第三章 恒定電流教案

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1、第三章 恒定電流教案 3.1電流 【教學(xué)目的】 1、理解電流形成的三個(gè)條件，知道電流速度是電場(chǎng)傳播的速度，不同于自由電子運(yùn)動(dòng)速度 2、知道電流的方向和單位，知道恒定電流的概念。 3、復(fù)習(xí)歐姆定律，知道電阻的大小不是由電壓和電流決定的。 【教學(xué)重點(diǎn)】 理解電流形成的條件 【教學(xué)難點(diǎn)】 把靜電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功的知識(shí)遷移到恒定電流中是一個(gè)難點(diǎn) 【教學(xué)媒體】 1、實(shí)驗(yàn)器材：干電池組，電鍵，電流表，導(dǎo)線，橡皮線 2、課件：FLASH——電流的微觀形成 【教學(xué)安排】 【新課導(dǎo)入】 舊課知識(shí)遷移--------我們之前面學(xué)習(xí)了電場(chǎng)的知識(shí)。電場(chǎng)對(duì)其中的電荷有力的作用，若是自由電荷在

2、電場(chǎng)力作用下將發(fā)生定向移動(dòng)。如：靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體在達(dá)到靜電平衡狀態(tài)之前，其中自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)。電容器充放電過程中也有電荷定向移動(dòng)。電荷的定向移動(dòng)就形成了電流。[來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)] 【新課內(nèi)容】 1. 電流的形成條件 板書： 1、電流——大量電荷定向移動(dòng)形成電流。 2、電流形成的條件：閉合回路和電源 提出問題：電流形成有什么條件？ 歸納：靜電場(chǎng)中導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡之前有電荷定向移動(dòng)；電容器要能充放電就需要有導(dǎo)體與電源兩極相接，所以要有電流形成需要有——導(dǎo)體，有自由移動(dòng)電荷，可以定向移動(dòng)。同時(shí)導(dǎo)體也提供自由電荷定向移動(dòng)的“路”。導(dǎo)體包括金屬、電解液等，自由電荷有電子、離子

3、等。 演示書實(shí)驗(yàn)，體會(huì)導(dǎo)體（有自由電荷，可以是金屬，也可以是電解液）是形成電流的必要條件之一。 導(dǎo)體內(nèi)有電場(chǎng)強(qiáng)度不為零的電場(chǎng)，或者說(shuō)導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差，從而自由電荷在電場(chǎng)力作用下定向移動(dòng)。而且這種移動(dòng)總是正電荷從高電勢(shì)走向低電勢(shì)；負(fù)電荷則從低電勢(shì)走向高電勢(shì)。 例：書P52/1——導(dǎo)體中自由電子從電勢(shì)低的一端移向電勢(shì)高處。21世紀(jì)教育網(wǎng) 持續(xù)電流形成條件：要形成持續(xù)電流，導(dǎo)體中場(chǎng)強(qiáng)不能為零，要保持下去，導(dǎo)體兩端保持電勢(shì)差（電壓）。電源的作用就是保持導(dǎo)體兩端電壓，使導(dǎo)體中有持續(xù)電流。 因此：要有持續(xù)的電流，就必須有閉合回路和電源（提供穩(wěn)定的電勢(shì)差） 2. 電流 云層中積累的幾百庫(kù)侖的電

4、荷量形成的強(qiáng)大電場(chǎng)可以把云層和空氣擊穿，讓空氣從絕緣體被電離成導(dǎo)體，擊穿時(shí)在很短時(shí)間內(nèi)這些電量會(huì)由電子從負(fù)電云層流向正電云層而中和放電。強(qiáng)大的電流如果擊中人，可以致人死亡。導(dǎo)體中電流有強(qiáng)有弱，用一個(gè)物理量描述電荷定向移動(dòng)的快慢，從而描述電流的強(qiáng)弱。21世紀(jì)教育網(wǎng) 提出問題：該用什么來(lái)表示電流的強(qiáng)弱呢？（學(xué)生討論） 教師歸納并板書：度量電流的強(qiáng)弱，可以通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時(shí)間的比值。這樣可以通過電荷定向移動(dòng)的快慢來(lái)描述電流強(qiáng)弱，這個(gè)比值稱為電流。 板書：3、電流——①意義：描述電流的強(qiáng)弱；②定義：用通過導(dǎo)體橫截面積的電量與時(shí)間的比值 ③符號(hào)：I；④定義式：；⑤單位：安培

