2019-2020年高二物理恒定电流全章教案集.doc

2019-2020年高二物理恒定电流全章教案集本章概述 关于部分电路的知识初中已学过，本章在初中的基础上加以充实和提高。闭合电路是新知识，要求学生切实掌握。 本章可分为四个单元：第一单元 第一节至第四节讲述欧姆定律、电阻定律、电阻率，介绍半导体和超导现象。第二单元 第五节讲述电功和电功率。第三单元 第六节讲述 闭合电路欧姆定律。第四单元 第七节讲述电流表和电压表以及电阻的测量。 14.1 欧 姆 定 律一、素质教育目标（一）知识教学点 1.理解产生电流的条件 2.理解电流的概念和定义式Iqt，并能进行有关计算 3.了解直流电和恒定电流的概念 4.知道公式InqvS，但不要求用此公式进行计算 5.熟练掌握欧姆定律及其表达式IUR，明确欧姆定律的适用范围，能用欧姆定律解决有关电路问题 6.知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件7.知道电阻的定义及定义式RUI（二）能力训练点 1.培养学生应用欧姆定律分析、处理实际问题的能力 2.培养学生重视实验、设计实验、根据实验分析、归纳物理规律的能力 3.培养学生用公式法和图像法相结合的解决问题的能力（三）德育渗透点1.分析电流的产生有其内因和外因，引导学生研究自然科学时要坚持辩证唯物主义观点2.欧姆定律由实验演绎得出，培养学生动手能力，培养学生严谨治学、务实求真的科学态度3.处理实验数据有列表法和图像法而图像法直观形象，渗透数学思维，要培养学生尊重实验结果，尊重客观规律二、重点、难点、疑点及解决办法1.重点：正确理解欧姆定律并能解决实际问题2.难点：电流概念的理解；电阻的伏安曲线3.疑点：对电阻定义式RUI，有同学误解为电阻由电压和电流决定4.解决办法（1）在教师指导下学生参与演示实验，记录、分析数据，归纳结论，从感性到理性来认识、理解欧姆定律（2）利用电化教学手段，突破难点（3）对定义性公式和决定性公式要加以区别三、课时安排 1课时四、教具学具准备小灯泡、学生电源、伏特表、安培表、待测电阻（约1030若干只）、滑动变阻器、晶体二极管、电键、导线若干五、学生活动设计1.设问、举例，让学生积极参与，在复习初中知识基础上学习新知识2.在教师指导下让学生设计演示实验，设计表格、图像，参与读数、记数，分析处理数据，归纳出欧姆定律六、教学步骤（一）明确目标：（略）（二）整体感知本节知识在初中学习已有基础，高中在新的要求下再次学习，可见本节知识是研究电路问题的基础，并且其中渗透了科学研究方法和思维训练因此，在学习中要充分发挥学生的主体作用（三）重点、难点的学习与目标完成过程 1.引入新课 前面学习过电场知识，电场对放入其中的电荷有力的作用，促使电荷移动，电荷的定向移动就形成电流，这节课我们将在初中学习的基础上对电流作进一步的了解 2.新课教学 （1）电流 什么是电流？ 大量电荷的定向移动形成电流 电流形成的条件是什么？ 内因有自由移动的电荷金属中有自由移动的电子，电解液中有自由移动的离子绝缘体中没有自由移动的电荷，其中不能形成电流那么，为什么用电流表直接连接金属导体两端却没有读数？ 这是因为，导体中大量的自由电荷永不停息地做无规则的热运动，向各个方向运动的机会均等，不会出现大量自由电荷定向移动的现象，也就是说没有电流要使大量自由电荷做定向移动，必须要有一种力，这种力就是电场力演示按图1连接小灯泡发光有电流流过小灯泡外因导体两端存在电压当导体与电源连接时，它的两端有了电压，导体中就有了电场，这样导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流干电池、蓄电池、发电机等都是电源，它们的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流电流的强弱用电流（I）表示： a定义通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫电流，用I表示b表达式： c单位：安培（A） d电流的方向规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 e电流是标量直流电：方向不随时间而改变的电流 恒定电流：方向和强弱都不随时间而改变的电流（2）既然导体两端有电压，才有电流流过导体，那么导体中的电流与导体两端的电压有什么关系呢？演示先让学生设计电路示意图，然后用多媒体显示如图2所示，学生在教师指导下用导线连接实物，并要求学生注意电表的正负接线柱接法对数据的处理除用列表法外，还可以用什么方法？