§1.2 库仑定律编号002
【课前预习练】
1．电荷之间存在着相互作用力称为______或______，在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的_______的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．
2．库仑定律的表达式是：F＝k q1q2
r2
，其中k＝__________________.
3．下列关于点电荷的说法，正确的是( )
A．只有体积很大的带电体才能看成点电荷
B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷
C．一切带电体都能看成点电荷
D．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷
4．库仑定律的适用范围是( )
A．真空中两个带电球体间的相互作用
B．真空中任意带电体间的相互作用
C．真空中两个点电荷间的相互作用
D．真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离，则可应用库仑定律5．两个点电荷相距r时相互作用为F，则( )
A．电荷量不变距离加倍时，作用力变为F/2
B．其中一个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时，作用力为4F
C．每个电荷的电荷量和两电荷间距离都减半时，作用力为4F
D．每个电荷的电荷量和两电荷间距离都增加相同倍数时，作用力不变【课堂探究练】
【概念规律练】
知识点一库仑定律的适用条件
1．关于库仑定律，下列说法正确的是( )
A．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体
B．根据F＝k q1q2
r2
，当两点电荷间的距离趋近于零时，电场力将趋向无穷大
C．若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的电场力大于q2对q1的电场力
D．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律
2．两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为( )
A．F＝k q1q2
3R2
B．F>k
q1q2
3R2
C．F 3R2 D．无法确定 知识点二库仑定律的基本应用 3．两个点电荷带有相等的电荷量，要求它们之间相距1 m 时的相互作用力等于1 N，则每个电荷的电荷量是多少？等于电子电荷量的多少倍？ 4．两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距为r，两者相互接触后再放回原来的位置上，则相互作用力可能为原来的( ) A.47 B.37 C.97 D.167 知识点三 库仑力作用下的平衡 5．如图1所示，带电荷量分别为＋q 和＋4q 的两点电荷A 、B ，相距L ，求在何处放一个什么性质的电荷，才可以使三个电荷都处于平衡状态？ 图1 6．两个点电荷分别固定于左右两侧，左侧电荷带电荷量为＋Q 1，右侧电荷带电荷量为－Q 2，且Q 1＝4Q 2，另取一个可自由移动的点电荷q ，放在＋Q 1和－Q 2的连线上，欲使q 平衡，则q 的带电性质及所处位置可能为( ) A ．负电，放在Q 1的左方 B ．负电，放在Q 2的右方 C ．正电，放在Q 1的左方 D ．正电，放在Q 2的右方 【方法技巧练】 一、用对称法计算库仑力 7．如图所示，半径为R 的绝缘球壳上均匀地带有电荷量为＋Q 的电荷，另一电荷量为＋q 的点电荷放在球心O 上，由于对称性，点电荷受力为零，现在球壳上挖去半径为r(r ?R)的一个小圆孔，则此时置于球心的点电荷所受力的大小为多少？方向如何？(已知静电力常量k) 二、库仑定律与牛顿定律的结合 8．如图所示，在光滑绝缘的水平面上，固定着质量相等的三个小球a 、b 、 物理是一门以实验为基础的学科，从发展史来看，闭合电路欧姆定律是一个基于实验的科学发现的过程，并非是一个演绎推理的结果，所用的逻辑思维以及数学表征工具是高三学生完全可以理解和应对的。本节课的教学设计遵循欧姆发现定律的实验和思维历程建立闭合电路欧姆定律，尝试用探究实验的方法建立闭合电路欧姆定律，回顾了欧姆发现闭合电路欧姆定律的过程，对学生进行科学研究方法与创新能力、人文精神方面的渗透。 学生通过前面的学习，理解了静电力做功与电荷量、电势差的关系、了解了静电力做功与电能转化的知识，认识了如何从非静电力做功的角度描述电动势，并处理了部分电路欧姆定律的相关电路问题，已经具备了通过功能关系分析建立闭合电路欧姆定律，并应用闭合电路欧姆定律分析问题的知识与技能。 效果分析： 课堂效果很好，师生能达到共识。对于比较难理解的动态分析，路端电压和负载关系，电源的U-I图像等问题都能理解透彻。学生逻辑思维和理解能力也大大增强。 教材地位：闭合电路欧姆定律是恒定电流一章的核心内容，具有承前启后的作用。既是 本章知识的高度总结，又是本章拓展的重要基础；通过学习，既能使学生从部分电路 的认知上升到全电路规律的掌握，又能从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态 分析及推演。同时，闭合电路欧姆定律能够充分体现功和能的概念在物理学中的重要性 ， 是功能关系学习的好素材 闭合电路的欧姆定律 一．考点整理基本概念 1．