高一物理下册全册教案2.doc

第十四章恒定电流141 欧姆定律一、教学目标1理解产生电流的条件；掌握电流强度的定义、公式，并应用于实际问题；了解直流电和恒定电流2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条件。3知道电阻的定义及定义式r=u/i； 4使学生正确理解伏安特性曲线的物理意义二、教学重点、难点分析1重点：欧姆定律的理解2难点：电阻的伏安特性曲线3疑点：由电阻定义式r=u/i，少数学生会产生电阻由电压和电流决定的想法。4解决方法：对重点和难点的解决有（1）有条件的学校采取通过学校分组实验数据分析结论，加强感性认识，有利于定律的理解。（2）关于电阻伏安特性结合数学知识，并尽可能举实例加强对知识的深化。（3）关于疑点的出现，这是正常的，教师应借此机会，巧妙为下节课电阻定律作铺垫。三、教学方法：实验演示，启发式教学四、教 具：小灯泡、干电池电线若干。伏特表（演示） 安培表（演示） 滑动变阻器学生电源待测电阻（约1030两只） 晶体二极管 导线若干 电键五、教学过程：（一）引入新课前面我们已学习了电场，电场对放入其中的电荷有力的作用，促使电荷移动，知道电荷的定向移动形成电流。由于电流与我们生活很密切，所以我们有必要去认识它，这节课我们将在初中的基础上对电流作进一步了解。【板书】第一节 欧姆定律（二）进行新课【板书】1、电流众所周知，人们对电路知识和规律的认识与研究，也如对其他科技知识的认识与研究一样，都经历了漫长的、曲折的过程。18世纪末，意大利著名医生伽伐尼受偶然发现的启迪，经进一步研究后，已能利用两种不同的金属与青蛙腿相接触而引起肌肉痉挛，于是伽伐尼电池诞生了。但他对此并不理解，认为这是青蛙体内产生了“动物电”。伽伐尼的发现引起了意大利著名物理学家伏打的极大兴趣。经过一番研究，伏打于1792年将不同的金属板浸入一种电解液中，组成了第一个直流电源伏打电池。后来，他利用几个容器盛了盐水，把插在盐水里的铜板、锌板连接起来，电流就产生了。（1）电流什么是电流？大量电荷的定向移动形成电流。电流形成的条件导体有自由移动的电荷，可以定向移动。导体包括金属、电解液等；自由电荷有电子、离子等。但是只有导体还是不行，因为通常情况下，导体中自由电荷没有做定向移动。还必须有一股力量促使自由电荷做定向移动，这如同水流的形成一样，有自由流动的水是形成水流的内因，还必须有促使水流动的动力即水流形成的外因水压差。而对于电流，自由电荷是它产生的内因，那么它的外因是什么呢？演示1按图连接投影电路图小灯泡发光有电流流过小灯泡导体两端存在电势差外因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。持续电流的条件导体两端有持续电压。我们都知道要使灯泡一直亮着，即有持续电流通过，在灯泡两端须保持有持续电压。导体中的电流有强有弱，在物理学中我们用电流强度来描述电荷定向移动快慢，进而描述电流强弱。（2）电流强度（i）定义通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值，叫做电流强度。简称电流，用i表示表达式：单位：安培（a）电流强度是标量电流的方向规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷（电子）定向移动方向与电流方向相反。（3）电流的分类 按方向分成直流电里，若电流强度不变称为恒定电流，通常指的都是恒定电流。设问：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？【板书】2欧姆定律 电阻演示2先用幻灯片投影图1介绍电路思路（或让学生先设计后投影），教师按图连接实物图，引导学生注意电表的正负接线柱接法。演示 闭合开关，移动滑动变阻器滑片观察现象。由实验现象可知导体中的电流随电压变化而变化，换用另一规格灯泡会发觉在相同电压（或电流）时，电流（或电压）表示数不同。由上述现象知，导体本身、流过导体的电流、导体两端电压之间肯定存在某种制约关系，那么如何研究三个物理量之间的关系？（引导学生回忆探索牛顿第二定律时的思维方法：即先保持一个物理量不变，研究其他两物理量的关系，再让其余两物理量中一个保持不变，研究其他两物理量关系，然后把研究综合起来得出三物理量之间的关系）在这里我们是如何操作的呢？（学生思考回答）（1）实验 研究通过导体的电流与两端电压的关系演示3按图1连接好电路后闭合开关k，调节滑动变阻器，让学生由演示电表（有条件学校用投影演示）上读出电压表、电流表读数，记入下表，再移动滑片p，同样记下读数，这样得出大约6至7组数据。从测得的数据中可得到，随着导体两端电压的升高，导体中的电流在增大，在误差允许范围内u/i=定值。对于数据的处理除用图表法以外，我们还可以用什么方法？