图像法：先画直角坐标IU，然后标刻度，按上述数据描点，连点成直线I，连点时要使尽量多的点落在一条直线上，不落在直线上的点，要对称地分布在直线两侧取下R，换上R，重做上述实验，可得另一条直线分析上述实验，得知：a导体中的电流与导体两端电压成正比，即IU，巳U2I2U1I1.b在同样电压情况下，UI值大的电流小，UI值小的电流大，即UI值反映了导体阻碍电流的性质电阻定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻定义式：RUI对于同一个导体；不论电压和电流大小怎样变化，比值R是恒定的不能从数学角度认为R与U成正比，与I成反比单位：欧姆（）11VA欧姆定律德国物理学家欧姆最早用实验研究了电流与电压、电阻之间的关系，得出了用他的名字命名的定律定律内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比公式：IUR单位：1A1V适用范围：金属导体、电解液导体的伏安特性如图3所示IU图线叫做导体的伏安特性曲线，符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线具有伏安特性的电学元件叫做线性元件提问：如图3所示，图中两条直线哪一条代表的电阻大？不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线，这种电学元件叫做非线性元件（四）总结、扩展通过本节课的学习，使我们了解电流的形成需要有自由电荷和导体两端有电压，应用电场知识可以充分理解在实验的基础上，我们知道欧姆定律的内容及其适用范围同时还充分理解电阻RUI的物理意义，它是定义式，不是决定式，不能用纯数学关系来理解物理公式，最后还了解金属导体的伏安特性曲线是一条通过原点的直线(五)、作业与思考（一）作业题课本P153154练习一：（1）一（5）题（二）思考题1.下列说法正确的是（）A在导体中只要自由电荷在运动就一定会形成电流B电流方向就是电荷定向移动的方向C在电路中电流方向总是沿着从电势高到电势低的方向D导体中形成电流的条件是在导体两端存在电势差即电压2.下列叙述中正确的是（）A通过导体某一横截面积的电量越多，电流越大B通过导体某一横截面积的电量越少，电流越小C在单位时间内，通过导体某一横截面积的电量越多，电流越大D通电的时间越短，电流越小3.对于欧姆定律，下面说法正确的是（）A从关系式可知，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从关系式可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比C从关系式可知，当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零D从关系式可知，当导体中的电流为零时，导体两端的电压也为零4.某用电器两端加6V电压，通过的电流为0.2A，如在电路中接5A的保险丝，该用电器两端的电压最多不能超过多少？（思考题答案：1.D2.C3.B4.150V）六、板书设计 14.1欧 姆 定 律一、电流 1.什么是电流：大量电荷的定向移动形成电流 2.电流形成的条件 内因有自由移动的电荷 外因导体两端存在电压 3.电流的强弱及方向a定义通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫电流，用I表示 b表达式： c单位：安培（A） d电流的方向规定正电荷定向移动的方向为电流的方向 e电流是标量 4.直流电及恒定电流直流电：方向不随时间而改变的电流恒定电流：方向和强弱都不随时间而改变的电流二、欧姆定律1.电阻(1)定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻 (2)定义式：RUI(3)单位：欧姆（）11VA 2.欧姆定律(1)定律内容：导体中的电流跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比 (2)公式：IUR (3)单位：1A1V (4)适用范围：金属导体、电解液3.导体的伏安特性七 课后小结及反思14.2 电阻定律 电阻率一、素质教育目标（一）知识教学点1.理解电阻定律和电阻率，了解电阻率与温度的关系，能用电阻定律进行有关计算2.知道半导体、超导体及其应用（二）能力训练点1.培养学生分析解决三个变量之间关系的科学研究方法2.通过实验研究，培养学生动手能力，学会如何获取知识、发展思维能力（三）德育渗透点1.通过电阻率的学习，加强学生安全用电的意识2.介绍我国在超导领域的研究走在世界前列，激发学生的爱国热情和奋发学习的精神二、重点、难点、疑点及解决办法1.重点：电阻定律2.难点：电阻率3.疑点：超导现象的产生4.解决办法对于重点，主要是通过师生共同演示实验探索，用科学的方法分析、归纳出定律，加深学生对重点知识的理解对于难点，通过比较电阻率与电阻两个概念的物理意义，使学生明确电阻是反映导体本身属性，电阻率是反映材料本身属性对于疑点主要通过录像、多媒体课件来加强感性认识三、课时安排1课时四、教具、学具准备电阻定律示教板（含金属丝）、学生电源、电流表、伏特表、滑动变阻器、电键、导线、火柴、小灯泡、废弃的“220V40W”白炽灯、幻灯片、幻灯机、多媒体课件五、学生活动设计1.采用设问：导体的电阻如何测定？引导学生从已有的知识出发，设计电路，并提出课题，发挥学生的主体作用2.在对电阻定律的探索过程中，让学生充分动手动脑，培养学生实践能力、分析能力3.在介绍电阻率概念时，让学生解释现实生活中有关问题，引导学生理论联系实际六、教学步骤（一）明确目标：（略）（二）整体感知本节知识不是本章的重点，但却是本章乃至电学的基础知识之一，要让学生明白，要区分一个物理概念的定义式和决定式，要首先关注物理概念的物理意义，然后才是数学关系（三）重点、难点的学习与目标完成过程1.