串、并联电路的特点： 名称串联电路并联电路 电路简图 电流 I = I 1 = I 2 = … = I n I = I 1 + I 2 + … + I n 电压 U = U 1 + U 2 + … +U n U = U 1 = U 2 = … = U n 电阻 R 总 = R 1 + R 2 + … + R n 1/ R 总 = 1/R 1 + 1/R 2 + … +1/R n 功率 11R P =22R P = … = n n R P = I 2 P 1R 1 = P 2R 2 = … = P n R n = U 2 P 总 = P 1 + P 2 + … + P n 说明：① 串联电路的总电阻 电路中任意一个电阻，电路中任意一个电阻变大 时，总电阻 ；② 并联电路的总电阻 电路中任意一个电阻，任意一 个电阻变大时，总电阻__________；③ 无论电阻怎样连接，每一段电路的总耗电 功率P 总等于各个电阻耗电功率 ；④ 当n 个等值电阻R 0串联或并联时，R 串 = ，R 并 = ． 2．电源：电源是通过 力做功把其它形式的能转化成电势能的装置． ⑴ 电动势：非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值，E = ，单位：V ； 电动势表示电源把其它形式的能转化成电势能 的大小，在数值上等于电源没 有接入电路时两极间的________． ⑵ 内阻：电源内部也是由导体组成的，也有电阻r ，叫做电源的内阻，它是电源的另 一重要参数． 3．闭合电路的欧姆定律： ⑴ 闭合电路：① 组成：闭合电路由内电路和外电路组成；电源内部的电路叫做内电路， 内电阻所降落的电压称为内电压U 内；电源外部的电路叫做外电路，其两端的电压 称为外电压或路端电压U 外．② 内、外电压的关系：E = ． ⑵ 闭合电路欧姆定律：闭合电路中的电流跟电源的 成正比，跟内、外电路 的电阻之和成______比．公式I = ．① 路端电压与外电阻的关 系：U 外 = IR = r R E R ，当外电阻R 增大时，路端电压U 外 ；特殊地：外电路断路时I = 0、U 外 = ；外电路短路时I = E /r 、U 外 = ．② 路端电压与电流的关系：U 外= ；其伏安曲线如图 所示，其中纵轴截距为 ，横轴截距为 ，斜率的绝对 值为 ． 4．电源的输出功率和电源的效率 ⑴ 电源的功率：P = = P 内 + P 外． ① P 内系电源内部消耗的功率，P 内 = ，以热的形式散发． ② P 外系电源输出的功率，P 外 = ，转化成其他形式有能量．在纯 电阻电路中，P 外 = I 2R = E 2R －r 2 R ＋4r ；显然，当R = r 时，电源的输出功率最大，最大值P m = ；当R 向接近r 阻值的方向变化时，P 出 ， 当R 向远离r 阻值的方向变化时，P 出 ，如图所示． ⑵ 电源的效率：η = P 出P 总×100% = U E ×100% = R R ＋r ×100%，R 越大，η越大，当R = r 时，P 出最大，η = 50%．可见，输出功率最大时，电源的效率并不是最高． 二．思考与练习 思维启动 1．一个T 形电路如图所示，电路中的电阻R 1 = 10 Ω，R 2 = 120 Ω，R 3 = 40 Ω．另有一测试电 源，电动势为100 V ，内阻忽略不计．则 选修3-1 第二章 2.3欧姆定律”教学设计 一教材分析 欧姆定律是电学中的基本定律，是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。本次课的逻辑性、理论性很强，重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律，最关键的是两个方面：一个是实验方法，另一个就是欧姆定律。欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解，而且定律的形式很简单，所以是重点而不是难点。学生对实验方法的掌握既是重点也是难点，这个实验难度比较大，主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大，学生出现错误的可能性也比较大，所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助，所以这次课采用启发式综合教学法。 二教学目标 知识与技能 ①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。 ②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。 ③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。 过程与方法 ①根据已有的知识猜测未知的知识。 ②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。 ③能对自己的实验结果进行评估，找到成功和失败的原因。 情感、态度与价值观 ①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。 ②培养学生大胆猜想，小心求证，形成严谨的科学精神。 三教学重点与难点 重点：掌握实验方法；理解欧姆定律。 难点：设计实验过程；实验数据的分析；实验结果的评估。 四学情分析 在技能方面是练习用电压表测电压，在知识方面是研究串、并联电路中的电压关系。这是一节探索性实验课，让学生自主实验、观察记录，自行分析，归纳总结得出结论。学生对探索性实验有浓厚的兴趣，这种方式能激发学生的创造性思维活动有利于提高认知能力和实验能力，但由于学生的探究能力尚不够成熟，引导培养学生探究能力是本节课的难点 五教学方法 启发式综合教学法。 