图象法（描点、连线）下面我们一起来用图象来处理，先画直角坐标系i-u，然后标刻度，按上述数据描点。连点时先要看一下大致点的位置，然后作图时，要使尽量多的点，在一条直线上，并使不落在直线上的点，对称分布在直线两旁。上面的i-u图线就叫做导体的伏安特性曲线。由图象可知直线过原点，为什么？（因为u=0，i=0，电流形成条件）把导体r0，换成另一导体r0重做上述实验，可得另一条斜直线由上述实验结论不难发现导体中的电流与导体两端电压成正比即 iu或i=ku且u2/i2u1/i1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。a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。b定义式 r=u/i对于给定导体r，一定不存在r与u成正比，与i成反比，关于r由哪些物理量决定，这有待下一节课来解决，但在相同电压下电流与电阻成反比。c单位 欧姆（）1=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跟电压、电阻的关系，最后得出用他的名字命名的定律。内容： 导体的电流强度跟它两端的电压成正比，跟它的阻值成反比。表达式：i=u/r注意：a定律中的三个物理量u、i、r是对应于同一研究对象b欧姆定律为控制导体中电流提供依据。c适用条件纯电阻电路（三）例题精讲【例1】导体中电流强度是0.5a，求半分钟内通过导体横截面的电子数？解 q=it=0.530s=15c【例2】把5.0v的电压加在一段电阻丝的两端测得通过电阻电流为1.0102ma当电阻丝两端电压增至8v时，通过电阻丝电流增加多少？解 已知 u1=5.0v i1=1.0102ma u2=8.0v由欧姆定律 i=u/r得i=i2-i1=1.6102ma-1.0102ma=60ma答 电流增加60 ma（四）总结、扩展本节课主要讨论了电流和欧姆定律。持续电流的形成，要求导体两端有电势差，即电压。电流强度与电压的关系，即欧姆定律，我们应该了解到不能凭空认为任何在导体中流过的电流总跟电压成正比，并且应该认识到r=u/i是电阻的定义式，而不是它的量度式。六、布置作业：1认真阅读课本。自学152页阅读材料。2思考152页“思考与讨论”中提出的问题。3将152页练习一做在练习上。七、说明：1由于本节课的有关知识在初中已有初步介绍，故本节课用提问方式调动学生参与课堂积极性，在教学中还试着通过举例让学生解答等方式，提高对知识的消化。2作为学习电路问题的知识基础，尽管初中已略有基础，但它在本章仍有一定的地位，而且本节的学习中渗透科学研究方法和思维的训练。因此，在学习中要注意发挥学生的主体作用。142 电阻定律 电阻率 一、教学目标1进一步深化对电阻的认识2掌握电阻定律及电阻率的物理意义，并了解电阻率与温度的关系二、教学重点、难点分析: 1重点：电阻定律2难点：电阻率3疑点：超导现象的产生4解决办法对于重点，主要是通过课堂上师生一起（教师动手，学生观察）探索，最后用科学的处理方法导出定律，这样加深了学生对该知识点的渗透。对于难点，主要是通过与电阻的比较，从而明确电阻是反映导体本身属性；电阻率是材料本身的属性。对于疑点主要是通过实验来加强直观感觉。三、教学方法：实验演示，启发式教学四、教 具：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 废弃的“220v 40w”白炽灯 幻灯片 投影仪 计算机 自制cai课件五、教学过程：（一）提出问题，引入新课1为了改变电路中的电流强度，怎样做？由欧姆定律i=u/r，只要增加导体两端的电压u或降低导体电阻r即可。2r=u/i的含义，如何测定电阻（让学生自己设计电路）？从上述的回答我们不难发现电阻r与两端电压及流过电流强度无关，那么它由谁决定呢？（二）进行新课1探索定律电阻定律r可能与哪些因素有关？（科学猜想）（材料、长度、横截面积、温度）解决方法控制变量法。（回忆欧姆定律的研究或牛顿第二定律的研究）演示实验 幻灯投影电路图。a出示电阻定律示教板、金属材料b教师与学生一起连接电路，先让e、f分别接a、a，测得一组数据（u、i）记入下表。然后把a、b用短导线连接，e、f分别接a、b，又得一组（u、i）再把a、b用一短线连接，e、f分别接a（b）a（b）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。d分析数据a）先定性观察r与材料、长度、横截面积有关b）定理推理 2电阻定律内容在温度不变时，导线的电阻与它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。表达式 说明 长度 s横截面积 比例系数3电阻率单位 欧米物理意义 反映材料导电性能好坏。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。