设问，引入新课 公式RUI的含义是什么？如何测定电阻（让学生自己设计电路）？从上节课知识可知，个导体的电阻只是恒定的，与两端电压及流过的电流无关，那么它由什么因素决定呢？2.新课教学（1）探索规律电阻定律及可能与哪些因素有关？（材料、长度、横截面积、温度）解决方法控制变量法演示实验幻灯投影电路图如图1（a）所示图1（a）图1（b）A出示电阻定律示教板、不同材料金属丝B师生共同连接电路，先让E、F分别接A、a，测得一组数据（U、I）记入表中，然后把a、b用短导线连接，E、F分别接A、B，又得一组数据（U、I），再把A、B用一短线连接，E、F分别接A、a，又得一组数据（U、I）C换用E、F分别接不同材料金属丝C、c，又得一组数据（V、I）D分析数据名称UVIARs、l（A、a单）s、2l（A、B串接）同材料铬镍2s、l（A、B并接）锰铜s、l（C、c单）（a）先定性观察：R与材料、长度、横截面积有关（b）推理 （L长度S横截面积比例系数）（2）电阻定律内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比表达式（3）电阻率（上述的比例常量）物理意义：与导体的材料有关，是个反映材料导电性能的物理量，在数值上它等于用该材料制成的1m长、横截面积为1m2的导体电阻值单位：欧米（m）（幻灯投影书上P155在20时几种导体材料的电阻率）引导学生结合生活实际，了解为了电业工人的安全，为使在相同电压下电流小，通常选用电阻率较大的橡胶、木头等制造电工用具把套电阻率与温度的关系上述几种材料的电阻率是在20时测得的，表明电阻率与温度有关（演示）（幻灯投影电路图）图2闭合开关S，用火柴点燃来加热白炽灯灯丝后再移开，发现小灯泡L先变暗后又慢慢变亮可见材料的电阻率随温度变化而变化，金属的电阻率随温度升高而增大，可制成电阻温度计，但有些合金的电阻率几乎不受温度的影响，可制成标准电阻（四）总结、扩展本节课主要通过猜想探索归纳出定律的以学生为主体的研究过程，既注重了学生能力的培养，又得出了电阻定律，并且能区分电阻的定义式和决定式，能感知电阻率与温度的关系，能了解半导体的特性及超导体的诱人发展前景七、作业与思考（一）作业题课本P158练习二第（1）（2）（3）（4）题（二）思考题1.如图3中两导体a、b的伏安特性图线可以断定（）图3A导体a的电阻比b的电阻大B导体b的电阻比a的电阻大Ca的电阻率一定比b的大Db的电阻率一定比a的大2.两根同种材料制成的导线，质量之比为2：1，长度之比为3：1，则它们的电阻之比为（）A1：4B4：1C2：9D9：23.如图4为滑线变阻器的示意简图，a、b、c、d为四个接线柱，当滑动片P由线圈的c端滑向d端时，为使电路中的电阻由小变大，应将变阻器的哪两个接线柱连入电路（）Aa和bBc和dCb和cDa和d图44.有一根粗细均匀的电阻丝，当加1V电压时，通过电阻丝的电流为4A，现把电阻丝均匀拉长，然后加上1V电压，这时通过的电流为0.5A，则电阻丝拉长后的长度应是原长的倍5.导体两端电压为6V时，1分钟通过导体横截面电子数为1.51020个，此导体的电阻应为（思考题答案：1.B2.D3.B4.25.15）八、板书设计 14.2 电阻定律电阻率 一、演示实验，探索规律 二、电阻定律 1、内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比 2、 表达式： 三、电阻率1单位： 欧米 2物理意义 ：反映材料导电性能的好坏九 课后小结及反思 14.3 半导体及其应用教学目标：1、知道什么是半导体。2、了解半导体的导电特性及常见的半导体材料。3、了解半导体的应用课前准备演示用的欧姆表、热敏电阻、光敏电阻、火柴、手电筒。课时安排1课时教学过程1、引入新课用提问的方式复习上节课学习的知识；什么是半导体？什么是绝缘体？常见的导体有哪些？导体的电阻由哪些因素决定？导体的电阻率跟什么有关？本节课学习导体的电性能及其在集成电路、计算机技术等领域的应用。通过以上简介，激发学生的学习兴趣。进行新课金属导体的电阻率一般约为10-810-6m绝缘体的电阻率一般约为1081018m半导体的电阻一般约为10-5106m 板书2、半导体的导电性能演示（1）半导体热敏电阻（或锗材料三极管3AX系列，ec极反接）与演示用欧姆表串联，此时表盘指示电阻较大。将火柴燃烧靠近热敏电阻时，欧姆表显示其阻值急剧减小。板书（1）半导体材料的电阻随温度升高而减小，称为半导体的热敏特性。演示（2）将半导体材料光敏电阻（或玻璃壳3AX81三极管外壳漆皮刮掉，使用ec极）与演示用欧姆表串联，此时表盘指示电阻较大。用手电筒照射光敏电阻时，欧姆表显示其值急剧减小。板书（2）半导体材料的电阻率随光照而减小，称为半导体的光敏特性。板书半导体材料中掺入微量杂质会使它的电阻率急剧变化，称为半导体的掺杂特性。板书3、半导体导电特性的应用及发展1960年真空三极管的发明，为上世纪上半叶无线电和电话的发展奠定了基础。1947年，美国贝尔研究所的巴丁、肖克莱、不拉坦研制出第一个晶体三极管。它的出现成为上世纪下半叶世界科技发展的基础。其功耗极低，而且可靠性高，转换速度快，功能多样尺寸又小。