高二物理学案(恒定电流部分).doc

高二物理校本教材1、 电源和电流（学案）知识与技能1让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立。2知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量-电流。3从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。过程与方法通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。 情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。【重点难点】重点：理解电源的形成过程及电流的产生。难点：电源作用的原理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。导体中的电场和电流 恒定电流定义：把_、_都不随时间变化的电流公式：_电流的单位是_，简称_，符号是_。导线中的电场形成：_、_等电路元件所积累的电荷共同形成的。特点导线内的电场线保持和导线_恒定电场：由_的电荷所产生的_的电场，基本性质与静电场_。电源定义：是能把电子从电源的_极搬运到 电源的_极的装置（填“正、负”）电源的作用：使电路中保持_的电流1、 电源图2-1-1【探究问题】如何使电路中有持续电流？水池A水池B图2-1-2抽水机A、B两个导体，分别带有正、负电荷。如果在它们之间连接一条导线R，如图2-1-1,导线R中的自由电子会在静电力的作用下定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快就消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡，在这种情况下，导线R中只可能存在一个瞬时电流。怎样才能使导线R中有持续的电流？类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图2-1-2，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B。A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。问题：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢?图2-1-3答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。（类比：同理）在A、B之间连接一个装置P（图2-1-3），源源不断地把经过导线流到A的电子取走，补充给B，使A、B始终保持一定数量的正、负电荷，A、B之间便维持着一定的电势差。归纳：1、电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。 2、导体中产生持续电流的条件：导体两端有恒定的电势差。图2-1-42、 导线中的电场（恒定电场） 如图2-1-4所示，在A、B之间连接任意一条导线，由上面的分析可知：导线中就会产生持续的电流。导线中有持续的电流就必有电场的存在，那么，导线中的电场是怎么形成的，有什么特点呢？ 取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行研究。图2-1-5导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。【注意】（1）、研究方法：运用微元法和矢量叠加的方法，探究导线中电场的变化情况，分析出最终导线两侧积累的电荷将达到平衡状态，垂直于导线方向上电场的分量将减为零，导线内的电场线保持和导线平行。这里一定要强调，这是电源电场和导线两侧的电荷得电场共同叠加的结果。（2）、电荷的“稳定分布”是一个动态平衡的过程，不是静止不变的。由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。（3）、在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用。3、电流（标量）（1）概念：电荷的定向移动形成电流。（2）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。（3）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式：（4）恒定电流：恒定电场中的电流是恒定不变的，称为恒定电流。微观解释：由于在恒定电场的作用下，导体中的自由电荷定向运动的速率增加，而运动过程中会与导体中的粒子碰撞从而减速，因此自由电荷定向运动的速率不随时间变化，电流大小不随时间变化。