5、（A）1A=1C/s；⑥性質(zhì)：標(biāo)量。 電流有方向，但不能用平行四邊形定則來(lái)合成或分解，我們初中學(xué)過并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，所以電流不是矢量。（有方向的量不一定是矢量，是否矢量關(guān)鍵看滿不滿足平行四邊形法則。）那么電流方向怎么規(guī)定呢？——正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?，?fù)電荷定向移動(dòng)方向與電流方向相反。閱讀書P48/課文，了解在電源外部，電場(chǎng)力使電流由高電勢(shì)流向低電勢(shì)，既從電源的正級(jí)流向負(fù)級(jí)。 例：書P52/5——D 無(wú)論正負(fù)電荷的定向移動(dòng)都能形成電流。 例：書P52/3—— 毫安和微安都是常用的電流單位。 例：手冊(cè)P52/4——；正離子向右運(yùn)動(dòng)形成3A的向右電流，負(fù)離子向

6、左運(yùn)動(dòng)形成3A的向右電流，一共是6A。 3. 電流的速度 提出問題：我們經(jīng)常把電流比做水流，水龍頭打開，過了一會(huì)兒水就流出來(lái)了，電路中開關(guān)閉合，電燈就亮了，這個(gè)時(shí)間很短，似乎不需要時(shí)間似的。那么，從電路閉合到電燈亮起來(lái)，所用的時(shí)間是不是電荷從電源移動(dòng)到電燈所用的時(shí)間呢？如果是，那么電子的定向移動(dòng)速度應(yīng)該是非常快的。但其實(shí)這種理解是錯(cuò)誤的。演示課件——電流的形成。21世紀(jì)教育網(wǎng) 當(dāng)導(dǎo)體接在電源兩端時(shí)，電路中立刻建立起電場(chǎng)，場(chǎng)中各處的自由電子就同時(shí)運(yùn)動(dòng)起來(lái)了，所以電流傳播的速度其實(shí)是電場(chǎng)傳播的速度，這接近于光速。而電荷的定向移動(dòng)速度是很慢的，甚至比微觀粒子的分子熱運(yùn)動(dòng)還要慢的多。一路上電子在

7、電場(chǎng)作用力下前行，還要和前方路上的金屬離子以及其他電子碰撞。不過可以想到，自由電荷移動(dòng)的快慢會(huì)影響到電流的大小。 *我們可以設(shè)想一段導(dǎo)體，其橫截面面積為S，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，其中單位體積的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電量為q，自由電荷的定向移動(dòng)速度為v。那么，電荷移動(dòng)形成的電流是多少呢？ 可算出這段導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷全部定向通過該導(dǎo)體的時(shí)間；可推出[來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)] 4. 電流分類： 物理學(xué)中把電流方向始終不變的叫做直流電，而方向會(huì)隨時(shí)間改變的叫交流電。 直流電里，若電流的強(qiáng)弱也不變，就稱為恒定電流，這是高中階段電流知識(shí)的重點(diǎn)。 5. 回顧歐姆定律 前面討論了電流，尤其是持續(xù)電流的

8、形成，要求導(dǎo)體兩端有電勢(shì)差，即電壓。電流與電壓究竟有什么關(guān)系？ ——對(duì)給定導(dǎo)體而言，導(dǎo)體中電流與導(dǎo)體兩端電壓成正比，即I∝U（I=KU）；對(duì)不同導(dǎo)體而言，這個(gè)比值K不同。這個(gè)比值越大，電流越容易通過，因此比值的倒數(shù)反映了導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，我們用電阻值R=1/K來(lái)描述這一阻礙作用，所以有，這就是初中學(xué)習(xí)過的歐姆定律。表述為：導(dǎo)體中電流跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成反比。大量實(shí)驗(yàn)表明，歐姆定律適用于純電阻電路（金屬、電解液等）。電壓?jiǎn)挝挥梅兀╒），電流單位用安培（A），電阻單位用歐姆，符號(hào)Ω，且1Ω=1V/A 我們還常用單位KΩ和MΩ： 1kΩ=1000Ω，1MΩ=106Ω。 電阻是導(dǎo)體