因而成为当时出现的数字计算机的理想器件，并很快在无线电技术和军事上或得广泛的应用，由于研制晶体管，他们三人获得1956年诺贝尔物理学奖。半导体材料在目前的电子工业和微电子工业中主要用来制作晶体管、集成电路、固态激光器等器件。我们现在常见的晶体管有两种，即双极型晶体管和场效应晶体管，它们都是电子计算机的关键器件，前者是计算机中央处理装置（即对数据进行操作部分）的基本单元，后者是计算机存储的基本单元。两种晶体管的性能在很大程度上均依赖于原始硅晶体的质量。砷化镓单晶体材料是继锗、硅之后发展起来的新一代半导体材料。它具有迁移率高、禁带宽度大的优势。它是目前最重要、最成熟的化合物半导体材料，主要用于光电子和微电技术领域。电子技术最初的应用领域主要是无线电通讯、广播、电视的发射和接收。雷达作为一种探测敌方飞行器的装置在第二次世界大战中大显身手，成为现代电子技术的一个重要领域。电子显微镜、各种波谱和表面能仪以及加速器、遥测、遥控和遥感、医学也是电子技术的一个重要领域。微电子技术和量子电子学是现代电子技术中最活跃的前沿领域之一。教学设计说明1、本节课的演示实验能够使学生实际体会到半导体的导电特性，并且与金属导电性能加以区别，所以要充分做好实验准备。2、介绍半导体技术的发展简史时，应尽量结合实际生活中学生比较了解的应用。例如，在计算机技术日益普及的今天，可以通过介绍计算机的只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM），让学生了解半导体材料和技术的应用。课后小结及反思144 超导极其应用【教学目的】1、知道什么是超导现象，了解相关名词2、了解超导的历史，知道一些重要的物理事件3、知道超导的应用，激发勇于探索前沿科技的精神【教学重点】超导现象和应用【教学难点】转变温度TC和材料的必然联系【教具】投影仪【教学过程】、复习引入金属导体的电阻率一般都会随着温度的升高而升高，随着温度的降低而降低，当温度降到足够低的时候，情形会怎样呢？前面我们从理论的角度解释电阻定律时曾经说过，促使电子定向移动的因素是什么？学生：电场力。制约电子定向移动的微观因素是什么？学生：电子的热运动。那么我们是不是可以这样认为，当温度足够低，热运动很微弱的时候，电子受到的阻碍作用会非常非常小呢？下面大家从事实的角度、历史的角度、材料的角度，还有应用的角度阅读一下教材P156157的内容，阅读完毕后，请同学们作相关的总结学生阅读学生总结一、超导现象超导现象：大多数金属在温度降到某一数值时，都会出现电阻突然降为零的现象转变温度：导体由常态转变成超导状态的温度，用TC表示。*两种类型的超导体：a、常规金属超导体；b、合金超导体，有两各转变温度，而且在两个转变温度之间，磁效应和电效应会出现“不一致”的情形。二、超导的历史年份科学家材料转变温度TC1911（荷）昂尼斯汞4.2K至1986上半年23K1986年7月镧钡铜氧化物35K1987年2月美、中钇钡铜氧化物90K1992年初125K*三、超导的相关研究1、迈斯纳效应把温度T Tc的超导体放入磁感应强度为B0BC的外磁场中，超导体内部的磁应强度等于0；如果是在T Tc时，加B0BC的外磁场，再降温到TC以下时，超导体内的磁感应强度B也变为0，即磁场被“排挤”出超导体外这表明超导体是“完全抗磁体”，超导体的完全抗磁效应是迈斯纳和奥森费尔德在1933年发现的，现在称为迈斯纳效应。2、约瑟夫森效应（超导隧道效应）1962年，英国剑桥大学的研究生约瑟夫森从理论上预言：当两块超导体（S）之间用很薄（1030）的氧化物绝缘层（I）隔开，形成SIS结构，将出现量子隧道效应这种结构称为隧道结，即使在结的两端电压为0时，也可以存在超导电流这种超导隧道效应现在称为约瑟夫森效应约瑟夫森从结论上证明超导隧道结的一些奇特性质例如，当两端电压V不等于0时，会出现一个高频振荡的超导电流，它的频率f满足关系式f = V其中e为基本电荷，h为普朗克恒量这时隧道结好像一根能辐射电磁波的天线；反之，当频为f1的外界电磁波辐射到结上时，它的能量会被结吸收，从而在直流I-V 曲线上引起一系列电流台阶，如右图所示，其中第n个台阶处的电压满足关系式Vn = f1约瑟夫森的预言不久就被实验证实，这为一门新学科超导电子学奠定了基础，他因此而获得1973年诺贝尔物理学奖3、同位素效应1950年，麦克斯韦和雷诺等人用实验证明，临界温度TC与样品的同位素质量M 有关，M 越大，TC 越低，其关系可以用近似公式TC = 常数来表示，这说明超导现象的形成与原子核的质量有关。4、超导体比热在临界温度的不连续性实验表明，超导体在临界温度TC时，比热发生不连续的变化，超导态的比热大于正常态的比热，但从正常相变为超导相时，没有吸收或放出潜热，这称为第二类相变。四、超导的应用1、优越的超导电机普通发电机组中的材料载流量十分有限，由于电路中有电阻，总要发热，因此既不经济又不安全。用超导体制造电机，完全不发热，可以提高载流量，据专家计算，用超导体制作电机，功率可以提高几十倍。2、省电的超导电路普通的电路由于输电线的耗能严重，必须经过升压、降压的程序，而且也不可能作到完全不损耗。超导体导线则能完全解决这个问题。3、精密的超导仪器一些精密的仪器，如核磁共振仪、电子显微镜等对磁场有非常严格的要求（强度要高、稳定性要高、磁感线分布要理想，有时还要求很大的尺寸），普通的材料很难达到要求，超导则能解决这个问题。