12.6物质的导电性
一、金属导电
1、电流强度的微观表达式
在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取截面C，设导体的横截面积为S。导体每单位体积内的自由电子数为n，每个电子的电荷量为e，电荷的定向移动速率为v 在时间t内，处于相距为vt 的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C。
在时间t内通过导体某截面的电量为:
Q = (vtS) ne
形成的电流为：
I = Q/t = neSv
二、液体导电
1、液体金属导电
与金属导电类似
2、溶液导电
法拉第电解定律（参考黑皮的讲解）
三、气体导电
1、一般情况下，气体不导电。
2、气体导电分自激放电和被激放电。
被激放电是指有其他物质作为电离剂促使空气电离。
自激放电是由于碰撞产生离子，离子在强电场中高速运动，将其它气体分子撞散，产生新的离子，从而发生类似核裂变的连锁反应。
自激放电包括：
(1)辉光放电：空气稀薄，分子间距大，离子动能大，易碰撞产生新的离子。
(2)火花放电：由于电场非常大，离子动能大，易碰撞产生新的离子。
(3)弧光放电：由于温度高，离子动能大，易碰撞产生新的离子。
(4)电晕放电：原理与火花放电类似，也是电场很强。但火花放电是两个带电体之间的，而电晕放电是一个高电压导体表面进行放电，电流较小。
四、半导体
1 、半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。
纯净的半导体经常由硅晶体制成。
半导体通常具有热敏和光敏特性，即温度升高，电阻率减小，光线照射，电阻率减小2、半导体的掺杂
掺入三价硼，缺少电子，形成空穴。（P型半导体）
掺入五价磷，多余自由电子。（N型半导体）
空穴和自由电子均可导电（载流子），增强了半导体的导电性。
3、二极管
一个半导体左右掺入不同杂质，一边为P型，另一边为N型。
在中间的结合部会形成“PN 结”。
在中间，左右的空穴和自由电子进行复合，从而形成无载流子的“空间电荷区”。因此，可以看成中间变为绝缘体。
在二极管两端加电场：
(1)P 连正极，N 连负极。左边提供正电荷，右边提供负电荷，使空间电荷区变窄甚至消失。此时二极管处于导通状态
(2)P 连负极，N 连正极。左边提供负电荷，右边提供正电荷，使空间电荷区变宽。此时二极管处于截止状态
综上所述，二极管具有单向导通性。 4、二极管的伏安特性曲线：
*5、三极管
三极管具有电流放大的作用。
三极管分为PNP 和NPN 两种。本质相同，仅电流方向不同。 中间的叫基极b ，很薄，掺杂浓度低。 一端叫发射极e ，掺杂浓度很高。 另一端叫集电极c 。 工作原理：
发射极提供大量载流子，很少一部分与基极的异种载流子复合，形成很小的基极电流i b ，大部分进入集电极，形成较大电流i c 。从而实现了电流放大的作用。
c
b
i i β=
例1. 如图所示电路中，二极管D 导通时电阻为零，电源内阻不计，电动势分别为ε1＝20V ，ε2＝60 V .电阻R 1＝10k Ω，R 2＝20k Ω，R ＝5k Ω.试求通过二极管的电流强度.
图11- 1
【解析】原电路可化为下图所示电路，则由基尔霍夫定律可得:
12I I I =+
（1） 332201*********I I -+??=-??
（2） 3315106020100I I -??+-?=
（3）
图11- 2
（1）式是O 点的节点电流方程，（2）式是虚线框中的回路电压方程，（3）式是整个回
路的电压方程.解得:
314
107
I A
-=?
此即通过二极管的电流.
【总结】当电路中含有二极管时，可先将其去掉，若求得的通过二极管的电流与二极管方向一致，则可不考虑二极管的存在对电路的影响；否则，电流为0（即反向截止）.另外，本题也可求虚线框部分的等势电压源的方法求解，过程如下：
根据等效电压源定理，a 、b 两点间电压为:
12021220
3
V R R εεεε+=-=+
a 、
b 两端的总电阻力:
12012203
R R R k R R ==Ω+
(a) (b)
图11- 3
D
Ω
k 2
2εΩk V
60
由此，图11- 3(a)可等效为图11- 3(b)，二极管导通，流过二极管的电流为:
3004107
I A R R ε-==?+.
例2. 在如图11- 4(a)所示电路中，两电容器电容C 1=C 2=C.两个二极管D 1、D 2皆为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），当电源输入电压如图11- 4(b)所示的稳定方波时，试分别画出达到稳定状态后L 点的电势U L 和M 点的电势U M 随时间的变化图像.
图11- 4
【解析】二极管正向导通时，电阻为零，类似于短路，电容器可被充、放电.而当加反向电压时，反向电阻为无穷大，可以认为断路，则电容器不能充、放电.
当电源a 为正时，D 1导通，D 2处于截止,C 1被充电，上极带正电，下极板带负电，两极电压U 1=V 0此时L 点电势为零.当a 为负时,D 2导通，D 1截止,C 1与电源串联给C 2充电，使C 2下板带正电,上板带负电.当a 再为正时，电源又给C 1充电对充至电压V 0，然后C 1与电源再串联给C 2充电……如此反复，至稳定时,C 1电压V 0，C 2上电压2 V 0.
当D 1导通，D 2截止时，L 点电势为零，C 2上的电压为2V 0，而左板为零电势，M 点电势2 V 0，当D 1截止时，D 2导通，L 、M 点等电势，且C 2上电压仍为2 V 0，所以02M U V =则02L U V =其变化图像如下图（甲）、（乙）所示.
图11- 5
【点评】本题电路叫做倍压整流电路，利用同样原理可以设计出三倍压,四倍压……乃至n 倍压的整流电路如下图(a)、(b)所示.
图11- 6
1. 如图11- 7(a)所示，电阻121R R k ==Ω，电动势ε=6V,两个相同的二极管串联在电路中，
二极管D 的D D I U -特性曲线如图11- 7(b)所示，试求：
3
V V -2-2V 乙V V -2-2V 甲V V -
(a)
(b)
图11- 7
（1）通过二极管D 电流； （2）电阻R 1消耗的功率.
【解析】二极管属于非线性元件，它的电阻是随其不同工作点而不同.所以应当根据电路特点确定由电路欧姆的律找出其D D U I -关系，在其D D I U -特性曲线上作出相应图线，两根图线的交点即为其工作点.
设二极管D 两端电压U D ，流过二极管电流为I D ，则有:
12
22()D D U U I R R ε=-+
代入数据解得U D 与I D 的关系为:
3(1.50.2510)D D U I =-?
在二极管D D I U -特性曲线上再作出上等式图线，如图所示:
解图11- 1
由图可见，两根图线交点P 就在此状态下二极管工作点.
