物理选修31 电源和电流教案设计

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 电流定律 知识结构：  基本概念 基本仪器 基本规律 重点、难点：  1、重点是电流强度的概念，欧姆定律，串并联电路中I、U、R的关系。 2、难点有三处： （1）四个接线柱的滑动变阻器的使用。 （2）掌握公式中各物理量间的关系：①当R不变时I跟U成正比（例如，给定的用电器即R一定）。当外加电压U一定时，对于不同的电阻，I跟R成反比。三者不可随意运用正反比关系。②对某一电路需找准I、R、U三者对应关系，切不可张冠李戴。 （3）并联电阻阻值的求法：公式……中R与R1、R2……的关系除掌握基本公式外，还应掌握：①几个阻值相同的电阻并联总电阻的关系。②两个电阻并联总电阻小于任一支路的电阻，，（同理也可导出）。③并联支路越多总电阻越小。在电路中某两点间并联用电器越多，相当于增大两点间整个导体的横截面积，故电阻变小。 知识重点：  1、基本概念： 电流强度、电压、电阻间的区别和联系： 电流强度是1秒内通过导体横截面的电量。可以理解为导体两端接在电源的正负极上，在电压作用下内部大量自由电荷定向移动形成电流时，1秒钟内通过导体横截面的自由电荷数量的多少。例如通过某段金属导体的电流强度大，实质是自由电子做定向移动时，1秒钟内通过导体横截面的自由电子数量多，反之，电流强度小则说明1秒钟内通过金属导体的横截面的自由电子的数量少。在串联电路中的两盏电灯能长时间的工作，证明了电路中的自由电荷不会积聚在某个地方，因此1秒内有多少个自由电子从第一盏电灯的灯丝通过，在相同时间内也会有同样多数量的自由电子从第二盏电灯的灯丝通过。这就是为什么串联电路中电流强度处处相等的原因。 电阻是导体具有的一种阻碍电流通过的性质。理解电阻这个概念时，不能把它与水管对水的阻碍作用类比，水是在空管中流动只有与管壁的摩擦。在金属导体内就不是这样了。金属导体是由大量的带正电荷的原子核和绕核旋转的电子组成。自由电子做定向移动时就要与这些带电的微粒发生相互作用，必然要阻碍它的运动。因此导体越长，横截面积越小，或者是温度越高时，自由电子在做定向移动时受到的这种阻碍作用越大。反之它的运动受到的阻碍作用越小。正是由于任何导体都是由带正电的原子核和带负电荷的电子组成的，所以任何导体都具有阻碍电流通过的这种性质-----即任何导体都具有电阻。只是有些导体的电阻较小，像短的铜导线的电阻，在研究各种电学问题时我们认为它是零。这样就可以简化问题，从而使我们更容易解决问题。 在各种版本的初中教材中都不给电压下定义，只是讲：电压是使导体内的自由电荷发生定向移动形成电流的原因。这里讲的是电压的作用。学生应该这样正确地理解电压这个概念。任何导体两端在没有与电源的正极相连接时，虽然导体内存在大量的自由电荷，但是它们只能在导体内做无规的运动，这种运动不能形成电流。只有当导体跟电源；连接起来组成电路时，电源提供，并在导体两端的电压，这才能使正电荷从电源正极出来，经导体，回到电源负极；或者负电荷从电源的负极出来经过导体回到电源的正极，这样才能在导体中形成电流。正是由于电源的作用，电路中才能维持使电荷发生定向移动所需要的电压。只要电源不变，即可认为电源两端的电压不变。例如一节干电池向不同电阻值的导体都只能提供1.5伏特的电压，两节串联起来的电池组向不同阻值的电阻两端提供3伏特的电压。因此导体两端所加的电压高低是由电源决定的。 以上的论述说明了电流、电压和电阻都与电荷的定向移有关系，其中电流是指电荷在做定向移动时1秒钟通过导体横截面的数量的多少。电压是指电荷定向移动形成电流的原因。而电阻是指电荷发生定向移动形成电流时要受到阻碍。因此电流、电压和电阻这三个概念即有区别又有联系。而这三者之间又有什么联系呢？ 导体两端的电压是由电源提供的，电压的高低也是由电源决定。而电阻是导体的一种性质，因此它们之间没有正比或反比关系。 导体中电流的有无，电流的大小，都是跟导体两端的电压有关系。导体两端不加电压就不能形成电流，加上的电压较低时电流就较小，加上电压较高时电流也要增大。经过精确地实验得到：当电阻不变时，电压增大到原来的2倍，电流也要增大到原来的2倍。当电压减小到原来的1/2时，电流也要减小到原来的1/2。即当电阻一定时，电流跟电压成正比。 当电压一定时，导体的电阻越大，对电流的阻碍作用越大，电流强度就越小。精确的实验得到：在电压不变时，电阻数值增大到原来的2倍，电流强度减小到原来的1/2，当电阻数值变为原来的1/2时，电流强度变为原来的2倍。即电压一定时，电流跟电阻成反比。  2、基本定律： 欧姆定律：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。 数学表达式：。  3、串联电路和并联电路的特点：物 理 量串    联并    联电    流电    压电    阻（1）串联总电阻比各分电阻大（2）n个相同电阻R串联（1）并联总电阻比各分电阻小（2）n个相同电阻R并联比例关系在串联电路中，电压分配：在并联电路中，电流分配。  4、电学实验： （1）电流表、电压表、滑动变阻器和电阻箱。 电流表和电压表项目电 流 表电 压 表符号接法串联在被测电路中并联在被测电路两端注意事项被测电流不要超过电流表的量程，电流从电流表的“+”柱流进、“－”柱流出。不能直接把电流表连到电源的两极上。被测的电压不要超过电压表的量程，电流从电压表的“+”柱流进，“－”柱流出。电压表接在电源两极测的是电源电压。 使用电表要会“调”、“选”、“连”、“读”。 调：使用前将电表的指针调到表盘的零刻度线上。 选：根据电路的实际情况，选择恰当的量程。 连：按照电压的正确接法和应注意的事项所要求的几点，将电表接入电路。 读：在辨认所选用量程、最小刻度值的基础上，再从指针在表盘上的位置，读出它的示数。 滑动变阻器 滑动变阻器是利用改变导线的长度，改变它接入电路中的电阻，来改变电路中的电流大小。 应将变阻器上、下各一个接线柱串联接入电路中，才能使变阻器起到改变电流的作用。 使用前要从铭牌上了解变阻器的最大电阻值和它允许通过的最大电流值，将滑片放到阻值最大的位置。 要弄清连入电路的是变阻器的哪一部分合金线，再从滑片滑动方向判定它接入电路的电阻变化的情况。 电阻箱的示数 各旋钮对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值。 （2）伏安法测电阻实验 伏安法测电阻的原理是：。 用伏安法测电阻的电路图见图1所示。 要求知道实验所用器材，实验步骤，会按照电路图连接实物，会记录测量结果，根据测量数据计算导体的电阻。