高二物理3-1第二章学案.doc

柘城县高级中学2011-2012 学年第一学期高二物理学案 2011年 9 月 5 日 第一节 导体中的电场和电流【新课标要求】1.理解电源的形成过程。2.掌握恒定电场的形成过程。3.理解恒定电流的形成过程，掌握计算电流的大小并灵活运用公式。4.掌握电流的微观表达式。5.通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。【新课预习】 电源： 有A、B两个导体，分别带正、负电荷，如果在它们之间接一条导线R，导线R中的自由电子便会在 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之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体，达到静电平衡。倘若在A、B之间连接一个装置P,它能源源不断地把经过导线R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，这样，A、B周围始终存在一定得电场，使A、B之间便维持着一定的电势差。由于这个电势差，导线中的自由电子就能不断地在静电力作用下由B经过R向A定向移动，使电路中保持持续的电流。能把电子从A搬运到B的装置P就是 。1.导线中的电场 ：导线中电场的形成： 导线本身由许多带电粒子组成，当它和电源连接后，在电源两极晟的正、负电荷激发的电场作用下，导线的表面以及导线的接头处会有电荷积累，正是这些电荷激发了导线内外地电场，也正是依靠这些电荷才保证导线内部的场强沿导线方向。2.恒定电场：导线内的电场，是由 、 、等电路元件 所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布式稳定的，电场的分布也不会随时间变化。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为 。3、恒定电流：（1）定义： 、 都不随时间变化的电流。（1）电流：表示电流强弱程度的物理量。 （2）单位：安培，符号（A）其他单位：毫安（mA）、微安(A)，且1A=103 mA=106A(3)公式：q= It， I表示电流，q表示在时间t通过导体横截面积的电荷量。变形公式：I=q/t。注：电流方向的规定：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时I=q/中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。电流强度虽有大小和方向，但不是矢量，而是标量。q= It是求电荷量的重要公式，其变形公式I=q/t求出的是电流在时间t内的平均值，对恒定电流来说，其瞬时值与平均值相等。 4、电流的微观表达式：推导：一段长为l粗细均匀的导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v,设导体的横截面积为s,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q。则导体中的自由电荷数为N=nls，总电荷量Q=Nq=nlsq,所有这些电荷都通过横截面所需时间t=l/v。根据公式I=q/t可得I=Q/t=nqvs。由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动的速度，还与导体的横截面积有关。【知识精讲】要点一 静电场和恒定电场静电场是静止电荷在周围空间所激发的电场在静电场中如果有导体存在，导体内部的自由电子就会定向移动，当电荷在导体内做定向移动而形成恒定电流时，在导体内外存在的电场称为恒定电场，这是两种不同的电场，既有区别又有联系两种电场的共性：(1)它们都是物质的一种客观存在形式，都储存着电能；(2)它们对处于其中的电荷都有静电力的作用；(3)在这两种电场中移动电荷时相应的静电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，形成一闭合的回路而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为零，而在稳恒电流条件下导体内部可以带电；(3)在一般情况下，静电场的电场线并不是电荷运动的轨迹线，但是导体中恒定电场的电场线就是电荷运动的轨迹线要点二 导线中形成的恒定电场1在导线中形成的恒定电场中，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2产生恒定电流的电路中的电场是合电场(E)，它由两部分组成：一是电源的电场(E0)；二是导线两侧的堆积电荷的电场(E)3恒定电流电路中的电场是稳定电场，即电路中的电荷分布是稳定的，但不是静态的绝对稳定，而是动态稳定，就电路中任一微元来讲，流走多少电荷，就补充等量的电荷.精析：由I能否说电流与电荷量成正比，与时间成反比？如何由I推导电流的微观表达式InqSv？两个公式有何关系？