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文檔簡介
1、1.1 庫侖定律一、教學目標1、在物理知識方面的要求:(1)定性了解兩種電荷間的作用規律;(2)掌握庫侖定律的內容及其應用。2、通過觀察演示實驗,概括出兩種電荷間的作用規律。培養學生觀察、概括能力。3、滲透物理學方法的教育,運用理想化模型方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型點電荷,研究真空中靜止點電荷間互相作用力問題庫侖定律。二、教學重點、難點分析重點:1、重點是使學生掌握真空中點電荷間作用力大小的計算及方向的判定庫侖定律。難點:1、對于“點電荷”這一抽象物理模型的概念的建立。“點電荷”:帶電體大小和他們之間的距離相比可以忽略,理解為帶電體只為一點。2、庫侖定律的使用范圍:真空中,
2、兩個點電荷之間的相互作用。三、教具1、演示實驗:兩種電荷間相互作用有機玻璃棒、絲綢、碎紙片、毛皮、橡膠棒(2支)四、教學方法演示法、講授法(主要是啟發式講解)、多媒體課件五、教學過程.導入人類從很早就認識了磁現象和電現象,例如我國在戰國末期就發現了磁鐵礦有吸引鐵的現象。在東漢初年就有帶電的琥珀吸引輕小物體的文字記載,但是人類對電磁現象的系統研究卻是在歐洲文藝復興之后才逐漸開展起來的,到十九世紀才建立了完整的電磁理論。電磁學及其應用對人類的影響十分巨大,在電磁學研究基礎上發展起來的電能生產和利用,是歷史上的一次技術革命,是人類改造世界能力的飛躍,打開了電氣化時代的大門。工農業生產、交通、通訊、國
3、防、科學研究和日常生活都離不開電。在當前出現的新技術中,起帶頭作用的是在電磁學研究基礎上發展起來的微電子技術和電子計算機。它們被廣泛應用于各種新技術領域,給人們的生產和生活帶來了深刻的變化。為了正確地利用電,就必須懂得電的知識。在初中我們學過一些電的知識,現在再進一步較深入地學習。II.新課一、研究兩種電荷及電荷間的相互作用實驗一:用橡膠棒與毛皮摩擦后,放于碎紙片附近觀察橡膠棒吸引碎紙片情況。提問一:為什么橡膠棒會吸引碎紙片?答:橡膠棒與絲綢摩擦后就帶電了,帶電物體會吸引輕小物體。提問二:注意觀察帶電橡膠棒吸引碎紙片情況,會發現被橡膠棒吸起的紙片中,較大的紙片先落下來,這是為什么?答:帶電體在
4、空氣中不斷放電,使它帶電量不斷減少,因而吸引輕小物體的靜電力也相應減小,所以較大紙片先落下來。教師總結:在以前的學習中,我們已經知道,自然界存在兩種電荷,叫做正電荷與負電荷。用毛皮摩擦橡膠棒,用絲綢摩擦有機玻璃棒,橡膠棒帶負電,有機玻璃棒帶正電。物體帶電后,能吸引輕小物體,而且帶電越多,吸引力就越大,電荷的多少叫電量,電量的單位是庫侖。電子帶有最小的負電荷,質子帶有最小的正電荷,它們電量的絕對值相等,一個電子電量e=1.61019C。任何帶電物體所帶電量等于電子(或質子)電量或者是它們的整數倍,因此,把1.61019C稱為基元電荷。實驗二:請一名同學上臺協助,教師和同學同時用皮毛摩擦兩根橡膠棒
5、,使之都帶上負電荷,再觀察兩根橡膠棒帶電端相互作用的情況,發現它們相斥,而且它們的距離越小斥力越大,過一會兒,它們間的作用力會明顯減弱。提問三:被毛皮摩擦過的橡膠棒的兩端為什么會相斥?斥力的大小與什么因素有關?答:因為它們帶上了同種電荷,而電荷間作用的規律是同種電荷相斥,異種電荷相吸,斥力的大小與電荷間的距離有關,距離越小,斥力越大,反之,距離越大,斥力越小;斥力的大小還與電量有關,電量越大,斥力越大。由于放電的原因,棒上的電量不斷減小,而斥力也隨時間的增大而明顯減小。提問四:若將用皮毛摩擦過的橡膠棒帶電端與用絲綢摩擦過的有機玻璃棒帶電端靠近,會出現什么現象?答:會吸引,異種電荷相吸。教師用實
