李戴。 （3）并聯(lián)電阻阻值的求法：公式……中R與R1、R2……的關(guān)系除掌握基本公式外，還應(yīng)掌握：①幾個(gè)阻值相同的電阻并聯(lián)總電阻的關(guān)系。②兩個(gè)電阻并聯(lián)總電阻小于任一支路的電阻，，（同理也可導(dǎo)出）。③并聯(lián)支路越多總電阻越小。在電路中某兩點(diǎn)間并聯(lián)用電器越多，相當(dāng)于增大兩點(diǎn)間整個(gè)導(dǎo)體的橫截面積，故電阻變小。 知識重點(diǎn)： 1、基本概念： 電流強(qiáng)度、電壓、電阻間的區(qū)別和聯(lián)系： 電流強(qiáng)度是1秒內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量?？梢岳斫鉃閷?dǎo)體兩端接在電源的正負(fù)極上，在電壓作用下內(nèi)部大量自由電荷定向移動(dòng)形成電流時(shí)，1秒鐘內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電荷數(shù)量的多少。例如通過某段金屬導(dǎo)體的電流強(qiáng)度大，實(shí)質(zhì)是自由電子做定向移動(dòng)時(shí)，1秒鐘內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的自由電子數(shù)量多，反之，電流強(qiáng)度小則說明1秒鐘內(nèi)通過金屬導(dǎo)體的橫截面的自由電子的數(shù)量少。在串聯(lián)電路中的兩盞電燈能長時(shí)間的工作，證明了電路中的自由電荷不會(huì)積聚在某個(gè)地方，因此1秒內(nèi)有多少個(gè)自由電子從第一盞電燈的燈絲通過，在相同時(shí)間內(nèi)也會(huì)有同樣多數(shù)量的自由電子從第二盞電燈的燈絲通過。這就是為什么串聯(lián)電路中電流強(qiáng)度處處相等的原因。 電阻是導(dǎo)體具有的一種阻礙電流通過的性質(zhì)。理解電阻這個(gè)概念時(shí)，不能把它與水管對水的阻礙作用類比，水是在空管中流動(dòng)只有與管壁的摩擦。在金屬導(dǎo)體內(nèi)就不是這樣了。金屬導(dǎo)體是由大量的帶正電荷的原子核和繞核旋轉(zhuǎn)的電子組成。自由電子做定向移動(dòng)時(shí)就要與這些帶電的微粒發(fā)生相互作用，必然要阻礙它的運(yùn)動(dòng)。因此導(dǎo)體越長，橫截面積越小，或者是溫度越高時(shí)，自由電子在做定向移動(dòng)時(shí)受到的這種阻礙作用越大。反之它的運(yùn)動(dòng)受到的阻礙作用越小。正是由于任何導(dǎo)體都是由帶正電的原子核和帶負(fù)電荷的電子組成的，所以任何導(dǎo)體都具有阻礙電流通過的這種性質(zhì)-----即任何導(dǎo)體都具有電阻。只是有些導(dǎo)體的電阻較小，像短的銅導(dǎo)線的電阻，在研究各種電學(xué)問題時(shí)我們認(rèn)為它是零。這樣就可以簡化問題，從而使我們更容易解決問題。 在各種版本的初中教材中都不給電壓下定義，只是講：電壓是使導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷發(fā)生定向移動(dòng)形成電流的原因。這里講的是電壓的作用。學(xué)生應(yīng)該這樣正確地理解電壓這個(gè)概念。任何導(dǎo)體兩端在沒有與電源的正極相連接時(shí)，雖然導(dǎo)體內(nèi)存在大量的自由電荷，但是它們只能在導(dǎo)體內(nèi)做無規(guī)的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)不能形成電流。只有當(dāng)導(dǎo)體跟電源；連接起來組成電路時(shí)，電源提供，并在導(dǎo)體兩端的電壓，這才能使正電荷從電源正極出來，經(jīng)導(dǎo)體，回到電源負(fù)極；或者負(fù)電荷從電源的負(fù)極出來經(jīng)過導(dǎo)體回到電源的正極，這樣才能在導(dǎo)體中形成電流。正是由于電源的作用，電路中才能維持使電荷發(fā)生定向移動(dòng)所需要的電壓。只要電源不變，即可認(rèn)為電源兩端的電壓不變。例如一節(jié)干電池向不同電阻值的導(dǎo)體都只能提供1.5伏特的電壓，兩節(jié)串聯(lián)起來的電池組向不同阻值的電阻兩端提供3伏特的電壓。因此導(dǎo)體兩端所加的電壓高低是由電源決定的。 以上的論述說明了電流、電壓和電阻都與電荷的定向移有關(guān)系，其中電流是指電荷在做定向移動(dòng)時(shí)1秒鐘通過導(dǎo)體橫截面的數(shù)量的多少。