(1)I的理解此式为电流的定义式，不能说电流与电荷量成正比，与时间成反比(2)InqSv的推导如图212所示， AD表示粗细均匀的一段导体，长为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q.AD导体中的自由电荷总数：NnlS.总电荷量QNqnlSq.所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t.根据公式qIt可得：导体AD中的电流：InqSv.由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速度的大小，还与导体的横截面积有关(3)两个公式的关系：InqSv是由I推导而来的，从微观角度阐述了决定电流强弱的因素，能够说明为什么不能说电流正比于电荷量，反比于时间的原因(4)应用I计算时应注意以下两点：导体若为金属，则q为自由电子带电荷量的绝对值导体若为电解液，则q应为正负离子带电荷量的绝对值之和知识点举例：例关于电流，以下说法正确的是（D）通过截面的电荷量的多少就是电流的大小电流的方向就是电荷的定向移动方向在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流导体两端没有电压就不能形成电流【例2】在电解液中，若5s内沿相反方向通过面积为0.5m2的横截面的正负离子电荷量均为5C，则电解液中的电流是多大？解：通过横截面得电荷量q 为正、负离子的电荷量绝对值之和，即q=5C2=10C，由公式I=q/t=2A。 总结误认为I=q/t中的q为通过单位面积的电荷量,实际上q与横截面的面积大小无关. 将电解液导电等同于金属导体导电,误认为电荷量q=5C.变式训练1、电子绕核运动可等效为一环形电流,设氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其等效电流为多大？答案 ev/2r 【活学活练】【基础达标】一、选择题：1、在国际单位制中，电流的符号是（ ）A C/s B V/ C I/A D W/V 2、下列叙述中正确的是（）A导体中电荷运动就形成电流B国际单位制中电流的单位是安C电流强度是一个标量，其方向是没有意义的D对于导体，只要其两端电势差不为零，电流强度必定不为零3、满足下面哪一个条件，就产生恒定电流（ ）A有自由电子B导体两端有电势差C任何物体两端有电压D导体两端有恒定电压4、一段横截面积为0.5cm2的导体材料中，每秒钟有0.2C正电荷和0.3C负电荷相向运动，则电流强度是（ ）A0.2A B0.3A C 05 A D 104A 5、如图所示，电解池内有一价的电解液，t s内通过溶液内截面S的正离子数是n1,负离子数是n2,设基元电荷为e,以下解释中正确的是（ ）A正离子定向移动形成电流方向从A到 B,负离子定向移动形成电流方向从A到B B溶液内正负离子向相反方向移动,电流 A B抵消C溶液内电流方向从A到B，电流强度I=ne/tD溶液内电流方向从A到B，电流强度 I=( n1+ n2)e/t 第二节 电动势【预习要求】1.掌握电动势的概念及表达式。2.了解电池内部能量的转化过程。3.了解生活中的电池，感受现代科技的不断进步。【新课预习】1、电源： (1)定义：电源是通过 做功把其他形式的能转化为 的装置。 (2)注:：非静电力的种类：在蓄电池中，非静电力是化学作用，它使 能转化为 能。在发电机中，非静电力是电磁作用，它使 能转化为 能。2、电动势：(1)定义： 。 (2)公式：E=/q(3)单位：伏特(4)物理意义：反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功。(5)注：电动势由 的特性决定，跟电源的 无关，也跟 无关。3、电源内阻： 电源的内阻。内阻和电动势同为电源的重要参数。【知识精讲】知识点1：电动势：例关于电动势下列说法中正确的是（ AC ）A在电源内部把正电荷从负极移动正极，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正电荷从负极向正极移送单位电荷量做功越多 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思路分析 电源是将其他形式的能转化为电能的装置，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，因此选项A正确。电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能的能力的物理量，电动势在数值上等于移送单位电荷量所做的功，不能说电动势越大，非静电力做功越多，也不能说电动势越大，被移送的电荷量越多，所以选项C正确。 总结对电动势的理解有多层次的描述,应根据具体要求选择回答例2对电动势的定义式E=/q的理解正确的是( CD )A E与W成正比 B E与q 成反比C E的大小与W、q无关 DW表示非静电力做功思路分析 电动势是由电源中非静电力的特性决定的。其表征了电源把其他形式的能转化为电能本领的强弱，在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。