六课前准备 教具：投影仪、投影片。 学具：电源、开关、导线、定值电阻（5Ω、10Ω）、滑动变阻器、电压表和电流表。 七课时安排一课时 八教学过程 能正确地提出问题就是迈出了创新的第一步。 —— 李政道 1 第二章、恒定电流 第五节、焦耳定律（1课时） 一、教学目标 （一）知识与技能 1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。 2．了解电功和电热的关系。了解公式Q=I 2Rt （P=I 2R ）、Q=U 2t/R （P=U 2/R ）的适应条件。 3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。 4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。 （二）过程与方法 通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。 （三）情感态度与价值观 通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。 三、重点与难点： 重点：区别并掌握电功和电热的计算。 难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。 四、教学过程： （一）复习上课时内容 要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用 。 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）新课讲解-----第五节、焦耳定律 能正确地提出问题就是迈出了创新的第一步。 —— 李政道 2 1．电功和电功率 （1）．电功 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。用W 表示。 实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。 【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。 在第一章里我们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U AB ，则电场力做功W=qU AB 。 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=IUt 。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。 表达式：W = Iut ① 【说明】：①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、电路中电流强度和通电时间成正比。 ②适用条件：I 、U 不随时间变化——恒定电流。 单位：焦耳（J ）。1J=1V ·A ·s （2）电功率 ①定义：单位时间内电流所做的功 ②表达式：P=W/t=UI （对任何电路都适用）② 上式表明：电流在一段电路上做功的功率P ，和等于电流I 跟这段电路两端电压U 的乘积。 ③单位：为瓦特（W ）。1W=1J/s ④额定功率和实际功率 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。 实际功率：用电器在实际电压下的功率。实际功率P 实=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。 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 闭合电路欧姆定律学案 教学目标 （一）知识目标 1、知道电动势的定义． 2、理解闭合电路欧姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意义，并能熟练地用来解决有关的电路问题． 3、知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和． 4、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题． 5、理解闭合电路的功率表达式． 6、理解闭合电路中能量转化的情况． （二）能力目标 1、培养学生分析解决问题能力，会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律 2、理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题． 3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律，培养学生用多种方式分析问题能力． （三）情感目标 1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化，树立学生普遍联系观点 2、通过分析外电压变化原因，了解内因与外因关系 3、通过对闭合电路的分析计算，培养学生能量守恒思想 4、知道用能量的观点说明电动势的意义 教学建议 1、电源电动势的概念在高中是个难点，是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础，在处理电动势的概念时，可以根据教材，采用不同的讲法．