1.1庫侖定律一、教學(xué)目標(biāo)1、在物理知識(shí)方面的要求：（1）定性了解兩種電荷間的作用規(guī)律；（2）掌握庫侖定律的內(nèi)容及其應(yīng)用。 2、通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出兩種電荷間的作用規(guī)律。培養(yǎng)學(xué)生觀察、概括能力。 3、滲透物理學(xué)方法的教育，運(yùn)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(diǎn)電荷，研究真空中靜止點(diǎn)電荷間互相作用力問題——庫侖定律。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 重點(diǎn)：1、重點(diǎn)是使學(xué)生掌握真空中點(diǎn)電荷間作用力大小的計(jì)算及方向的判定——庫侖定律。 難點(diǎn)： 1、對(duì)于“點(diǎn)電荷”這一抽象物理模型的概念的建立。“點(diǎn)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(diǎn)。 2、庫侖定律的使用范圍：真空中，兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用。三、教具1、演示實(shí)驗(yàn)：兩種電荷間相互作用有機(jī)玻璃棒、絲綢、碎紙片、毛皮、橡膠棒（2支）四、教學(xué)方法 演示法、講授法（主要是啟發(fā)式講解）、多媒體課件五、教學(xué)過程Ⅰ.導(dǎo)入人類從很早就認(rèn)識(shí)了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象，例如我國在戰(zhàn)國末期就發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦有吸引鐵的現(xiàn)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(duì)電磁現(xiàn)象的系統(tǒng)研究卻是在歐洲文藝復(fù)興之后才逐漸開展起來的，到十九世紀(jì)才建立了完整的電磁理論。電磁學(xué)及其應(yīng)用對(duì)人類的影響十分巨大，在電磁學(xué)研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電能生產(chǎn)和利用，是歷史上的一次技術(shù)革命，是人類改造世界能力的飛躍，打開了電氣化時(shí)代的大門。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通、通訊、國防、科學(xué)研究和日常生活都離不開電。在當(dāng)前出現(xiàn)的新技術(shù)中，起帶頭作用的是在電磁學(xué)研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來的微電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)。它們被廣泛應(yīng)用于各種新技術(shù)領(lǐng)域，給人們的生產(chǎn)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(shí)。在初中我們學(xué)過一些電的知識(shí)，現(xiàn)在再進(jìn)一步較深入地學(xué)習(xí)。 .新課一、研究兩種電荷及電荷間的相互作用實(shí)驗(yàn)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(huì)吸引碎紙片？答：橡膠棒與絲綢摩擦后就帶電了，帶電物體會(huì)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(huì)發(fā)現(xiàn)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(yīng)減小，所以較大紙片先落下來。教師總結(jié)：在以前的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)知道，自然界存在兩種電荷，叫做正電荷與負(fù)電荷。用毛皮摩擦橡膠棒，用絲綢摩擦有機(jī)玻璃棒，橡膠棒帶負(fù)電，有機(jī)玻璃棒帶正電。物體帶電后，能吸引輕小物體，而且?guī)щ娫蕉啵驮酱螅姾傻亩嗌俳须娏浚娏康膯挝皇菐靵觥ｋ娮訋в凶钚〉呢?fù)電荷，質(zhì)子帶有最小的正電荷，它們電量的絕對(duì)值相等，一個(gè)電子電量1.6×10－19C。任何帶電物體所帶電量等于電子（或質(zhì)子）電量或者是它們的整數(shù)倍，因此，把1.6×10－19實(shí)驗(yàn)二：請(qǐng)一名同學(xué)上臺(tái)協(xié)助，教師和同學(xué)同時(shí)用皮毛摩擦兩根橡膠棒，使之都帶上負(fù)電荷，再觀察兩根橡膠棒帶電端相互作用的情況，發(fā)現(xiàn)它們相斥，而且它們的距離越小斥力越大，過一會(huì)兒，它們間的作用力會(huì)明顯減弱。提問三：被毛皮摩擦過的橡膠棒的兩端為什么會(huì)相斥？斥力的大小與什么因素有關(guān)？答：因?yàn)樗鼈儙狭送N電荷，而電荷間作用的規(guī)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(guān)，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(guān)，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(shí)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(jī)玻璃棒帶電端靠近，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：會(huì)吸引，異種電荷相吸。