9、的特性，所以歐姆定律只是計(jì)算式，定義式，卻不是決定式。電阻的大小不是由電阻兩端的電壓和通過的電流決定的。而是由導(dǎo)體自身的因素決定的，是與導(dǎo)體的哪些因素有關(guān)呢？請(qǐng)大家回去思考后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證你們的猜想。 【課后作業(yè)】 教材全練P52-2 3 【課后反思】 3.2電阻 【教學(xué)目的】 1、理解導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度成正比，與橫截面積成反比，比例系數(shù)與導(dǎo)體的材料有關(guān)。 2、理解金屬導(dǎo)體的電阻由自由電子與金屬離子碰撞而產(chǎn)生，金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大。 【教學(xué)重點(diǎn)】 理

10、解電阻定律 【教學(xué)難點(diǎn)】21世紀(jì)教育網(wǎng) 電阻率的概念 【教學(xué)媒體】 干電池組，電鍵，電流表，電壓表，滑動(dòng)變阻器，電阻絲若干條，導(dǎo)線若干 【教學(xué)安排】 【新課導(dǎo)入】 直接導(dǎo)入新課——我們已經(jīng)知道電阻的大小不是由電壓和電流決定的。而是由電阻本身決定的。那么到底是電阻的哪些因素影響電阻的大小呢？又是什么樣的函數(shù)關(guān)系呢？這一節(jié)我們就一起來(lái)探究這個(gè)問題。 【新課內(nèi)容】21世紀(jì)教育網(wǎng) 1. 實(shí)驗(yàn)探究 （1） 猜想：學(xué)生提出可能的影響因素如：溫度/材料/長(zhǎng)短/粗細(xì)等等（要求給出猜想的感受或理論依據(jù)，并對(duì)其函數(shù)關(guān)系做定性判斷） （2） 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：21世紀(jì)教育網(wǎng) 提出問題1：實(shí)驗(yàn)中有很多

11、的物理量，應(yīng)采用什么方法？應(yīng)怎么選擇待測(cè)電阻絲？ ——用控制變量法；所以要選擇幾根電阻絲，其中A、B、C是同種材料，橫截面積依次為1: 2:4。每根電阻絲可選擇接入電路的長(zhǎng)度。D是另一種材料的電阻絲，還可以用酒精燈加熱以改變溫度。 提出問題2：需要測(cè)量哪些物理量？ ——由于長(zhǎng)度、粗細(xì)都可以用倍數(shù)的關(guān)系，所以主要要測(cè)量讀數(shù)的就是電阻值了。[來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)] 提出問題3：要如何測(cè)定導(dǎo)體的電阻？（請(qǐng)同學(xué)設(shè)計(jì)電路） ——可用萬(wàn)用表的歐姆檔，但這樣的測(cè)量太粗略。所以最好使用歐姆定律，利用電壓和電流間接測(cè)量電阻值。電路如右圖。 提出問題4：實(shí)驗(yàn)中如何減小讀數(shù)時(shí)的偶然誤差？ ——偶然誤差

12、可通過多次測(cè)量減小，即應(yīng)用滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)電壓和電流，求其比值的平均值。 （3） 實(shí)驗(yàn)操作：按電路，依次將 A、B、C、D三段電阻絲分別接入電路中，利用 R=U/I測(cè)出三段電阻絲電阻，并加以比較。教師演示，學(xué)生讀數(shù)并記錄表中，控制變量完成操作。 （4） 數(shù)據(jù)分析：先定性觀察：R與材料、長(zhǎng)度、橫截面積有關(guān)。后根據(jù)數(shù)據(jù)表格推理得出電阻與橫截面積成反比；與電阻長(zhǎng)度成正比；與電阻材料有關(guān)。，其中K代表了材料對(duì)電阻的影響。我們用電阻率來(lái)表示它，符號(hào)換成。即。電阻率，即當(dāng)導(dǎo)體有1m2截面積，長(zhǎng)1m時(shí)的電阻值在數(shù)值上等于電阻率。21世紀(jì)教育網(wǎng) 電阻率的單位為 歐姆·米（）閱讀書P52/表格，感受一些材料

