第二章恒定电流高二集体备课).doc

集体备课检查、学习记录年 级高二学科物理时间2011.10.13地点高二理化备课组长张福参加人员张福 蒋武忠 张文涛 王全寿 缺席人员无主讲人蒋武忠主题第十四章 恒定电流 一、教学内容 （一）欧姆定律 （二）电阻定律、电阻率 （三）电功和电功率 目的与要求： 1了解电荷定向移动形成电流，理解导体中产生电流的条件。 2理解电流强度的概念和定义，能用公式I=q/t进行有关的计算。 3了解电子热运动平均速率，自由电子定向移动速率，电流的传导速率。 4理解欧姆定律、能应用其解决有关电路计算问题。 5理解电阻大小的决定因素和电阻率，能应用电阻定律进行有关问题的计算 6了解半导体和超导体应用。7理解电功的概念，会应用公式解决有关问题。 8理解电功率的概念，区别额定功率和实际功率，区别电功和电热。 9理解电流做功的过程是能量转化的过程，并会用其进行定量计算。 二、重点难点分析 （一）电流 1电荷定向移动形成电流。 2电流形成的条件： （1）有可移动的自由电荷（导体中的自由电子） （2）导体两端存在着电压，在导体内建立电场，自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流。 3电流强度: （1）是描述电流强弱的物理量 （2）电流强度的定义： 通过导体横截面的电量q，跟通过这些电量所用的时间t的比值，叫做电流强度。 单位：安培，符号“A”1A=1000mA. 1mA=1000A. （3）电流强度的微观表达式I=nqvs （4）方向不随时间而改变的电流叫做直流电，方向和强弱都不随时间而改变的电流叫做恒定电流。 （5）关于自由电子的三种速率 自由电子热运动的平均速率约为1105m/s 电子定向移动的速率约为710-5m/s 电流的传导速率，实际上是电场的传播速率在真空中C=3108m/s （二）关于对欧姆定律的理解： 1导体中的电流强度I，跟导体两端电压U成正比，跟导体的电阻R成反比。 :公式 R=U/I注意：导体中的电流强度I，与这段导体两端电压成正比，与这段导体的电阻成反比，千万不要乱代公式。 2电阻： 同一导体R=U/I的比值是一个定值，它反应了导体对电流阻碍做用的强弱叫电阻。 单位：欧姆，（）千欧（K）、兆欧（M）1K=103，1M=106 3导体的伏安特性：4电阻定律、电阻率 （1） R=U/I；（2）R=L/S；（3）上式中的比例常量，跟导体的材料有关，是反映导体导电特性的物理量，称为材料的电阻率，单位：m 数值上等于长1m，截面积为1m2该种材料的电阻，电阻率随着温度变化而变化，金属材料的电阻率随着温度升高而增大。 （三）半导体、超导体 1半导体材料的特性及其应用 （1）半导体：有些材料，它们的导电性能介于导体和绝缘体之间，这种材料称为半导体。 （2）改变半导体的温度，使半导体受光的照射，在半导体中加入微量的杂质，可使半导体的导电性能发生显著的变化。 （3）利用半导体随着温度升高电阻迅速减小的特点，制成体积很小的热敏电阻，可将温度的变化转化为电信号，测量这种电信号就可以知道温度。 半导体在光的照射下电阻可大大减小。利用这种材料可做成光敏电阻。 纯净的半导体参入微量的杂质，会使其导电性能大大地增加，可制成晶体管、做成体积很小的电子元件，集成电路。 2超导体及其应用 1.大多数金属，温度降低到某一数值时，都会出现电阻突然为零的现象，这种现象称为超导现象。 2.导体由普通状态向超导态转变的温度称为临界温度或称为超导转变温度，例如：铝的转变温度为TC=1. 2K，铅TC=7K。 3跟金属超导相比，氧化物的超导转变温度较高，这类材料称为高温超导。 4由于超导体的电阻为零，用超导电缆输电可避免导线上的电能损失，超导体广泛应用在能源、交通运输、地质勘探等。（四）电功、电功率、电热及电功与电热的关系 1电功： 在一段电路上电场力所做的功、或者说电流所做的功简称为电功。 W=UIt 电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端电压U，电路中的电流强度I和通电时间t三者的乘积。 2电功率： 单位时间内电流所做的功叫做电功率。 