恒定电流重难点巩固复习教案

1第九讲：恒定电流重难点巩固复习适用学科高中物理适用年级高中二年级适用区域新课标人教版课时时长（分钟）120知识点1.导体中的电场和电流、电动势2.部分电路欧姆定律，电路的连接，电功、电功率、电热，电阻定律3.闭合电路的欧姆定律4.简单的逻辑电路教学目标（一）知识与技能1、对恒定电流全章内容做系统的复习与讲解2、理解恒定电流的相关内容，学会基本的公式定理的应用。3、了解各个实验的原理以及实验器材的选择与使用，会处理实验数据并进行误差分析（二）过程与方法：1.通过推导基本的定理与公式，培养学生的分析、推理能力。2.通过实验的设计与数据处理分析，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。（三）情感、态度与价值观：1.了解物理学对生活实际的影响和作用，培养学生的科学观2.通过本本章内容教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。教学重点电动势的概念、部分电路的欧姆定律、电功、电功率、多用电表的结构与使用方法、简单逻辑电路2教学难点闭合电路欧姆定律、动态电路分析、电表改装、测量电源的电动势和内阻的实验原理以及数据处理教学过程一、复习预习老师带着学生复习上节课的内容1.多用表的结构与原理2.多用表测量电流、电阻、电压3.设计测量电源电动势和内阻的方法4.简单的逻辑电路的逻辑关系及其真值表教师：恒定电流这章内容包含内容较多，本节课，我们对恒定电流全章内容做系统的复习巩固，加强对全章内容的理解与巩固。二、知识讲解考点/易错点1导体中的电场和电流、电动势1.导体中的电场和电流（1）电源：电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。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。（在这一过程中，自由电子所受电场力的方向与运动方向相反，故需要电源提供一个非静电力的作用，使自由电子在非静电力的作用下克服电场力做功，从而将其他形式的能转化为电能）（2）导线中的电场：当导线内的电场达到动态平衡状态时，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，由稳定分布的电3荷所产生的稳定电场称恒定电场。（3）电流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：tQI4)单位：安培（A），1A=103mA=106µA5)电流强度是标量。6)电流的种类①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。②交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。2．电动势（1）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。（2）定义：在电源内部非静电力所做的功W与移送的电荷量q的比值，叫电源的电动势，用E表示。定义式为：E=W/q注意：①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。②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。③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。4（3）电源（池）的几个重要参数①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。②内阻（r）:电源内部的电阻。③容量：电池放电时能输出的总电荷量。其单位是：A·h，mA·h.注意：对同一种电池来说，体积越大，容量越大，内阻越小。考点/易错点2、部分电路欧姆定律，电功、电功率、电热，电阻定律1．部分电路欧姆定律（1）电阻（电阻是描述导体的性质）①定义：导体两端的电压和通过导体中的电流的比值，定义式R=U/I②物理意义：表示导体对电流的阻碍作用。③单位：欧姆（Ω）1MΩ=103kΩ=106Ω（2）电压（又叫电势差）电流通过电阻R时，电阻两端的电势差值，又叫电势降落，其大小U=IR。（3）欧姆定律:（反映一段导体电流、电压、电阻的关系）导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻成反比。即I=U/R欧姆定律的适应范围：金属导体、电解质溶液；不含电源的部分电路，即纯电阻电路。（4）导体的伏安特性曲线①伏安特性曲线：常用纵坐标表示电流I、横坐标表示电压U，而画出的I—U图象。②线性元件（伏安特性曲线通过坐标原点的直线）和非线性元件（伏安特性曲线通过坐标原点的曲线）5③实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线电路连接如图。变阻器采用限流接法，或分压接法。分压接法可以使电压U能从零开始调整。（5）决定电阻的因素①材料、长度（正比关系）、横截面积（反比关系）、温度②电阻定律R=ρSL③电阻率是反映材料导电性能的物理量.材料的电阻率随温度的变化而改变；某些材料的电阻率会随温度的升高而变大（如金属材料）；某些材料的电阻率会随温度的升高而减小（如半导体材料、绝缘体等）；而某些材料的电阻率随温度变化极小（如康铜合金材料）2．电路的连接（1）串联电路①电路中各处的电流强度相等。321IIII②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和321UUUU③串联电路的总电阻，等于各个电阻之和。321RRRR④电压分配：31312121RRUURRUU⑤功率分配：RRPPRRPP2211⑥n个相同电池（E、r）串联：En=nErn=nr（2）并联电路①并联电路中各支路两端的电压相等。321UUUU②电路中的总电流强度等于各支路电流强度之和。321IIII6③并联电路总电阻的倒数，等于各个电阻的倒数之和。