4、神速的超导计算机把超导体应用于计算机将会迎来科学史上的一次重大革命。理论研究表明：应用约瑟夫森效应制成超导器件，其开关速度可以比当前使用的半导体集成电路快十几二十几倍，而且它消耗的电能只有现在普通计算机的1% 。5、超导磁悬浮列车在超导磁悬浮列车的研究中走在最前列十日本。1962年，日本着手设计磁悬浮列车，但当时是利用正常导体产生的磁场时速达到307.8km/h ，1997年，日本又试制了超导磁悬浮列车，关键部分是由两组超导电磁铁构成的，它们能提供极强的磁场，使列车的速度达到500km/h 。四、小结本节讲了超导的概念、名词，相关的物理学史，展望了超导的应用前景。值得注意的是，超导是一门前沿科学，还不是很成熟。大家通过学习也看到了，超导要真正走上产业化，道路还比较漫长，所以还有待我们积蓄实力、挑战未来。希望同学们树立远大志向，争取能够在不久的将来改写历史。五、作业布置阅读教材；上网查询有关超导的内容；学海导航物理（下）P78“巩固提升”A组，做在书上【板书设计】见带框字符，即是板书计划。【教后感】【阅读】磁场对超导体的影响磁场对超导体的影响与超导体的材料有关（1）外加磁场强度超过一定值时，可以破坏超导电性破坏超导体所需的最小磁场叫临界磁场其磁感应强度用BC表示，用BC0表示绝对零度时的临界磁场，则大多数金属超导体的临界磁场BC与温度T 的近似关系是： （3）磁致超导性1962年，物理理论家VJacarino和MPetar预言，可能在某些物质中会发生与外磁场破坏超导性相反的情形，用磁场可诱发超导状态二十年后，日内瓦大学的Fischer和他的同事们用铕化合物制造出一系列磁致超导体，他们所得到的材料的性质，与理论预言精确地符合。电功 电功率一、教育目标（一）知识目标1、知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，做功的过程是电能转化为其他形式能量的过程。2、理解电功、电功率的概念及表达式的物理意义并能用电功的公式进行有关的计算。3、了解额定电压、额定功率、实际功率的意义。4、知道电功率、热功率的联系和区别（二）能力目标1、通过灯泡工作功率的演示，培养学生观察能力和利用实验分析和处理实际问题的能力。（三）情感目标1、通过演示实验，加强学生对物理实验的重视，培养学生严谨求实的科学态度。2、通过电能和其他能的转化和守恒规律的讲解进一步渗透辨论唯物主义观点的教育和节约能源勤俭节约的优良传统。3、通过灯泡实际功率的演示，对学生进行安全意识教育。二、重点、难点、疑点及解决办法1重点：电功、电功率的概念的理解及有关计算。2难点：对电路中的能量转化关系，缺乏感性认识。3疑点：有的学生认为额定功率大的灯泡一定比额定功率小的亮。4解决办法通过实物展示，使学生理解电能与其他形式能的转化，加强电路中能量转化的感性认识。通过演示实验，使学生理解用电器的实际功率和额定功率的区别。三、教具准备灯泡“3.8V 0.3A”、灯泡“220V 40W”、灯泡“220V 100W”、伏特表、电流表。滑动变阻器（1.5A 50）、电源（6-8V）、电键、电吹风（带有“220V 40W”标记）四、教学步骤（一）提出问题，引入新课1.通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？（做功，而且做正功）2.电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子。电能机械能，如电动机。电能内能，如电热器。电能化学能，如电解槽。本节课将重点研究电路中的能量问题。（二）教学过程设计1.电功（1）定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。（2）实质：能量的转化与守恒定律在电路中的体现。电能通过电流做功转化为其他形式能。上一章里学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B，AB两点间电势差为UAB，则电场力做功W=qUAB。对于一段导体而言，两端电势差为U，把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W=qU，在导体中形成电流，且q=It，（在时间间隔t内搬运的电量为q，则通过导体截面电量为q，I=q/t），所以W=qU=ItU。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。（3）表达式：W=IUt说明：表达式的物理意义：电流在一段电路上的功，跟这段电路两端电压、电路中电流和通电时间成正比。适用条件：I、U不随时间变化恒定电流。（4）单位：电流单位用安培（A），电压单位用伏（V），时间单位用秒（s），则电功的单位是焦耳（J）。（5）电功率物理意义：一段电路上功率，跟这段电路两端电压和电路中电流成正比。单位：功的单位用焦耳（J），时间单位用秒（s），功率单位为瓦特（W）。1W=1J/s这里应强调说明：推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质，电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者，这里W=IUt是电场力做功，是消耗的总电能，也是电能所转化的其他形式能量的总和。