测量学生思考（幻灯投影书上154页各材料电阻率20时）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，选用电阻率较大的橡胶、木头等制造电工用具把套。电阻率与温度关系由表格上面写着20，要学生明白这意味着这张表格的数据是在20时测得的，即电阻率与温度有关。演示（幻灯投影电路图）连接，用火柴点燃来加热白炽灯灯丝后再移开。现象： 发现小灯泡先变暗后又慢慢变亮材料的电阻率随温度变化而变化。利用金属的电阻率随温度升高而增大，制成温度计（电阻温度计），但也有些材料的电阻率不随温度改变而改变。（三）例题精讲【例】 把一均匀导体切成四段并在一起，电阻是原来的多少倍？拉长四倍后是原来多少倍？解析：由电阻定律 切成四段体积不变，故 s4s所以 变为同理拉长四倍后，变为原来的16倍（四）总结、扩展打开计算机，利用多媒体教学课件再次展示决定电阻大小的因素，再现实验现象，形象直观，给学生留下深刻的印象。本节课主要通过猜想探索得出定律的过程验证，并得到了电阻定律，由实验感知电阻率与温度的关系，关于超导的应用有待同学们进一步去探讨。六、布置作业：1第154页（1）（2）（3）题做在作业本上。2思考154页（4）题附：板书设计第二节 电阻定律 电阻率1电阻定律（1）内容 在温度不变时，导线的电阻跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。（2）表达式 2电阻率 （1）单位 欧米（2）物理意义 反映材料导电性能的好坏说明：1通过提问测定导体的电阻r，从学生已有认知结构出发，设计电路，在此基础上提出课题，加强学生的主体作用。2在对电阻定律的探索过程中，使学生思维积极活跃，充分展示他们个人的观察、分析能力。3联系实际生活中有关电阻率应用例子，使学生充分认识理论与实际结合的优点。实验六 描绘小灯泡的伏安特性曲线一、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。二、实验原理：根据部分电路欧姆定律，可得，即在i-u坐标系中，图线的斜率等于电阻的倒数。三、实验器材：学生电源（46v直流），小电珠（“4v 0.7a”或“3.8v 0.3a”），电流表（内组较小），电压表（内组很大），开关和导线。四、实验步骤（1）确定电流表、电压表的量程，照图连好电路。（注意开关应断开，滑动变阻器与灯泡并联部分电阻为零）。（2）闭合开关s，调节滑动变阻器，使电流表、电压表有较小的明显示数，记录一组电压u和电流i值。（3）用同样的方法测量并记录约12组u值和i值。（4）断开开关s，整理好器材。（5）在坐标纸上，以u为横坐标、i为纵坐标建立直角坐标系，并根据表中数据描点，连接各点得到i-u图线，（注意：连接各点时，不要出现折线）【数据处理】次数123456789101112电压u/v电流i/a【结论】描绘出的图线是一条 线。它的斜率随电压的增大而 ，这表明小灯泡的电阻随电压（温度）升高而 五、实验探究用本实验提供的方法，测量并描绘发光二极管的伏安特性曲线。次数123456789101112电压u/v电流i/a六、巩固练习1如图所示，电流表的示数是 a，电压表的示数是 v.2两个电阻r1、r2的电流i和电压u的关系如图所示。由图可知，两电阻的阻值之比r1：r2等于a1：3 b.3：1 c. 1 ： d. ：13如图所示，滑动变阻器r1的最大阻值是200欧，定值电阻的阻值r2=300欧，a、b两端的电压恒定，且uab=8v。当开关s断开时，移动滑片p，r2两端的电压变化范围是 ，当开关s闭合时，移动滑片p，r2两端的电压变化范围是 4为了测定小灯泡的伏安特性曲线，需要测得的电压范围尽可能大些，如从04v或03.8v为此，应选下图中的那个电路？参考答案：0.48a，2.20v 2a 34.88v,08v 4(1)143 半导体及其应用一、教学目标：1知道什么是半导体2了解半导体的导电特性3了解半导体的应用二、教学重点：了解半导体的导电特性三、教学方法：实验演示四、教具：演示用欧姆表，热敏电阻，光敏电阻，火柴，手电筒等五、课时安排：0.5课时六、教学过程（一）引入新课用提问的方式复习上节课学习的知识：1什么是导体？其电阻与哪些因素有关？写出电阻定律的表达式。2导体的电阻率跟什么有关？导体的电阻率和导体的电阻有何区别？待学生回答后，教师：本节课学习有关半导体的知识。（二）进行新课1什么是半导体金属导体的电阻率一般约为10-810-6绝缘体的电阻率一般约为1081018半导体的电阻率一般约为10-51062半导体的导电性能【演示】（1）将半导体热敏电阻（或锗材料三极管3ax系列，ec极反接）与演示用欧姆表串联，此时表盘指示电阻较大。将火柴燃烧并靠进热敏电阻时，欧姆表显示其阻值急剧减小。