13、的電阻率，知道導(dǎo)體和絕緣體在電阻率上的差別。 強(qiáng)調(diào)：ρ的大小由導(dǎo)體材料決定。這個(gè)公式也非決定式，因?yàn)殡娮杪适怯刹牧蠜Q定的。同時(shí)，ρ的大小與溫度有關(guān)，一般ρ隨溫度升高而增大。 演示實(shí)驗(yàn)：把單獨(dú)一根電阻絲接入前圖所示電路中，測(cè)出電阻來(lái)，用酒精燈加熱。再看電壓表、電流表讀數(shù)，可以計(jì)算出電阻，從而判斷電阻增大了。 閱讀書P55/內(nèi)容，知道金屬導(dǎo)體的電阻率通常隨溫度升高而增大，在小溫度變化范圍內(nèi)呈線形關(guān)系。而絕緣體和半導(dǎo)體的電阻率則隨溫度升高而呈非線性的減小。，知道導(dǎo)體和絕緣體在電阻率上的差別。某些合金如錳銅和康銅的電阻率則幾乎不隨溫度改變。不同材料的電阻率隨溫度的變化情況不同，根據(jù)這一特性，我們

14、可以物盡其用。常用的電阻溫度計(jì)是用金屬鉑做成的，錳銅和康銅的電阻率幾乎不受溫度變化的影響，常常用來(lái)制作標(biāo)準(zhǔn)電阻。當(dāng)溫度降低到一定溫度附近時(shí)，某些材料的電阻率會(huì)突然減小到零。超導(dǎo)體有很奇妙的特性，如磁場(chǎng)無(wú)法滲透到它內(nèi)部。演示課件：超導(dǎo)現(xiàn)象以及磁懸浮。 （5） 得出結(jié)論并板書：電阻定律：在溫度一定的條件下。導(dǎo)體電阻跟它長(zhǎng)度成正比，跟它的橫截面積成反比。 電阻定律的鞏固訓(xùn)練： 例：書P57/例題——了解一定形狀的導(dǎo)體電阻還與其接入電路的方式有關(guān)。 例：手冊(cè)P54/例1 3、身邊的電阻： 電阻有固定電阻和可調(diào)電阻（電位器）。其中可調(diào)電阻如電位器、滑動(dòng)變阻器主要是通過改變電阻接入電路的長(zhǎng)度來(lái)

15、調(diào)節(jié)阻值的大小的。閱讀書P54/信息窗——學(xué)會(huì)辨別色環(huán)電阻。 【課后作業(yè)】 書P57/3、4， 【課后反思】 3.3焦耳定律 【教學(xué)目的】 1、理解用電器的作用是把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，會(huì)計(jì)算電流所做的功與電功率。 2、知道純電阻電路與非純電阻電路的差別，會(huì)根據(jù)焦耳定律計(jì)算用電器產(chǎn)生的電熱。 【教學(xué)重點(diǎn)】 區(qū)別并掌握電功和電熱的計(jì)算 【教學(xué)難點(diǎn)】21世紀(jì)教育網(wǎng) 學(xué)生對(duì)電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系缺乏感性認(rèn)識(shí)，接受起來(lái)比較困難 【教學(xué)媒體】 【教學(xué)安排】 【新課導(dǎo)入】 問題導(dǎo)入： 提出問題1——通過前面的學(xué)習(xí)，可知導(dǎo)體內(nèi)自由電荷在電場(chǎng)力作用下發(fā)生定

16、向移動(dòng)，電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷做功嗎？（做功，而且由于電荷是在電場(chǎng)力作用下正電荷由高電勢(shì)移向低電勢(shì)，負(fù)電荷由低電勢(shì)移向高電勢(shì)，所以電場(chǎng)力在電源外面的電路中做正功） 提出問題2——電場(chǎng)力做功將引起能量的轉(zhuǎn)化，使電能轉(zhuǎn)化為其他形式能，請(qǐng)舉出一些大家熟悉的例子。（如電動(dòng)機(jī)將電能→機(jī)械能；電熱器將電能→內(nèi)能，電解槽將電能→化學(xué)能。）21世紀(jì)教育網(wǎng) 我們把這些通過電場(chǎng)力做正功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的元件叫做用電器。 本節(jié)課將重點(diǎn)研究電路中用電器的能量轉(zhuǎn)化問題。 【新課內(nèi)容】 1. 電功 教師邊講授邊板書：1、用電器——將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能