1D U V = 2P I mA =
电阻R 1上的电压为U 1
V
D R
124D U U V ε=-=
其功率为:2
111
16U P mW R == 【总结】本题可先用等效电源知识求出电源的等效电动势和内电阻，也可用基尔霍夫定律处理，但较繁琐.
例3. 如图所示是由24个等值电阻连接而成的网络.
图13-14
下图中电源的电动势为ε=3.00V ，内阻r 为2.00Ω的电阻与一阻值为28.0Ω的电阻R′及二极管D 串联后引出两线；二极管的正向伏安曲线如图所示.
图13-15
（1）若将P 、Q 两端与图中电阻网络E 、G 两点相接，测得二极管两端的电压为0.86V ，求电阻网络两点E 与A 的电压.
（2）若将P 、Q 两端与图中电阻网络B 、D 两点相接，求同二极管D 的电流I D 和网格中E 、G 间的电压U EG .
【解析】（1）当引线两端P 、Q 与电阻网格E 、G 两点连接时，二极管两端的电压U D1=0.86V ，此时对应的电流从图中查得为25.0mA ，则E 、A 两点间的电压为:
11130.025(28.02)0.861.39()
EG D U I R U rI V ε'=---=-?+-=
7
14
21
考虑到对称性，网格EG 两端的等效电阻R EG 可由图表示,其值013
7
EG R R =
,而 1
0111815121
01055.6()7
29.9()133()()()()272
(16/7)213
0.695()14
EG
EG EG EA U R I R R I I
U R R R I R I R V ==Ω==Ω=++=
+==
图13-16
(2)当引线两端P 、Q 与电阻网格B 、D 两点相接时,由图求得等效电阻R BD 与R 0关系,并代入R 0的阻值:
图13-17
055
29.9
77
21.4()
BD R R ==?=Ω 通过二极管D 的电流i D 与二极管两端的电压关系
22()D D BD U I R R r ε'=-++
代入数据得:
22351.4D D U I =-?
这是一条联系U D 与的I D 直线方程,而U D 、I D 同时又满足二极管伏安特性曲线中一直线
22351.4D D U I =-与二极管伏安特性曲线的交点的纵坐标即为二极管的电流2D I ,由图2读
出240.5D I mA =.
图3-18
根据对称性,图中,M 、P 两点等势, N 、Q 两点等势,流过R 18、R 22及R 3、R 7流过电阻的电流均为零,因此E 、G 间的电势差与M 、N 两点之间的电势差相等
2112[72
D EG MN I
U U R ==??+
412204181()2]372D R R I R R R R R R ++=??+++ 0.52()V =.
专题六 动量 【扩展知识】 1．动量定理的分量表达式 I 合x =mv 2x -mv 1x , I 合y =mv 2y -mv 1y , I 合z =mv 2z -mv 1z . 2．质心与质心运动 2.1质点系的质量中心称为质心。若质点系内有n 个质点，它们的质量分别为m 1,m 2,……m n ,相对于坐标原点的位置矢量分别为r 1,r 2,……r n ,则质点系的质心位置矢量为 r c=n n n m m m r m r m r m ++++++ 211211=M r m n i i i ∑=1 若将其投影到直角坐标系中，可得质心位置坐标为 x c =M x m n i i i ∑=1, y c =M y m n i i i ∑=1, z c =M z m n i i i ∑=1. 2.2质心速度与质心动量 相对于选定的参考系，质点位置矢量对时间的变化率称为质心的速度。 v c=t r c ??=M p 总=M v m n i i i ∑=1, p c =Mv c =∑=n i i i v m 1 . 作用于质点系的合外力的冲量等于质心动量的增量 I 合= ∑=n i i I 1=p c －p c0=mv c －mv c0 . 2.3质心运动定律 作用于质点系的合外力等于质点总质量与质心加速度的乘积。Ｆ合＝Ma c.。 对于由n 个质点组成的系统，若第i 个质点的加速度为a i ，则质点系的质心加速度可表示为 a c =M a m n i i i ∑=1 .
【典型例题】 1．将不可伸长的细绳的一端固定于天花板上的C点，另一端系一质量为m的小球以以角速度ω绕竖直轴做匀速圆周运动，细绳与竖直轴之间的夹角为θ，如图所示。已知A、B为某一直径上的两点，问小球从A点运动到B点的过程中细绳对小球的拉力T的冲量为多少？ 2．一根均匀柔软绳长为l=3m，质量m=3kg，悬挂在天花板的钉子上，且下端刚好接触地板，现将软绳的最下端拾起与上端对齐，使之对折起来，然后让它无初速地自由下落，如图所示。求下落的绳离钉子的距离为x时，钉子对绳另一端的作用力是多少？ 3．一长直光滑薄板AB放在平台上，OB伸出台面，在板左侧的D点放一质量为m1的小铁块，铁块以速度v向右运动。假设薄板相对于桌面不发生滑动，经过时间T0后薄板将翻倒。现让薄板恢复原状，并在薄板上O点放另一个质量为m2的小物体，如图所示。同样让m1从D点开始以速度v向右运动，并与m2发生正碰。那么从m1开始经过多少时间后薄板将翻倒？
静电场的能量 一、电容器的静电能 研究电容器的充电过程。 一开始电容器的电势差很小，搬运电荷需要做的功也很小，充电后两 板间电势差增加，搬运电荷越来越困难，需要做的功变多。可以看成 是一个变力（变电势差）做功问题。 图像法用面积表示做功。 画Q -U 图像还是U -Q 图像 2 2111222Q E QU CU C === 电容器充电过程中，电荷和能量均由电源提供。 在电源内部，可以看成是正电荷从负极移动到正极。由于电源电动势（即电压）不变，克服电场力做功为： W QU = 在电容器充电过程中电源消耗的能量和电容器增加的静电能不相等！ 思考：两者是否一定是两倍的关系 多余的电能消耗在电路中（定性解释） 例1、极板相同的两个平行板电容器充以相同的电量，第一个电容器两极板间的距离是第二个电容器的两倍。如果将第二个电容器插在第一个电容器的两极板间，并使所有极板都相互平行，问系统的静电能如何改变。 例2、平行板电容器C 接在如图所示电路中，接通电源充电，当电压达到稳定值U 0时，就下列两种情况回答，将电容C 的两极板的距离从d 拉到2d ，电容器的能量变化为多少外力做功各是多少并说明做功的正负 (1)断开电源开关． (2)闭合电源开关．