（5）单位：安培（A），1 A =103mA = 106A（6）电流的种类 直流电：方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类：其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流；方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。 交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。电流的微观表示：取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电量为q，则t时间内通过横截面C的电量Q是多少？电流I为多少？【推导】归纳：Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 这就是电流的微观表示式。【课本例题】由上述例题思考以下问题：（1）如何表示一段铜导线中的电子数？设自由电子在导线内定向移动的速率是v，取一段导线，自由电子从它的左端定向移动到右端所用时间为t，这段导线的长度为vt、体积为vtS、质量为vtS。这段导线中的原子数为：。由于铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子，则这段导线中的自由电子数目与铜原子的数目相等，也等于n。故一段通导线中的电子数n为：。（2）如何表示通过导线中的电流？在t时间内通过右端横截面的电量q为：根据公式可得：（3）题后反思:这样慢的速度通过一米长的导线,需要3个小时,为何平时合上电键后电灯马上就亮了呢?闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也就几乎同时形成电流。（4）设时间为t, 自由电子在导线内定向移动的速率是v，单位体积自由电荷数为n,矿体的横截面面积为S，自由电子的电量为e，怎样求解该时间内通过导体截面的电量? 电流的微观表达式如何表示？取一横截面，在时间t内导线vt长度内的电子通过该横截面，该长度导体的总体积为vtS, 该时间内通过导体截面的电量q=nevtS。则电流的微观表达式为：I=nqsv4、【重点、难点剖析】1如何理解导线中形成的电场是恒定电场？在导线中的恒定电场是合电场，它由两部分组成：一是电源的电场；二是导线两侧的堆积电荷的电场。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷得分布是稳定的，产生的电场是恒定电场。在导线中的恒定电场，任何位置的电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同。在静电场中所学的电势、电势差与电场强度关系式在此同样适用。2静电场和恒定电场有什么区别和联系？静电场是静止电荷在其周围空间所激发的电场；位于静电场中的导体，导体内部的自由电子就会定向移动形成恒定电流，在导体内外所存在的电场称为恒定电场。两种电场的共性：（1）他们都是物质的一种客观存在形式，都储存着能量；（2）对处于其中的电荷都有电场力的作用；（3）在这两种电场中移动电荷时电场力一般都要做功。两种电场的区别：（1）导体中要建立稳恒电流就必须将导体与电源相连接，形成一闭合的回路，静电场的建立只需要有电荷存在；（2）静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，稳恒电流条件下导体内部的场强不为零；（3）静电场的电场线一般情况下不是电荷运动的轨迹，但是导体中稳恒电场的电场线就是电荷流动的轨迹。3三种速率的区别（1）自由电荷定向移动速率：自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电流，其种电荷定向移动的速率一般为10-5m/s的数量级。（2）无规则热运动的速率：构成导体的电子在不停地做无规则运动，由于热运动向各个方向运动的机会相等，故不能形成电流，常温下电子热运动的速率的数量级为105m/s。（3）电场传播速率（或电流传导速率）：等于光速，闭合开关的瞬间，电路中各处以真空中光速c建立恒定电场，在恒定电场的作用下，电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动，整个电路也几乎同时形成了电流。类型一 基本概念的理解与应用例1关于导线中的电场，下列说法正确的是（ ）A导线内的电场线可以与导线相交B导线内的电场E是由电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场叠加的结果C导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D导线中的电场是静电场的一种变式题1.