6、驗驗證學生的判斷。提問五:若將與有機玻璃棒摩擦過的絲綢與支起的橡膠棒帶電的一端靠近,會出現什么現象?答:會相斥,同種電荷相斥。通過靜電力的實驗演示,使同學們加深對兩種電荷性質的認識;明確電荷間作用力為“同性相斥,異性相吸”。二、庫侖定律我國東漢時期就發現了電荷,并已定性掌握了電荷間的相互作用的規律。而進一步將電荷間作用的規律具體化、數量化的工作,則是兩千年之后的法國物理學家庫侖,他用精確實驗研究了靜止的點電荷間的相互作用力,于1785年發現了后來用他的名字命名的庫侖定律。庫侖在研究電荷間的作用時引入了點電荷,點電荷的概念是電學中的一個重要的理想模型。什么是點電荷?簡而言之,帶電的質點就是點電荷
7、。點電荷的電量、位置可以準確地確定下來。正像質點是理想的模型一樣,點電荷也是理想化模型。真正的點電荷是不存在的,但是,如果帶電體間的距離比它們的大小大得多,以致帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響可以忽略不計時,這樣的帶電體就可以看成點電荷。均勻帶電球體或均勻帶電球殼也可看成一個處于該球球心,帶電量與該球相同的點電荷。庫侖實驗的結果是:在真空中兩個電荷間作用力跟它們的電量的乘積成正比,跟它們間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上,這就是庫侖定律。若兩個點電荷q1,q2靜止于真空中,距離為r,則q1受到q2的作用力F12為式中F12、q1、q2、r諸參數單位都已確定,分別為牛(N)、庫
8、(C)、庫(C)、米(m),所以由實驗測得k = 9109 Nm2C2q2受到q1的作用力F21與F12互為作用力與反作用力,它們大小相等,方向相反,統稱靜電力,又叫庫侖力。若點電荷不是靜止的,而是存在相對運動,那么它們之間的作用力除了仍存在靜電力之外,還存在相互作用的磁場力。關于磁場力的知識,今后將會學到。學習和應用庫侖定律,應該特別注意:(1)庫侖定律只適用于計算兩個點電荷間的相互作用力,非點電荷間的相互作用力,庫侖定律不適用。(2)應用庫侖定律求點電荷間相互作用力時,不用把表示正、負電荷的“”、“”符號帶入公式中,計算過程中可用絕對值計算,其結果可根據電荷的正、負確定作用力為引力或斥力以
9、及作用力的方向。III.例題講解,鞏固練習【例題1】兩個點電荷電荷量,在真空中的距離,求兩個點電荷間作用力的大小及方向。解:根據庫侖定律作用力的方向在兩個點電荷的連線上。因為同帶負電荷,所以作用力為斥力。【例題2】兩個點電荷分別帶電荷量和,當它們間的距離時,相互作用力,當它們間的距離時,相互作用力是多大?解:根據庫侖定率,可列出如下兩個方程(1)(2)由(1)/(2)得則: IV.小結(1)電荷間相互作用規律:同性相斥,異性相吸,大小用庫侖定律來計算。(2)電荷間作用力為一對相互作用力,遵循牛頓第三定律。(3)庫侖定律適用條件:真空中靜止點電荷間的相互作用力(均勻帶電球體間、均勻帶電球殼間也可
10、)。V. 作業略1.2 電場和電場強度一、教學目標1、知道電荷周圍存在電場,知道電場是一種客觀存在的物質。2、理解電場強度和電力線的概念。3、知道幾種典型電場的電力線分布。二、教學重點、難點分析重點:1、理解電場強度的定義、單位、物理意義;2、理解電力線的功能。難點:1、用比值定義電場強度,E與F、q無關,只由電場性質決定。三、教具略。四、教學方法講授法、多媒體課件五、教學過程.導入復習舊課:庫侖定律。提問庫侖定律的含義、使用范圍等。電荷之間存在相互作用力,這種相互作用是怎么發生的呢?人們對這個問題的認識在歷史上曾有過兩種不同的觀點。在法拉第之前,人們認為兩個電荷之間的相互作用力是一種超距作用