【结论】半导体材料的电阻率随温度升高而减小，称为半导体的热敏特性。【演示】（2）将半导体光敏电阻（或玻璃壳3ax81三极管外壳漆皮刮掉，使用ec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，欧姆表显示其阻值急剧减小。【结论】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。【演示】（2）将半导体光敏电阻（或玻璃壳3ax81三极管外壳漆皮刮掉，使用ec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，欧姆表显示其阻值急剧减小。半导体还有一个重要特性：半导体材料中掺入微量杂质也会使它的电阻率产生急剧变化，称为半导体的掺杂特性。3半导体导电特性的应用及发展1906年真空三极管的发明，为上个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、布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获得广泛的应用。由于研制成晶体管，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，他们都是计算机的关键器件。前者是计算机中央处理器装置（即对数据进行操作部分）的基本单元，后者是计算机存储器的基本单元。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、禁带宽度大等特点，在工作速度、频率、光电性能和工作环境许多方面有着不可比拟的优势。它是目前最重要、最成熟的化合物半导体材料，主要应用于光电子和微电子领域。电子技术最初的应用领域主要是无线电通信、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应用领域。电子显微镜、各种波谱和表面能谱仪以及加速器、遥测、遥控和遥感、医学也是电子技术应用的一个重要领域。微电子技术和量子电子学也是现代电子技术中最活跃的前沿领域之一。（三）布置作业： 1复习本节课文。2课下搜集有关半导体以及现代科学技术应用的资料。（四）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，并且与金属的导电性能加以区别，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。144 超导及其应用一、教学目标：1理解超导现象的概念、转变温度的概念2理解超导的应用前景，知道超导在一些领域的重要意义。3知道研究高温超导的重要意义二、教学重点：研究高温超导的重要意义三、教学方法：多媒体、网络辅助教学四、教具：计算机、有关超导的资料片五、课时安排：0.5课时六、教学过程（一）引入新课用提问的方式复习上节课学习的知识：1什么是导体？其电阻与哪些因素有关？写出电阻定律的表达式。2导体的电阻率跟什么有关？导体的电阻率和导体的电阻有何区别？待学生回答后，教师：本节课学习有关半导体的知识。（二）进行新课播放有关超导的资料片，先给学生直观地感受。通过前面知识的学习，我们知道大多数导体的电阻率随着温度的降低而减小。温度如果能一直降低下去，那么将会出现什么现象呢？大多数金属在温度降到一定程度时，都会出现电阻率突然降为零的现象。我们把这个现象称为超导现象。超导体的转变温度，又称为临界温度。要想使金属出现超导现象，就要使它的温度降至很低，通常是几开尔文。例如：铅的转变温度tc=7.0k，汞的转变温度tc=4.2k，铝的转变温度tc=1.2k，镉的转变温度tc=0.6k等。根据学生初中所学习的知识，从焦耳热的角度说明超导体在输电过程中发挥的作用。若使得金属导体能出现超导现象必须要有超低温，这在实际中是无法实现的。我们自然想到：要使超导体能在实际中得到使用就要设法提高转变温度，使学生明确研究高温超导的目的性。金属的自身无法实现在较高温度下出现超导现象，后来人们发现一种合成材料镧钡铜氧化物，其超导转变温度为35k。超导研究转向了氧化物及高温超导体。重点突出我国在高温超导方面的研究成果，使学生产生民族自豪感，是进行爱国主义教育的时机。展望超导的应用前景，启发学生自己想象。（三）教学流程：（四）教学设计说明：因为超导体的知识和实际生活相距较远，不容易收集相关资料，所以采用网络教学是一种比较理想的方法。但网络教学又必须有严格的组织和安排，在上网浏览前必须让学生明白其活动的目的性，否则不便于控制和指导。通过本节的教学使得学生对一些前沿科学知识有所了解，而不在于是不是又能做几道题目了，是还原物理实质、激发学生兴趣的一节课。在课堂教学上注意调动学生的积极性，让他们感到超导可以大大改观其生活环境，和人们息息相关。注意收集学生丰富的想象，在他们的想象中会有许多闪光点。