下列关于电流的说法中，正确的是 （ ）A金属导体中，电流的传导速率就是自由电子定向移动的速率B导体两端没有电压就没有电流C电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能达到用电器 D在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流 类型二 q=It的应用例2若氢原子的核外电子绕核做半径为r的匀速圆周运动，则其角速度为多少？电子绕核的运动可等效为环形电流，则电子运动的等效电流为多少？（已知电子的质量为m，电荷量为e，静电力常量用k表示）变式题2.电路中某电阻30s内通过的电荷量为48C,则通过该电阻的电流为多大？30秒内有多少个电子通过它的横截面？（e=1.610-19C）变式题3.一硫酸铜电解槽的横截面积为2m2,在0.04s内若相向通过同一横截面的铜离子和硫酸根离子分别为5.6251018个和4.7351018个，则 电解槽中的电流是多大？方向如何？类型三 电流的微观表达式的理解与应用AD图2-1-6例3如图2-1-6所示，AD表示粗细均匀的一段导体，两端加以一定的电压，若导体中自由电荷沿导体移动的速率为v，导体横截面积为S，导体中每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷所带的电荷量为q，求导体中的电流为多少？变式题4.有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速度为v，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（ ）AnvSt B.nvt C. D.ItSq【课后巩固题】1关于电流，下列说法正确的是（ ）A只要将导体置于电场中，导体中就有持续电流B电源的作用可以使电路中有持续电流C导体中没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动D恒定电流是由恒定电场产生的2铜的摩尔质量为M，密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一横截面积为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子定向移动的平均速率为( )A光速c B C D3关于电流的方向，下列叙述中正确的是（ ）A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子，电流方向不能确定C不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同-v图2-1-54.如图2-1-5所示，一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米电荷量为q，当此棒 沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为（ A ）A B C D5、北京正负电子对撞机的储存环是长为240m的近似圆形轨道，当环中的电流为10mA时，若电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数目为（ ）A5.01019 B5.01011 C1.01013 D1.01036.某次闪电，持续的时间为0.005s,所形成的平均电流约为6104A,若闪电过程中流动的电荷量以0.5A的电流通过电灯，可供灯照明的时间为_电源S图2-1-6ABM+-7、如图2-1-6所示，在NaCl溶液中正、负电荷定向移动，方向如图所示，若测得2s内有1.01018个Na+和1.01018个Cl-通过溶液内部的横截面M，试问：溶液中的电流方向如何？电流多大？【自我总结】（成功者善于总结）请你把这节课的内容自己总结一下，特别是自己不理解的地方记录下来，多问，多讨论，力争把不理解的地方消化掉！ 实笃一个人只有以他全部的力量和精神致力于某一事业时，才能成为一个真正的大师。因此，只有全力以赴才能精通。 - 爱因斯坦2、 电动势（一）知识与技能理解电动势的概念，掌握电动势的定义式。（二）过程与方法通过本节课教学，使学生了解电池内部能量的转化过程，加强对学生科学素质的培养，。（三）情感、态度与价值观了解生活中的电池，感受现代科技的不断进步。【教学重点】1、电动势的概念，对电动势的定义式的应用。2、电池内部能量的转化；电动势概念的理解。【教学难点】理解电动势是表征电源特性的物理量。电动势电源是能把电子从电源的_极搬运到电源的_极的装置（填“正、负”）是通过 做功把其它形式能转化为 的装置1电池中，非静电力是 作用，它使 转化为电势能；2在发电机中，非静电力的作用是 作用，它使 转化为电势能受力移动角度：能量转化角度：具体电源情况非静电力把正电荷从电源 送到 所做的功跟被移送的 的比值电动势定义：物理意义：表征电源把其他形式的能转化为 的本领表达式： 【探究问题】图2-2-1 问题一：将小灯泡接在充满电的电容器两端，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2-2-1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，电子就在电场力的作用下通过导线产生定向移动而形成电流，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少为零，所以电流减小为零，因此只有电场力的作用是不能形成持续电流的。