从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极，克服电场力做功，非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小，反映了电源做功的本领，由此引出电动势的概念；也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法，给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论．教学中不要求论证这个结论．教材中给出一个比喻（儿童滑梯），帮助学生接受这个结论． 需要强调的是电源的电动势反映的电源做功的能力，它与外电路无关，是由电源本生的特性决定的． 电动势是标量，没有方向，这要给学生说明，如果学生程度较好，可以向学生说明，做为电源，由正负极之分，在电源内部，电流从负极流向正极，为了说明问题方便，也给电动势一个方向，人们规定电源电动势的方向为内电路的电流方向，即从负极指向正极． 2、路端电压与电流（或外电阻）的关系，是一个难点．希望作好演示实验，使学生有明确的感性认识，然后用公式加以解释．路端电压与电 高二物理焦耳定律教案文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256） 焦耳定律【教学目标】 （一）知识与技能 1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功 的公式，能进行有关的计算。 2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。 3、知道电功率和热功率的区别和联系。 （二）过程与方法 通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。 （三）情感、态度与价值观 通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步掌握能量守恒定律的普遍性。 【教学重点】 电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。 【教学难点】 电功率和热功率的区别和联系。 【教学过程】 （一）复习 1.串并联电路的性质。 2.电流表的改装。 （二）进行新课 1、电功和电功率 教师：请同学们思考下列问题 （1）电场力的功的定义式是什么 （2）电流的定义式是什么 学生：（1）电场力的功的定义式W=qU q （2）电流的定义式I= t 教师：投影教材图（如图所示） 如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段 电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中 的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成 电流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少学生：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。 教师：这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功 学生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt 教师：在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。 电功： （1）定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功. （2）定义式：W=UIT 教师：电功的定义式用语言如何表述 高中物理《欧姆定律》教学设计新人教版选修3 【课题】：欧姆定律（一课时） 【教材分析】：本节教材内容涉及两个问题。一是欧姆定律，二是导体的伏安特性曲线。关于欧姆定律，教科书先用演示实验探究导体中电流与电压的关系，通过U-I图像处理的方法得到电流与电压的正比关系，由斜率反映了导体对电流的阻碍作用，然后定义电阻。在此基础上，通过对因果关系、适用条件的分析等，得到欧姆定律的公式及表述。这样安排，在实验电路、数据处理、研究思路等方面都较初中有很大提高，也更家科学。对导体伏安特性曲线的研究，尤其是测绘小灯泡伏安特性曲线的实验，使学生对欧姆定律的认识更加深化。 【学生分析】：在初中学生已经学习了欧姆定律，对欧姆定律已有一定的认识，本节课要让学生对欧姆定律有一个更多、更深层次的认识。学生的动手能力不强，在演示实验部分和理论讲解部分要加强师生的互动性，调动学生的积极性。 【教学目标】： （一）、知识与技能 1、进一步体会用比值定义物理量的方法，知道什么是电阻以及电阻的单位. 2、理解并掌握欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题。 3、通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验，掌握和用分压电路改变电压的基本技能；知道伏安特性曲线，知道线性原件和非线性原件，学会一般原件伏安特性曲线的测绘方法。 （二）、过程与方法 1、通过演示实验知道电流的大小的决定因素，培养学生的实验观察能力。 2、运用数字图像法处理，培养学生用数字进行逻辑推理能力。 （三）、情感、态度和价值观 1、通过介绍欧姆的生平，以及“欧姆定律”的建立，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格。 