145 电功和电功率 一、教学目标1 理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。2了解电功和电热的关系。3了解公式和的适用条件。.4。知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。5能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。二、教学重点、难点分析1教学重点在于区别并掌握电功和电热的计算。2难点主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。3疑点在于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。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、教学方法：实验演示，启发式教学四、教 具：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 50）、电源（6-8v）、电键、电吹风（带有“220v 40w”标记）幻灯片 投影仪五、教学过程：（一）新课引入在高一我们已经知道，能量是以不同的形式存在的，不同形式的能量可以相互转化，请同学们举出电能转化为其他形式能的例子。电能机械能，如电风扇、电吹风电能内能，如电热器电熨斗、电饭堡电能化学能，如电解槽能量的相互转化是如何实现的？能量的相互转化是通过做功来实现的，功是能转化的量度。对于电能转化为其他形式的能，又是什么力做功来实现的？如何来计算这种功的大小呢？让我们一起来学习电功、电功率这一节内容。（二）新课教学1电功和电功率什么是电功？其计算公式如何？是如何得到的？在导体的两端加上电压，导体内建立了电场。自由电子在电场力的作用下定向移动，电场力对自由电子做了功，这个功简称为电功，通常说成电流做的功。对一段导体而言，两端的电势差为u，把电荷q从一端搬到另一端，电场力做功w=qu，若在导体中形成电流i，则q=it（在时间t内，搬运的电量为q）w=qu=uit就是电功的表达式说明（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的电压、电路中的电流强度和通电时间成正比。（2）适用条件 i、u不随时间变化恒定电流（3）单位 w、u、i、t单位分别为焦耳、伏特、安培、秒即1j=1vas（4）实质 电能转化为其他形式的能，是通过电功来实现的。电流做了多少功，就有多少的电能转化为其他形式的能。什么是电功率，电功率的计算公式如何？是如何得到的？电功率是表示电流做功快慢的物理量。即 p=w/t=uit/t=ui说明（1）表达式的物理意义一段电路上的电功率跟这段电路两端的电压和电路中的电流成正比。（2）适用条件 u、i不随时间变化（3）单位 p、u、i单位分别为瓦特、伏特、安培即 1w=1j/s（4）实质 表示电能转化为其他能的快慢程度。由公式p=ui可知，随着u、i的增大，p也将增大，p是否可以无限增大呢？首先我们要弄清额定功率和实际功率的概念。额定功率 是指用电器在额定电压下工作的功率，是用电器正常工作的最大功率。实际功率 是指用电器在实际电压下工作的实际的功率。电路图中各元件，小灯泡标有“3.8v 0.3a”标记。出示画有右图的幻灯片，引导学生按电路图接好电路（提醒学生注意伏特表、安培表的正负极及滑动变阻器的接法）讲清实验目的是测量小灯泡在不同的电压下工作的实际功率。调节滑动变阻器，使伏特表读数分别为2.0v、3.0v和3.8v观察灯泡亮度的变化，并在图中记下安培表的对应值，请计算这三次的小灯泡的电功率p1、p2、p3即 p1=u1i1=2.00.22w=0.44wp2=u2i2=3.00.28w=0.84wp3=u3i3=3.80.30w=1.14wp1、p2、p3是小灯泡在u1=2.0v、u2=3.0v、u3=3.8v的电压下工作的实际功率，在这三种情况下，灯泡都能正常工作。由计算可知p1p2p3，而灯泡的亮度也逐渐变亮，可见灯泡的亮度由实际功率判断。小灯泡上的标记“3.8v 0.3a”指的是小灯泡的额定电压和额定电流。可见p3是这只小灯泡的额定功率，当u=3.8v时，灯泡的实际功率等于额定功率。出示220v 100w、220v、40w灯泡，并说明“100w、40w”分别是它们的额定功率。说明一般家用电器的额定功率，如电吹风“220v 400w”、白炽灯“220v 60w”、空调 “220v 800 w 3000 w”，饮水机（制冷500w、制热100w），电饭褒“220v 1200w”等，提醒学生节约用电、节约电能。是不是额定功率大的灯泡比额定功率小的灯泡一定亮呢？出示“3.8v 0.3a”灯泡和“2.5v 0.3a”小灯泡，计算它们额定电功率分别为p1=3.80.3w=1.14w，p2=2.50.3w=0.75w。