它在数值上等于W与q的比值，但不能说E与W成正比，E与q成反比，其大小与W、q无关。 变式训练1.下列说法中正确的是（ c ）A电源的电动势实质上就是电源两极的电压B电源的电动势在数值上等于两极的电压C电源的电动势与电压的单位相同，但与电压有本质的区别 D电动势越大，电源两极间的电压一定越高2、一内阻可以忽略的发电机用0.5A的电流向外输电，在1min内将180J的机械能转化为电能，这发电机的电动势为（A ）A 6 V B 48 V C 24 V D 12 V2电压与电源电动势如何区别？电压电源电动势意义表示静电力做功将电能转化成其他形式的能的本领表示非静电力做功将其他形式的能转化成电能的本领定义UAB，将单位电荷量的正电荷从导体一端移到另一端时，静电力做的功E，将单位电荷量的正电荷从电源负极移到正极时，非静电力做的功决定因素由电源及导体电阻、导体连接方法而决定由电源本身决定，与其他因素无关测量方法将电压表并联在被测电路两端将内阻很大的电压表并联在电源两端，且外电路断开用伏安法联系电路闭合时，EU内U外电路断开时，EU开路3、电池的各种参数【例】 阅读相关课本的内容，说一说电池的几个重要参数：电动势、容量、内阻的不同特点，并结合生活中的电池，加深对电源的认识答案(1)电动势：反映电池将其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，由电池中非静电力的特性决定(如正、负极材料，电解液的化学性质)，与电池的体积无关，也与外电路无关(2)容量：电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时(Ah)或毫安小时(mAh)做单位例如，15 Ah的蓄电池充电后以1.5 A电流为用电器供电，大约可以工作10 h电池的容量与放电状态也有关系，同样的电池，小电流、间断性放电就比大电流、连续放电的容量大(3)电池还有一个重要参数是电池内的电阻，即内阻，电池的内阻在使用过程中变化较大对同一种电池来说，体积越大，电池的容量越大，内阻越小.典型例题：1.以下说法中正确的是()A在外电路和电源内部，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解析在电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加，引出了电动势的概念，来描述非静电力做功的本领，而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少，故D正确2关于电源的作用，下列说法中正确的是(BD)A在电源内部把电子从负极搬运到正极B在电源内部把电子从正极搬运到负极C把电能转化为其他形式的能D把其他形式的能转化为电能3一般干电池的电动势为1.5 V，说明电池内非静电力每移动1 C的电荷做功_ J，其电势能_(填“增加”或“减少”)，是_能转化为_能的过程答案1.5增加其他形式电解析根据WqE，在电源内部正极比负极高1.5 V的电势，E1.5 V，所以WqE11.5 J1.5 J非静电力搬运电荷做正功，也就是克服静电力做功，因此电势能增加，是其他形式的能转化为电能的过程，对电池来说消耗的是化学能电动势是表征电源特征的物理量，不同材料的电源电动势可以不相同，但原理都是相同的4移动电话中的锂电池电动势为3.6 V，某次通话时，电流为10 mA，时间为100 s，那么此次通话过程有多少化学能转化为电能？答案3.6 J解析WqE，qIt所以WEIt3.6101031003.6J【活学活练】一、选择题：1、铅蓄电池的电动势为2V，这表示（ ）A电路中每通过1C电荷量，电源把2J的化学能转变为电能B蓄电池两极间的电压为2VC蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能D蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大2、关于电源的电动势，下面正确的叙述是（ ）A电源的电动势就是接在电源两极间的电压表测得的电压B同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化C电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D在闭合电路中，当外电阻变大时，路端电压增大，电源的电动势也增大3、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=/q中与电压=/q中是一样的，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4、用电动势的电源给外电路供电时，当输出电流为时，在min的时间里电源消耗的化学能为（ ）. 240 J B. 4 J C. 216 J D. 3.6J5、一内阻可以忽略的发电机用1.5A的电流向外输电，在1min内将1080J的机械能转化为电能，这发电机的电动势为（ ）、单位电量的电荷在电场力的作用下沿闭合电路移动一周所释放的能量大小决定于（ ）A。