2、培养学生善于动手、勤于动脑以及规范操作的良好实验素质，培养学生仔细观察认真分析的科学态度。 【教学重点难点】： 2.5、焦耳定律（1课时） 一、教学目标 （一）知识与技能 1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。 2．了解电功和电热的关系。了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R（P=U2/R）的适应条件。 3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。 4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。 （二）过程与方法 通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程。（三）情感态度与价值观 通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。 三、重点与难点： 重点：区别并掌握电功和电热的计算。 难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识，接受起来比较困难。 四、教学过程： （一）复习上课时内容 要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用。 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）新课讲解-----第五节、焦耳定律 1．电功和电功率 （1）．电功 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。用W表示。 实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。 在第一章里我们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U AB，则电场力做功W=qU AB。 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=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。 表达式：W = Iut ① 【说明】：①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、电路中电流强度和通电时间成正比。 ②适用条件：I、U不随时间变化——恒定电流。 年级学科共案 时间：星期： 主备人：使用人： 【教学主题】3.3欧姆定律 【教学目标】 1.经理探究导体电压和电流关系的过程 2.理解电阻的意义，理解欧姆定律。 【知识梳理】 一、回顾旧识自学新知 1、电阻是一个只跟导体本身性质______而跟通过的电流______的物理量。它反映了导体对电流的_____作用。定义式为_______。 2、欧姆定律的内容是：________________________________________________________ ______________________________________。公式为___________。 3、欧姆定律是个实验定律，实验表明适用于_____导体和_________，对_____和______并不适用。 4、画出的I一U关系图象叫做伏安特性曲线。是过原点的直线的叫_____元件，适用于欧姆定律；不是直线的叫_________元件。I一U特性曲线上各点切线的斜率表示___________，而U一I特性曲 线上各点切线的斜率表示__________。 二．学习过程 【例题】 例1 如图1所示的图象所对应的两个导体（1）电阻之比 R1：R2_____；（2）若两个导 体的电流相等（不为零）时电压之比U1：U2为______； （3）若两个导体的电压相等（不为零）时，电流之比为______。 分组实验：测绘小灯泡的伏安特性曲线（教材47页） 1、请在虚线框中画出实验电路图 2、根据实验电路图连接下面的实物图 V 3 15 A 3 0.6 3、根据连接的实物图，连接好电路，测绘小灯泡的伏 当堂检测 1．欧姆定律不适用于（） A．金属导电B．电解液导电C．稀薄气体导电D．气体导电 A．从R=U/I可知，导体的电阻跟加在导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成 D．从R=U/I可知，对于某一确定的导体，所加电压跟通过导体的电流之比是个恒量 １∶3 D.3∶１ 4．有a、b、c、d四个电阻，它们的U—I关系如图2-3所示，则图中电阻最大的是（） 5．在电阻两端加50 V的电压，该电阻10秒内有20C的电量通过横截面，则该电阻的阻值为Ω。 c I R 高中物理闭合电路欧姆 定律教案 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N] 闭合电路欧姆定律学案 教学目标 （一）知识目标 1、知道电动势的定义． 2、理解闭合电路欧姆定律的公式，理解各量及公式的意义，并能熟练地用来解决有关的电路问题． 3、知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和． 4、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题． 