P=W/t=UI一段电路上的电功率P 等于这段电路两端的电压U和电流强度I的乘积。 电功和电功率的单位分别为J和W 3电功率和热功率: （1）电热和电功： 电场力做功的过程，是电能转化成其他形式能的过程，在电阻元件中，做定向移动的电子频繁地与离子相碰，把电子定向移动的动能传给离子使其热运动加剧，电能全部转化成内能。 Q=I2Rt （2）电功率和热功率： 电功率：P电=IU 热功率：P热=I2R （3）电功率与热功率的关系： 在纯电阻电路中（在电路中只有电阻元件）电功率与热功率数值相等。P电=P热在非纯电阻电路中（含有电动机、电解槽）电功率大于热功率。 P电=P热+P/ （P/为热功率以外的其他功率） 三、典型例题讲解 例题1. 如图所示，AD表示粗细均匀的导体、长为L、两端加一定电压，导体中的自由电荷电量为q，定向移动速率为v，导体的横截面积为s，单位体积内的自由电荷数为n，证明导体中的电流I=nqsv. 由此可见，从微观上看，电流强度决定于导体中单位体积中的自由电荷数、电量、定向移动速率和导体的横截面积有关。 例题2，在横截面积为0.5m2的电解液中 （1）若5s内沿相反方向通过此横截面的正、负离子的电荷量均为5c，则电解液中的电流强度为_A. （2）若在5s内达到阳极的负离子和达到阴极的正离子的电量均为5c，则电流强度为_A。 注：用I=q/t计算电流强度时，应先选定截面，弄清是一种电荷还是两种电荷定向移动形成电流，从而确定q的大小。是用公式I=q/t求电流的关键。例题3. 标有“220V, 60W”的白炽灯泡，加上电压U由零逐渐增大到220V，在此过程中，电压和电流的关系可用图线表示，在下列四个图象中，肯定不符合实际的是： 分析与解：灯丝是用钨丝制成的，而金属的电阻率是随着温度升高而变大的，当电压逐渐增大时，通过灯丝的电流也要逐渐增大，温度升高，电阻率也要随着变大，由R =L/s可知当L、S不变情况下，电阻R增大. UI图线的斜率表示电阻，B图曲线的斜率随着电流增大而增大，是符号实际情况的。所以A、C、D是不符合实际的。 例题4. A、B两点相距40km，从A到B两条输电线总电阻为800，若A、B间某处E两条线发生短路，为查明短路地点，在A处接上电源，测得电压表示数为10V，电流表示数为10mA，求：短路处距A多远？ 分析与解： A，B距离L1=40km，导线总长为2L=80km,电阻R1=800 设短路处距A端距离为L2, 其间输电导线电阻 所以短路处E距A端为12.5km. 例题5. 用某直流电动机提升重物，如图所示，重物的质量为m=50kg，电源电压U=110V,不计摩擦，当电动机以V=0.9m/s恒定速率向上提升重物时，电路中电流强度I=5A，求：电动机线圈的电阻? 分析与解：本题的电路中含有电动机（即是非纯电阻电路），电源消耗的电能大部分转化成机械能，还有一小部分转化成热能，根据能量守恒定律得： P电=P机+P热电动机线圈电阻为4. 例题6如图所示，为两条电阻丝的UI图象与横坐标的夹角分别、。当两电炉丝加相同电压时，其功率P甲：P乙 正确的是： Atg: tg Btg:tg Ctg2:tg2 Dtg2:tg2 分析与解：在UI图象中，斜率表示电阻，其斜率越大，则电阻越大。而热功率：P=U2/R ，应选B。四、随堂监测1关于电阻率的正确说法是 A电阻率与导体的长度，横截面积有关 B电阻率表征了材料导电能力强弱，与温度有关 C电阻率大的导体，电阻一定大 D金属的电阻率在任何温度下都不可能为零 2如图所示，两个导体的截面积不同，长度相等的均匀导体棒接在电路中，两端电压为U，则： A通过两棒的电流强度相等 B两棒内的电场强度不同，细棒内的场强大于粗棒内的场强。 C细棒两端U1大于粗棒两端电压U2D以上说法都不对。 3如图所示为两电阻R1、R2的伏安特性曲线，由此可知两电阻大小之比为 4一个半径为rm细橡胶圆环，均匀带电qc的负电荷，当以角速度rad/s绕中轴线O 沿顺时针转动时，环中等效电流强度大小为_.5如图所示，是三条电阻丝的IU图象，当三条电阻丝所加的电压相等时，则它们消耗功率之比为P1：P2：P3：=_，若通过三电阻丝的电流相同时，消耗功率之比P1：P2：P3：=_ 6某商场安装一台倾角为300的自动扶梯，在电压为380V的电机带