例3、图中所示ad为一平行板电容器的两个极板，bc是一块长宽都与a板相同的厚导体板，平行地插在a、d之间，导体板的厚度bc=ab=cd.极板a、d与内阻可忽略电动势为E的蓄电池以及电阻R相连如图．已知在没有导体板bc 时电容器a、d的电容为C0 ,现将导体板bc抽走，设已知抽走导体板bc的过程中所做的功为A，求该过程中电阻R上消耗的电能． 例4、如图所示，电容器C可用两种不同的方法使其充电到电 压U=NE。（1）开关倒向B位置，依次由1至2至3??????至N。 （2）开关倒向A位置一次充电使电容C的电压达到NE。试求 两种方式充电的电容器最后储能和电路上损失的总能量。（电 源内阻不计）
课前准备 一、新课标学习要求 根据新课标内容提要求知道导体和绝缘体及常见的导体和绝缘体. 1.知识与技能 知道导体和绝缘体及常见的导体和绝缘体. 知道电阻的意义、单位及电阻器. 会区分生活中的导体和绝缘体. 了解半导体. 2.过程与方法 通过实验，认识绝缘体是相对的. 3.情感、态度与价值观 通过学习活动，培养学生的实验能力、探索精神，培养学生的科学素养，使学生学会用运动变化的眼光分析问题，解决问题. 根据学生学情实际操作能力差的特点制定教学重点和难点如下： 重点通过实验，认识绝缘体是相对的. 难点会区分生活中的导体和绝缘体 二、整体感知 1.导体和绝缘体（1）定义（2）常见种类（3）应用（4）相对性 2.电阻（1）定义（2）物理意义（3）单位（4）电阻器 3.半导体（1）特点（2）常见的种类
教材知识全解 一、导体 1.容易导电的物体叫导体.常见的导体有：金属、石墨、人体、大地、酸碱盐的水溶液等. 2.导体容易导电是因为导体中有大量的自由电荷，电荷能从导体的一个地方移动到另外的地方.在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子，在酸、碱、盐水溶液中能够自由移动的电荷是正、负离子. 二、绝缘体 1.不容易导电的物体叫绝缘体.常见的绝缘体有：橡胶，玻璃，陶瓷，塑料，油等. 2.绝缘体不容易导电是因为在绝缘体内电荷几乎都被束缚在原子的范围内，不能自由移动.也就是说，绝缘体不容易导电的原因是绝缘体中缺少自由电荷. 注意 （1）理解容易导电与不容易导电的原因. 在金属导体中存在着能够自由移动的大量自由电子.在酸、碱、盐的水溶液中存在着能自由移动的电荷，称为正、负离子；在绝缘体中，电荷几乎都被束缚在原子的范围内，不能自由移动，被称为束缚电荷. 由此可见，导体容易导电，是因为导体里有大量的自由电荷；绝缘体不容易导电，是因为绝缘中几乎没有自由电荷. （2）正确理解酸、碱、盐的水溶液.
目录 中学生全国物理竞赛章程 (2) 全国中学生物理竞赛内容提要全国中学生物理竞赛内容提要 (5) 专题一力物体的平衡 (10) 专题二直线运动 (12) 专题三牛顿运动定律 (13) 专题四曲线运动 (16) 专题五万有引力定律 (18) 专题六动量 (19) 专题七机械能 (21) 专题八振动和波 (23) 专题九热、功和物态变化 (25) 专题十固体、液体和气体的性质 (27) 专题十一电场 (29) 专题十二恒定电流 (31) 专题十三磁场………………………………………………………………………… 33 专题十四电磁感应 (35) 专题十五几何光学 (37) 专题十六物理光学原子物理 (40)
中学生全国物理竞赛章程 第一章总则 第一条全国中学生物理竞赛（对外可以称中国物理奥林匹克，英文名为Chinese Physic Olympiad，缩写为CPhO）是在中国科协领导下，由中国物理学会主办，各省、自治区、直辖市自愿参加的群众性的课外学科竞赛活动，这项活动得到国家教育委员会基础教育司的正式批准。竞赛的目的是促使中学生提高学习物理的主动性和兴趣，改进学习方法，增强学习能力；帮助学校开展多样化的物理课外活动，活跃学习空气；发现具有突出才能的青少年，以便更好地对他们进行培养。第二条全国中学生物理竞赛要贯彻“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的精神，竞赛内容的深度和广度可以比中学物理教学大纲和教材有所提高和扩展。 第三条参加全国中学生物理竞赛者主要是在物理学习方面比较优秀的学生，竞赛应坚持学生自愿参加的原则．竞赛活动主要应在课余时间进行，不要搞层层选拔，不要影响学校正常的教学秩序。 第四条学生参加竞赛主要依靠学生平时的课内外学习和个人努力，学校和教师不要为了准备参加竞赛而临时突击，不要组织“集训队”或搞“题海战术”，以免影响学生的正常学习和身体健康。学生在物理竞赛中的成绩只反映学生个人在这次活动中所表现出来的水平，不应当以此来衡量和评价学校的工作和教师的教学水平。 第二章组织领导 第五条全国中学生物理竞赛由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会（以下简称全国竞赛委员会）统一领导。全国竞赛委员会由主任1人、副主任和委员若干人组成。主任和副主任由中国物理学会常务理事会委任。委员的产生办法如下： 1．参加竞赛的省、自治区、直辖市各推选委员1人； 2．承办本届和下届决赛的省。自治区、直辖市各推选委员3人。 3．由中国物理学会根据需要聘请若干人任特邀委员。 在全国竞赛委员会全体会议闭会期间由主任和副主任组成常务委员会，行使全国竞赛委员会职权。 第六条在全国竞赛委员会领导下，设立命题小组、组织委员会和竞赛办公室等工作机构。命题小组成员由全国竞赛委员会聘请专家和高等院校教师担任。组
10.6费马原理 光学例题 费马原理： 光线在两点间的实际路径是使所需的传播时间为极值的路径。在大部分情况下，此极值为极小值。 i i i x t t v ==∑∑ i i c n v = 可得:i i n x t c =∑ 我们定义折射率与路径长的乘积为光程,用l 表示,l nx =,于是,费马原理又可表述为:光线在两点之间的实际路径,是使光程为极值的路径. 例1、如图所示，湖中有一小岛A ，A 与直湖岸的距离 为d ，湖岸边的一点B ，B 沿湖岸方向与A 点的距离为l ，一人自A 点出发,要到达B 点。已知他在水中游泳的速度为v 1，在岸上走的速度为v 2，且v 1