电流在通过导体时，导体要发热，电能转化为内能。这就是电流的热效应，描述它的定量规律是焦耳定律。学生一般认为，W=IUt，又由欧姆定律，U=IR，所以得出W=I2Rt，电流做这么多功，放出热量Q=W=I2Rt。这里有一个错误，可让学生思考并找出来。错在Q=W，何以见得电流做功全部转化为内能增量？有无可能同时转化为其他形式能？英国物理学家焦耳，经过长期实验研究后提出焦耳定律。2.焦耳定律电流热效应（1）内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的平方、导体电阻和通电时间成正比。（2）表达式：Q=I2Rt对于导体而言，根据欧姆定律， U=IR，所以Q=I2Rt=I IRt=IUt=W，电流做功完全用来生热，电能转化为内能。（3）说明：焦耳定律表明，纯电阻电路中电流做功完全转化为内能，同时，有电阻的电路中电流做功会引起内能的增加，且电热Q=I2Rt。（4）简单介绍产生焦耳热的原因：金属中自由电子在电场力作用下定向移动，由于电场做功，电子动能增加，但不断地与晶格（原子核点阵）碰撞，不断把能量传给晶格，使晶格中各粒子在平衡位置附近的热运动加剧，从而温度升高。（5）纯电阻电路中的电功和电功率电功Q=W=I2Rt，对所有电路中电阻的生热都适用。率都适用。结合纯电阻电路欧姆定律U=IR3.非纯电阻电路中的电功和电功率（以含电动机电路为例）非纯电阻电路中，电能与其他形式能转化的关系非常关键。以电动机为例，电动机电路如图所示，电动机两端电压为U，通过电动机电流为I，电动机线圈电阻为R，则电流做功或电动机消耗的总电能为W=IUt，电动机线圈电阻生热Q=I2R0t，电动机还对外做功，把电能转化为机械能，W=WQ=IUt-I2R0t，W是电动机输出的机械能。这是一个非纯电阻电路，可满足U=IR0，且W0，则有UIR0。考虑每秒钟内能量转化关系，即功率，只要令上述各式中t=1s即可，可得总功率P总=IU，电热功率P热=I2R0，输出功率P出，三者关系是P总=P热P出，即P出=IU=I2R。4.额定功率和实际功率为了使用电器安全、正常地工作，对用电器工作电压和功率都有规定数值。（1）额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在这个电压下消耗的功率称额定功率。一般说来，用电器电压不能超过额定电压，但电压低于额定电压时，用电器功率不是额定功率，而是实际功率。（2）实际功率P=IU，U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。（三）复习巩固某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示，重物质量m=50kg，电源提供恒定电压U=110V，不计各处摩擦，当电动机以 v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中电流I=5A，求电动机线圈电阻R（g=10m/s2）。（4）课后小结及反思闭合电路欧姆定律 一、教材分析（一）在教材中地位作用本节是在学生学习了部分电路的基本规律知识后而编排的，它是部分电路欧姆定律的延伸，也是复杂电路分析的基础.同时，通过本节的学习，能使学生会用能的转化观点分析有关电路问题.因此，本节是本章乃至整个电路部分的中心内容，更是本章教学的重点.（二）教学目标1、知识目标：（1）掌握闭合电路的欧姆定律，理解各物理量及公式的物理意义和图象.（2）会利用定律分析外电压随外电阻变化的规律及原因.2、能力目标：（1）培养学生用数学知识解决物理问题的能力和用逻辑推理方法分析问题的能力.（2）培养学生利用从一般到特殊的思维方法解决问题的能力.3、德育目标：使学生理解外电阻（R）的变化对电路影响的相互连系、制约的关系.（三）教学重点和难点1、重点：掌握闭合电路欧姆定律及用定律讨论外电压随外电阻变化的规律及原因.2、难点：定律的图象的理解和利用公式分析实际问题的推理过程.（四）教学方法讲练结合的启发式教学.（五）教学手段利用投影仪辅助，增大课堂容量.二、讲授过程设计（一）导课利用实验导入新课1、让学生动手联接图示电路，并测量E1=3V，E2=9V.两电源的电动势.2、演示开关扳至1处的现图1象.让学生分析开关扳至2处时的现象，多数学生的结论是：更亮或烧毁.之后动手实验，现象与结论不符.先接1，正常发光，接2如何？3、告诉学生在学习过闭合电路欧姆定律后，就可解释这一现象.板书课题.设计意图 从实验出发引入，演示出未知现象，激发学生要解决问题的欲望，从而使学生带着问题听课，以便达到最佳授课效果.（二）讲课I 闭合电路欧姆定律1.公式的推导（1）从上节课学习的电动势内容引导学生回忆内、外电压与电动势关系，从而得出定律的表达式.复习内、外电压与电动势关系.引导学生利用部分电路欧姆定律进行推导. E=U U，U=IR，U= Ir.指导学生明确各量物理意义.设计意图 由电动势和部分电路欧姆定律的已知知识，引导学生来推导闭合电路欧姆定律.