问题二：怎样使小灯泡持续的亮下去？图2-2-2分析：随着电荷的移动，两板上的带电量迅速减少，两板间的电压就越来越小，电荷的定向移动也就渐渐停止。如果要想维持电流，就必须设法把从上板移下来的电荷送回上板，但是在电场力作用下正电荷只能从电势高的上极板移向电势低的下极板。所以要形成持续的电流，就必须要靠电场力以外的力把电荷移送到电势高的地方，从而保持两板间的电压。能够起这种作用的装置就是电源。问题三：电源在电路中起到什么作用？分析：如图2-2-2所示：电源能够不断地将电子从A搬运到B，从而使A、B之间保持一定的电势差；电源能够使电路中保持持续电流。问题四：电源P在把电子从A搬运到B的过程中，电子的电势能如何变化？从另一个角度看，电源又发挥了怎样的作用？分析：电子的电势能增加了。电源为电路提供了电能。问题五：自然界中的能量是守恒的，电源为电路提供了电能，必然会有其他形式的能量减少，从能量转化和守恒的角度，你认为电源是个怎样的装置呢？分析：电源是把其他形式能转化为电能的装置。问题六：电源又是如何把其他形式能转化为电能的呢？不同的电源把其他形式的能转化为电能的本领一样吗？这个本领用什么来描述呢？1、 电源：图2-2-3要求：根据画出的电场线情况判断电源的正极和负极，标出极板上的带电情况，并画出电源内的电场线。 【逐步探究】问题1、用导线将电源连成最简单的电路，电路由哪几部分组成？答：（1）电路由两部分组成，电源外部能看得见的部分，称为外电路；电源内部看不见的部分，称为内电路。问题2、导线中的电场是什么电场？电流是怎样形成的？特点如何？为什么？答：导线中的电场是恒定电场。导线中的自由电子在电场力的作用下从电源正极向负极定向运动，形成电流。导线中的电流是恒定电流，因为导线中的电场是恒定电场，所以电子定向运动的速率是不变的，电流大小恒定。问题3、自由电子在导线中定向运动，电场力做什么功？电子的电势能如何变化？答：正功；减少。问题4、自由电子定向运动的速率是不变的，能量还守恒吗？该怎样理解？答：守恒。自由电子与带正电的离子相互碰撞，在定向运动过程中受到阻力作用，电子要不断克服阻力做功，其动能向热能转化。【总结】：概括地说，在电源外部，电场力对自由电子做正功，是电能转化为其他形式能，这个过程中消耗了电能。这些电能又是电源把其他形式能转化为电能。问题5、电源是如何把其他形式能转化为电能的呢？分析：在电源内部也存在电场，电场方向也是从正极指向负极。根据电荷守恒定律，电源必须把自由电子不断地从正极搬运到负极，自由电子必须克服电场力做功，这就需要有“非静电力”作用于电子。这个“非静电力”是电源提供的。也就是说，电源通过非静电力做功，使电荷的电势能增加了。图2-2-4【类比】利用右图来类比，以理解电路中的能量问题。当水由A池流入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少，转化为其他式的能。而又由于A、B之间存在高度差，故欲使水能流回到A池，应克服重力做功，即需要提供一个外力来实现该过程。抽水机就是提供该外力的装置，使水克服重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能。重力做功、克服重力做功以及重力势能与其他形式的能之间的相互转化，学生易于理解和接受，在类比后，电源中的非静电力的存在及其作用也就易于理解了。两者相比，重力相当于电场力，重力做功相当于电场力做功，重力势能相当于电势能，抽水机相当于电源。 【形成结论】 电源（更深层的含义）（1）电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。（2）非静电力在电源中所起的作用：是把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。 【注意】在不同的电源中，是不同形式的能量转化为电能。 【问题深化】干电池、手摇发电机都可以做电源，这些电源中的非静电力相同吗？所起的作用相同吗？谈谈你的看法。分析：干电池中的非静电力是化学作用，手摇发电机的非静电力是电磁作用，前者把化学能转化为电能，后者把机械能转化为电能。非静电力虽然不同，但从能量转化的角度看，他们所起的作用是相同的，都是把其他形式能转化为电能。2、 电动势（1） 静电力做功的描述：问题1：是不是静电力对电荷做的功越多，静电力做功的本领越大？该如何描述静电力做功的本领？分析：静电力对电荷做功的多少与电荷的数量有关，不能用做功多少来反映做功的本领。静电力把相同数量的电荷从电源的一个极搬运到另一极，做功越多，电荷获得的电势能就越多，可以用静电力做功与电荷量的比值来反映静电力做功的本领。