把“3.8v 0.3a”的灯泡接入电路，使伏特表示数为2.0v。再把“2.5v 0.3a”的小灯泡接入电路，使伏特表示数2.5v，观察灯泡的明亮程度。灯泡明亮程度由其实际功率决定，与额定功率无关。加给用电器的电压，可不可以超过额定电压呢？继续做上述实验，减少变阻器的阻值，观察伏特表、安培表的示数和小灯泡的亮度，当伏特表的读数约为5.2v时，小灯泡熄灭。加在小灯泡的电压比额定电压大不多时，随着电压的增大，灯泡越来越亮，说明灯泡的实际功率超过了额定功率，并在逐渐增大。当电压增到一定值时，灯丝被烧断。实验说明，加给用电器的电压不应超过额定电压，否则就有可能使用电器损坏。从这个实验中我们得到什么启示？我们在使用电器的时候，一定要先检查实际电压是否符合额电电压，保证用电安全。2电功率和热功率电流在通过导体时，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。（1）内容：电流通过导体产生的热量，跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。（2）表达式：q=i2rt对于纯电阻导体而言，根据欧姆定律，u=ir，所以q=i2rt=iirt=iut=w，电流做功完全用来生热，电能转化为内能。说明：焦耳定律表明，纯电阻电路中电流做功电能完全转化为内能，且电热q=i2rt。（3）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，由于电场力做功，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。（4）纯电阻电路中的电功和电功率电功w=q= i2rt，对所有电路中电阻的生热都适用。结合纯电路电路欧姆定律uir，iqiut电功率p，对所有电路中电阻的电热功率都适用。结合纯电阻电路欧姆定律u=irpui（5）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=i2rt，电动机还对外做功，把电能转化为机械能，w=w-q=iut-i2rt，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=ir，且w0，则有uir。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=i2r，输出功率p出，三者关系是p总=p热+p出，即p出=iu-i2r。（三）例题精讲【例】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=0.90ms的恒定速度向上提升重物时，电路中电流强度i=5a，求电动机线圈电阻r（g=10ms2）。（4）（四）布置作业1把课本158页练习三（2）、（3）、（5）题做在作业本上。2把课下完成练习三（1）、（4）题做在课本上。说明：1利用常用电器的展示，使学生回到日常生活，调动学生的学习兴趣和注意力。2引导学生观察演示实验，参与读数、记数，学会如何分析数据，处理问题得出结论。146 闭合电路欧姆定律 （2课时）第1课时一、教学目标1 知道电动势是表征电源特性的物理量，它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压；从能量转化的角度理解电动势的物理意义。2明确在闭合回路中电动势等于电路上内、外电压之和。3熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式和及其适用条件。二、教学重点、难点分析:1重点：闭合电路欧姆定律的内容； 2难点：应用闭合电路欧姆定律进行简单电路的分析计算。三、教学方法：实验演示，启发式教学四、教 具：不同型号的干电池若干、小灯泡（3.8v）、电容器一个、纽扣电池若干、手摇发电机一台、可调高内阻蓄电池一个、电路示教板一块、示教电压表（02.5v）两台、10定值电阻一个、滑线变阻器（050）一只、开关、导线若干。五、教学过程：（一）新课引入教师：同学们都知道，电荷的定向移动形成电流。那么，导体中形成电流的条件是什么呢？（学生答：导体两端有电势差。）演示：将小灯泡接在充电后的电容器两端，会看到什么现象？（小灯泡闪亮一下就熄灭。）为什么会出现这种现象呢？分析：当电容器充完电后，其上下两极板分别带上正负电荷，如图1所示，两板间形成电势差。当用导线把小灯泡和电容器两极板连通后，电子就在电场力作用下沿导线定向移动形成电流，但这是一瞬间的电流。因为两极板上正负电荷逐渐中和而减少，两极板间电势差也逐渐减小为零，所以电流减小为零，因此要得到持续的电流，就必须有持续的电势差。教师：能够产生持续电势差的装置就是电源。那么，如何描述电源的特性？