镜像法 思路 用假想的镜像电荷代替边界上的感应电荷。 保持求解区域中场方程和边界条件不变。 使用范围：界面几何形状较规范，电荷个数有限，且离散分布于有限区域。 使用范围 界面几何形状较规范，电荷个数有限，且离散分布于有限区域。 步骤 确定镜像电荷的大小和位置。 去掉界面，按原电荷和镜像电荷求解所求区域场。 求解边界上的感应电荷。 求解电场力。 平面镜像1 点电荷对平面的镜像 (a) 无限大接地导体平面上方有点电荷q （b）用镜像电荷-q代替导体平面上方的感应电荷 图4.4.1 点电荷的平面镜像 在无限大接地导体平面（YOZ平面）上方有一点电荷q，距离导体平面的高度为h。 用位于导体平面下方h处的镜像电荷-q代替导体平面上的感应电荷，边界条件维持不变，即YOZ平面为零电位面。 去掉导体平面，用原电荷和镜像电荷求解导体上方区域场，注意不能用原电荷和镜像电荷求解导体下方区域场。
电位： (4.4.2.1 ) 电场强度： (4.4.2.2) 其中， 感应电荷：=> (4.4.2.3) 电场力： (4.4.2.4) 图4.4.2 点电荷的平面镜像图4.4.3 单导线的平面镜像 无限长单导线对平面的镜像 与地面平行的极长的单导线，半径为a，离地高度为h。
用位于地面下方h处的镜像单导线代替地面上的感应电荷，边界条件维持不变。 将地面取消而代之以镜像单导线（所带电荷的电荷密度为） 电位： (4.4.2.5) 对地电容 ： (4.4.2.6 平面镜像2 无限长均匀双线传输线对平面的镜 像 与地面平行的均匀双线传输线， 半径为a，离地高度为h，导线间距离为d， 导线一带正电荷+，导线二带负电荷-。 用位于地面下方h处的镜像双 导线代替地面上的感应电荷，边界条件维 持不变。 将地面取消而代之以镜像双导线。 图 4.4.4 无限长均匀传输线对地面的镜像 求解电位： (4.4.2.8) (4.4.2.9)
高中物理《竞赛辅导》力学部分 目录 ：力学中的三种力 【知识要点】 （一）重力 重力大小G=mg，方向竖直向下。一般来说，重力是万有引力的一个分力，静止在地球表面的物体，其万有引力的另一个分力充当物体随地球自转的向心力，但向心力极小。 （二）弹力 1．弹力产生在直接接触又发生非永久性形变的物体之间(或发生非永久性形变的物体一部分和另一部分之间)，两物体间的弹力的方向和接触面的法线方向平行，作用点在两物体的接触面上．2．弹力的方向确定要根据实际情况而定． 3．弹力的大小一般情况下不能计算，只能根据平衡法或动力学方法求得．但弹簧弹力的大小可用．f=kx(k 为弹簧劲度系数，x为弹簧的拉伸或压缩量)来计算． 在高考中，弹簧弹力的计算往往是一根弹簧，而竞赛中经常扩展到弹簧组．例如：当劲度系数分别为k1,k2,…的若干个弹簧串联使用时．等效弹簧的劲度系数的倒数为：，即弹簧变软；反之．若
以上弹簧并联使用时，弹簧的劲度系数为：k=k 1+…k n ，即弹簧变硬．(k=k 1+…k n 适用于所有并联弹簧的原长相等；弹簧原长不相等时，应具体考虑) 长为 的弹簧的劲度系数为k ，则剪去一半后，剩余 的弹簧的劲度系数为2k （三）摩擦力 1．摩擦力 一个物体在另一物体表面有相对运动或相对运动趋势时，产生的阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力叫摩擦力。方向沿接触面的切线且阻碍物体间相对运动或相对运动趋势。 2．滑动摩擦力的大小由公式f=μN 计算。 3．静摩擦力的大小是可变化的，无特定计算式，一般根据物体运动性质和受力情况分析求解。其大小范围在0＜f≤f m 之间，式中f m 为最大静摩擦力，其值为f m =μs N ，这里μs 为最大静摩擦因数，一般情况下μs 略大于μ，在没有特别指明的情况下可以认为μs =μ。 4．摩擦角 将摩擦力f 和接触面对物体的正压力N 合成一个力F ，合力F 称为全反力。在滑动摩擦情况下定义tgφ=μ=f/N ，则角φ为滑动摩擦角；在静摩擦力达到临界状态时，定义tgφ0=μs =f m /N ，则称φ0为静摩擦角。由于静摩擦力f 0属于范围0＜f≤f m ，故接触面作用于物体的全反力同接触面法线 的夹角≤φ0，这就是判断物体不发生滑动的条件。换句话说，只要全反力的作用线落在（0，φ0）范围时，无穷大的力也不能推动木块，这种现象称为自锁。 本节主要内容是力学中常见三种力的性质。在竞赛中以弹力和摩擦力尤为重要，且易出错。弹力和摩擦力都是被动力，其大小和方向是不确定的，总是随物体运动性质变化而变化。弹力中特别注意轻绳、轻杆及胡克弹力特点；摩擦力方向总是与物体发生相对运动或相对运动趋势方向相反。另外很重要的一点是关于摩擦角的概念，及由摩擦角表述的物体平衡条件在竞赛中应用很多，充分利用摩擦角及几何知识的关系是处理有摩擦力存在平衡问题的一种典型方法。 【典型例题】 【例题1】如图所示，一质量为m 的小木块静止在滑动摩擦因数为μ=的水平面上，用一个与水平方 向成θ角度的力F 拉着小木块做匀速直线运动，当θ角为多大时力F 最小？ 【例题2】如图所示，有四块相同的滑块叠放起来置于水平桌面上，通过细绳和定滑轮相互联接起来.如果所有的接触面间的摩擦系数均为μ，每一滑块的质量均为 m ，不计滑轮的摩擦.那么要拉动最上面一块滑块至少需要多大的水平拉力?如果有n 块这样的滑块叠放起 来，那么要拉动最上面的滑块，至少需多大的拉力? 【例题3】如图所示，一质量为m=1㎏的小物块P 静止在倾角为θ=30°的斜面 上，用平行于斜面底边的力F=5N 推小物块，使小物块恰好在斜面上匀速运动，试求小物块与斜面间的滑 动摩擦因数（g 取10m/s 2 ）。 【练习】 1、如图所示，C 是水平地面，A 、B 是两个长方形物块，F 是作用在物块B 上沿水平方向的力，物块A 和B 以相同的速度作匀速直线运动，由此可知， A 、 B 间的滑动 θ F P θ F A B F C N F f m f 0 α φ
12.6物质的导电性 一、金属导电 1、电流强度的微观表达式 在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取截面C，设导体的横截面积为S。导体每单位体积内的自由电子数为n，每个电子的电荷量为e，电荷的定向移动速率为v 在时间t内，处于相距为vt 的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C。 在时间t内通过导体某截面的电量为: Q = (vtS) ne 形成的电流为： I = Q/t = neSv 二、液体导电 1、液体金属导电 与金属导电类似 2、溶液导电 法拉第电解定律（参考黑皮的讲解） 三、气体导电 1、一般情况下，气体不导电。 2、气体导电分自激放电和被激放电。 被激放电是指有其他物质作为电离剂促使空气电离。 自激放电是由于碰撞产生离子，离子在强电场中高速运动，将其它气体分子撞散，产生新的离子，从而发生类似核裂变的连锁反应。 自激放电包括： (1)辉光放电：空气稀薄，分子间距大，离子动能大，易碰撞产生新的离子。 (2)火花放电：由于电场非常大，离子动能大，易碰撞产生新的离子。 (3)弧光放电：由于温度高，离子动能大，易碰撞产生新的离子。 (4)电晕放电：原理与火花放电类似，也是电场很强。但火花放电是两个带电体之间的，而电晕放电是一个高电压导体表面进行放电，电流较小。 四、半导体 1 、半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。 纯净的半导体经常由硅晶体制成。 半导体通常具有热敏和光敏特性，即温度升高，电阻率减小，光线照射，电阻率减小2、半导体的掺杂 掺入三价硼，缺少电子，形成空穴。（P型半导体） 掺入五价磷，多余自由电子。（N型半导体） 空穴和自由电子均可导电（载流子），增强了半导体的导电性。 3、二极管 一个半导体左右掺入不同杂质，一边为P型，另一边为N型。