17、2、電功 （1）定義：電路中電場(chǎng)力對(duì)定向移動(dòng)的電荷所做的功，簡(jiǎn)稱電功，通常也說(shuō)成是電流的功。 （2）實(shí)質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律在電路中的體現(xiàn)。 電能通過電流做功轉(zhuǎn)化為其他形式能。我們?cè)谏弦徽吕飳W(xué)過電場(chǎng)力對(duì)電荷的功，若電荷q在電場(chǎng)力作用下從A搬至B，且AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差恒為UAB，則電場(chǎng)力做功W=qUAB。 對(duì)于一段導(dǎo)體而言，兩端電勢(shì)差恒為U，把電荷q從一端搬至另一端，電場(chǎng)力的功W=qU，在導(dǎo)體中形成電流，且q=It，（在時(shí)間間隔t內(nèi)搬運(yùn)的電量為q，則通過導(dǎo)體截面電量為q，I=q/t），所以W=qU=ItU。這就是電路中電場(chǎng)力做功即電功的表達(dá)式。 （3）表達(dá)式：W=IUt 說(shuō)明：

18、①表達(dá)式的物理意義：電流在一段電路上的功，跟這段電路兩端電壓、電路中電流和通電時(shí)間成正比。 ②適用條件：I、U不隨時(shí)間變化——恒定電流。 （4）單位：電流單位用安培（A），電壓?jiǎn)挝挥梅╒），時(shí)間單位用秒（s），則電功的單位是焦耳（J）。 （5）電功率 電流做功不僅有多少之分，還有快慢之分，電流做功的快慢叫做電功率。即單位時(shí)間內(nèi)電流做功的多少。請(qǐng)推導(dǎo)電功率的表達(dá)式。（P=W / t= U I t / t=U I ）21世紀(jì)教育網(wǎng) u 表達(dá)式：P=UI—電路上的電功率大小等于這段電路兩端電壓和電路中電流的乘積。 ②單位：功的單位用焦耳（J），時(shí)間單位用秒（s），功率單位為瓦特（W）。

19、1W=1J/s 這里應(yīng)強(qiáng)調(diào)說(shuō)明：推導(dǎo)過程中沒用到任何特殊電路或用電器的性質(zhì)，電功和電功率的表達(dá)式對(duì)任何電壓、電流不隨時(shí)間變化的電路都適用。再者，這里W=IUt是電場(chǎng)力做功，是消耗的總電能，也是電能所轉(zhuǎn)化的其他形式能量的總和。 4.額定功率和實(shí)際功率 電功率是衡量用電器電流做功快慢，或者說(shuō)衡量其消耗電能的快慢程度。電功率越大，該用電器在同一時(shí)間內(nèi)消耗電能越多。為了使用電器安全、正常地工作，對(duì)用電器工作電壓和功率都有規(guī)定數(shù)值。在家用電器或工廠電器設(shè)備的銘牌上，都鐫刻有該設(shè)備正常工作的額定電壓和額定電功率。 ③　額定功率：用電器正常工作時(shí)所需電壓叫額定電壓，在這個(gè)電壓下消耗的功率稱額定

20、功率。 一般說(shuō)來(lái)，用電器電壓不能超過額定電壓，但電壓低于額定電壓時(shí)，用電器功率不是額定功率，而是實(shí)際功率。 ④實(shí)際功率P=IU，U、I分別為用電器兩端實(shí)際電壓和通過用電器的實(shí)際電流。 讀書P56/洗衣機(jī)的銘牌的參數(shù)：牌上標(biāo)明最大電流10A，而對(duì)應(yīng)可算出其最大工作功率為2200W；不同工作狀態(tài)下有不同的額定電流，洗滌時(shí)不需要用到10A的電流，所以其洗滌的正常功率小于最大功率。同時(shí)，由于機(jī)器經(jīng)常在實(shí)際電壓低于額定電壓，（如夏天用電高峰時(shí)的電燈電壓只有不到200V，則此時(shí)的燈光昏黃，實(shí)際功率低于額定功率。 2. 電熱 初中我們已經(jīng)由實(shí)驗(yàn)探究過，電流在通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體要發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為