11、,也就是一個電荷對另一個電荷的作用力是隔著一定空間直接給予的,不需要中間什么媒介作傳遞,這種方式可以表示為:在19世紀30年代,法拉第提出一種觀點,認為一個電荷周圍存在著由它產生的電場,另外一個電荷受這個電荷的作用力就是通過這個電場給予的,這種作用方式可以表示為:近代物理學的理論和實踐已經完全證明了場的觀點的正確性。電場以及以后將要學習的磁場已被證明是一種客觀存在的物質形態,電視臺和無線電廣播電臺就是靠激發電磁場的方式發送各種節目信號的。雖然電磁場“看不見”“摸不著”,但是我們卻可以在遠離發射塔的地方,用電視機和收音機接受到它們發送的節目信號,這就是電磁場客觀存在的很好例證。本節課我們就來學習
12、描述電場的重要概念。II.新課一、電場定義:存在于電荷周圍空間,對電荷有作用力的特殊物質叫電場。電荷與它周圍空間的電場是一個統一的整體。電場具有兩個重要特性:(1) 位于電場中的任何帶電體,都要受到電場力的作用。(2) 帶電體在電場中受到電場力的作用而移動時,電場力對帶電體做功,這說明電場具有能量。二、電場強度電場是一種看不見、摸不著,不依賴于人的感覺而客觀存在的一種特殊物質,人們對于電場性質的研究,一般是通過檢驗電荷來探測的。檢驗電荷的一般要求:帶正電,且電荷量很小的點電荷。分析:之所以要求檢驗電荷所帶電荷量很小,是為了使檢驗電荷的電場不致影響原來的電場,可以科學準確的研究原來的電場。可以通
13、過庫侖定律計算,或設計一個小實驗來驗證同一檢驗電荷在同一電場中不同位置時所受電場力(方向、大小)的不同,來分析電場中不同位置上電場的特性。針對電場中某一確定點A點,用不同的檢驗電荷q,2q,3q,nq在該點所受到的電場力分別為F,2F,3F,nF。很容易看出,放在A點的檢驗電荷所受的電場力和檢驗電荷的電荷量的比(F/q),不隨檢驗電荷的電荷量而改變,它是一個恒量。由分析得知,這個比值只與場源電荷Q及該點所在電場中的位置,與檢驗電荷無關。F/q反映了電場中不同位置上電場力的特性,為了表示電場的這種特性,引入電場強度這個物理量。定義:檢驗電荷在電場中某一點所受電場力F與檢驗電荷的電荷量q的比值叫做
14、該點的電場強度,簡稱場強。用公式表示為(定義式)式中F檢驗電荷所受電場力,單位為牛頓,符號為N;q檢驗電荷的電荷量,單位是庫侖,符號為C;E電場強度,單位是伏特每米,符號為V/m。注意:(1)電場強度單位:NC(2)大小:電場中某點的場強在數值上等于單位電荷在該點受到的電場力。(3)方向:規定電場中某點場強的方向為正電荷在該點受到的電場力的方向。場強是矢量。一般電場中不同點,場強的大小及方向不同,場強大的地方,電場強,場強小的地方,電場弱,通常我們也把場強的大小和方向叫做電場的強弱和方向。三、電力線為了形象地描述電場中各點場強的大小和方向,采用了電力線(假想曲線)圖示法,在電場中畫出一系列從正
15、電荷出發到負電荷終止的曲線,使曲線上每一點的切線方向都和該點的電場強度方向一致,這些曲線叫做電力線。幾種常見電力線如圖1-3(教材)所示。電力線在每一點的切線方向表示該點的場強方向,電力線的疏密表示場強的大小。問:根據我們所看到的幾種電力線,誰能歸納一下電力線的方向有什么特點?教師歸納:電力線總是從正電荷出發,終止于負電荷或無窮遠,如果只有負電荷,則電力線來自無窮遠,終止于負電荷。問:任意兩條電力線都不會相交,這是為什么?教師歸納:如果相交,則交點就會有兩個切線方向,而同一點場強的大小和方向是唯一的。III.例題講解,鞏固練習例題:檢驗電荷的電荷量,在電場中P點受到的電場力F=18N,求該點電