4.2动能定理 一、单个质点的动能定理 例1、设物体的质量为m ，在与运动方向相同的恒定外力F （F 未知）的作用下，在光滑水平面上发生一段位移l ，速度由v 1增加到v 2，如图所示。试用牛顿运动定律和运动学公式，推导出力F 对物体做功的表达式（与速度的关系）。 22211122 W mv mv =- 功是能量转化的量度，上式右边可以看成是能量的变化（末状态的能量减初状态的能量）。由于和速度有关，将其定义为动能。 1、动能 212 K E mv = 2、动能定理：合外力所做的功等于物体动能的变化量。 22211122 k W E mv mv =?=-合 3、动能定理的优越性： (1)适用于恒力做功，也适用于变力做功。 (2)适用于直线运动，也适用于曲线运动。 (3)适用于单一过程，也适用于全过程（复杂运动）。 *(4)机械能守恒定律是有适用条件的，而动能定理是普遍适用的。 例2、两个质量均为m 的小球．用长为2L 的轻绳连接起来，置于光滑水平面上， 绳恰好处于 伸直状态．如图所示．今用一个恒力F 作用在绳的中点，F 的方向水平且垂直 于绳的初始长度方向．原为静止的两个小球因此运动．求：（1）在两个小球第一次相碰前 的瞬间,小球在垂直于F 作用线方向上的分速度为多大?（2）若干次碰撞后，两球处于接触 状态一起运 动，求因碰撞损失的总能量。 二、质点系统的动能定理 质点系的动能增量等于作用于质点系所有外力和内力做功的代数和。 k E W W ?=+∑∑外内 注意： 系统牛顿第二定律：F =ma ，不需要考虑内力。 但是，系统动能定理，不仅需要考虑外力做功，还要考虑内力做功 例3、速度为v 1的子弹射入静止在光滑桌面上的木块，子弹受到的阻力为f ，子弹未从木块中射出，子弹和木块以共同的速度v 2在桌面上运动。子弹射入木块的深度为d ，求木块和子弹构成的系统动能的减少量。
高中物理竞赛辅导讲义 第2篇 运动学 【知识梳理】 一、匀变速直线运动 二、运动的合成与分解 运动的合成包括位移、速度和加速度的合成，遵从矢量合成法则（平行四边形法则或三角形法则）。 我们一般把质点对地或对地面上静止物体的运动称为绝对运动，质点对运动参考照系的运动称为相对运动，而运动参照系对地的运动称为牵连运动。以速度为例，这三种速度分别称为绝对速度、相对速度、牵连速度，则 v 绝对 = v 相对 + v 牵连 或 v 甲对乙 = v 甲对丙 + v 丙对乙 位移、加速度之间也存在类似关系。 三、物系相关速度 正确分析物体（质点）的运动，除可以用运动的合成知识外，还可充分利用物系相关速度之间的关系简捷求解。以下三个结论在实际解题中十分有用。 1．刚性杆、绳上各点在同一时刻具有相同的沿杆、绳的分速度（速度投影定理）。 2．接触物系在接触面法线方向的分速度相同，切向分速度在无相对滑动时亦相同。 3．线状交叉物系交叉点的速度，是相交物系双方运动速度沿双方切向分解后，在对方切向运动分速度的矢量和。 四、抛体运动： 1．平抛运动。 2．斜抛运动。 五、圆周运动： 1．匀速圆周运动。 2．变速圆周运动： 线速度的大小在不断改变的圆周运动叫变速圆周运动，它的角速度方向不变，大小在不断改变，它的加速度为a = a n + a τ，其中a n 为法向加速度，大小为2 n v a r =，方向指向圆心；a τ为切向加速度，大小为0lim t v a t τ?→?=?，方向指向切线方向。 六、一般的曲线运动 一般的曲线运动可以分为很多小段，每小段都可以看做圆 周运动的一部分。在分析质点经过曲线上某位置的运动时，可 以采用圆周运动的分析方法来处理。对于一般的曲线运动，向心加速度为2n v a ρ =，ρ为点所在曲线处的曲率半径。 七、刚体的平动和绕定轴的转动 1．刚体 所谓刚体指在外力作用下，大小、形状等都保持不变的物体或组成物体的所有质点之间的距离始终保持不变。刚体的基本运动包括刚体的平动和刚体绕定轴的转动。刚体的任
高中物理竞赛讲义——微积分初步 一：引入 【例】问均匀带电的立方体角上一点的电势是中心的几 倍。 分析： ①根据对称性，可知立方体的八个角点电势相等；将原立 方体等分为八个等大的小立方体,原立方体的中心正位于个小立方体角点位置；而根据电势叠加原理，其电势即为八个小立方体角点位置的电势之和，即U 1=8U 2 ； ②立方体角点的电势与什么有关呢?电荷密度ρ；二立方体的边长a ；三立方体的形状； 根据点电荷的电势公式U=K Q r 及量纲知识，可猜想边长为a 的立方体角点电势为 U=CKQ a =Ck ρa 2 ；其中C 为常数，只与形状（立方体）及位置（角点）有关，Q 是总电量，ρ是电荷密度；其中Q=ρa 3 ③ 大立方体的角点电势：U 0= Ck ρa 2 ；小立方体的角点电势：U 2= Ck ρ（a 2 ）2=CK ρa 2 4 大立方体的中心点电势：U 1=8U 2=2 Ck ρa 2 ；即U 0=12 U 1 【小结】我们发现，对于一个物理问题，其所求的物理量总是与其他已知物理量相关联，或者用数学语言来说，所求的物理量就是其他物理量（或者说是变量）的函数。如果我们能够把这个函数关系写出来，或者将其函数图像画出来，那么定量或定性地理解物理量的变化情况，帮助我们解决物理问题。 二：导数 ㈠ 物理量的变化率 我们经常对物理量函数关系的图像处理，比如v-t 图像，求其斜率可 以得出加速度a ，求其面积可以得出位移s ，而斜率和面积是几何意义上 的微积分。我们知道，过v-t 图像中某个点作出切线，其斜率即a= △v △t . 下面我们从代数上考察物理量的变化率： 【例】若某质点做直线运动，其位移与时间的函数关系为上s=3t+2t 2,试求其t 时刻的速度的表达式。（所有物理量都用国际制单位，以下同）
