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文檔簡介
1、【課題】1.5 電源和電動勢【教學目標】 1、掌握什么是電源、電源力、電動勢 2、掌握電動勢與電壓的區(qū)別【教學重點】 電動勢【教學難點】 電動勢與電壓的區(qū)別【課時安排】2課時(90分鐘) 總課時10【教學過程】復習:電壓和電位導入:電源我們平時都有所了解、那么電源到底有什么作用呢?電源有哪些種類?新授:一、電源1、定義:電源是把其它形式的能轉換成電能的裝置。2、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(fā)電機把機械能轉化成個電能等等。二、電源電動勢A電源力電源力是存在于電源內(nèi)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(zhì)的力。它的存在保證了正負極之間的電壓
2、不變,這樣電路中才能有持續(xù)不變的電流。B電動勢在電源內(nèi)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(zhì)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(chǎn)電能本領大小的物理量。1、電動勢定義:在電源內(nèi)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
3、;E電源電動勢,單位是伏特,符號為V。2、電源電動勢的方向:電源電動勢的方向規(guī)定為由電源的負極(低電位點)指向正極(高電位電)。在電源內(nèi)部的電路中,電源力移動正電荷形成電流,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.三、例題講解略。(見教材§1.5例題)五、作業(yè)布置 第9頁 :1、2、3題6、 教學后記【課題】1.6電阻和電阻定律【教學目標】 1、掌握物質(zhì)的分類 2、什么是電阻、電阻的大小與哪些因素有關【教學重點】 電阻定律【教學難點】 電阻定律的應用【課時安排】2課時(90分鐘) 總課時12【教學過程】復習:電源和電動
4、勢導入:根據(jù)物質(zhì)導電能力的強弱,一般可以分為導體、絕緣體和半導體新授:一、電阻1、定義:表示物質(zhì)對帶電粒子定向移動存在阻礙作用的物理量稱為電阻。在一般條件下,任何物質(zhì)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1、內(nèi)容在溫度不變時,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(guī)律叫做電阻定律。2、用公式表示(式1-7)式中電阻率,單位是歐姆米,符號為·m,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)
5、:1 k = 103 1 M = 103 k= 106 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,電荷運動時碰撞運動次數(shù)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(shù)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(shù),單位為1/。四、例題講解【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,由電阻定律可求得五、作業(yè)布置 第11頁 :1、2題教學后記【課題】1.7 電路
6、和歐姆定律【教學目標】 1.掌握電路組成及各部分的作用 2.熟記電路圖常用符號 3.掌握歐姆定律的內(nèi)容及應用【教學重點】 歐姆定律【教學難點】 歐姆定律的應用【課時安排】2課時(90分鐘) 總課時14【教學過程】復習:電阻和電阻定律導入:物理的力多是物體直接接觸而產(chǎn)生的,而靜電力 是由特殊物質(zhì)作媒介而發(fā)生相互作用的新授:大家初中學習過電流等于電壓除以電阻那是部分電路歐姆定律,我們今天除了學習部分電路歐姆定律外還要學習全電路歐姆定律一、電路電路由實際元件構成的電流的通路。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。電源開關導線負載圖1.手電筒的實體電路(1)、電源向電路提供能
7、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(fā)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。(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(tǒng)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1、在電阻一定時,導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成