電壓是指電荷定向移動(dòng)形成電流的原因。而電阻是指電荷發(fā)生定向移動(dòng)形成電流時(shí)要受到阻礙。因此電流、電壓和電阻這三個(gè)概念即有區(qū)別又有聯(lián)系。而這三者之間又有什么聯(lián)系呢？ 導(dǎo)體兩端的電壓是由電源提供的，電壓的高低也是由電源決定。而電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì)，因此它們之間沒有正比或反比關(guān)系。 導(dǎo)體中電流的有無，電流的大小，都是跟導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)系。導(dǎo)體兩端不加電壓就不能形成電流，加上的電壓較低時(shí)電流就較小，加上電壓較高時(shí)電流也要增大。經(jīng)過精確地實(shí)驗(yàn)得到：當(dāng)電阻不變時(shí)，電壓增大到原來的2倍，電流也要增大到原來的2倍。當(dāng)電壓減小到原來的1/2時(shí)，電流也要減小到原來的1/2。即當(dāng)電阻一定時(shí)，電流跟電壓成正比。 當(dāng)電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，對電流的阻礙作用越大，電流強(qiáng)度就越小。精確的實(shí)驗(yàn)得到：在電壓不變時(shí)，電阻數(shù)值增大到原來的2倍，電流強(qiáng)度減小到原來的1/2，當(dāng)電阻數(shù)值變?yōu)樵瓉淼?/2時(shí)，電流強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍。即電壓一定時(shí)，電流跟電阻成反比。 2、基本定律： 歐姆定律：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。 數(shù)學(xué)表達(dá)式：。 3、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)： 物 理 量 串 聯(lián) 并 聯(lián) 電 流 電 壓 電 阻 （1）串聯(lián)總電阻比各分電阻大 （2）n個(gè)相同電阻R串聯(lián) （1）并聯(lián)總電阻比各分電阻小 （2）n個(gè)相同電阻R并聯(lián) 比例關(guān)系 在串聯(lián)電路中，電壓分配： 在并聯(lián)電路中，電流分配。 4、電學(xué)實(shí)驗(yàn)： （1）電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器和電阻箱。 電流表和電壓表 項(xiàng)目 電 流 表 電 壓 表 符號 接法 串聯(lián)在被測電路中 并聯(lián)在被測電路兩端 注意 事項(xiàng) 被測電流不要超過電流表的量程，電流從電流表的“+”柱流進(jìn)、“－”柱流出。 不能直接把電流表連到電源的兩極上。 被測的電壓不要超過電壓表的量程，電流從電壓表的“+”柱流進(jìn)，“－”柱流出。 電壓表接在電源兩極測的是電源電壓。 使用電表要會(huì)“調(diào)”、“選”、“連”、“讀”。 調(diào)：使用前將電表的指針調(diào)到表盤的零刻度線上。 選：根據(jù)電路的實(shí)際情況，選擇恰當(dāng)?shù)牧砍獭? 連：按照電壓的正確接法和應(yīng)注意的事項(xiàng)所要求的幾點(diǎn)，將電表接入電路。 讀：在辨認(rèn)所選用量程、最小刻度值的基礎(chǔ)上，再從指針在表盤上的位置，讀出它的示數(shù)。 滑動(dòng)變阻器 滑動(dòng)變阻器是利用改變導(dǎo)線的長度，改變它接入電路中的電阻，來改變電路中的電流大小。 應(yīng)將變阻器上、下各一個(gè)接線柱串聯(lián)接入電路中，才能使變阻器起到改變電流的作用。 使用前要從銘牌上了解變阻器的最大電阻值和它允許通過的最大電流值，將滑片放到阻值最大的位置。 要弄清連入電路的是變阻器的哪一部分合金線，再從滑片滑動(dòng)方向判定它接入電路的電阻變化的情況。 電阻箱的示數(shù) 各旋鈕對應(yīng)的指示點(diǎn)的示數(shù)乘以面板上標(biāo)記的倍數(shù)，然后加在一起，就是接入電路的阻值。 （2）伏安法測電阻實(shí)驗(yàn) 伏安法測電阻的原理是：。 用伏安法測電阻的電路圖見圖1所示。 要求知道實(shí)驗(yàn)所用器材，實(shí)驗(yàn)步驟，會(huì)按照電路圖連接實(shí)物，會(huì)記錄測量結(jié)果，根據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算導(dǎo)體的電阻。