3211111RRRR对两个电阻并联有：R=R1R2/（R1+R2）④电流分配：:1:1:1::321321RRRIII⑤功率分配：:1:1:1:::321321RRRPPP⑥n个相同电池（E、r）并联：En=Ern=r/n讨论问题：①几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一；②若不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻；③若某一支路的电阻增大，则总电阻也随之增大；④若并联的支路增多时，总电阻将减小；⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻。（3）电压表和电流表①表头：表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。②描述表头的三个特征量：电表的内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug，它们之间的关系是Ug=IgRg，因而若已知电表的内阻Rg，则根据欧姆定律可把相应各点的电流值改写成电压值，即电流表也是电压表，本质上并无差别，只是刻度盘的刻度不同而已。因此，电表若串联使用即为电流表，并联使用即为电压表。③电表改装和扩程：要抓住问题的症结所在，即表头内线圈容许通过的最大电流(Ig)或允许加的最大电压(Ug)是有限制的。要测量较大的电压(或电流)怎么办?----利用电阻（串联、并联）来分压(或分流)。7分压(或分流)电阻的阻值如何确定?---请推导出有关的公式。3．电功、电功率、电热（1）电功概念：电场力对电荷所做的功，常说成电流的功，简称电功。公式：W=UIt单位：在国际单位制中是焦耳J，实用单位是度KWh，1KWh=3.6×106J（2）电功率定义：电流所做的功跟完成这些功所需时间的比值叫功率。公式：P=UI单位：瓦（W）1KW=103W（3）电热（焦耳定律）定义：电流通过导体时所产生的热量。公式：Q=I2Rt（焦耳定律）单位：焦耳（J）4.电阻定律（1）电阻定律:同种材料的导体，其电阻R与导体的长度L成正比，与它的横截面积S成反比；导体的电阻与构成它的材料有关。写成公式sLR（2）——材料的电阻率（描述导体材料的性质），跟材料和温度有关；各种材料的电阻率一般随温度的变化而变化；对金属，温度升高，增大。（3）电阻测量（探究）变阻器采用分压接法，以便能获得多组实验数据，以使R的测量更准确；电流表采用外接法或内接法（根据实际情况而定，应考虑电流表和电压表的内阻，即电流表的分压作用8和电压表的分流作用），以减少实验的系统误差。考点/易错点3、闭合电路的欧姆定律、欧姆表的结构与使用、简单的逻辑电路1．闭合电路欧姆定律的三种表达式：E=IR+Ir，E=U内+U外，以及I=E/（R+r）注意：①前两个表达式与第三式还是有区别的。前两式主要表达的是因消耗其他形式能量而产生的电势升高E通过外电路R和内电路r而降落。②第三式主要回答了电路中的电流与哪些因素有关。另外，第一式和第三式只适用于外电路是纯电阻的条件下，而第二式却不需要这样的条件。③闭合电路欧姆定律中的R是外电路的总电阻（负载）。2.路端电压（1）定义：电源两极间的电压。又叫外电压或输出电压（2）求法：①IRU（限于外电路为纯电阻）②IrEU3．路端电压与负载变化的关系根据I=E/（R+r）,U内=Ir，E=U内+U外,当E、r一定时：UUIR内外电路电阻为REUUIR外内,0,0,(断路)UUIR内0,,/0外内UEUrE，IR(短路)4．多用电表（1）欧姆表①基本构造：由电流表、调零电阻、电池、红黑表笔组成。（内电路请自己画出）9②原理：利用闭合电路欧姆定律即可找到I与R的关系，变形即可得R与I的关系。注意：欧姆表实际上是由电流表改装而成。首先，电流表和电压表测量的是电压和电流，故改装时不需要提供新的电源，而欧姆表是用电流表来测量电阻，故必须提供一个电源。其次，由闭合电路欧姆定律，在电路中的电流的大小与电阻又是一一对应关系，且R增大时，电流减小，故电流表的电流从满偏至零对应于电阻从零到无穷大，只要抓住该对应关系，即可将电流表改装成欧姆表。（2）多用电表①内部结构：都是在电流表的基础上增加电路而实现新的功能。因此电流表是公共部分，要实现不同的功能只需让电流表与不同的附加电路相连即可，利用一个选择开关即可实现。②多用电表的外形图，由两部分构成，上半部分为表盘，下半部分是选择开关，即功能开关。③使用方法：将选择开关旋转到电压档（V）---------测电压将选择开关旋转到电流档（mA）-------测电流将选择开关旋转到欧姆档（）--------测电阻欧姆表的使用方法：a)根据被测电阻的大致值，将选择开关旋转到相应的倍率上；【注意】欧姆表测电阻时，指针越接近半偏位置，测量结果越准确。b)调零：将红、黑表笔短接，调节调零旋钮使指针0处。c)测量：将被测电阻跨接在红、黑表笔间。d)读数：测量值=表盘指针示数×倍率【注意】不要用手接触电阻的两引线；若发现指针偏角太大或太小应换用倍率较小10或较大的档；且每次换档必需重新调零。e)整理：测量完毕，将选择开关旋转到OFF档或交流最大电压档，拨出表笔，若长期不用应取出电池。5.测定电池的电动势和内电阻实验原理：用电流表和电压表测出电流和路端电压，再用闭合电路欧姆定律求出电池的电动势和内电阻。测定电池的电动势和内电阻通过这个实验，应掌握用图象处理数据，从而测定电池的电动势和内电阻的方法。注意事项：①在实验时，应注意以下几点：为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(或与电池串联一个几欧的电阻充当内阻)，这是因为路端电压U=E/（1+r/R），当r《R时，U≈E，从而造成U没有变化，不方便读数，也不方便作图；实验中不要将I调得过大，每次读完立即切断电源，且最好使，值由大到小顺序变化，使实验过程中E和r的值较稳定；要测出不少于6组I、U数据，且变化范围要大些。②在画U-I图线时，要尽量使多数点落在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，个别偏离直线太远的点可舍去不考虑。这样，就可减小偶然误差，提高测量精度。干电池内阻较小时U的变化较小，可以通过将I轴向U轴的正方向平移的方法来使图线更完整，图线斜率的绝对值仍是电池的内阻。③造成实验误差的主要原因是未考虑电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比实际的总电流(即流过电源的电流)要小一些。作图不准确也会造成偶然