电源电动势 B.电流轻度大小 C.电源的内阻 D。电路的总电阻7、由于正负极总保持一定数量的正负电荷，所以电源内部总存在由 指向 的电场。因此在电源内部要使正电荷向正极移动就一定要有 作用才行。8、在不同的电源中， 做功的本领也不同，把一定数量的正电荷在电源内部从负极搬运动正极，电源中非静电力做的功多，则电源的电动势就 ，反之则电动势就 。9、电动势在数值上 定义式是 。10、有一蓄电池，当移动1C电荷时非静电力做功是2J，该蓄电池的电动势是多少？给一小灯泡供电，供电电流是0.2A，供电10min，非静电力做功是多少？11、由六节干电池串联组成的电池组，对一电阻供电，电路中的电流为2A，在10s内电源做功为180J，则电源的电动势为多少？第三节 欧姆定律【新课标要求】1、掌握欧姆定律及其适用范围，并能用来解决有关电路的问题。2、知道导体的伏安特性和图象，知道线性元件和非线性元件。3、通过对欧姆定律的理解和掌握，解决有关电路的生活中的问题，提高对定律的灵活运用程度。【新课预习】1、欧姆定律：（1）内容： （2）表达式： （3）区别：用欧姆定律时，由可得两个变形公式：R=和U=IR,它们所反映的物理意义是不同的。表示导体中的电流跟加在导体两端的电压成正比，跟导体自身的电阻成反比。R=表示导体两端电压与导体中电流的比值为一个常数，反映了导体对电流的阻碍作用，也是用电学方法测量导体电阻的依据。U=IR表示在已知导体中的电流和导体的电阻时，可以计算导体两端的电压。（4）注：欧姆定律只适用于纯电阻，或由若干纯电阻构成的一段电路。从能量转化的角度看，电流通过时，电能只转化成热能的用电器或电路时纯电阻电路。对电解质溶液也适用.但对气态导体(如日光灯霓虹灯管中的气体)和半导体元件不适用.2、电阻：（1）定义： （2）定义式：R=（3）单位：欧姆（）（4）注：电阻是反映导体对电流阻碍作用的大小。由导体本身决定，R与U、I无关，但可以通过U、I计算出导体的电阻R的大小3、导体的伏安特性曲线：(1)在实际应用中，常用纵坐标表示电流I、横坐标表示U，这样画出的I U图象叫做导体的伏安特性曲线。伏安特性曲线能直观地反映出导体中的电压和电流的关系。(2)金属导体的伏安特性曲线是一条过原点的直线,直线的斜率为金属导体电阻的倒数.具有这种特性的电学元件叫做线性元件,通常也叫纯电阻元件,欧姆定律适用于该类型电学元件.对欧姆定律不适用的导体和元件,伏安特性曲线不是直线,这种元件叫做非线性元件,通常也叫非纯电阻元件.要点 欧姆定律的理解1.“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2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【知识精讲】知识点1:欧姆定律例1根据欧姆定律,下列说法中错误的是( )从R=可知，导体的电阻跟加在导体两端的电压成正比从R=可知，对于某一确定的导体，通过的电流越大，导体两端的电压就越大从R=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从R=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1U/mV10155OI/mA2思路分析欧姆定律原形是，而公式R=应该理解成电阻的定义比值定义的魅力就在于理解定义的该物理量与比值中的物理量无关 知识点2：伏安特性曲线例2如图所示，图象所对应的两个导体，（1）电阻之比R1 ：R2为 (2)若两个导体中电流相等（不为零）时， 电压之比U1 ：U2 为 (3)若两个导体的电压相等（不为零 时），电流之比I1：I2为 解析 （1）在I U图象中，电阻的大小等于图线斜率的倒数R1=2 R2=则R1：R2=3:1(2)由欧姆定律U=IR得U1 ：U2=3：1（3）由欧姆定律得I1：I2 = R2：R1=1：3总结 分析I U或UI图线，关键是搞清纵横坐标的含义，分析图线斜率的物理意义，搞清R=k还是R=1/k例3加在某导体两端的电压变为原来的时，导体中电流减小了0.4A，如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大？解析 由题意和欧姆定律得：R=，得出I01.0A又因为R=，所以I2=2I0=2.0A变式训练加在某导体两端的电压为原来的3倍时，导体中的电流增加0.9A，如果所加电压变为原来的1/2倍时，导体中的电流有多大？答案0.225A【综合拓展】例4一只标有“220V、60W”的白炽灯泡，加上的电压由零逐渐增大到220V。在此过程中，电压和电流的关系可用图线表示。在如图所示的四个图线中，肯定不符合实际的是（） 思路分析 由电阻的定义式R=知，在UI图象上，某一点的纵坐标U和该点的横坐标I的比值UI就对应着电阻值R。由于白炽灯泡钨丝的电阻会随温度的升高而增大，当白炽灯上加的电压从零逐渐增大到220V时，钨丝的温度不断升高，电阻将不断增大，A图象表示U/I为一定值，说明电阻不变，不符合要求；.