教師用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生的判斷。提問五：若將與有機(jī)玻璃棒摩擦過的絲綢與支起的橡膠棒帶電的一端靠近，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？答：會(huì)相斥，同種電荷相斥。 通過靜電力的實(shí)驗(yàn)演示，使同學(xué)們加深對(duì)兩種電荷性質(zhì)的認(rèn)識(shí)；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(shí)期就發(fā)現(xiàn)了電荷，并已定性掌握了電荷間的相互作用的規(guī)律。而進(jìn)一步將電荷間作用的規(guī)律具體化、數(shù)量化的工作，則是兩千年之后的法國物理學(xué)家?guī)靵觯镁_實(shí)驗(yàn)研究了靜止的點(diǎn)電荷間的相互作用力，于1785年發(fā)現(xiàn)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(shí)引入了點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷的概念是電學(xué)中的一個(gè)重要的理想模型。什么是點(diǎn)電荷？簡而言之，帶電的質(zhì)點(diǎn)就是點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷的電量、位置可以準(zhǔn)確地確定下來。正像質(zhì)點(diǎn)是理想的模型一樣，點(diǎn)電荷也是理想化模型。真正的點(diǎn)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(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)，這樣的帶電體就可以看成點(diǎn)電荷。均勻帶電球體或均勻帶電球殼也可看成一個(gè)處于該球球心，帶電量與該球相同的點(diǎn)電荷。庫侖實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是：在真空中兩個(gè)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(gè)點(diǎn)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(shù)單位都已確定，分別為牛（N）、庫（C）、庫（C）、米（m），所以由實(shí)驗(yàn)測(cè)得k=9×109N·m2／C2q2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(tǒng)稱靜電力，又叫庫侖力。若點(diǎn)電荷不是靜止的，而是存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，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(guān)于磁場力的知識(shí)，今后將會(huì)學(xué)到。學(xué)習(xí)和應(yīng)用庫侖定律，應(yīng)該特別注意：（1）庫侖定律只適用于計(jì)算兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力，非點(diǎn)電荷間的相互作用力，庫侖定律不適用。（2）應(yīng)用庫侖定律求點(diǎn)電荷間相互作用力時(shí)，不用把表示正、負(fù)電荷的“＋”、“－”符號(hào)帶入公式中，計(jì)算過程中可用絕對(duì)值計(jì)算，其結(jié)果可根據(jù)電荷的正、負(fù)確定作用力為引力或斥力以及作用力的方向。 .例題講解，鞏固練習(xí) 【例題1】兩個(gè)點(diǎn)電荷電荷量，，在真空中的距離，求兩個(gè)點(diǎn)電荷間作用力的大小及方向。 解：根據(jù)庫侖定律 作用力的方向在兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線上。因?yàn)橥瑤ж?fù)電荷，所以作用力為斥力。 【例題2】兩個(gè)點(diǎn)電荷分別帶電荷量和，當(dāng)它們間的距離時(shí)，相互作用力，當(dāng)它們間的距離時(shí)，相互作用力是多大？ 解：根據(jù)庫侖定率，可列出如下兩個(gè)方程 （1） （2） 由（1）/（2）得 則： .小結(jié)（1）電荷間相互作用規(guī)律：同性相斥，異性相吸，大小用庫侖定律來計(jì)算。（2）電荷間作用力為一對(duì)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(diǎn)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）。 V.作業(yè)略1.2電場和電場強(qiáng)度一、教學(xué)目標(biāo)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(zhì)。 2、理解電場強(qiáng)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(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 重點(diǎn)：1、理解電場強(qiáng)度的定義、單位、物理意義；2、理解電力線的功能。 難點(diǎn)：1、用比值定義電場強(qiáng)度，E與F、q無關(guān)，只由電場性質(zhì)決定。