电源接入电路，组成闭合电路，闭合电路中的电流有什么规律呢？这节课我们就来学习闭合电路欧姆定律。（二）进行新课【板书】第六节 闭合电路欧姆定律【板书】一、电动势【板书】1电源：电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置。它并不创造能量，也不创造电荷。例如：干电池是把化学能转化为电能，发电机是把机械能、核能等转化为电能的装置。教师：电源能够不断地把其他形式的能量转变为电能，并且能够提供恒定的电压，那么不同的电源，两极间的电压相同吗？展示各种干电池（1号、2号、5号、7号），请几个同学观察电池上面写的规格，发现尽管电池的型号不同，但是都标有“1.5v”字样。我们把示教电压表直接接在干电池的两端进行测量，结果大约都是1.5v。讲台上还摆放有手摇发电机、蓄电池、纽扣电池，它们两端的电压是否也是1.5v呢？（学生回答：不是）那么如何知道它们两端的电压呢？（学生：用电压表直接测量）结论：电源两极间的电压完全由电源本身的性质（如材料、工作方式等）决定，同种电池用电压表测量其两极间的电压是相同的，不同种类的电池用电压表测量其两极间的电压是不同的。为了表示电源本身的这种特性，物理学中引入了电动势的概念。【板书】2电动势教师：从上面的演示和分析可知，电源的电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压。【板书】（1）电源的电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。电动势用符号e表示，单位跟电压的单位相同，也是伏特（v）。但是电动势和电压的物理意义是不同的。电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领，描述电源的特性；电压反映电场具有能的性质，描述电场的特性。可见，电动势和电压描述的对象是不同的。【板书】（2）电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领。教师：干电池有大小不同的型号，只要是同种材料制成的，它们的电动势都是相同的，但大型号的干电池容量大，使用时间长。例如常用的1号、5号电池，其电动势都是1.5v，只是1号电池的容量比5号电池的容量大。蓄电池的电动势是2.0v，说明蓄电池把其他形式的能转化为电能的本领比干电池大。【板书】二、闭合电路欧姆定律【板书】1闭合电路的组成闭合电路由两部分组成，一部分是电源外部的电路，叫做外电路，包括用电器和导线等。另一部分是电源内部的电路，叫内电路，如发电机的线圈、电池的溶液等。外电路的电阻通常叫做外电阻。内电路也有电阻，通常叫做电源的内电阻，简称内阻。【板书】2电动势和内、外电压之间的关系教师：各种型号的干电池的电动势都是1.5v。那么把一节1号电池接入电路中，它两极间的电压是否还是1.5v呢？用示教板演示，电路如图2所示，结论：开关闭合前，电压表示数是1.5v，开关闭合后，电压表示数变为1.4v。实验表明，电路中有了电流后，电源两极间的电压减小了。教师：上面的实验中，开关闭合后，电源两极间的电压降为1.4v，那么减少的电压哪去了呢？用投影仪展示实验电路，如图3所示。接在电源外电路两端的电压表测得的电压叫外电压。在电源内部电极附近的探针a、b上连接的电压表测得的电压叫内电压。我们现在就通过实验来研究闭合电路中电动势和内、外电压之间的关系。教师：向学生介绍实验装置及电路连接方法，重点说明内电压的测量。实验中接通s1、s2，移动滑动变阻器的滑动头使其阻值减小，由两个电压表读出若干组内、外电压u和u的值。再断开s1，由电压表测出电动势e。分析实验结果可以发现什么规律呢？学生：在误差许可的范围内，内、外电压之和等于电源电动势。【板书】在闭合电路中，电源的电动势等于内、外电压之和，即e=uu教师：我们把公式 e=uu两边同乘以电量q，得到qe=ququ，这个式子的物理含义是什么呢？在第一章我们学习过一个公式w=qu，用来计算电场力对电荷做的功。所以ququ等于电量q通过外电路和内电路时消耗的总电能。由能量守恒定律可知，qe就应该是电源提供的总电能。当q=1c时电源提供的总电能就是ej，数值上等于电动势。电源提供给电路的总电能是其他非静电力做功转化而来的，所以，电动势的大小也可以反映出电源把其他形式的能转化为电能的本领。例如干电池的电动势是1.5v，它的物理含义是什么呢？（1）表示非静电力把1c正电荷从电源负极搬到正极所做的功是1.5j；（2）表示电场力搬运1c正电荷沿闭合回路走一周所做的功是1.5j。【板书】3、闭合电路欧姆定律问题设计：如图4所示电路中电源电动势为e，内阻为r，外电阻为r，试求电路中的电流i引导学生推导：e=u+u而u=ir u=ir e=ir+ir或者写成： 其中，r+r表示整个电路总电阻，r为外电路总电阻，r为内阻，i为闭合电路总电流。