16、場強度。若檢驗電荷放在P點,電荷量,檢驗電荷所受電場力是多少?解:根據電場強度的定義由于電場中某點場強與檢驗電荷無關,所以P點場強不變,所受電場力F為IV.小結電場是電荷周圍客觀存在的一種物質,它“看不見”、“摸不著”,我們是怎么認識它的呢?根據電場和其它物質的相互作用來認識電場的。為此我們引入了檢驗電荷,用檢驗電荷是否受到電場力來判斷電場是否存在;又用檢驗電荷受到的電場力與它的電量的比值即電場強度來定量描述電場的性質。用電力線形象地描述電場的分布。V. 作業略。1.2 電流一、教學目標1、了解電流的概念;2、掌握電流的實際方向與參考方向的區別與聯系;3、掌握電流的單位。二、教學重點、難點分析
17、重點與難點:1、掌握金屬導電介質中電流的實際方向與參考方向的聯系與區別。三、教具略。四、教學方法講授法、多媒體課件。五、教學過程.復習提問復習舊課:電場與電場強度。II.新課一、電流定義:電荷的定向運動叫做電流。注意:金屬導體中的自由電子在電場力的作用下作定向運動,電解液中的正、負離子在電場力的作用下向著相反方向的運動等叫做電流。電流是一個表示帶電粒子定向運動的強弱的物理量,表征電流強弱的物理量為電流強度,它是一個標量。電流強度的定義:電流強度在量值上等于通過導體橫截面的電荷量q和通過這些電荷量所用時間t的比值。用公式表示為(定義式)式中q通過導體橫截面的電荷量,單位是庫侖,符號為C;t 通過
18、電荷量q所用的時間,單位是秒,符號為s;I 電流強度,單位是安培,符號為A。在實際生活中,安培是一個很大的單位。所以,電流的常用單位還有毫安(mA)和微安():(國際單位制)二、電流的方向規定正電荷定向運動的方向為電流方向。在金屬導體中,電流的方向與自由電子運動方向相反;在電解液中,電流方向與正離子運動方向相同。注意:在電路計算時,我們通常無法事先確定電路中電流的真實方向,為了計算方便,常常事先假定一個電流方向(假想的電流方向)。用箭頭在電路圖中標明電流的參考方向,最后根據計算結果的符號判斷電流真實方向。結果為正,則電流實際方向與所設參考方向一致;結果為負,則電流實際方向與所設參考方向相反。電
19、流強度是一個標量,電流方向只表明電荷的定向運動方向。按照電流的大小、方向變化與時間的關系,電流可以分為以下三類:(如圖1-4教材)所示;(1) 電流的大小和方向都不隨時間變化,這樣的電流叫直流電流或穩恒電流,如圖1-4a所示;(2) 如果電流的大小隨時間變化,但方向不隨時間變化的電流叫脈動電流,如圖1-4b所示;(3) 如果電流的大小和方向都時間變化,這樣的電流叫交流電流,如圖1-4c所示。III.例題講解,鞏固練習例題:在5min時間內,通過導體橫截面的電荷量為3.6C,求電流是多少安,合多少毫安?解:根據電流的定義式解題點要:(1)注意帶入數值的單位必須是國際標準單位; (2)注意電流強度
20、單位安培、毫安、微安之間的換算關系。IV.小結(1)電荷的定向運動形成電流,電流的強弱用電流強度來表征。電流強度的量值根據電流強度定義式計算可得。其單位使用國際標準單位。(2)規定正電荷的運動方向為電流方向。在金屬導體中,自由電子在電場力作用下定向移動形成電流,自由電子帶負電,所以金屬導體中電流方向與帶電粒子運動方向相反;在電解液中,在電場力作用下正、負離子定向移動形成電流,電流方向與正離子運動方向一致。(3)電流的參考方向。在一般的電路計算中,我們無法事先確定電流的流向,為了方便計算,可以先假定一個電流參考方向。得到計算結果后,可根據計算結果的正負來判定實際電流方向。V. 作業略。1.4 電