三、教具略。四、教學(xué)方法 講授法、多媒體課件五、教學(xué)過程 Ⅰ.導(dǎo)入復(fù)習(xí)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(fā)生的呢？人們對(duì)這個(gè)問題的認(rèn)識(shí)在歷史上曾有過兩種不同的觀點(diǎn)。在法拉第之前，人們認(rèn)為兩個(gè)電荷之間的相互作用力是一種超距作用，也就是一個(gè)電荷對(duì)另一個(gè)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(jì)30年代，法拉第提出一種觀點(diǎn)，認(rèn)為一個(gè)電荷周圍存在著由它產(chǎn)生的電場，另外一個(gè)電荷受這個(gè)電荷的作用力就是通過這個(gè)電場給予的，這種作用方式可以表示為：近代物理學(xué)的理論和實(shí)踐已經(jīng)完全證明了場的觀點(diǎn)的正確性。電場以及以后將要學(xué)習(xí)的磁場已被證明是一種客觀存在的物質(zhì)形態(tài)，電視臺(tái)和無線電廣播電臺(tái)就是靠激發(fā)電磁場的方式發(fā)送各種節(jié)目信號(hào)的。雖然電磁場“看不見”“摸不著”，但是我們卻可以在遠(yuǎn)離發(fā)射塔的地方，用電視機(jī)和收音機(jī)接受到它們發(fā)送的節(jié)目信號(hào)，這就是電磁場客觀存在的很好例證。本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)描述電場的重要概念。 .新課 一、電場 定義：存在于電荷周圍空間，對(duì)電荷有作用力的特殊物質(zhì)叫電場。 電荷與它周圍空間的電場是一個(gè)統(tǒng)一的整體。 電場具有兩個(gè)重要特性：位于電場中的任何帶電體，都要受到電場力的作用。帶電體在電場中受到電場力的作用而移動(dòng)時(shí)，電場力對(duì)帶電體做功，這說明電場具有能量。二、電場強(qiáng)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(zhì)，人們對(duì)于電場性質(zhì)的研究，一般是通過檢驗(yàn)電荷來探測(cè)的。檢驗(yàn)電荷的一般要求：帶正電，且電荷量很小的點(diǎn)電荷。分析：之所以要求檢驗(yàn)電荷所帶電荷量很小，是為了使檢驗(yàn)電荷的電場不致影響原來的電場，可以科學(xué)準(zhǔn)確的研究原來的電場。 可以通過庫侖定律計(jì)算，或設(shè)計(jì)一個(gè)小實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證同一檢驗(yàn)電荷在同一電場中不同位置時(shí)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(duì)電場中某一確定點(diǎn)A點(diǎn)，用不同的檢驗(yàn)電荷q,2q,3q,…在該點(diǎn)所受到的電場力分別為F，2F，3F，…，。很容易看出，放在A點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷所受的電場力和檢驗(yàn)電荷的電荷量的比（）,不隨檢驗(yàn)電荷的電荷量而改變，它是一個(gè)恒量。由分析得知，這個(gè)比值只與場源電荷 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(qiáng)度這個(gè)物理量。 定義：檢驗(yàn)電荷在電場中某一點(diǎn)所受電場力F與檢驗(yàn)電荷的電荷量q的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)。用公式表示為 （定義式）式中 F——檢驗(yàn)電荷所受電場力，單位為牛[頓]，符號(hào)為N；q——檢驗(yàn)電荷的電荷量，單位是庫[侖]，符號(hào)為C；E——電場強(qiáng)度，單位是伏[特]每米，符號(hào)為。注意：（1）電場強(qiáng)度單位：N／C（2）大小：電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)在數(shù)值上等于單位電荷在該點(diǎn)受到的電場力。（3）方向：規(guī)定電場中某點(diǎn)場強(qiáng)的方向?yàn)檎姾稍谠擖c(diǎn)受到的電場力的方向。場強(qiáng)是矢量。一般電場中不同點(diǎn)，場強(qiáng)的大小及方向不同，場強(qiáng)大的地方，電場強(qiáng)，場強(qiáng)小的地方，電場弱，通常我們也把場強(qiáng)的大小和方向叫做電場的強(qiáng)弱和方向。三、電力線為了形象地描述電場中各點(diǎn)場強(qiáng)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電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都和該點(diǎn)的電場強(qiáng)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(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的場強(qiáng)方向，電力線的疏密表示場強(qiáng)的大小。問：根據(jù)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(diǎn)？教師歸納：電力線總是從正電荷出發(fā)，終止于負(fù)電荷或無窮遠(yuǎn)，如果只有負(fù)電荷，則電力線來自無窮遠(yuǎn)，終止于負(fù)電荷。問：任意兩條電力線都不會(huì)相交，這是為什么？