21、內(nèi)能。這就是電流的熱效應(yīng)，描述它的定量規(guī)律是焦耳定律。 很多同學(xué)都會(huì)認(rèn)為，W=IUt，電流做這么多功，把相應(yīng)的電能轉(zhuǎn)換成內(nèi)能（即為放出熱量）Q=W=UIt。這里有一個(gè)錯(cuò)誤，大家能發(fā)現(xiàn)嗎？（學(xué)生討論） 錯(cuò)在Q=W，電流做功一定都把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能增量嗎？有沒有可能同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式能？所以電功與電熱是兩個(gè)不同的概念。公式不能隨便亂用。那么電熱該用是什么公式計(jì)算呢？ 英國(guó)物理學(xué)家焦耳，經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)研究后提出焦耳定律。 板書：2、電熱：電流熱效應(yīng)（電流經(jīng)過導(dǎo)體時(shí)導(dǎo)體要發(fā)熱） （1）焦耳定律內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方、導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間成正比。 （2）表達(dá)式：Q=I2

22、Rt 為什么電流通過導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生焦耳熱呢？21世紀(jì)教育網(wǎng) 這是因?yàn)榻饘僦凶杂呻娮釉陔妶?chǎng)力作用下定向移動(dòng)，由于電場(chǎng)做功，電子動(dòng)能增加，但不斷地與晶格（原子核點(diǎn)陣）碰撞，不斷把能量傳給晶格，使晶格中各粒子在平衡位置附近的熱運(yùn)動(dòng)加劇，從而溫度升高。 同樣的，（3）單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電熱稱為熱功率P=I2R。 [來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)] 3. 電功與電功率和電熱與熱功率的比較： （1） 純電阻電路中 如果電流做功使電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，我們把這樣的用電器叫做純電阻，對(duì)于純電阻，有Q=I2Rt=I· IRt=IUt=W可以推出U=IR（歐姆定律）即歐姆定律只能適用于純電阻（金屬導(dǎo)體和通常壯態(tài)下

23、的電解質(zhì)溶液）對(duì)氣態(tài)導(dǎo)體和其它一些導(dǎo)電原件（電子管，熱敏電阻）不適用。對(duì)電路而言，它只對(duì)一段不含電源的導(dǎo)體成立。如果電流做功還使電能轉(zhuǎn)化為其他能，則電功大于電熱。 板書：（1）對(duì)純電阻（U=IR）而言，W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R。P電=UI=P熱=I2R=U2/R。 （2） 非純電阻電路（以含電動(dòng)機(jī)電路為例） 非純電阻電路中，電能與其他形式能轉(zhuǎn)化的關(guān)系非常關(guān)鍵。以電動(dòng)機(jī)為例，電動(dòng)機(jī)電路如圖所示，電動(dòng)機(jī)兩端電壓為U，通過電動(dòng)機(jī)電流為I，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R，則電流做功或電動(dòng)機(jī)消耗的總電能為W=IUt，電動(dòng)機(jī)線圈電阻生熱Q=I2R0t，電動(dòng)機(jī)還對(duì)外做功，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，W機(jī)械輸

24、出=W－Q=IUt－I2R0t，W機(jī)械輸出是電動(dòng)機(jī)輸出能量，而W則是電源輸送給電動(dòng)機(jī)的，是電動(dòng)機(jī)的輸入能量；Q是電動(dòng)機(jī)的額外損耗。就是電動(dòng)機(jī)的工作效率。 這是一個(gè)非純電阻電路，且W機(jī)械輸出＞0，則有U＞IR0。考慮每秒鐘內(nèi)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，即功率，只要令上述各式同除以 t 即可，可得總功率P總=IU，電熱功率P熱=I2R0，輸出功率P出，三者關(guān)系是P總=P熱＋P出，即P出=IU－I2R。 4. 鞏固訓(xùn)練： 例：教科書P62/例題（略） 課堂訓(xùn)練：書P62/3；手冊(cè)P60/1、4 5. 身邊的電熱：閱讀書P58/歸納共有多少中提高電熱（電壓恒定時(shí)減小電阻，或電流恒定時(shí)增大電阻，增大電流