（2）电动势的引入： 问题2：电源有好多种，他们在把其他形式能转化为电能的本领相同吗？举例说明。在物理学上，该如何描述电源的这种本领呢？问题3：生活中常见的干电池有1号、5号、7号等，它们都标有1.5伏，1.5伏指的是什么？【电动势的概念】（1）定义：在电源内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。（2）定义式：E=W/q（3）单位：伏（V）（4）物理意义：表示电源把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小。电动势越大，电路中每通过1C电量时，电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。【注意】： 电动势的大小由电源中非静电力的特性（电源本身）决定，跟电源的体积、外电路无关。电动势在数值上等于电源没有接入电路时，电源两极间的电压。电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。（5）电源（池）的几个重要参数电动势：它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质，与电池的大小无关。内阻（r）:电源内部的电阻。容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：Ah，mAh.【注意】：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。（6）电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，电动势和电势差的物理意义有何不同呢？电动势：。W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其它形式能）， E表示移动单位正电荷消耗化学能（或其它形式能），反映电源把其它形式能转化为电能的本领。电压：。W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能，电压表示移动单位正电荷消耗的电势能。反映把电势能转化为其它形式能的本领。电动势表征电源的性质，电势差表征电场的性质。【重点、难点剖析】1正确理解非静电力做功是电源产生电动势的本质所谓非静电力，主要是指化学力和电磁力，在电池中，非静电力是化学作用，它使化学能转化为电势能，从而实现向外电路供电的目的，发电机中，非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电势能，进而具备向外供电的本领。在一定的电路中，要维持电路中电流恒定不变，必须设法维持电路两端有恒定的电势差，这就必须在电源内部由非静电力将正电荷送到正极上，非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功，这个做功的物理过程就是产生电源电动势的本质。非静电力所做的功，反映了其它形式的能量有多少变成了电能。因此在电源的内部，非静电力做功的过程是能量相互转化的过程，电源就是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。而电动势则是反映电源把其他形式的能转化成电能的本领。电动势的定义式可以理解为电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷（或单位正电荷）在电源内从负极移送到正极所做的功。非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷量的比值。2正确区分“移送单位正电荷所做的功”与“移送电荷所做的功” “移送单位正电荷所做的功”即意味着表征的是电源的转化“本领”，“移送电荷所做的功”意味着电源的“贡献”。从这里可以看出“本领与“贡献”的区别。我们说电动势表征的是电源把其他形式的能转化为电能的“本领”，而并未说电动势表征电源对外提供电能的“贡献”。对于相同电动势的不同电源，移送单位正电荷所做的功一样即电源把其他形式的能转化为电势能本领一样，当移送的电量不一样时，电源对外提供电能的“贡献”是不一样的。3电动势和电势差的比较（1）电动势：，W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其它形式的能），E表示移动单位正电荷消耗的化学能（或其他形式的能），反应电源把其他形式的能转化为电能的本领。（2）电势差：，W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电能，电势差U表示移动单位正电荷消耗的电能，反应把电能转化为其它形式的能的本领。说明：中的W表示非静电力做功，而中的W表示静电力做功。电动势和电势差（电压）尽管单位相同，但它们是两个截然不同的物理量，注意从定义和能量转化的角度来理解。