21、壓和電位一、教學目標1、理解電壓和電位的概念。2、掌握電壓和電位間的關系及參考方向。3、掌握電壓和電位的單位。二、教學重點、難點分析重點:1、掌握電壓與電位的概念,機器大小、方向的確定。難點:1、掌握電位的概念。(這一概念雖然要求不高,卻不好理解。)三、教具略。四、教學方法講授法,多媒體課件。五、教學過程.導入前面我們曾經學習過用來描述電場力學性質的一個物理量場強(E)。下面一起來回憶一下有關內容:(1)電場的基本性質;(2)場強是如何定義的,方向如何?電場除了具有力的性質外,還具有能的性質,用什么物理量來描述這一性質電壓(Uab)與電位(U)。II.新課一、電壓電荷在電場中受到電場力的作用移
22、動時,電場力要做功。在圖1-12(教材)所示勻強電場中,電荷q移動的距離是Lab,那么電場力對電荷做的功為為了衡量電場力做功能力的大小,引入電壓這個物理量。a,b兩點間的電壓Uab在數值上等于電場力把電荷由a移動到b所做的功W,與被移動電荷電荷量q的比值,可用下式表示:(電壓定義式)(式1-4)式中q由a點移動到b點的電荷量,單位是庫侖,符號為C;Wab電場力將q由a移動b所做的功,單位為焦耳,符號為J;Uaba、b兩點間的電壓,單位是伏特,符號為V。在國際單位制中,電壓的常用單位還有千伏(kV)和毫伏(mV):1kV = 103 V1V = 103 mV二、電位定義:正電荷在電路中某點所具有
23、的能量與電荷所帶電量的比叫做該點的電位。討論電位問題時,首先要選定參考點(假定該點電位為零)。其它點的電位等于該點與參考點間的電壓。比參考點高的電位為正,反之為負。可見,電路中各點的電位是相對的,與參考點的選擇有關。電壓方向的確定:分析圖1-12(教材),如果用符號Va表示a點電位,Vb表示b點電位。若選取a點為參考點,即Va=0,則Vb0。不論如何選取參考點,a點電位永遠高于b點電位。由此可見,電場力對正電荷做功的方向就是電位降低的方向。因此規定電壓的方向有高電位指向低電位,即電位降低的方向。電壓的方向可以用高電位指向低電位的箭頭表示,也可以用高電位表“+”,低電位標“-”來表示。電路中電壓
24、大小的計算:在電路中a,b兩點間的電壓等于a,b兩點間的電位之差。即(式1-5)兩點間的電壓也叫兩點間電位差。講到電壓必須說明是哪兩點間的電壓。電壓參考方向的選擇:與電流相似,在電路計算時,事先無法確定電壓的真實方向,常事先選定參考方向,用“+、-”標在電路圖中。如果計算結果電壓為正值,那么電壓的這個真實方向與參考方向一致;如果計算結果電壓為負,那么電壓的真實方向和參考方向相反。III.例題講解,鞏固練習例題:在電場中有a、b、c三點,某電荷電荷量q=510-2C,電荷由a移動到b電場力做功2J,電荷由b移動到c電場力做功3J,以b為參考點,試求a點和c點電位。解:以b點為參考點,則Vb=0V
25、,根據電壓定義式又因為則同理 IV.小結應當強調的是,電壓和電位都是反映電場或電路能量特性的物理量,二者既有聯系又有區別。(1)電位是相對的,它的大小與參考點選擇有關;(2)電壓時不變的,它的大小與參考點選擇無關。電位的參考點可以任意選擇,但是一個電路中只能選一個參考點。V. 作業略。1.5 電源和電動勢一、教學目標1、了解電源的概念及電源種類。2、了解電動勢的概念。3、理解電動勢內部的電流方向。二、教學重點、難點分析重點:電源電動勢的定義,數值計算與方向判斷。難點:電源電動勢與電壓的關系。三、教具略。四、教學方法講授法,多媒體課件。五、教學過程.導入復習舊課:電流、電壓。提問:同學們想一想,