教師歸納：如果相交，則交點(diǎn)就會(huì)有兩個(gè)切線方向，而同一點(diǎn)場強(qiáng)的大小和方向是唯一的。 .例題講解，鞏固練習(xí)例題：檢驗(yàn)電荷的電荷量，在電場中P點(diǎn)受到的電場力18N，求該點(diǎn)電場強(qiáng)度。若檢驗(yàn)電荷放在P點(diǎn)，電荷量，檢驗(yàn)電荷所受電場力是多少？解：根據(jù)電場強(qiáng)度的定義由于電場中某點(diǎn)場強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，所以P點(diǎn)場強(qiáng)不變，所受電場力F’為 .小結(jié)電場是電荷周圍客觀存在的一種物質(zhì)，它“看不見”、“摸不著”，我們是怎么認(rèn)識(shí)它的呢？根據(jù)電場和其它物質(zhì)的相互作用來認(rèn)識(shí)電場的。為此我們引入了檢驗(yàn)電荷，用檢驗(yàn)電荷是否受到電場力來判斷電場是否存在；又用檢驗(yàn)電荷受到的電場力與它的電量的比值即電場強(qiáng)度來定量描述電場的性質(zhì)。用電力線形象地描述電場的分布。 V.作業(yè)略。1.2電流一、教學(xué)目標(biāo)1、了解電流的概念； 2、掌握電流的實(shí)際方向與參考方向的區(qū)別與聯(lián)系； 3、掌握電流的單位。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 重點(diǎn)與難點(diǎn)： 1、掌握金屬導(dǎo)電介質(zhì)中電流的實(shí)際方向與參考方向的聯(lián)系與區(qū)別。三、教具略。四、教學(xué)方法講授法、多媒體課件。五、教學(xué)過程 Ⅰ.復(fù)習(xí)提問 復(fù)習(xí)舊課：電場與電場強(qiáng)度。 .新課 一、電流 定義：電荷的定向運(yùn)動(dòng)叫做電流。 注意：金屬導(dǎo)體中的自由電子在電場力的作用下作定向運(yùn)動(dòng)，電解液中的正、負(fù)離子在電場力的作用下向著相反方向的運(yùn)動(dòng)等叫做電流。電流是一個(gè)表示帶電粒子定向運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱的物理量，表征電流強(qiáng)弱的物理量為電流強(qiáng)度，它是一個(gè)標(biāo)量。 電流強(qiáng)度的定義： 電流強(qiáng)度在量值上等于通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q和通過這些電荷量所用時(shí)間t的比值。用公式表示為 （定義式）式中 q——通過導(dǎo)體橫截面的電荷量，單位是庫[侖]，符號(hào)為C；t——通過電荷量q所用的時(shí)間，單位是秒，符號(hào)為s；I——電流強(qiáng)度，單位是安[培]，符號(hào)為A。 在實(shí)際生活中，安培是一個(gè)很大的單位。所以，電流的常用單位還有毫安（）和微安（）：（國際單位制） 二、電流的方向 規(guī)定正電荷定向運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颉?在金屬導(dǎo)體中，電流的方向與自由電子運(yùn)動(dòng)方向相反；在電解液中，電流方向與正離子運(yùn)動(dòng)方向相同。 注意：在電路計(jì)算時(shí)，我們通常無法事先確定電路中電流的真實(shí)方向，為了計(jì)算方便，常常事先假定一個(gè)電流方向（假想的電流方向）。用箭頭在電路圖中標(biāo)明電流的參考方向，最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果的符號(hào)判斷電流真實(shí)方向。結(jié)果為正，則電流實(shí)際方向與所設(shè)參考方向一致；結(jié)果為負(fù)，則電流實(shí)際方向與所設(shè)參考方向相反。 電流強(qiáng)度是一個(gè)標(biāo)量，電流方向只表明電荷的定向運(yùn)動(dòng)方向。 按照電流的大小、方向變化與時(shí)間的關(guān)系，電流可以分為以下三類：（如圖1-4教材）所示；電流的大小和方向都不隨時(shí)間變化，這樣的電流叫直流電流或穩(wěn)恒電流，如圖1-4a所示；如果電流的大小隨時(shí)間變化，但方向不隨時(shí)間變化的電流叫脈動(dòng)電流，如圖1-4b所示；如果電流的大小和方向都時(shí)間變化，這樣的電流叫交流電流，如圖1-4c所示。 .例題講解，鞏固練習(xí) 例題：在5時(shí)間內(nèi)，通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為3.6C 解：根據(jù)電流的定義式 解題點(diǎn)要：（1）注意帶入數(shù)值的單位必須是國際標(biāo)準(zhǔn)單位； （2）注意電流強(qiáng)度單位安培、毫安、微安之間的換算關(guān)系。 .小結(jié) （1）電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成電流，電流的強(qiáng)弱用電流強(qiáng)度來表征。電流強(qiáng)度的量值根據(jù)電流強(qiáng)度定義式計(jì)算可得。其單位使用國際標(biāo)準(zhǔn)單位。 （2）規(guī)定正電荷的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较颉?在金屬導(dǎo)體中，自由電子在電場力作用下定向移動(dòng)形成電流，自由電子帶負(fù)電，所以金屬導(dǎo)體中電流方向與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向相反；在電解液中，在電場力作用下正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成電流，電流方向與正離子運(yùn)動(dòng)方向一致。 （3）電流的參考方向。在一般的電路計(jì)算中，我們無法事先確定電流的流向，為了方便計(jì)算，可以先假定一個(gè)電流參考方向。得到計(jì)算結(jié)果后，可根據(jù)計(jì)算結(jié)果的正負(fù)來判定實(shí)際電流方向。 V.作業(yè)略。1.4電壓和電位一、教學(xué)目標(biāo)1、理解電壓和電位的概念。 2、掌握電壓和電位間的關(guān)系及參考方向。 3、掌握電壓和電位的單位。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 重點(diǎn)： 1、掌握電壓與電位的概念，機(jī)器大小、方向的確定。 難點(diǎn)： 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(xué)方法 講授法，多媒體課件。五、教學(xué)過程 Ⅰ.導(dǎo)入前面我們?cè)?jīng)學(xué)習(xí)過用來描述電場力學(xué)性質(zhì)的一個(gè)物理量——場強(qiáng)（E）。下面一起來回憶一下有關(guān)內(nèi)容：（1）電場的基本性質(zhì)；（2）場強(qiáng)是如何定義的，方向如何？電場除了具有力的性質(zhì)外，還具有能的性質(zhì)，用什么物理量來描述這一性質(zhì)——電壓（）與電位（U）。 .新課 一、電壓 電荷在電場中受到電場力的作用移動(dòng)時(shí)，電場力要做功。在圖1-12（教材）所示勻強(qiáng)電場中，電荷q移動(dòng)的距離是，那么電場力對(duì)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(gè)物理量。兩點(diǎn)間的電壓在數(shù)值上等于電場力把電荷由a移動(dòng)到b所做的功W，與被移動(dòng)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(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)的電荷量，單位是庫[侖]，符號(hào)為C； ——電場力將q由a移動(dòng)b所做的功，單位為焦[耳]，符號(hào)為J； ——a、b兩點(diǎn)間的電壓，單位是伏[特]，符號(hào)為V。 在國際單位制中，電壓的常用單位還有千伏（）和毫伏（）： 1=103V 1V=103 二、電位定義：正電荷在電路中某點(diǎn)所具有的能量與電荷所帶電量的比叫做該點(diǎn)的電位。 討論電位問題時(shí)，首先要選定參考點(diǎn)（假定該點(diǎn)電位為零）。 其它點(diǎn)的電位等于該點(diǎn)與參考點(diǎn)間的電壓。比參考點(diǎn)高的電位為正，反之為負(fù)。可見，電路中各點(diǎn)的電位是相對(duì)的，與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)。電壓方向的確定： 分析圖1-12（教材），如果用符號(hào)表示a點(diǎn)電位，表示b點(diǎn)電位。若選取a點(diǎn)為參考點(diǎn)，即0，則<0；若選取b點(diǎn)為參考點(diǎn)，即0，則>0。不論如何選取參考點(diǎn)，a點(diǎn)電位永遠(yuǎn)高于b點(diǎn)電位。 由此可見，電場力對(duì)正電荷做功的方向就是電位降低的方向。因此規(guī)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(biāo)“-”來表示。 電路中電壓大小的計(jì)算： 在電路中a，b兩點(diǎn)間的電壓等于a，b兩點(diǎn)間的電位之差。即 （式1-5） 兩點(diǎn)間的電壓也叫兩點(diǎn)間電位差。講到電壓必須說明是哪兩點(diǎn)間的電壓。電壓參考方向的選擇：與電流相似，在電路計(jì)算時(shí)，事先無法確定電壓的真實(shí)方向，常事先選定參考方向，用“+、-”標(biāo)在電路圖中。如果計(jì)算結(jié)果電壓為正值，那么電壓的這個(gè)真實(shí)方向與參考方向一致；如果計(jì)算結(jié)果電壓為負(fù)，那么電壓的真實(shí)方向和參考方向相反。 .例題講解，鞏固練習(xí) 例題：在電場中有a、b、c三點(diǎn)，某電荷電荷量5×10-2C，電荷由a移動(dòng)到b電場力做功2J，電荷由b移動(dòng)到c電場力做功3J 解：以b點(diǎn)為參考點(diǎn)，則0V，根據(jù)電壓定義式又因?yàn)? 則 同理 .小結(jié) 應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)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(lián)系又有區(qū)別。 （1）電位是相對(duì)的，它的大小與參考點(diǎn)選擇有關(guān)； （2）電壓時(shí)不變的，它的大小與參考點(diǎn)選擇無關(guān)。 電位的參考點(diǎn)可以任意選擇，但是一個(gè)電路中只能選一個(gè)參考點(diǎn)。 V.作業(yè)略。1.5電源和電動(dòng)勢(shì)一、教學(xué)目標(biāo)1、了解電源的概念及電源種類。 2、了解電動(dòng)勢(shì)的概念。 3、理解電動(dòng)勢(shì)內(nèi)部的電流方向。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 重點(diǎn)： 電源電動(dòng)勢(shì)的定義，數(shù)值計(jì)算與方向判斷。 