这样处理符合学生的认知规律，同时也使学生学会用已知推导未知的一般过程，充分发挥学生的主体作用，只有让学生自主活动中产生兴趣，才能使学生的能力真正提高.2、图象（1）引导学生利用定律的导出式画出图象（图3）.（2）分析图象的横轴截距、纵轴截距和斜率的物理意义.U=E-Ir U是I的一次函数.设计意图 让学生学会用图象分析物理量之间的关系的方法，这是物理学中分析问题的一种基本方法.3、比较E=UU，I=E/（Rr）（1）从物理意义方面比较二者的区别.（2）从公式的适用范围上比较二者的区别.设计意图 引导学生分清两式的物理意义和适用范围：前者表示电源产生的电压升高等于内、外电路的电压降落，适用于纯电阻电路和非纯电阻电路；后者则表示闭合电路中的电流与哪些因素有关，只适用于纯电阻电路.U随 R变化的规律及原因1、规律（1）通过实验改变R的阻值，让学生观察两块表读数的变化.引导学生利用数学关系分析U随R变化的规律.（2）讨论两种特殊情况：短路和开路，并引导学生分析实际生活中，保险丝可以保险及用电压表测电动势的方法的理论依据.RIUU当R=0，I=E/r，U=E，U=0RIUU当R，I=0，U0，U=E.（3）总结结论：U随R的增大而增大，随R的减小而减小.设计意图 培养学生利用从一般到特殊的思维方法分析问题的能力，同时要求学生会应用课堂知识解释实际生活中的一些现象.2、讨论U随R变化的原因.（1）提问：当r=0时，增大或减小R时，U如何变化.（当r=0时，U不随R变化）.（2）引导学生得出结论，U随R变化的原因为r0.（3）利用已知知识分析导入新课时，所举电路产生现象的原因，得出高电动势不一定能向外提供高电压的结论.设计意图 培养学生利用从简单到复杂的思维方法分析问题、总结结论的能力.（三）例题分析（投影仪打出）例：图4的电路中R1=14，R2=9，当S扳至位置1时，电流表示数I1=0.2A；当S扳至位置2时，电流表的示数I2=0.3A，求E和r.教师引导学生分析，教师板书，师生共同完成.设计意图 利用本节学习的内容，分析有关题目，进一步培养学生科学、系统、周密地讨论分析问题的能力.（四）巩固练习（1）由电动势一定的电源和一个固定外电路（外电阻一定）组成的闭合电路中：A.电源的内阻越小，总电流越大；B.电源的电动势等于外电压；C.电源的内阻越大时，外电压越大；D.电源的总电流越大，外电压越小.（2）如图5所示，设电源电动势为E内阻为r，当滑动变阻器R3的滑动端向左移动时，图中各电表读数变化情况是V0_，V1_，A1_，A2_，A3_.（填变大、变小或不变）设计意图 引导学生利用本节学习的知识分析习题.习题（1）的目的是：通过定性分析，考察学生对概念的理解；习题（2）的目的是通过公式的灵活应用，进一步深化学生对外电压与外电阻的关系的掌握.同时，也可以借此锻炼、发展学生的物理思维能力.（五）总结、扩展闭合电路的总电流跟电源电动势成正比跟电路总电阻成反比。路端电路随外电阻的增大而增大。扩展（1）闭合电路欧姆定律运用范围是什么？（2）测、r有哪几种方法，各需要什么器材？（六）板书设计闭合电路欧姆定律1闭合电路欧姆定律R外电路总电阻I总电流2路端电压U=-Ir（）RIUURI=0U=0U=（断路）（）RIUUR0I=/rU=U=0（短路）课后小结及反思14.7 电压表和电流表教学目标：1了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压 2理解电流表改装原理和电压表改装原理教学重点：理解电流表改装原理和电压表改装原理教学难点：电流表改装原理和电压表改装原理及量程的意义教学仪器：电流表、刻度盘、计算机辅助教学教学过程：一、引入作为串联电阻进行分压和并联电阻进行分流的实例，我们来研究它们在电压表和电流表的应用二、新课教学1电流表(表头)G（1）组成：永磁铁、线圈（2）原理：I、IU、U当线圈中通过电流时，线圈带动指针转动一起偏转，由指针指示的电流值可读出通过电流表的电流值或电流有两端的电压值（3）参数：a内阻Rgb指针偏转到最大刻度时的电流Igc满偏电压Ug Ug=IgRg2把电流表G改装成电压表：（1）电压表的结构（2）串联电阻的值：R=（3）电压表的内阻：RV =（4）特点：a内阻很大b量程越大，内阻越大；理想表c并联测量3把电流表G改装成安培表：（1）电流表的结构（2）并联的电阻（3）电流表的内阻RA=（4）特点：a内阻较小b量程越大，内阻越小；理想表0c串联测量三、例题分析例1有一电流表G，内阻Rg=100，满偏电流Ig=3mA、把它改装成量程为3V的电压表，要串联一个多大的电阻R？例2有一电流表G，内阻Rg=25，满偏电流Ig=3mA、把它改装成量程为0.6A的电流表，要并联一个多大的电阻R？例3如图所示，一个有3V和30V两种量程的电压表，表头内阻为15，满偏电流Ig=1mA，求R1、R2的阻值各为多少？例4有一电流表G，满偏电流Ig=500A，若使其并联一个1000的电阻，则成为一个量程为1mA的毫安表，若将这个毫安表改装为量程为10V的电压表，应怎么办？例5电压表是由灵敏电流计G和一个分压电阻R串联制成的，如图所示，一电压表使用中发现它的示数总比准确值略大些，下列措施中能起到调准作用的是 A在R上串联一个比R小得多的电阻B在R上串联一个跟R相当的电阻C在R上并联一个跟R相当的电阻D在R上并联一个比R大得多的电阻14.8 电阻的测量教学目标：1理解伏安法测电阻的原理。