26、我們生活中所使用的“電”是從哪里來的?我們在實驗室里作實驗所用的“電”是從哪里來的?答:略。II.新課一、電源定義:電源是把其它形式的能轉換成電能的裝置。種類:干電池或蓄電池把化學能轉換成電能;光電池把太陽的光能轉化成電能;發電機把機械能轉化成個電能等等。提問:同學們想一想,你們都知道哪些方式可以產生電啊?答:略。二、電源電動勢A電源力電源力是存在于電源內部的,能使正電荷從負極源源不斷地流向正極的一種非靜電性質的力。它的存在保證了正負極之間的電壓不變,這樣電路中才能有持續不變的電流。B電動勢在電源內部,電源力不斷地把正電荷從低電位點移動到高電位點。在這個過程中,電源力要克服電場力做功,這個做功
27、過程就是電源將其它形式的能轉換成電能的過程。對于不同的電源,電源力做功的性質和大小不同,為此引入電動勢這個概念。電動勢是用來表征電源生產電能本領大小的物理量。電動勢定義:在電源內部,電源力把正電荷從低電位點(負極板)移動到高電位點(正極板)反抗電場力所做的功與被移動電荷的電荷量之比,叫做電源的電動勢。用公式表示為:(電源電動勢定義式)(式1-6)式中W電源力移動正電荷所做的功,單位為焦耳,符號為J;Q電源力移動的電荷量,單位是庫侖,符號為C;E電源電動勢,單位是伏特,符號為V。電源電動勢的方向:電源電動勢的方向規定為由電源的負極(低電位點)指向正極(高電位電)。在電源內部的電路中,電源力移動正
28、電荷形成電流,電流的方向是從負極指向正極;在電源外部電路中,電場力移動正電荷形成電流,電流方向是從電源正極流向電源負極。III.例題講解,鞏固練習略。(見教材1.5例題)IV.小結(1)電源是把其它形式的能轉換成電能的裝置。現代工業中,人們能夠普遍利用多種能源用于生產電能,例如:太陽能發電、風力發電、潮汐發電、水力發電、火力發電等等,這些都是電源。還有我們常見的干電池、蓄電池等等。(2)電源電動勢與電壓的區別與聯系。電動勢與電壓是兩個物理意義不同的物理量。I電動勢存在于電源內部,是衡量電源力做功本領的物理量;電壓存在于電源的內、外部,是衡量電場力做功本領的物理量。II電動勢的方向從負極指向正極
29、,即電位升高的方向;電壓的方向是從這個正極指向負極,即電位降低的方向。V. 作業略。1.6 電阻和電阻定律一、教學目標1、理解電阻的含義。2、了解電阻定律。3、了解電阻與溫度的關系。二、教學重點、難點分析重點與難點:電阻定律是教學重點與教學難點。三、教具略。四、教學方法講授法,多媒體課件。五、教學過程.導入在我們日常接觸到的物質中,有的可以導電,有的不能導電。根據物質導電能力的強弱,我們將物質分為導體、半導體、絕緣體。提問:同學們,我們常見的用于傳輸電能的物質都有哪些啊?答:銅、鐵。總結:我們最常接觸到的用于傳輸電能的導體都是用金屬制成的,這些材料有銅、鐵、銀等等。實際上,電解液也是可以導電的
30、。提問:同學們,我們常見的不能導電的物質都有哪些啊?答:略。除了能導電的導體與不能導電的絕緣體外,還有一些物質的導電能力介于這兩者之間,我們叫它們半導體。半導體比較常見的有硅、鍺等。從本質上來說,之所以存在導體、半導體、絕緣體的區別是由于物質對于電流的阻礙作用大小不同而造成的。為了表征物質對于電流的阻礙作用,電學中引入了電阻這個物理量。II.新課一、電阻定義:表示物質對帶電粒子定向移動存在阻礙作用的物理量稱為電阻。本質:導體中的自由電子在電場力的作用下定向運動。作定向運動的自由電子,要與在平衡位置附近不斷振動的原子核發生碰撞,阻礙了自由電子的定向運動。這種阻礙作用使自由電子定向運動的平均速度降