《物质的导电性》说课稿 慈溪上林中学(315300) 叶波 一、教材分析 1.教材的地位和作用 《科学》7-9年级课程标准中主题1《常见物质》第一部分“物质的性质”，要求在探究物质导电性活动中，通过实验、观察、查阅资料，比较导体、半导体、绝缘体的不同。通过活动培养学生的科学态度、情感和价值观，通过调查了解导体、半导体、绝缘体在现代生活和科学技术中的应用。这部分内容安排在义务教育初级中学《科学》(浙教版)第三册第四章《电路探秘》中的第三节，是在经过第一节“电路图”和第二节“电流的测量”的学习以后编排的，其用意是让学生把前面所学知识应用于探究物质的导电性，而在本节中学生通过思考、设计、讨论、修改得到的检测物质导电性的实验方案可继续用于下一节即第四节“影响导体电阻大小的因素”的实验探究中，也可用于探究电路中的暗箱问题。为后续教学铺平道路。 2.教学目标: ⑴知识与技能:能设计一个简单的实验方案检测物质的导电性。知道常见的导体和绝缘体。了解导体的导电能力与外界条件有关。知道半导体材料及其应用。知道金属导电的原因是有自由电子。理解电阻概念，知道电阻的单位。 ⑵过程与方法:学习根据要求设计实验，并进行实验,通过实验现象得出实验结论,培养初步的科学探究能力. ⑶情感、态度、价值观：通过科学探究的学习方式，让学生体验科学探究活动的过程和方法,接受自然界是物质的,是多样化的,是可以相互转化的,是可以被认识的辨证唯物主义的自然观。 3.教学重点和教学难点 本节内容的重点确定为：常见导体和绝缘体的辨析；电阻的概念。根据教材的编排和学生思维程度,难点确定为：设计实验方案检测物质的导电性,金属导电的微观解释。 二、学情分析 经过第一节“电路图”和第二节“电流的测量”的学习以后,学生已经知道电路的基本组成,能用电路符号画简单的电路图,知道显示电流的方法有小灯泡检测法、电流表检测法等,能较熟练地连接电路,这些都为本节的探究活动提供了知识和技能的前期准备.而导体、半导体和绝缘体是生活、生产中非常常见的，每个初中学生都知道一些导体、半导体和绝缘体的有关知识，但又从一些触电事故中对电存在着恐惧心理。本课题通过学生探究各种物质的导电性入手，使学生初步了解常见的一些导体、绝缘体，知道绝缘体在条件发生变化时也会变成导体，运用所学知识，注意平时用电中的安全意识，提高自我保护意识，这是一项有实际意义和价值的探究问题。同时通过对半导体材料的发展对社会影响的了解，使学生树立学科学、用科学、爱科学的思想，充分体现从生活走向科学、从科学走向社会的教育理念。 三、教学设计思路 在本节中,应对不同的教学内容采取不同的教学设计.在检测物质的导电性中, 从学生的生活实际出发，引出问题，激发好奇心与求知欲，引导学生自己设计实验，使学
精品文档 12.5惠斯通电桥和补偿电路 一、测量电阻的方法： 1、欧姆表直接测量 缺点：精度不高 2、伏安法测出电流电压进而算出电阻 缺点：真实电表的内阻会引起系统误差（内接法、外接法） 二、惠斯通电桥 、惠斯通电桥电路图：1为待测电阻，RR为可变电阻，其中R、R为定值电阻，x312 为灵敏电流计。G 、测量方法：2 ，使得电调节可变电阻R(1)30 桥上的灵敏电流计示数为由电桥平 衡可得：(2)RR32 R x R13、惠斯通电桥测电阻的优点：(1)精度高。精度主要取决于电阻阻值的精度和灵敏电流计的精度。 (2)灵敏电流计所在的电桥上没有电流，因此避免了电表内阻的影响。(3)电源电动势和内阻对测量也没有影响。 =240，R1、如图所示的电桥电路中，电池组电动势ε=20V例 11应调到多，问可变电阻R=20，ΩR=20Ω，RΩ，电池ε=2V3242？大时电流表中电流为0
P例2个电阻连成如图所示的电路，图中各将200、 点是各支路中连接两个电阻的导线上的点．所有导线的、内阻为的电阻都可忽略．现将一个电动势为Er0P电源接到任意两个P点处．然后将一个没接电源的点处切断，发现流过电源的电流与没切断前一样，则应有怎样的关…R这200个电阻、RRr…r，r、1001122100? CD导线之间的电压为多少和此时系?AB 精品文档． 精品文档 例3、有七个外形完全一样的电阻，已知其中六个的阻值相同，另一个的阻值不同。请按照下面提供的器材和操作限制，将那个阻值不同的电阻找出，并指出它的阻值是偏大还是偏小，同时要求画出所用电路图，并对每步判断的根据予以论证。 提供的器材有：①电池。②一个仅能用来判断电流方向的电流表（量程足够），它的零刻度在刻度盘的中央，而且已知当指针向右偏时电流是由哪个接线柱流入电流表的。③导线若干。 操作限制：全部过程中电流表的使用不得超过三次。
高中物理竞赛辅导讲义 第1篇 静力学 【知识梳理】 一、力和力矩 1．力与力系 （1）力：物体间的的相互作用 （2）力系：作用在物体上的一群力 ①共点力系 ②平行力系 ③力偶 2．重力和重心 （1）重力：地球对物体的引力（物体各部分所受引力的合力） （2）重心：重力的等效作用点（在地面附近重心与质心重合） 3．力矩 （1）力的作用线：力的方向所在的直线 （2）力臂：转动轴到力的作用线的距离 （3）力矩 ①大小：力矩=力×力臂，M =FL ②方向：右手螺旋法则确定。 右手握住转动轴，四指指向转动方向，母指指向就是力矩的方向。 ③矢量表达形式：M r F =? （矢量的叉乘），||||||sin M r F θ=? 。 4．力偶矩 （1）力偶：一对大小相等、方向相反但不共线的力。 （2）力偶臂：两力作用线间的距离。 （3）力偶矩：力和力偶臂的乘积。 二、物体平衡条件 1．共点力系作用下物体平衡条件： 合外力为零。 （1）直角坐标下的分量表示 ΣF ix = 0，ΣF iy = 0，ΣF iz = 0 （2）矢量表示 各个力矢量首尾相接必形成封闭折线。 （3）三力平衡特性 ①三力必共面、共点；②三个力矢量构成封闭三角形。 2．有固定转动轴物体的平衡条件：
3．一般物体的平衡条件： （1）合外力为零。 （2）合力矩为零。 4．摩擦角及其应用 （1）摩擦力 ①滑动摩擦力：f k = μk N（μk－动摩擦因数） ②静摩擦力：f s ≤μs N（μs－静摩擦因数） ③滑动摩擦力方向：与相对运动方向相反 （2）摩擦角：正压力与正压力和摩擦力的合力之间夹角。 ①滑动摩擦角：tanθk=μ ②最大静摩擦角：tanθsm=μ ③静摩擦角：θs≤θsm （3）自锁现象 三、平衡的种类 1．稳定平衡： 当物体稍稍偏离平衡位置时，有一个力或力矩使之回到平衡位置，这样的平衡叫稳定平衡。2．不稳定平衡： 当物体稍稍偏离平衡位置时，有一个力或力矩使它的偏离继续增大，这样的平衡叫不稳定平衡。 3．随遇平衡： 当物体稍稍偏离平衡位置时，它所受的力或力矩不发生变化，它能在新的位置上再次平衡，这样的平衡叫随遇平衡。 【例题选讲】 1．如图所示，两相同的光滑球分别用等长绳子悬于同一点，此两球同时又支撑着一个等重、等大的光滑球而处于平衡状态，求图中α（悬线与竖直线的夹角）与β（球心连线与竖直线的夹角）的关系。 面圆柱体不致分开，则圆弧曲面的半径R最大是多少？（所有摩擦均不计） R