类型一 电源产生电动势的理解例1以下说法正确的是（ ）A在外电路中和电源内部，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流B静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少C在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加变式题1.有关电压与电动势的说法中正确的是（ ）A电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法B电动势就是电源两极间的电压C电动势公式中W与电压中的W是一样的，都是电场力做的功D电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量类型二 电动势的有关计算例2铅蓄电池的电动势为2 V，一节干电池的电动势为1.5V，将铅蓄电池和干电池分别接入电路，两个电路中的电流分别为0.1A和0.2A。试求两个电路都工作20 s时间，电源所消耗的化学能分别为多少？哪一个电源把化学能转化为电能的本领更大？变式题2.将电动势为3.0V的电源接入电路中测得电源两极间的电压为2.4V,当电路中有6C的电荷流过时，求：（1）有多少其他形式的能转化为电能？（2）外电路中有多少电能转化为其他形式的能？变式题3.一台发电机用0.5A电流向外输电，在1min内将180J的机械能转化为电能，则发电机的电动势为（ ）A6V B360V C120V D12V【课后巩固题】1关于电源与电路，下列说法正确的是（ ）A外电路中电流由电源的正极流向负极，内电路中电流也由电源的正极流向负极B外电路中电流由电源的正极流向负极，内电路中电流由电源的负极流向正极C外电路中电场力对电荷做正功，内电路中电场力对电荷也做正功D外电路中电场力对电荷做正功，内电路中非静电力对电荷也做正功2关于电动势，下列说法正确的是（ ）A在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加B对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大C电动势越大，说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送做功越多D电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多3对于不同型号的干电池，下列说法中正确的是（ ）A1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势B1号干电池的容量比5号干电池的容量大C1号干电池的内阻比5号干电池的内阻大D把1号和5号干电池分别连入电路中，若电流I相同，它们做功的快慢相同。4下列有关电动势的说法正确的是（ ）A电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比，跟通过的电量成反比B电动势的单位跟电压的单位一致，所以电动势就是电源两极间的电压C非静电力做功越多，电动势就越大D只是电动势的定义式而非决定式，电动势的大小是由电源内非静电力的特性决定的5铅蓄电池的电动势为2V,以下说法正确的是（ ）A电路通过1C电荷量，电源把2J的化学能转变为电能B铅蓄电池的电动势为2V就是铅蓄电池两极间的电压为2VC蓄电池能在1s内能将2J化学能转化为电能D蓄电池将化学能转化为电能本领比一节干电池的大6电动势为1.2V的计算器电池，若在电路中用1.2s时间移送2C的电荷量，则（1）电源把多少焦耳的其他形式的能转化为电能？（2）非静电力做功的功率多大？【自我总结】（成功者善于总结）把本节的内容自己总结一下，特别是对“电动势”概念的深入理解。 追求科学，需要有特殊的勇敢，思考是人类最大的快乐 伽利略3、 欧姆定律知识与技能1知道什么是电阻及电阻的单位。2理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题。3知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件。过程与方法1通过演示实验探究电流大小的决定因素，培养学生的实验观察能力。2运用数学图象法处理物理问题，培养学生运用数学进行逻辑推理的能力。情感态度与价值观本节知识在实际中有广泛的应用，通过本节的学习培养学生联系实际的能力 【重点难点】重点：欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题。难点：伏安特性曲线的物理意义。