難點(diǎn)： 電源電動(dòng)勢(shì)與電壓的關(guān)系。三、教具略。四、教學(xué)方法 講授法，多媒體課件。五、教學(xué)過程 Ⅰ.導(dǎo)入 復(fù)習(xí)舊課：電流、電壓。 提問：同學(xué)們想一想，我們生活中所使用的“電”是從哪里來的？我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里作實(shí)驗(yàn)所用的“電”是從哪里來的？ 答：略。 .新課 一、電源 定義：電源是把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。 種類：干電池或蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能；光電池把太陽的光能轉(zhuǎn)化成電能；發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成個(gè)電能等等。 提問：同學(xué)們想一想，你們都知道哪些方式可以產(chǎn)生電啊？ 答：略。 二、電源電動(dòng)勢(shì) A．電源力 電源力是存在于電源內(nèi)部的，能使正電荷從負(fù)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(fù)極之間的電壓不變，這樣電路中才能有持續(xù)不變的電流。 B．電動(dòng)勢(shì) 在電源內(nèi)部，電源力不斷地把正電荷從低電位點(diǎn)移動(dòng)到高電位點(diǎn)。在這個(gè)過程中，電源力要克服電場力做功，這個(gè)做功過程就是電源將其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的過程。對(duì)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(dòng)勢(shì)這個(gè)概念。 電動(dòng)勢(shì)是用來表征電源生產(chǎn)電能本領(lǐng)大小的物理量。電動(dòng)勢(shì)定義： 在電源內(nèi)部，電源力把正電荷從低電位點(diǎn)（負(fù)極板）移動(dòng)到高電位點(diǎn)（正極板）反抗電場力所做的功與被移動(dòng)電荷的電荷量之比，叫做電源的電動(dòng)勢(shì)。用公式表示為： （電源電動(dòng)勢(shì)定義式） （式1-6）式中 W——電源力移動(dòng)正電荷所做的功，單位為焦[耳]，符號(hào)為J；Q——電源力移動(dòng)的電荷量，單位是庫[侖]，符號(hào)為C；E——電源電動(dòng)勢(shì)，單位是伏[特]，符號(hào)為V。 電源電動(dòng)勢(shì)的方向： 電源電動(dòng)勢(shì)的方向規(guī)定為由電源的負(fù)極（低電位點(diǎn)）指向正極（高電位電）。 在電源內(nèi)部的電路中，電源力移動(dòng)正電荷形成電流，電流的方向是從負(fù)極指向正極；在電源外部電路中，電場力移動(dòng)正電荷形成電流，電流方向是從電源正極流向電源負(fù)極。 .例題講解，鞏固練習(xí) 略。（見教材§1.5例題） .小結(jié) （1）電源是把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。 現(xiàn)代工業(yè)中，人們能夠普遍利用多種能源用于生產(chǎn)電能，例如：太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電、水力發(fā)電、火力發(fā)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(dòng)勢(shì)與電壓的區(qū)別與聯(lián)系。 電動(dòng)勢(shì)與電壓是兩個(gè)物理意義不同的物理量。I．電動(dòng)勢(shì)存在于電源內(nèi)部，是衡量電源力做功本領(lǐng)的物理量； 電壓存在于電源的內(nèi)、外部，是衡量電場力做功本領(lǐng)的物理量。．電動(dòng)勢(shì)的方向從負(fù)極指向正極，即電位升高的方向；電壓的方向是從這個(gè)正極指向負(fù)極，即電位降低的方向。 V.作業(yè)略。1.6電阻和電阻定律一、教學(xué)目標(biāo)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(guān)系。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 重點(diǎn)與難點(diǎn)： 電阻定律是教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)難點(diǎn)。三、教具略。四、教學(xué)方法 講授法，多媒體課件。五、教學(xué)過程 Ⅰ.導(dǎo)入 在我們?nèi)粘＝佑|到的物質(zhì)中，有的可以導(dǎo)電，有的不能導(dǎo)電。根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱，我們將物質(zhì)分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體。 提問：同學(xué)們，我們常見的用于傳輸電能的物質(zhì)都有哪些啊？ 答：銅、鐵。 總結(jié)：我們最常接觸到的用于傳輸電能的導(dǎo)體都是用金屬制成的，這些材料有銅、鐵、銀等等。實(shí)際上，電解液也是可以導(dǎo)電的。 提問：同學(xué)們，我們常見的不能導(dǎo)電的物質(zhì)都有哪些啊？ 答：略。 除了能導(dǎo)電的導(dǎo)體與不能導(dǎo)電的絕緣體外，還有一些物質(zhì)的導(dǎo)電能力介于這兩者之間，我們叫它們半導(dǎo)體。半導(dǎo)體比較常見的有硅、鍺等。 