图象上各点的U/I值随U的增大而减小，也不符合实际；D图象中的U/I的值开始随U的增大而增大，后来随U的增大而减小，也不符合实际；只有B图象中U/I的值随U的增大而变大，符合实际，应选ACD答案 ACD【活学活练】一、选择题：1.如果导体中产生了电流，则（ ）导体两端的电压不为零，导体内部的场强为零导体两端的电压为零导体内部的场强不为零，导体内部的场强不为零导体两端的电压不为零，导体内部的场强不为零导体内部的场强不为零，导体内部的场强为零2鸟儿落在110kV的高压输电线上，虽然通电的高压线是裸露电线，但鸟儿仍然安然无恙。这是因为（ ）鸟有耐高压的天性鸟脚是干燥的，所以鸟体不导电鸟两脚间的电压几乎为零鸟体电阻极大，所以无电流通过3.两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的倍，一根对折后绞合起来然后给它们分别加上相同电压，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为（）1：41:81：1616:14.欧姆定律对于下列各项物质的导电适用的是( )金属、电解液 金属、电解液、气体稀薄气体任何气体二、填空题：U/V0.80.440252s内经过一个电阻横截面的电荷量为4C，加在电阻两端的电压为50V，电阻阻值为6某电路两端电压不变，当电阻增至3时电流降为原来的4/5，则电路原来的电阻是 7如图所示为两个电阻的UI图象，两电阻阻值之比R1 ：R2= 给它们两端加相同的电压， 则通过的电流之比I1：I2 = 三、计算题：8.已知电流表可测量的最大电流是0.6A，若一个电阻两端电压是1.5V时，通过它的电流为0.2A，如果在该电阻两端加6V的电压，问能否选用这个电流表测量后种情况下的电流？ 9.某个导体两端加电压16V时，20s内通过它的电荷量为32C。求导体的电阻，20s内通过导体截面的电子数；若导体两端的电压为20V时，求通过导体的电流。【学后反思】_。第四节 串联电路和并联电路【学习目标】1、了解串联电路和并联电路的连接方式，掌握串并联电路的电流和电压特点。2、掌握电阻的串并联的计算。3、知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的。学习方法指导：图1【基础知识自学】一、 串联和并联图2如图1所示，把几个导体 ，接入电路，这样的连接方式叫做串联。如图2所示，把几个导体的一端 ，另一端也 ，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫并联二、 串联电路和并联电路的电流串联电路各处的电流 ，即 。并联电路的总电流等于 ，即 。三、串联电路和并联电路的电压串联电路两端的总电压等于 。并联电路的总电压与 ，则 。四、串联电路和并联电路的电阻串联电路的总电阻等于 ，关系式为 。并联电路总电阻的倒数等于 ，关系式为 。五、思考讨论1.假如多个电阻串联，以上规律又是什么形式？2.假如多个电阻并联，以上规律又是什么形式？3.不同阻值的电阻串联,总电阻与其中最大电阻有何关系? 4.不同阻值的电阻并联,总电阻与其中最小电阻有何关系?5.并联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变?6.混联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变？六、基本练习图3 如图3所示的电路中，电源电压是18V且保持不变，闭合电键时，安培表的示数是1.2A，伏特表的示数是12V。求R2两端的电压 R1的电阻 R2的电阻七、电流表和电压表常用的电压表和电流表都是由 改装而成的，电流表G的电阻Rg叫做 ，指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫 ，电流表通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫 ，由欧姆定律可知，Ug= 。表头 一个电阻可以改装成电压表， 一个电阻可以把小量程的电流表改装成大量程的电流表。【基本规律自学】串并联电路的特点【自学质疑感悟】把不理解的知识点写在下面 【能力提升助学】一、 电流表和电压表的改装1电压表的改装 有一个电流表G，内阻Rg=30,满偏电流Ig=1mA。要把它改装为03V的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？2.电流表的改装 有一个电流表G，内阻Rg=30,满偏电流Ig=1mA。要把它改装为00.6A的电流表，要并联多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？3.结论 若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联电阻的阻值为R=(n-1) Rg。 若要将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联的电阻的阻值为图5二、 限流电路和分压电路认识限流电路和分压电路1.