8、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。2、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(lián)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)3、注意:(1)、當U、I見為非關聯(lián)參考方向(U、I參考方向相反)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,對全電路
9、進行分析研究時,必須考慮電源的內(nèi)阻。如圖R為負載的電阻、E為電源電動勢、r為電源的內(nèi)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(nèi)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。閉合電路中的電流與電源電動勢成正比,與電路的總電阻(內(nèi)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。四、例題講解【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、10的電阻時,電路中產(chǎn)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(nèi)阻R0=2,負載電阻R=10,試求:電路中的電流、負載兩端的電壓、電源內(nèi)阻上的電壓降。解:根據(jù)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(nèi)阻上的電壓降為五、作業(yè)布置 第14頁 :1、2題教學后記【課題】1.8 電能和電功率【教學目標】 1.學習什么是電能、電能的計算方法 2.學習什么是電功率、電功率的計算方法 3.掌握功率平衡的原理【教學重點】 電
11、能、電功率的計算方法【教學難點】 電能、電功率的計算方法【課時安排】2課時(90分鐘) 總課時16【教學過程】復習:電路和歐姆定律導入:電流能使電燈發(fā)光,發(fā)動機轉動,電爐發(fā)熱這些都是電流做功的表現(xiàn)。 新授:一、電能在電場力作用下,電荷定向運動形成的電流所做的功叫做電能。電流做功的過程就是將電能轉換成其它形式的能的過程。電能可用以下公式計算(式1-11)式中U加在導體兩端的電壓,單位是伏特,符號為V;I導體中的電流,單位是安培,符號為A;t通電時間,單位是秒,符號為s;W電能,單位是焦耳,符號為J。上式表明,電流在一段電路上所做的功,與這段電路兩端的電壓、電路中的電流和通電時間成正比。對于純電阻
12、電路,歐姆定律成立,電能也可由下式計算。二、電功率電流在單位時間內(nèi)所做的功叫做電功率。它是描述電流做功快慢的物理量。電功率的計算公式為(電功率定義式)(式1-12)式中W電流所做的功(即電能),單位是焦耳,符號為J;t完成這些功所用的時間,單位是秒,符號為s;P電功率,單位是瓦特,符號為W.在直流情況下,且電流與電壓為關聯(lián)參考方向是,電功率有如下表示形式:(式1-13)如果電流、電壓為非關聯(lián)參考方向,式1-13前面應加“-”。在這個規(guī)定下,P0說明電路元件在消耗(吸收)電能;反之P0則為發(fā)出(供出)電能。對于線性電阻元件而言,電功率公式還可以寫成三、電路中的功率平衡在一個閉合回路中,根據(jù)能量守
13、恒和轉化定律,電源電動勢發(fā)出的功率,等于負載電阻和電源內(nèi)阻消耗的功率。即四、例題講解小結(1)、電能與電功率實質(zhì)上是能量轉化與守恒定律在電路中的體現(xiàn)。(2)、可以熟練應用公式計算電能與電功率。五、作業(yè)布置 第16頁 :1、2題教學后記【課題】1.9 電源的最大輸出功率【教學目標】 1.掌握負載匹配的條件 2.會運用負載匹配的條件解相關題目 【教學重點】 負載匹配的條件【教學難點】 公式推導【課時安排】2課時(90分鐘) 總課時18【教學過程】復習: 電能和電功率導入: 在閉合電路中,電源電動勢所提供的功率,一部分消耗在電源的內(nèi)電阻r上,另一部分消耗在負載電阻R上,R為何值,負載能從電源處獲得最
14、大的功率。新授:一、討論由全電路歐姆定律的學習,我們知道:在一個完整的電路當中,電源電動勢提供的功率一部分消耗在電源的內(nèi)電阻R0上,另一部分才作用于負載電阻R上。在實際應用中,只有消耗在負載上的功率對我們才是有意義的,下面讓我們來研究一下在什么條件下,負載消耗的功率可以達到最大值。電源輸出的功率就是負載電阻R所消耗的功率,即下面要討論的是,當R為何值,負載能從電源出獲得最大功率。根據(jù)全電路歐姆定律將I帶入負載電阻所消耗的功率式中,得到對于一個電路而言,電源電動勢E、電源內(nèi)阻R0是一定的,只有當分母最小時,功率P有最大值,所以,只有當R= R0時,P值最大。二、最大功率輸出定理:當負載電阻R和電
15、源內(nèi)阻R0相等時,電源輸出功率最大(負載獲得最大功率Pm),即當R= R0時,(式1-14)三、例題講解 第17頁 小結最大功率輸出定理:負載電阻等于電源內(nèi)阻時,電源輸出的功率最大,即當R=R0時, 五、作業(yè)布置 第17頁 :1、2、3題教學后記【課題】2.1 電阻串聯(lián)電路& 2.2 電阻并聯(lián)電路【教學目標】 1.掌握電阻串并聯(lián)電路的特點 2.掌握分壓器的原理 3.并會運用相關知識解相關題目【教學重點】 電阻串并聯(lián)電路的特點【教學難點】 特點的應用【課時安排】2課時(90分鐘) 總課時20【教學過程】復習: 電源的最大輸出功率導入: 新授:一、串聯(lián)電路圖1 電阻串聯(lián)電路()把幾個電阻一