欧姆定律伏安特性曲线定义：常用_表示电流I、_表示电压U,这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线分类线性元件：非线性元件：伏安特性曲线是_伏安特性曲线不是_电阻定义式：_单位：_，符号_常用电阻单位：千欧（k）和兆欧（M）1 k=_，1 M=_ 欧姆定律内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成_，跟导体的电阻R成_。表达式：_使用条件：纯电阻电路中的_图2-3-1一、欧姆定律 探究问题：既然在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？探究原理：利用如图所示的实验电路来研究导体A中的电流跟导体两端的电压的关系。实验过程：1、合上电键S，改变滑动变阻器上滑片P的位置，使导体两端的电压分别为0、2.0 V、4.0 V、6.0 V、8.0 V，记下不同电压下电流表的读数，然后通过分析实验数据，得出导体中的电流跟导体两端电压的关系。2、将得到的实验数据填写在表格中。换用另一导体B，重复实验。实验数据如下U/V00.501.001.502.002.50I/A导体AI/A导体B3、 数据处理：描点作图的方法，是处理实验数据的一种基本方法。用图象法。在直角坐标系中，用纵轴表示电压U，用横轴表示电流I，根据实验数据在坐标纸上描出相应的点。根据这些点是否在一条直线上，来研究导体中的电流跟它两端的电压的关系。图2-3-2图像如图2-3-2所示：4、 数据分析，得出结论对于同一导体，U-I图象是过原点的直线，电压和电流的比值等于一个常数。这个比值可以写成：R=。对于不同的导体，这个比值不同，说明这个比值只与导体自身的性质有关。这个比值反映了导体的属性。得出电阻的概念：电压和电流的比值R=，反映了导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻。5、欧姆定律：导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。I=注意：（1）电阻是导体本身的一种特性，所以导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流没有关系。、对于给定导体，R一定，不存在R与U成正比，与I成反比的关系，R只跟导体本身的性质有关。（2）欧姆定律的适用条件：纯电阻电路，如金属导体和电解液。对于含有电动机等的非纯电阻电路和气体导电不适用。二、导体的伏安特性（1）伏安特性曲线：用纵坐标表示电流I，横坐标表示电压U，这样画出的I-U图象叫做导体的伏安特性曲线。如图2-3-3所示。注意：在IU图中，图线的斜率表示导体电阻的倒数。即k=。图线的斜率越大，电阻越小。（2） 线性元件和非线性元件1、伏安特性曲线是过坐标原点的直线，这样的元件叫线性元件。2、用晶体二极管、电压表、电流表、滑动变阻器、电键连成如左下图所示的电路，改变电压和电流，画出晶体二极管的伏安特性曲线，右图2-3-4所示，可以看出图线不是直线。图2-3-4 伏安特性曲线不是直线，这样的元件叫非线性元件。【重点、难点剖析】1关于和的理解在物理公式中有的是定义式，有的是决定式，例如是电流定义式，是电流的决定式，电流定义式中，电流I并不会随Q、t的变化而变化，故不能说成I和Q成正比和t成反比；而在电流的决定式中，电流的大小由导体两端的电压U和导体的电阻阻值决定，故可以说成电流I和导体两端的电压成正比，跟导体的电阻R成反比。是电阻的定义式，电阻阻值的大小与电阻两端的电压和通过电阻的电流大小无关，故不能说电阻阻值R与电阻两端的电压U成正比，与通过电阻的电流成反比。2数学图象中的斜率与物理图象中的斜率的比较在数学图象中，由于纵横坐标的标度是一样的，其图像的斜率k与图象与横轴的夹角的正切值相等，如图A所示，=450,k=tan；而在物理图象中，由于横纵坐标的标度不一样，如图B，同样的长度在纵坐标中表示1A，而在横坐标中表示2V,虽然角度仍为450,显然tan450的值与图象斜率表示的电阻的倒数不等。若k值用计算，仍和电阻的倒数值相等。故在物理图像中不能采用测量图象和横轴夹角的办法计算k值从而求解电阻的阻值。xyU/VI/AAB1121图2-3-53、（1）公式R和I的对比RI电阻的定义式，适用于所有导体欧姆定律表达式，适用于金属、电解质溶液导电不能说RU，R，R由导体本身性质(材料、长短、粗细)决定，与U、I大小无关可以说IU、I，I的大小由U、R共同决定测量了U，测量了I，便可确定R，为我们提供了测量电阻的一种方法知道了U、R，便可确定I，为我们提供了除I之外的一种计算电流的方法（2）.“同体性”和“同时性”在应用公式I解题时，要注意欧姆定律的“同体性”和“同时性”所谓“同体性”是指I、U、R三个物理量必须对应于同一段电路，不能将不同段电路的I、U、R值代入公式计算所谓“同时性”指U和I必须是导体上同时刻的电压和电流值，否则不能代入公式计算4、（1）.伏安法测电阻的两种方法怎样对比？