上式表明：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比，这就是闭合电路欧姆定律。说明：闭合电路欧姆定律的适用条件：纯电阻电路。【板书】（1）内容：闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反比（2）公式： 或者 （3）适用条件：纯电阻电路（三）例题精讲【例题1】见教材161页（投影）【例题2】见教材161页（投影）在如图5所示的电路中，r1=14.0，r2=9.0，当开关s扳到位置1时，电流表的示数为i1=0.20a；当开关s板到位置2时，电流表的示数为i2=0.30a，求电源的电动势和内电阻。（e3.0v，r1.0）目的：（1）熟悉闭合电路欧姆定律；（2）介绍一种测电动势和内阻的方法（四）总结、拓展1电动势是描述电源将其它形式能转化为电能本领的物理量，数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压，数值上还等于闭合电路内、外电压之和。2闭合电路欧姆定律的两种表达式 和 注意适用条件：纯电阻电路（五）布置作业：1学习本节课文。2把162页练习四第（1）、（2）题做在作业本上。第2课时一、教学目标1通过复习，熟练掌握闭合电路欧姆定律的两种表达式和及其适用条件。2熟练掌握路端电压和负载的关系。3掌握电源的总功率=ie，电源的输出功率=iu，电源内阻上损耗的功率=i2r及它们之间的关系：二、教学重点、难点分析1重点：应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变化的关系。2难点：短路、断路特征，路端电压随外电阻的变化。三、教学方法：实验演示，启发式教学四、教 具：电路示教板一块，示教电压表（02.5v）、电流表，10定值电阻一个，滑线变阻器（050）一只，开关，导线若干。五、教学过程：（一）新课引入教师：上节课我们学习了闭合电路的欧姆定律，请大家写出闭合电路欧姆定律的两个表达式。学生： 教师：当外电路的电阻变化时，外电路两端的电压、电路中的电流、电功率怎么变化呢？这节课我们就来学习这些内容。（二）进行新课【板书】第六节 闭合电路欧姆定律【板书】三、路端电压跟负载的关系【板书】1、路端电压外电路的电势降落，也就是外电路两端的电压，叫做路端电压。路端电压就是电源加在负载（用电器）上的“有效”电压，也就是电源两极之间的电压。那么路端电压与负载之间有何关系呢？【板书】2、路端电压跟负载的关系实验：见教材160页，如图所示。实验结论：当负载电阻r增大时，电流i将减小，则电源内阻上的电势降ir将减小，所以路端电压u增大，所以路端电压u随外电阻的增大而增大。引导学生分析：由得 路端电压表达式为：可见，电源的电动势和内阻r是一定的，当负载电阻r增大时，由知电流i将减小，由知路端电压增大；相反，当负载电阻r减小时，电流i增大，路端电压减小。（培养学生分析推理能力）两个特例：（1）短路当r0时，ie/r，可以认为u=0，路端电压等于零。这种情况叫电源短路。发生短路时，电流强度叫短路电流，一般，电源的内阻都比较小，所以短路电流很大。一般情况下，要避免电源短路。（2）断路当r，也就是当电路断开时，i0则u=e。当断路（亦称开路）时，路端电压等于电源的电动势。说明：在用电压表测电源的电压时，有电流通过电源和电压表，外电路并非断路，这时测得的路端电压并不等于电源的电动势。只有当电压表的电阻非常大时，电流非常小，此时测出的路端电压非常近似地等于电源的电动势。【板书】3、u-i图线如图所示为的函数图像，是一条倾斜向下的直线。从图线可以看出，路端电压u随着电流i的增大而减小。图线还反映出电源的特性：直线的倾斜程度跟内阻r有关，内阻越大，倾斜得越厉害；直线与纵轴交点的纵坐标表示电源电动势的大小（i=0时，u=e）。【板书】四、闭合电路中的功率 在公式e=u +u两端乘以电流i得到： 式中和分别表示外电路和内电路上消耗的电功率，表示电源提供的电功率。上式表示，电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上，转化为其它形式的能。另一部分消耗在内电路上，转化为内能。电动势e越大，电源提供的电功率越大，这表示电源把其他形式的能转化为电能本领越大。如果外电路为纯电阻电路，上式可表示为=（三）例题精讲【例1】在如图所示的电路中，在滑动变阻器r2的滑动头向下移动的过程中，电压表v和电流表a的示数变化情况如何？目的：熟悉路端电压随外电阻变化的关系及分析方法。【例2】如图甲所示的电路中，电源的电动势e和内阻r恒定，当负载r变化时，电路中的电流发生变化，于是电路中的三个功率：电源的总功率p总、电源内部消耗功率p内和电源的输出功率p外随电流变化的图线可分别用图乙中三条图线表示，其中图线的函数表达式