最新高中物理竞赛讲义 （完整版） 目录 最新高中物理竞赛讲义（完整版） (1) 第0 部分绪言 (5) 一、高中物理奥赛概况 (5)
二、知识体系 (6) 第一部分力＆物体的平衡 (7) 第一讲力的处理 (7) 第二讲物体的平衡 ............................. 1...0.. 第三讲习题课 ................................. 1..1... 第四讲摩擦角及其它........................... 1...7..第二部分牛顿运动定律 ............................ 2..2.. 第一讲牛顿三定律 ............................. 2...2.. 第二讲牛顿定律的应用 ......................... 2..3.. 第二讲配套例题选讲........................... 3...7..第三部分运动学 ................................. 3...7... 第一讲基本知识介绍 .......................... 3..7.. 第二讲运动的合成与分解、相对运动 ............. 4..0 第四部分曲线运动万有引力 ....................... 4...4. 第一讲基本知识介绍........................... 4...4.. 第二讲重要模型与专题 ......................... 4..7.. 第三讲典型例题解析............................. 5...9..第五部分动量和能量 ............................... 5...9.. 第一讲基本知识介绍............................. 5...9.. 第二讲重要模型与专题.......................... 6..3.. 第三讲典型例题解析............................. 8...3..第六部分振动和波 ................................. 8..3...
12.1欧姆定律 一、电阻的大小 1、电阻的计算式（欧姆定律） U R I = 2、电阻的决定式（电阻定律） l R S ρ= 微观解释： 电阻产生的原因，是定向移动的自由电子与原子核碰撞。 长度越长，碰撞概率越大 横截面积越大，碰撞概率越小 3、电阻率与温度的关系： 0(1)t ρρα=+ 微观解释： 对于金属：温度高，分子热运动剧烈，碰撞概率大，电阻升高，α为正值 对于绝缘体：温度高，更多电子挣脱束缚，成为自由电子，电阻降低，α为负值 二、网络电阻的化简 1、利用电路的对称性进行折叠、翻转、合并拆分 （1）设网络电阻的两端点为A 和B 。的这根对称轴两侧的对称是“完全对称”。 可以看成是两条支路并联，因此只需计算一条支路的电阻，并将总电阻除以2，相当于将原电路沿折叠，电阻变粗，电阻值减半。 如果电阻就在对称轴上，相当于是中间一条支路上的电阻，则折叠过程中不受影响 （2）中垂线的两侧具有不完全的对称性。 虽然电阻网络的分布是对称的，但是电路中电势的分布是不对称的，一边高一边低。 由这种不完全的对称性可以得到： <1>中垂线上各点电势相等 ①等电势的点之间，可以用导线任意连接 ②等势点间若存在电阻，则此支路上电流为0，可将此支路
断开 <2>对称的支路上电流大小相等，因此可以将节点处的电路分离 例1、用均匀电阻线做成的正方形回路，如图，由 九个相同的小正方形组成．小正方形每边的电阻均 为8 ．(1)在A、B两点问接入电池，电动势5.7V，内阻不计，求流过电池的电流强度．(2)若用导线连接C、D两点，求通过此导线的电流(略去导线的电阻)． 2、利用电路的自相似性进行化简 弄清究竟谁和谁自相似 自相似性一般适用于半无限网络。 注意相似比的大小 例2、电阻丝无限网络如图所示，每一段金属丝 的电阻均为r，试求A、B两点间的等效电阻．
圆周运动 一、匀速圆周运动 1、基本物理量 半径r 、线速度v 、角速度ω、周期T 、频率f 、转速n 、向心加速度a n 、向心力F n 2、物理量之间的关系 v r ω= 1 T f = n f = 222r v rf rn T πππ= == 222f n T πωππ=== 22 224==n n v F ma m m r m r r T πω== 例1、半径为R 的圆柱夹在互相平行的两板之间，两板分别以速 度v1，v2反向运动，圆柱与板无相对滑动。问圆柱上与板接触 的A 点的加速度是多少？ 例2、如图一半径为R 的刚性圆环竖直地在刚性水平地面上作纯滚动， 圆环中心以不变的速度v o 在圆环平面内水平向前运动．求圆环圆心等高 的P 点的瞬时速度和加速度． 例3、缠在线轴上的线绕过滑轮B 后，以恒定速度v0被拉出， 如图所示，这时线轴沿水平面无滑动滚动。求线轴中心点 O 的 速度随线与水平方向的夹角 α 的变化关系。（线轴的内、外半径 分别为r 和R ）
二、变速圆周运动 速率变化的圆周运动，加速度不再沿着半径方向。可以加速度分解为半径方向的向心加速度a n和切线方向的切向加速度a t。向心加速度a n改变速度方向，切向加速度a t改变速度大小。此时，角速度的大小也在变化，角速度变化的快慢叫做角加速度β。 = t dv d r dt dt a r ω β = 例4、如图所示，在离水面高度为h的岸边，有人用绳子拉船靠 岸，若人拉绳的速率恒为v 0，试求船在离岸边s距离处时的速度 和加速度。 例5、如图所示，直杆AB以匀速v0搁在半径为r的固定圆 环上做平动，试求图示位置时，杆与环的交点M的速度 和加速度。
最新高中物理竞赛讲义 （完整版）