31、低,自由電子的一部分動能轉換成分子熱能。在一般條件下,任何物質都存在分子熱運動,所以任何物體都有電阻。當有電流流過時,都要消耗一定的能量。(二)電阻定律經實驗證明,在溫度不變時,一定材料制成的導體的電阻跟它的長度成正比,跟它的截面積成反比。這個實驗規律叫做電阻定律。均勻導體的電阻可用公式表示為(式1-7)式中電阻率,其值由導體材料的性質決定,單位是歐姆米,符號為m,可查表1-1(教材);L導體的長度,單位是米,符號為m;S導體的截面積,單位是平方米,符號為;R導體的電阻,單位是歐姆,符號為。在國際單位制中,電阻的常用單位還有千歐(k)和兆歐(M):1 k = 103 1 M = 103 k=
32、106 提問一:導體電阻的大小由哪些因素決定,寫出導體電阻大小的決定式。答:略。提問二:導線一定是越長電阻越大嗎?答:不一定。同種材質,截面積相同的導線,電阻才成與長度正比。提問三:長導線的電阻比粗導線大嗎?答:略。三、電阻與溫度的關系對金屬導體而言,溫度升高使分子的熱運動加劇,而自由電子數幾乎不隨溫度變化,電荷運動時碰撞運動次數增多,受到的阻礙作用加大,導體的電阻增加。有些半導體,溫度升高自由電荷數目增加所起的作用超過分子熱運動加劇所起的阻礙作用,電阻減少。電阻隨溫度的變化關系可表示為(式1-8)式中R1導體在溫度t1時的電阻;R2導體在溫度t2時的電阻;導體的溫度系數,單位為1/。III.
33、例題講解,鞏固練習【例題1】一根銅導線長L=2 000 m ,截面積S = 22,導線的電阻是多少?解:查表可知銅的電阻率,由電阻定律可求得【例題2】有一根阻值為1的電阻絲,將它均勻拉長為原來的3倍,拉長后的電阻絲的阻值為( )。A1 B.3 C.6 D.9解:設電阻絲長為L,截面積S,則它的體積V=SL。在均勻拉長過程中,體積V不變,L=3L,則S=S/3。由/得所以,正確的答案為D。IV.小結(1)電阻表示的是對物質中帶電粒子定向移動的阻礙作用強弱。(2)在溫度不變時,一定材料制成的導體的電阻跟它的長度成正比,跟它的截面積成反比。這個實驗規律叫做電阻定律。(3)注意電阻與溫度的關系:A對于
34、金屬導體,溫度越高,導體電阻越高;B有些半導體和電解液,溫度越高,導體電阻越低。V. 作業略。1.7 電路和歐姆定律一、教學目標1、掌握電路的組成及電路圖中常用符號。2、掌握歐姆定律,能應用歐姆定律解題。二、教學重點、難點分析重點:部分電路歐姆定律與全電路歐姆定律的含義及其應用。難點:應用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流隨外電阻變化的關系。三、教具電化教學設備。四、教學方法講授法,多媒體課件。五、教學過程.導入電源開關導線負載圖1.手電筒的實體電路在日常生活中,我們會廣泛接觸到各種電路。手電筒就是一中非常簡單的電路。如下圖1所示:在電學研究中,為了方便表示,我們用國家標準統一規定的圖
35、形符號來表示電源、導線、開關、燈泡等等。如圖2所示。電源負載ISUS+_R0中間環節RL+ U圖2. 手電筒的電路模型II.新課一、電路電路由實際元件構成的電流的通路。提問:在前面手電筒的例子中我們可看到,電路應該包含哪些部分呢?歸納總結:電路由電源、負載、連接導線、控制和保護裝置四部分組成。(1)電源向電路提供能量的設備。它能把其它形式的能轉換成電能。常見的電源有干電池、蓄電池、發電機等。(2)負載即用電器,它是各種用電設備的總稱。其作用是把電能轉換為其他形式的能,為人們服務,如白熾燈、電動機、電加熱器等。(3)連接導線它把電源與負載接成閉合回路,輸送和分配電能。一般常用的導線時銅線和鋁線。