内接法和外接法的电路图分别如图236所示图236两种电路对比分析如下：电路图对比甲乙电流表接法电流表内接法电流表外接法误差分析电压表示数UVURUAUR电流表示数IAIRR测R真误差来源于电流表的分压作用电压表示数UVUR电流表示数IAIRIVIRR测(即Rx为大电阻)时用内接法；当Rx(即Rx为小电阻)时用外接法；Rx ，内、外接法均可(3)实验试触法：按图237接好电路，让电压表一根接线P先后与a、b处接触一下，如果电压表的示数有较大的变化(电流表的分压作用明显)，而电流表的示数变化不大(电压表分流作用不大)，则可采用电流表外接法；如果电流表的示数有较大的变化，而电压表的示数变化不大，则可采用电流表内接法图237类型一 欧姆定律的理解例1根据欧姆定律，下列说中错误的是（ ）A从可知，导体的电阻跟加在导体两端的电压成正比B从可知，对于某一确定的导体，通过的电流越大，导体两端的电压越大C从可知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比D从可知，对于某一确定的导体，所加电压跟通过导线的电流之比是定值变式题1由公式可以得到U=IR，下列有关说法正确的是（ ）A导体两端的电压U与导体中的电流I、导体的电阻R成正比B导体两端的电压U，由通过它的电流和它的电阻共同决定C在电路中，导体的电阻越大，它两端的电压越大D导体两端的电压在数值上等于它的电阻R与通过它的电流的乘积类型二 伏安特性曲线例2如图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知错误的是()A导体的电阻是25 B导体的电阻是0.04 C当导体两端的电压是10 V时，通过导体的电流是0.4 AD当通过导体的电流是0.1 A时，导体两端的电压是2.5 VIU0AIU0BIU0CIU0D图2-3-8变式题2一只标有“220V60W”的白炽灯泡，加上的电压U由零逐渐增大到220V,在此过程中，电压U和电流I的关系可用图线表示，在如图2-3-8所示的四个图线中，符合实际的是（ ）【课后巩固题】1、1由欧姆定律导出U=IR和，下列叙述中正确的（ ）A导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比B导体的电阻由导体本身的物理条件决定，跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关C对确定的导体，其两端电压和流过它的电流的比值就是它的电阻值D一定的电流流过导体，电阻越大，电阻两端的电压越大2一段导体两端电压是4 V，在2 min内通过导体某一横截面积的电荷量是15 C，那么这段导体的电阻应是_ .3、如图所示，四只电阻两端加相同的电压，通过各个电阻的电流分别是I1、I2、I3、I4，则其大小顺序为（ ）AI2I4I3I1 BI4I3I2I1CI1=I2=I3=I4 DI1I2I3I44、鸟落在110 kV的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露的电线，但鸟仍然安然无恙.这是因为（ ）A鸟有耐高压的天性B鸟脚是干燥的，所以鸟体不导电C鸟两脚间的电压几乎为零D鸟体电阻极大，所以无电流通过5一个阻值为R的导体两端加上电压U后，通过导体截面的电荷量q与通电时间t之间的关系为过坐标原点的直线,如图2-3-12所示.此图线的斜率表示（ ）AU BR C D6某导体的伏安特性曲线如图2-3-13所示，由图可知( )A.此导体是个线性元件B.此导体是个非线性元件0正向电压/V反向电压/V402011020100200300反向电流/uA正向电流/mA图2-3-14C.流过导体的电流增大时，导体的电阻逐渐减小D.流过导体的电流增大时，导体的电阻逐渐增大7.如图2-3-14是某晶体管二极管的伏安特性曲线，根据这条曲线下列说法正确的是（ ） A通过二极管的电流与电压不成正比，二极管是非线性元件；B二极管加正向电压时，电压越高，电流随电压的变化越快；C当二极管加反向电压时，一般电压下电流为零表示不导通D二极管加的反向电压只要达到一定值时，二极管也能导通。8、贝贝同学在做测量小灯泡功率的实验中，得到如下一组U和I的数据，数据如下表：编号12345678U/V0.200.601.001.401.802.202.603.00I/A0.0200.0600.1000.1400.1700.1900.2000.205发光情况不亮微亮逐渐变亮正常发光(1)在图中画出IU图线(2)从图线上可以看出，当小灯泡的电功率逐渐增大时，灯丝电阻的变化情况是_(3)这表明导体的电阻随着温度的升高而_9、阅读以下材料回答13题在研究长度为l、横截面积为S的均匀导体中电流的流动时，在导体两端加上电压U，于是导体中有匀强电场产生，在导体中移动的自由电子受匀强电场作用而加速，和做热运动的阳离子碰撞而减速，这样边反复碰撞边向前移动可以认为阻碍电子向前运动的阻力大小与电子移动的平均速率v成正比，其大小可以表示成kv(k是恒量)1静电力和碰撞的阻力相平衡时，导体中的电子的速率v成为一定值这一定值是()A. B. C. DelkU2设单位体积的自由电子数为n，自由电子在导体中