如图5所示，为限流式电路，变阻器图6起限流作用，待测电阻Rx的电压可调范围为2.限流式电路的特点:a.电压不能从零开始调节,调节范围较小。但电路结构较为简单。b.电能损耗较小。3.分压式电路如图6所示，为分压电路，图中变阻器起分压作用，待测电阻Rx的电压可调范围为0-E4.分压式电路的特点:电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大。但电路结构较为复杂。电能损耗较大。5.选择依据 若实验要求电压从零开始变化，应选择分压式电路，如无此要求，即R10Rx,应选择限流式电路，R10Rx,选择分压式电路。图7三、 伏安法测电阻的两种电路1.内接法 如图7电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法” 误差分析：电压表示数UV=UR+RAUR电流表示数IA=IR 测量值偏大，适于测量大阻值电阻 。图82.外接法 如图8所示电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法” 。电压表示数UA=UR电流表示数IA=IR+IV 测量值偏小，适于测量小阻值电阻 。3.选择方法 用内接法， 用外接法。四、 例题1.用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:A.待测电阻Rx：范围在58，额定功率1WB.电流表A1：量程00.6A（内阻0.2）C.电流表A2：量程03A（内阻0.05）D.电压表V1：量程03V（内阻3K）E.电压表V2：量程015V（内阻15K）F.滑动变阻器R：0100G.蓄电池：电动势12VH.导线，电键.为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选 ，电压表应选 ，并画出电路图。图9【能力强化助学】小组成员陈述自己学习过程中的疑惑，小组之间讨论解决办法。【能力拓展补学】1. 如图9所示R1=6, R2=3 R3=4,A、B两点电压UAB=12V,C1、C2的电容分别为2F和1F,则它们带电荷量分别为 和 。图102.如图10所示电流表和电压表的读数分别为10V和0.1A,电压表内阻为500,那么待测电阻R的测量值比真实值 ,测量值为 ,真实值为 。图113.如图11是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为010V，当使用a、c两个端点时，量程为0100V。已知电流表的内阻Rg为500，满偏电流Ig为1mA，求电阻R1、R2的值。图124.如图是两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为1A，当使用a、c两个端点时，量程为0.1A。已知电流表的内阻Rg为200，满偏电流Ig为2mA，求电阻R1、R2的值。【学后反思】_。第五节焦耳定律【新课标要求】1.理解电功和电功率的概念和公式并能进行有关的计算。2.了解焦耳定律3.知道电场力对自由电荷做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程【新课预习】1、电功 (1)在电路各导体的自由电荷在_作用下发生_而形成电流，此过程中电场力对自由电荷做功。在一段电路中电场力所做的功，就是我们常说的电流做功，简称电功。(2)公式:=QU=IUt(3)单位:焦耳(J)，常用的单位还有：千瓦时（kW.h） 1kW.h=3.6106J2、电功率(1)定义: _(2)公式:P=IU(3)单位:瓦特() k=1000(4)用电器的额定功率和实际功率用电器的额定功率是用电器长期正常工作时的最大功率，也就是用电器加上额定电压时（或通以额定电流）时消耗的电功率。用电器的实际功率是用电器的实际工作时消耗的电功率。为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率。3、焦耳定律(1)内容: _(2)公式:=2t(3)注：焦耳定律是电流热效应的实验规律：凡是要计算电热都应首选焦耳定律(4)电热:由于导体的电阻,使电流流过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分叫电热.(5)电功和电热的区别和联系电功是电能转化为其他形式能量的量度,即电功表示了电流通过导体时转化为其他各种形式能量的电能的总和.电热表示电流通过导体时,消耗的电能中转化为内能的那一部分,即电热是电能转化为内能的量度.可见,电功和电热式两个不同的物理量,不能混淆.电功与电热的数量关系式:，即IUt2ta.在纯电阻电路中，如白炽灯、电炉丝等构成的电路，电流做功将电能全部转化为内能，此时有=IUt=2t=Pt,可用其中的任一形式进行计算b.在非纯电阻电路中，如含有电动机的电路中，电能转变为内能和机械能，即IUt=2t+E机；在含有电解槽的电路中，电能转化为内能和化学能，即IUt=2t+E化，所以在非纯电阻电路中即IUt2t【问题精析】1.纯电阻电路和非纯电阻电路的有何区别？纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器欧姆定律遵从欧姆定律I不遵从欧姆定律：UIR或IQ，UItI2Rt电功率与电热功率的关系纯电阻电路中，PUII2R非纯电阻电路中UII2R，t既不能表示电功，也不能表示电热【典型例题】一、电功的计算【例1】 一根电阻丝，通过2 C的电荷量所消耗的电能是8 J若在相同的时间内通过4 C的电荷量，该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是()A4 V,16 JB8 V,16 JC4 V,32 J D8 V,32 J解析利用WqU可求出电压U1，再由I可以求出U2，然后利用WqU求W2.设电阻丝电阻为R，开始所加电压U1，则W1q1U1即82U1，故U14 V.设后来所加电压为U2，产生的热量为W2，则I2又I1由得U2U14 V8 VW2q2U248 J32 J【知识精讲】1、非纯电阻电路中电功和电热的计算例1一直流电动机线圈内阻一定，用手握住转轴使其不能转动，在线圈两端加电压为0.3V，电流为0.3A。松开转轴，在线圈两端加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作。求该电动机正常工作时，输入的电功率是多少？电动机的机械功率是多少？解析 电动机不转动时，其消耗的电功全部转化为内能，故可视为纯电阻电路，由欧姆定律得电动机线圈内阻：r=1电动机转动时，消耗的电能转化为内能和机械能，其输入的电功率为：P入=IU=0.82=1.6W电动机的机械功率：P机= P入-I2r=1.6-0.821=0.96W总结 此题是非纯电阻电路，要注意分清电功和电热的关系。电动机消耗的电能也就是电流的功=IUt。电动机产生的热能必须用=2t来求。另外，还要应用能量守恒定律，=(为其他形式的能)或P入=P机+P热，其中P入= IU，P热I2R, P机为机械功率。变式训练某一直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量m=50kg，电源提供给电动机的电压为U=110V，不计各种摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速率向上提升重物时，电路中的电流强度I=5.0A，求电动机的线圈电阻大小（取g=10m/s2）。解析：电动机的输入功率PUI，电动机的输出功率P1=mgv，电动机发热功率P2=I2r而P2=P - P1，即I2r= UImgv代入数据解得电动机的线圈电阻大小为r=4【基础达标】一、选择题：1、一个电阻接到某电路后，消耗的功率为110W，通过3C的电量时，有330J的电能转化为内能，则（ ）A电阻所加电压为110V B.通过电阻的电流为1AC电阻通电时间为3S C.这个电阻的阻值为1102、供电电路电源的输出电压为U1，线路损失的电压为U2，用电器得到的电压为U3，总电流为I，线路总电阻为R，线路损失的功率为（ ）A B.2 。I2R .3、白炽灯的灯丝断了以后，轻摇灯泡，有时可将断了的灯丝搭上，若将这只灯泡再接入电路中，其亮度与原来相比（ ）. 亮些 . 暗些 . 一样亮 .都有可能4、一盏电灯接在恒定的电源上，其功率为100W，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W，那么此时电灯实际消耗的电功率将（ ）. 等于91W . 小于91W . 大于91W .条件不足,无法确定5、一台电动机，额定电压是100V，电阻是1，正常工作时，通过的电流为5A，则电动机因发热损失的功率为（ ） 500W . 25W .200W . 475W6、把标有“220V、40W”的灯泡接在110V的电路中时，灯泡实际消耗的电功率为_W,若把标有“220V、40W”的灯泡接在电压是220V的电路中，则发生地问题是_。7、三个电阻分别标有“100、4W”，“200、2W”，“50、8W”，将它们串联起来，允许通过的最大电流为_A，允许消耗的最大总功率为_W8、有一个电解槽，额定电压为220V，额定电流为2.0A，电阻为5.0,当电解槽正常工作时，发热消耗的功率P热，在1min内有_J的电能转化为化学能。9、某微型吸尘器内直流电动机D的内阻一定，当外加电压为0.3V时，电动机没有转动，测得通过D的电流为0.3A，当外加电压增加到2.0V时，电动机D正常工作，测得通过D的电流时0.8A。由此可知电动机正常工作时的工作效率是多少？【学后反思】_。电 阻 定 律目标： 1、理解电阻定律及电阻率的物理意义，了解电阻率与温度的关系。2、能利用电阻定律进行相关问题的分析与计算。预习： 1怎样描述导体对电流的阻碍作用？(相同U,比I；相同I,比U；电阻R)2R1与R2的串联电阻R串=_ ，R串_R1,R串_R2（填,=）3测量电阻常用的方法是_.（伏安法）4在初中研究电流与电压和电阻间关系时，用的实验方法是_.（控制变量法）5导体的电阻大小与哪些因素有关？（材料、长度、横截面积）6请你设计出寻求导体电阻与这些因素定量关系的探究实验方案（