25、等）方法或降低電熱（加強(qiáng)散熱，對(duì)串聯(lián)電線減小其電阻）的方法。這里要用到不少串并聯(lián)電路的知識(shí)。希望大家課后能復(fù)習(xí)一下串并聯(lián)的問題。 【課后作業(yè)】 P62/2 4 【課后反思】 ??3.4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路(2課時(shí)) 【教學(xué)目的】 1、理解串聯(lián)電路的分壓作用，會(huì)把電流計(jì)改裝成電壓表21世紀(jì)教育網(wǎng) 2、理解并聯(lián)電路的分流作用，會(huì)把電流計(jì)改裝成電流表 3、掌握串聯(lián)電路的電壓和功率的分配關(guān)系，掌握并聯(lián)電路的電流和功率分配關(guān)系。 【教學(xué)重點(diǎn)】 理解分壓和分流的原理，并

26、能熟練運(yùn)用 【教學(xué)難點(diǎn)】 學(xué)生對(duì)功率的分配關(guān)系難以理解 【教學(xué)媒體】 電流計(jì)（表頭），定值電阻若干，安培表，伏特表，學(xué)生電源，電鍵，導(dǎo)線 【教學(xué)安排】 1. 回顧串聯(lián)與并聯(lián)的簡(jiǎn)單知識(shí) （1） 提問：什么是串聯(lián)電路？——把導(dǎo)體（電阻）一個(gè)一個(gè)的依次連接起來(lái)，就組成串聯(lián)電路。 板畫三個(gè)不同阻值的電阻、電源、開關(guān)，要求學(xué)生在黑板上連線成串聯(lián)電路，并照此連接實(shí)物。 實(shí)驗(yàn)1：把安培表先后串聯(lián)在電路中的不同位置，記下讀數(shù)，并給出結(jié)論：串聯(lián)電路電流處處相同。（分析原因——由電路中電荷總量守恒得出。）I=I1=I2=I3=—— 實(shí)驗(yàn)2：把伏特表先后并聯(lián)在不同的電阻和總電阻上

27、，記下讀數(shù)，并給出結(jié)論：串聯(lián)電路各電阻電壓之和等于總電壓。（分析原因——可由電勢(shì)降低得出。）U=U1+U2+U3+——21世紀(jì)教育網(wǎng) 重要推論1：R=R1+R2+R3+——；這里的R是總電阻，即用一個(gè)電阻代替剛才的三個(gè)串聯(lián)電阻，效果要相同。 重要推論2：由于電流強(qiáng)度處處相同，則I=U/R= U1/R1= U2/R2=——；可推出電壓與電阻呈正比。即串聯(lián)電路中大電阻得大電壓，小電阻得小電壓。 重要推論3：P=IU= I（U1+U2+U3+——）=IU1+IU2+IU3+——=P1+P2+P3+——；串聯(lián)電路總功率等于各部分功率之和；同時(shí)P=I2R可推出P/R= P1/R1= P2/R2=

28、P3/R3=——=I2，說(shuō)明電功率與電阻成正比。 強(qiáng)調(diào)說(shuō)明這里的結(jié)論都建立在電路是純電阻電路這一基礎(chǔ)上。 [來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)] 例：書P68/3（2） （2） 提問：什么是并聯(lián)電路？——把各導(dǎo)體（電阻）的兩端分別接到一起，再接入電路構(gòu)成并聯(lián)電路。 板畫三個(gè)不同阻值的電阻、電源、開關(guān)，要求學(xué)生在黑板上連線成并聯(lián)電路，并照此連接實(shí)物。 實(shí)驗(yàn)1：把伏特表先后并聯(lián)在電路中的不同位置，記下讀數(shù)，并給出結(jié)論：并聯(lián)電路各支路電壓相同。（分析原因——由導(dǎo)線是等勢(shì)體得出。）U=U1=U2=U3=—— 實(shí)驗(yàn)2：把安培表先后串聯(lián)在不同的支路和干路中，記下讀數(shù)，并給出結(jié)論：并聯(lián)電路各支流電流之和等于干