知道伏安法测电阻的两种接法 2了解欧姆表原理，学会使用欧姆表教学重点：理解伏安法测电阻的两种接法，知道什么情况用内接法，什么情况用外接法教学难点：测量误差的分析、欧姆表原理教学仪器：电流表、刻度盘、计算机辅助教学教学过程：一、引入实际工作中经常需要测量电阻，这节课介绍两种测量方法二、新课教学1伏安法测电阻：（1）原理：电阻的定义（2）电路：a外接法：误差来源：伏特表的分流测量结果：R真R测测量条件：RRVb内接法：误差来源：电流表的分压测量结果：R真R测测量条件：RRA2欧姆表测电阻：（1）原理图：G是电流表，内阻为Rg，满偏电流为Ig电池的电动势为E，内阻为r电阻R为可变电阻，也叫调零电阻（2）欧姆表原理：I=E/（r+Rg+R+Rx） I与Rx一一对应（3）特点：aRX=0-调零 Ig= 指针偏转最大b红、黑表笔不接触 I=0 指针不偏转 刻度值为c测电阻RX时 I= 由于I和RX之间不成正比，所以欧姆表刻度是不均匀的d测量时被测电阻要从原电路断开（4）欧姆表的使用a测量前：机械调零b测量时：选档、欧姆表调零、读数、换档时重新调零c测量后：扳离欧姆档三、例题分析例1如果电流表的内阻RA=0.03，电压表的内阻RV=2.0k，要测量的电阻R的阻值大约为1.5k，应采用哪种接法误差较小？如果要测量阻值大约为2的电阻，应采用哪种接法误差较小？例2用一只内阻Rg=200，满偏电流Ig=2mA的电流表作表头，选用电动势E=1.5V的干电池(有内阻)作电源，以及其它器材组成欧姆表（1）如图电流表的表面，试计算与电流表处相应的电阻刻度值（2）若电流表指针最大偏角为105，改装成欧姆表后接入R0=3k电阻时，指针偏角为多少度？（3）改装后的欧姆表正常使用时，指针偏角为70时，被测电阻值为多大？例3已知电压表的内阻RV=xx，电流表的内阻RA=4，实验时误接成如图1所示的电路，此时电压表示数为2V，电流表示数为1.5A求：（1）待测电阻的值（2）若接成图2所示电路，两表的读数各为多少？例4如图所示，用伏安法测电阻R，电路电压恒定；当K接a时，电压表示数为10 ，电流表示数为0.2 A；当K接b时，电压表示数为12 ，电流表示数为0.15 ，那么当K接 时，测R较为准确，此时R的测量值为 .实验三 描绘小灯泡的伏安特性曲线教学目标：1理解本实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线的方法 2掌握实验中采用的电路及要测量的数据 3能掌握曲线的描绘方法及发现非线性的特性，并分析其主要原因教学重点：实验中描绘小灯泡的伏安特性曲线的方法教学难点：电路的选择、曲线的描绘及非线性的特性的原因分析教学过程：一、引入在纯电阻电路中，通过导体的电流与导体两端的电压有何关系？如何用图象表示？二、新课教学1实验目的 描绘小灯泡的伏安特性曲线，并分析曲线的变化规律2理论基础 3实验思想和方法（1）研究对象：小灯泡 （2）用电流表和电压表测出通过它的电流和它两端的电压（12组）（3）在坐标轴上描点描绘出小灯泡的伏安特性曲线4实验器材 小灯泡、电压表、电流表、电源、变阻器、导线、电健等5实验的装置和操作（1）判断选择分压、限流电路（电压从0开始连续可调）（2）判断选择内、外接法（电阻较小，用外接法）（3）连接电路注意电表的量程、电源的电压（4）操作的顺序（K的状态、变阻器滑片的位置）（5）表的读数6记录表格次数n123456789101112电压U电流I7误差分析：为什么选择外接法？有何影响？8问题：（1）分析小灯泡电阻怎样变化？曲线为何不为直线？（2）为什么采用分压电路？三、作业：完成实验报告实验四 测定金属的电阻率教学目标： 1理解本实验中测定金属的电阻率的方法 2掌握实验中螺旋测微器的使用及采用的电路并能正确地进行误差分析 3明确实验中要测量的数据并对实验数据进行计算得到结果教学重点：实验中测定金属的电阻率的方法、螺旋测微器的使用教学难点：分压、限流电路的选择 ；内、外接法的选择 ；仪表的选择和读数、误差的分析教学过程：一、引入：电阻率表示了什么？如何测定金属的电阻率？二、新课教学1实验目的： 学会螺旋测微器的使用，学会测定金属的电阻率的方法2理论基础： 3实验思想和方法（1）研究对象：一段金属丝（2）用伏安法测出电阻R：R=U/I（3）测出接入电路的长度L（4）测出它的直径d：计算出它的横截面积S（5）计算：把U、I、L、S代入公式 得到测量值4实验器材 待测金属丝、螺旋测微器、米尺、电压表、电流表、电源、变阻器、导线、电健等5实验的装置和操作（1）螺旋测微器的使用：结构、原理、使用、读数（2）判断选择分压、限流电路（采用限流电路）（3）判断选择内、外接法（电阻510，用外接法）（4）连接电路注意电表的量程、电源的电压（3V左、右；电压不宜过大）（5）操作的顺序（K的状态、变阻器滑片的位置）（6）测量接入电路的长度（0.5m左右）6记录表格实验次数直径d（m）长度L（m）电压U（V）电流I（A）电阻率123平 均 值-7误差分析： U、I、d、L引起的误差情况（1）代入公式法（2）等效电路法三、作业：完成实验报告附：实验 测定金属的电阻率【实验目的】学会用螺旋测微器的使用和读数，学会用伏安法测量