目录 最新高中物理竞赛讲义（完整版） (1) 第0部分绪言 (4) 一、高中物理奥赛概况 (4) 二、知识体系 (4) 第一部分力＆物体的平衡 (5) 第一讲力的处理 (5) 第二讲物体的平衡 (7) 第三讲习题课 (8) 第四讲摩擦角及其它 (12) 第二部分牛顿运动定律 (14) 第一讲牛顿三定律 (14) 第二讲牛顿定律的应用 (15) 第二讲配套例题选讲 (23) 第三部分运动学 (23) 第一讲基本知识介绍 (23) 第二讲运动的合成与分解、相对运动 (25) 第四部分曲线运动万有引力 (27) 第一讲基本知识介绍 (27) 第二讲重要模型与专题 (29) 第三讲典型例题解析 (37) 第五部分动量和能量 (37) 第一讲基本知识介绍 (37) 第二讲重要模型与专题 (39) 第三讲典型例题解析 (52) 第六部分振动和波 (52) 第一讲基本知识介绍 (52) 第二讲重要模型与专题 (56) 第三讲典型例题解析 (65) 第七部分热学 (65) 一、分子动理论 (65) 二、热现象和基本热力学定律 (67) 三、理想气体 (69) 四、相变 (76) 五、固体和液体 (79) 第八部分静电场 (80) 第一讲基本知识介绍 (80)
第二讲重要模型与专题 (83) 第九部分稳恒电流 (94) 第一讲基本知识介绍 (94) 第二讲重要模型和专题 (97) 第十部分磁场 (106) 第一讲基本知识介绍 (106) 第二讲典型例题解析 (110) 第十一部分电磁感应 (116) 第一讲、基本定律 (116) 第二讲感生电动势 (119) 第三讲自感、互感及其它 (123) 第十二部分量子论 (126) 第一节黑体辐射 (126) 第二节光电效应 (129) 第三节波粒二象性 (135) 第四节测不准关系 (138)
导体与绝缘体 教学目标 科学概念： 1、有的物质易导电，这样的物质叫做导体;有的物质不易导电，这样的物质叫做绝缘体 2、导电性是材料的基本属性之一。 过程与方法： 1、根据任务要求制定一个小组的研究计划，并完成设想的计划。 2、实施有关检测的必要步骤，并整理实验记录。 情感态度价值观： 1、学会与人合作。 2、培养尊重事实的实证精神。 3、小学生四年级科学导体与绝缘体教案：认识到井然有序的实验操作习惯和形成安全用电的意识是很重要的。 教学重点 教学难点 教学准备 为每组学生准备:木片、塑料片、陶瓷、纸板、橡皮、布、丝绸、皮毛、钢管、玻璃、铅笔、铜丝、铅丝、铝丝(易拉罐)、铁丝、卷笔刀、硬币、导线、插座、20种待检测的物体，一个电路检测器。一份科学检测记录表。 教学过程
一、观察导入： 1、观察简单的电路连接，说说电流在电路中是怎么流的。 2、讨论将电路中的导线剪断，会出现什么情况，为什么? 3、想办法重新接亮小灯泡，在此过程中引导学生发现电路检测器的两个金属头接在一起，小灯泡会亮，而把外面的塑料皮接触在一起或把金属头和塑料皮接触在一起，小灯泡就不会亮。 4、讨论：为什么电路检测器的两个金属头接在一起，小灯泡会亮，而把外面的塑料皮接触在一起或把金属头和塑料皮接触在一起，小灯泡就不会亮。 5、讲授：像铜丝那样容易让电流通过的物质叫做导体;像塑料那样不容易让电流通过的物质，叫做绝缘体。(板书：导体、绝缘体) 二、检测橡皮是导体还是绝缘体 1、提问：怎样检测一块橡皮是导体还是绝缘体呢? 2、预测橡皮能否通过电流使小灯泡发光，并做好记录。 3、使“电路检测器”的两个检测头相互接触，检验小灯泡是否发光。 4、用两个检测头接触橡皮的两端，观察小灯泡是否发光。 5、重复检测一次，并将检测时小灯泡“亮”或“不亮”的情况记录下来。 6、得出结论：橡皮是绝缘体。 三、检测20种物体的导电性：
9.1固体 液体 一、固体的微观结构 1、固体的分类 2、非晶体 非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）空间排列不具有规则周期性的固体。 非晶体具有各向同性 3、晶体 晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）在三维空间呈周期性重复排列的固体。 晶体的微观结构： (1)大量相同的结构单元周期性排列 晶体具有规则的几何外形 晶体具有各向异性 (2)各单元间作用力很强，因此粒子只能在平衡位置附近振动 晶体有固定的熔点，熔化时温度保持不变 注意：各向同性或各向异性不知特指某种物理性质，而是几乎所有的物理性质都满足各向同性或各向异性。 例如：各方向的导热系数、膨胀系数、电阻率 4、单晶和多晶 单晶：严格满足晶体定义 多晶：整个物体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的 单晶：短程有序，长程有序（各向异性），有熔点 多晶：短程有序，长程无序（各向同性），有熔点 非晶体：短程无序（各向同性），无熔点 二、物体的热膨胀 一般来说，受热膨胀。极少数物质，在一定的范围内受热收缩（反常膨胀）（与物质结构有关） 例如：一定量的水在4?C 时体积最小。因此在0- 4?C 时升温收缩 线膨胀、体膨胀： (1)物体受热时某个方向上线度的增长称为线膨胀 0(1)t l l t α=+ 其中，l 0为0?C 时的长度， l t 为t ?C 时的长度，为线膨胀系数（对固体和液体，系数很小） 例1、对于线膨胀系数为α的物体，温度从t 1变为t 2，是否满足2121[1()]t t l l t t α=+-？
(2)物体受热时体积的增长称为体膨胀，其中β为体膨胀系数 0(1)t V V t β=+ 2121[1()]t t V V t t β=+- 例2、对于同一物体试证明3βα= 例3、在不同的温度范围，水的体膨胀系数不同。0C 4C t ≤≤ ，511 3.310K α--=-?；4C 10C t ≤≤ ，512 4.810K α--=?；10C 20C t ≤≤ ，513 1.510K α--=?。如果水在温度11C t = 时的体积为33110cm V =，求水在温度15C t = 时的体积V 例4、两根均匀的不同金属棒，密度分别为ρ 1，ρ2，线膨 胀系数分别为α1，α2，长度都为l ，一端粘合在一起，温 度为0°C 。悬挂棒于A 点，棒恰成水平并静止。若温度升 高到t °C ，要使棒保持水平并静止，需改变悬点至B ，求 AB 间的距离。 例5、厚度均为0.2mm 的钢片和青铜片，在T 1=293K 时将它们的端 点焊接起来，成为等长的平面双金属片，若钢和青铜的线胀系数分 别为α1=10-5/度和α2=2×10-5/度．当把它们温度升高到t 2=393K 时 它们将弯成圆弧形．试求这圆弧的半径，加热时忽略厚度的变化．