36、(4)控制和保護裝置用來控制電路的通斷,保護電路的安全,使電路能正常工作,如開關、保險絲(熔斷器)、繼電器等。電路的功能:(1)電力系統中的電路可對電能進行傳輸、分配和轉換。(2)電子技術中的電路可對電信號進行傳遞、變換、儲存和處理。二、部分電路歐姆定律在電阻一定時,導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,在電壓不變的情況下,導體中的電流跟導體的電阻成反比。把以上實驗結果綜合起來得出結論,即歐姆定律。如圖1-21(教材)所示,圖中電阻R上的電壓參考方向與電流參考方向是一致的,稱為關聯參考方向。此時,部分電路歐姆定律可以用公式表示為(式1-9)注意:(1)當U、I見為非關聯參考方向(U、I參考方
37、向相反)時,歐姆定律應寫成,式中“-”號切不可漏掉;(2)電阻值不隨電壓、電流變化而變化的電阻叫做線性電阻,由線性電阻組成的電路叫線性電路。阻值隨電壓、電流的變化而改變的電阻,叫非線性電阻,含有非線性電阻的電路叫非線性電路。三、全電路歐姆定律全電路是一個由電源和負載組成的閉合電路,如圖1-22(教材)所示。對全電路進行分析研究時,必須考慮電源的內阻。如圖R為負載的電阻、E為電源電動勢、r為電源的內阻。全電路歐姆定律可用公式表示為(式1-10)式中E電源電動勢,單位是伏特,符號為V;R負載電阻,單位是歐姆,符號為;R0電源內阻,單位是歐姆,符號為;I閉合電路中的電流,單位是安培,符號為A。閉合電
38、路歐姆定律說明:閉合電路中的電流與電源電動勢成正比,與電路的總電阻(內電路電阻與外電路電阻之和)成反比。外電路電壓U外又叫路端電壓或端電壓,U外=E-R0I 。當R增大時,I減小,R0I減小,U外增大。當R(斷路),I0,則U外=E,斷路時端電壓等于電源電動勢。III.例題講解,鞏固練習【例題1】部分電路歐姆定路例題練習某段電路的電壓是一定的,當接上10的電阻時,電路中產生的電流是1.5A;若用25的電阻代替10的電阻,電路中的電流為多少?解:電路中電阻為10時,由歐姆定律得用25的電阻代替10的電阻,電路中電流I為【例題2】全電路歐姆定律分析有一閉合電路,電源電動勢E=12V,其內阻R0=2
39、,負載電阻R=10,試求:電路中的電流、負載兩端的電壓、電源內阻上的電壓降。解:根據全電路歐姆定律由部分電路歐姆定律,可求負載兩端電壓電源內阻上的電壓降為IV.小結(1)歐姆定律是電工學中就重要的定律之一,包括部分電路歐姆定律與全電路歐姆定律。分別用(公式1-9)和(公式1-10)表示。(2)歐姆定律是使用與線性電路。V. 作業略。1.8 電能和電功率一、教學目標1、理解電能和電功率的概念。2、理解電路中的功率平衡。二、教學重點、難點分析電能、電功率的計算。三、教具電化教學設備。四、教學方法講授法,多媒體課件。五、教學過程.導入(1).通過前面的學習,可知導體內自由電荷在電場力作用下發生定向移動,電場力對定向移動的電荷做功嗎?(做功,而且做正功)(2)電場力做功將引起能量的轉化,電能轉化為其他形式能,舉出一些大家熟悉的例子。電能機械能,如電動機。電能內能,如電熱器。電
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