16、次連接起來,組成中間無分支的電路,叫做電阻串聯(lián)電路。如下圖1所示為兩個電阻組成的串聯(lián)電路。串聯(lián)電路的特點:串聯(lián)電路中電流處處相等。當n個電阻串聯(lián)時,則(式2-1)2.電路兩端的總電壓等于串聯(lián)電阻上分電壓之和。(式2-2)3.電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。R叫做R1,R2串聯(lián)的等效電阻,其意義是用R代替R1,R2后,不影響電路的電流和電壓。在圖1中,(b)圖是(a)圖的等效電路。當n個電阻串聯(lián)時,則(式2-3)4.串聯(lián)電路中的電壓分配和功率分配關系。由于串聯(lián)電路中的電流處處相等,所以 上述兩式表明,串聯(lián)電路中各個電阻兩端的電壓與各個電阻的阻值成正比;各個電阻所消耗的功率也和各個電阻阻值成正比。
17、推廣開來,當串聯(lián)電路有n個電阻構成時,可得串聯(lián)電路分壓公式 提示:在實際應用中,常利用電阻串聯(lián)的方法,擴大電壓表的量程。二、電阻并聯(lián)電路把兩個或兩個以上的電阻接到電路中的兩點之間,電阻兩端承受同一個電壓的電路,叫做電阻并聯(lián)電路。圖2 電阻并聯(lián)電路并聯(lián)電路的特點:電路中各個電阻兩端的電壓相同即(式2-6)2、電阻并聯(lián)電路總電流等于各支路電流之和即(式2-7)3、并聯(lián)電路的總阻值的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)的和即(式2-8)4、電阻并聯(lián)電路的電流分配和功率分配關系在并聯(lián)電路中,并聯(lián)電阻兩端電壓相同,所以上式表明,并聯(lián)電路中各支路電流與電阻成反比;各支路電阻消耗的功率和電阻成反比。當兩個電阻并聯(lián)時,通
18、過每個電阻的電流可以用分流公式計算,如圖2-8所示,分流公式為:在電阻并聯(lián)電路中,電阻小的支路通過的電流大;電阻大的支路通過的電流小。注意:電阻并聯(lián)電路在日常生活中應用十分廣泛,例如:照明電路中的用電器通常都是并聯(lián)供電的。只有將用電器并聯(lián)使用,才能在斷開、閉合某個用電器時,或者某個用電器出現(xiàn)斷路故障時,保障其他用電器能夠正常工作。三、例題講解,鞏固練習串聯(lián)電路例題講解:見§2.1例題1,例題2。并聯(lián)電路例題講解:見§2.2例題1,例題2。五、作業(yè)布置 第24頁 :2題 第27頁:2題教學后記【課題】2.3 電阻混聯(lián)電路【教學目標】 掌握電阻混聯(lián)電路分析方法、且能運用該方法解
19、相關題目 【教學重點】 電阻混聯(lián)電路的分析方法【教學難點】 電阻混聯(lián)電路的分析方法【課時安排】2課時(90分鐘) 總課時22【教學過程】復習:電阻串聯(lián)電路、電阻并聯(lián)電路 導入:實際工作和生活中,單純的串聯(lián)或并聯(lián)電路是很少見的。而最為常見的是混聯(lián)電路。既有電阻串聯(lián),又有電阻并聯(lián)的電路,稱為電阻混聯(lián)電路。本次課我們來學習混聯(lián)電路的一種常用分析方法:新授:一、等電位分析法等電位分析法步驟:1、確定等電位點、標出相應的符號。導線的電阻和理想電流表的電阻可以忽略不計,可以認為導線和電流表連接的兩點是等電位點。對等電位點標出相應的符號。2、畫出串聯(lián)、并聯(lián)關系清晰的等效電路圖。由等電位點先確定電阻的連接關系
20、,再畫電路圖。根據(jù)支路多少,由簡至繁,從電路的一端畫到另一端。3、求解根據(jù)歐姆定律,電阻串聯(lián)、并聯(lián)的特點和電功率計算公式列出方程求解。二、例題講解見教材§2.3例題1,例題2。分析:求解混聯(lián)電路要求同學們可以熟悉電阻串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點,能夠熟練應用分流、分壓公式。將復雜的混聯(lián)電路等效轉換為易于求解的串聯(lián)、并聯(lián)電路時求解混聯(lián)電路的關鍵。在某些復雜電路中,等電位點的判斷,需要同學們發(fā)揮空間想象力,不要將電路看成一個平面的東西。五、作業(yè)布置 第30頁 :1題 第31頁:3題教學后記【課題】2.4 電池的連接【教學目標】 1.掌握電池串、并聯(lián)的方法 2.掌握串、并聯(lián)之后的等效電動勢及內(nèi)阻【教學重點】 電池串、并聯(lián)之后的等效電動勢及內(nèi)阻【教學難點】 電池串、并聯(lián)之后的等效電動勢及內(nèi)阻【課時安排】2課時(90分鐘) 總課時24【教學過程】復習:電
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