29、路總電流。（分析原因——可由電荷不堆積得出。）I=I1+I2+I3+—— 重要推論1：1/R=1/R1+1/R2+1/R3+——；這里的R是總電阻，即用一個(gè)電阻代替剛才的三個(gè)串聯(lián)電阻，效果要相同。 重要推論2：由于各支路電壓相同，則U=IR=I1R1= I2R2=——；可推出電流與電阻成反比。即并聯(lián)電路中大電阻得小電流，小電阻得大電流。 重要推論3：P=IU= U（I1+I2+I3+——）=I1U+I2U+I3U+——=P1+P2+P3+——；并聯(lián)電路總功率仍等于各部分功率之和；同時(shí)P=U2R可推出PR= P1R1= P2R2= P3R3=——=U2，說(shuō)明電功率與電阻成反比。 強(qiáng)調(diào)說(shuō)明

30、這里的結(jié)論也都建立在電路是純電阻電路這一基礎(chǔ)上。 例：書P68/3（1） 2. 混聯(lián)電路：例：書P67/例題——體會(huì)逐層簡(jiǎn)化的思路。[來(lái)源:21世紀(jì)教育網(wǎng)] 鞏固練習(xí)：手冊(cè)P60/9 3. 含非純電阻的串并聯(lián)。 提問：若是電路中有電阻和非純電阻串聯(lián)或并聯(lián)，電壓和電流的分配還如前所述嗎？ ——不可能按電阻值成正比的分壓或成反比的分流，因?yàn)閷?duì)非純電阻來(lái)說(shuō)，歐姆定律不成立。但仍有串聯(lián)電路U=U1+U2+U3+——；并聯(lián)電路I=I1+I2+I3+——；無(wú)論如何連接，總功率都等于P=P1+P2+P3。 例：手冊(cè)P60/6 4. 利用串聯(lián)分壓來(lái)改裝電流計(jì)為伏特表。 提問：如果將一個(gè)伏特表

31、接在固定電壓的電源上，伏特表的示數(shù)是3伏；若將兩個(gè)一模一樣的伏特表串聯(lián)起來(lái)接在該電源上，伏特表的示數(shù)是多少？ 實(shí)驗(yàn)演示——示數(shù)為1.5V；為什么呢？其實(shí)伏特表并非電阻無(wú)窮大，它只是電阻比較大而已。所以將伏特表串聯(lián)起來(lái)，兩伏特表一樣要串聯(lián)分壓，各分一半電源電壓。雖然我們還沒學(xué)習(xí)到電壓表和電流表的測(cè)量原理，但大家要牢記，電壓表測(cè)量的是它自己兩端的電壓，當(dāng)它與被測(cè)電阻并聯(lián)時(shí)，就能反映出被測(cè)電阻的電壓值；而電流表測(cè)量的是通過它自己表頭的電流，當(dāng)它與被測(cè)電流串聯(lián)時(shí)，就能以它的電流去反映待測(cè)電流。 提問：要是我們需要用到一個(gè)量程為3伏的電壓表；而手頭又只有一個(gè)3mV，10μA的表頭和一些定值電阻，你可

32、不可以利用所學(xué)知識(shí)制造出一個(gè)適用的電壓表，需要用上多大的定值電阻，該怎么做？ （學(xué)生討論） 歸納：表頭也是一個(gè)定值電阻，其最大電流為10μA，最大電壓為3mV，可以計(jì)算出其阻值為300Ω。若將3V電壓加在表頭上，表頭將燒壞，所以我們可利用一個(gè)定值電阻來(lái)幫它分擔(dān)走2997mV的電壓，串聯(lián)分壓，因此該電阻加2997mV電壓時(shí)的電流也是10μA，可見該電阻應(yīng)為299700Ω。串上后，整個(gè)串聯(lián)部分（新伏特表的）電阻為300KΩ。最大能測(cè)量3V電壓。而且即使表頭上電流未達(dá)滿偏，他們的分壓比也是定值。所以我們只要按電壓比1：1000將表頭的示數(shù)換成伏特表的示數(shù)即可。 鞏固練習(xí)：教科書P68/例題 5. 利用并聯(lián)分流把電流計(jì)該裝成大量程的電流表。21世紀(jì)教育網(wǎng) 剛才的電流計(jì)，如果要用來(lái)測(cè)3A的電流，該怎么辦呢 ？ （學(xué)生討論并給出結(jié)果。）結(jié)果略。 【課后作業(yè)】 P68 3 6 【課后反思】 10