從本質(zhì)上來說，之所以存在導(dǎo)體、半導(dǎo)體、絕緣體的區(qū)別是由于物質(zhì)對(duì)于電流的阻礙作用大小不同而造成的。為了表征物質(zhì)對(duì)于電流的阻礙作用，電學(xué)中引入了電阻這個(gè)物理量。 .新課 一、電阻定義：表示物質(zhì)對(duì)帶電粒子定向移動(dòng)存在阻礙作用的物理量稱為電阻。本質(zhì)：導(dǎo)體中的自由電子在電場力的作用下定向運(yùn)動(dòng)。作定向運(yùn)動(dòng)的自由電子，要與在平衡位置附近不斷振動(dòng)的原子核發(fā)生碰撞，阻礙了自由電子的定向運(yùn)動(dòng)。這種阻礙作用使自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速度降低，自由電子的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換成分子熱能。 在一般條件下，任何物質(zhì)都存在分子熱運(yùn)動(dòng)，所以任何物體都有電阻。當(dāng)有電流流過時(shí)，都要消耗一定的能量。 （二）電阻定律 經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，在溫度不變時(shí)，一定材料制成的導(dǎo)體的電阻跟它的長度成正比，跟它的截面積成反比。這個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律叫做電阻定律。 均勻?qū)w的電阻可用公式表示為 （式1-7）式中 ρ——電阻率，其值由導(dǎo)體材料的性質(zhì)決定，單位是歐[姆]米，符號(hào)為Ω·m，可查表1-1（教材）；L——導(dǎo)體的長度，單位是米，符號(hào)為m；S——導(dǎo)體的截面積，單位是平方米，符號(hào)為㎡；R——導(dǎo)體的電阻，單位是歐[姆]，符號(hào)為Ω。 在國際單位制中，電阻的常用單位還有千歐（kΩ）和兆歐（MΩ）： 1kΩ=103Ω 1MΩ=103kΩ=106Ω 提問一：導(dǎo)體電阻的大小由哪些因素決定，寫出導(dǎo)體電阻大小的決定式。 答：略。 提問二：導(dǎo)線一定是越長電阻越大嗎？ 答：不一定。同種材質(zhì)，截面積相同的導(dǎo)線，電阻才成與長度正比。 提問三：長導(dǎo)線的電阻比粗導(dǎo)線大嗎？ 答：略。 三、電阻與溫度的關(guān)系 對(duì)金屬導(dǎo)體而言，溫度升高使分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，而自由電子數(shù)幾乎不隨溫度變化，電荷運(yùn)動(dòng)時(shí)碰撞運(yùn)動(dòng)次數(shù)增多，受到的阻礙作用加大，導(dǎo)體的電阻增加。 有些半導(dǎo)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(yùn)動(dòng)加劇所起的阻礙作用，電阻減少。 電阻隨溫度的變化關(guān)系可表示為 （式1-8）式中 R1——導(dǎo)體在溫度t1時(shí)的電阻；R2——導(dǎo)體在溫度t2時(shí)的電阻；α——導(dǎo)體的溫度系數(shù)，單位為1/℃。 .例題講解，鞏固練習(xí)【例題1】一根銅導(dǎo)線長2000m，截面積S=2㎜2 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1Ω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（）。 A．1ΩB.3ΩC.6ΩD.9Ω 解：設(shè)電阻絲長為L，截面積S，則它的體積。 ① 在均勻拉長過程中，體積V不變，L’=3L，則S’3。 ②由②/①得 所以，正確的答案為D。 .小結(jié) （1）電阻表示的是對(duì)物質(zhì)中帶電粒子定向移動(dòng)的阻礙作用強(qiáng)弱。 （2）在溫度不變時(shí)，一定材料制成的導(dǎo)體的電阻跟它的長度成正比，跟它的截面積成反比。這個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律叫做電阻定律。 （3）注意電阻與溫度的關(guān)系： A．對(duì)于金屬導(dǎo)體，溫度越高，導(dǎo)體電阻越高； B．有些半導(dǎo)體和電解液，溫度越高，導(dǎo)體電阻越低。 V.作業(yè)略。1.7電路和歐姆定律一、教學(xué)目標(biāo)1、掌握電路的組成及電路圖中常用符號(hào)。 2、掌握歐姆定律，能應(yīng)用歐姆定律解題。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 重點(diǎn)： 部分電路歐姆定律與全電路歐姆定律的含義及其應(yīng)用。 難點(diǎn)：應(yīng)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(guān)系。三、教具 電化教學(xué)設(shè)備。四、教學(xué)方法 講授法，多媒體課件。五、教學(xué)過程 Ⅰ.導(dǎo)入電源開關(guān)電源開關(guān)導(dǎo)線負(fù)載圖1.手電筒的實(shí)體電路 在電學(xué)研究中，為了方便表示，我們用國家標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)來表示電源、導(dǎo)線、開關(guān)、燈泡等等。如圖2所示。電源電源負(fù)載IS+_R0中間環(huán)節(jié)+U–圖2.手電筒的電路模型 .新課 一、電路 電路——由實(shí)際元件構(gòu)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(yīng)該包含哪些部分呢？ 歸納總結(jié)：電路由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線、控制和保護(hù)裝置四部分組成。（1）電源——向電路提供能量的設(shè)備。它能把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能。常見的電源有干電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)等。（2）負(fù)載——即用電器，它是各種用電設(shè)備的總稱。其作用是把電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能，為人們服務(wù)，如白熾燈、電動(dòng)機(jī)、電加熱器等。（3）連接導(dǎo)線——它把電源與負(fù)載接成閉合回路，輸送和分配電能。一般常用的導(dǎo)線時(shí)銅線和鋁線。（4）控制和保護(hù)裝置——用來控制電路的通斷，保護(hù)電路的安全，使電路能正常工作，如開關(guān)、保險(xiǎn)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(duì)電能進(jìn)行傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。 （2）電子技術(shù)中的電路可對(duì)電信號(hào)進(jìn)行傳遞、變換、儲(chǔ)存和處理。 二、部分電路歐姆定律在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，在電壓不變的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。把以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合起來得出結(jié)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(guān)聯(lián)參考方向。此時(shí)，部分電路歐姆定律可以用公式表示為 （式1-9） 注意：（1）當(dāng)U、I見為非關(guān)聯(lián)參考方向（U、I參考方向相反）時(shí)，歐姆定律應(yīng)寫成，式中“-”號(hào)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(gè)由電源和負(fù)載組成的閉合電路，如圖1-22（教材）所示。對(duì)全電路進(jìn)行分析研究時(shí)，必須考慮電源的內(nèi)阻。如圖R為負(fù)載的電阻、E為電源電動(dòng)勢(shì)、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(dòng)勢(shì)，單位是伏[特]，符號(hào)為V；R——負(fù)載電阻，單位是歐[姆]，符號(hào)為Ω；R0——電源內(nèi)阻，單位是歐[姆]，符號(hào)為Ω；I——閉合電路中的電流，單位是安[培]，符號(hào)為A。閉合電路歐姆定律說明：閉合電路中的電流與電源電動(dòng)勢(shì)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0I。當(dāng)R增大時(shí)，I減小，R0I減小，U外增大。當(dāng)R～∞（斷路），I～0，則U外，斷路時(shí)端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)。 .例題講解，鞏固練習(xí)【例題1】部分電路歐姆定路例題練習(xí)某段電路的電壓是一定的，當(dāng)接上10Ω的電阻時(shí)，電路中產(chǎn)生的電流是1.5A 解：電路中電阻為10Ω時(shí)，由歐姆定律得 用25Ω的電阻代替10Ω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(dòng)勢(shì)12V,其內(nèi)阻R0=2Ω，負(fù)載電阻10Ω，試求：電路中的電流、負(fù)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(fù)載兩端電壓 電源內(nèi)阻上的電壓降為 .小結(jié)（1）歐姆定律是電工學(xué)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(yè)略。1.8電能和電功率一、教學(xué)目標(biāo)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(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析電能、電功率的計(jì)算。三、教具電化教學(xué)設(shè)備。四、教學(xué)方法 講授法，多媒體課件。五、教學(xué)過程 Ⅰ.導(dǎo)入（1）.通過前面的學(xué)習(xí)，可知導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場力作用下發(fā)生定向移動(dòng)，電場力對(duì)定向移動(dòng)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(zhuǎn)化，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能，舉出一些大家熟悉的例子。電能→機(jī)械能，如電動(dòng)機(jī)。電能→內(nèi)能，如電熱器。電能→化學(xué)能，如電解槽。本節(jié)課將重點(diǎn)研究電路中的能量問題。 .新課 （一）電能 在電場力作用下，電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的電流所做的功叫