5、理解闭合电路的功率表达式． 6、理解闭合电路中能量转化的情况． （二）能力目标 1、培养学生分析解决问题能力，会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化的规律 2、理解路端电压与电流（或外电阻）的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题． 3、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律，培养学生用多种方式分析问题能力． （三）情感目标 1、通过外电阻改变引起电流、电压的变化，树立学生普遍联系观点 2、通过分析外电压变化原因，了解内因与外因关系 3、通过对闭合电路的分析计算，培养学生能量守恒思想 4、知道用能量的观点说明电动势的意义 教学建议 1、电源电动势的概念在高中是个难点，是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础，在处理电动势的概念时，可以根据，采用不同的讲法．从理论上分析电源中非静电力做功从电源的负极将正电荷运送到正极，克服电场力做功，非静电力搬运电荷在两极之间产生电势差的大小，反映了电源做功的本领，由此引出电动势的概念；也可以按本书采取讨论闭合电路中电势升降的方法，给出电动势等于内、外电路上电势降落之和的结论．教学中不要求论证这个结论．中给出一个比喻（儿童滑梯），帮助学生接受这个结论． 高中物理选修欧姆定律 教案 Last revised by LE LE in 2021 、欧姆定律（2课时） 一、教学目标 （一）知识与技能 1、理解电阻的概念，明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定 2、要求学生理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题 3、知道导体的伏安特性曲线，知道什么是线性元件和非线性元件（二）过程与方法 教学中应适当地向学生渗透一些研究物理的科学方法和分析的正确思路如通过探索性实验去认识物理量之问的制约关系，用图象和图表的方法来处理数据、总结规律，以及利用比值来定义物理量的方法等。 （三）情感态度与价值观 本节知识在实际中有广泛的应用，通过本节的学习培养学生联系实际的能力 二、重点：正确理解欧姆定律及其适应条件 三、难点：对电阻的定义的理解，对I-U图象的理解 四、教具：电流表、电压表、滑动变阻器、开关、电阻、导线、电池组、小灯泡等 五、教学过程： （一）复习上课时内容 要点：电动势概念，电源的三个重要参数 （二）新课讲解-----第三节、欧姆定律 问题：电流强度与电压究竟有什么关系这可利用实验来研究。 1、欧姆定律 演示：如图，方法按P46演示方案进行 闭合S后，移动滑动变阻器触头，记下触头在不同位置时电 压表和电流表读数。电压表测得的是导体R两端电压，电流表测 得的是通过导体R的电流，记录在下面表格中。 U/V I/A 把所得数据描绘在U-I直角坐标系中，确定U和I之间的函数 关系。 分析：这些点所在的图线包不包括原点包括，因为当U=0时， I=0。这些点所在图线是一条什么图线过原点的斜直线。即同一金属 导体的U-I图象是一条过原点的直线。 §5焦耳定律 【典型例题】 【例1】将A 、B 两个白炽灯接入电路，关于这两只灯泡的发光情况，正确的说法是（ D ） A 、 若A 灯中的电流比 B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮 B 、若A 灯两端的电压比B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮 C 、若电流对A 灯做的功比B 灯多，则A 灯一定比B 灯亮 D 、若A 灯消耗的电功率比B 灯大，则A 灯一定比B 灯亮 【解析】白炽灯是利用电流的热效应工作的，而灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，只有通过灯泡的电流大，灯泡两端的电压大，不能得到灯泡实际功率大这一结论，电流做功多，同样不能确认实际功率大。 【答案】D 【例2】额定电压为220V 的电动机的线圈电阻为0.8Ω，正常工作时，电动机每秒放出的热量为为1280J ，则电动机正常工作时的电流强度为多大？每秒有多少焦的电能转化成机械能？ 【解析】电动机电路为非纯电阻电路，输出电动机的电功率，一方面转化为机械功率输出，另一方面转化为线圈电阻的发热功率，正常工作时，通过线圈的电流即为正常工作电流，由焦耳定律Q= I 2Rt 得 1280=I 2×0.8×1 解得I=40A 由能量转化和守恒得P 输入=P 机+P 热 P 机=UI-I 2R=8800-1280=7520J 【例3】某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380V 的电动机带动下以0.4m/s 的恒定速度向斜上方运动。电动机的最大输出功率为4.9kW ，不载人时测得电动机中的电流为5A ，若载人时扶梯的移动速率和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的最多人数是多少？（设人的平均质量为60kg ，g ＝10m/s 2） 【解析】因为电动机有最大输出功率，这就决定了自动扶梯载人也有最大限额。从功率关系来看，电动机的输出功率，⑴提供扶梯自身运动所需功率；⑵转化为扶梯上的人以恒定速率向上所需的功率。 设：可同时乘载的最多人数为n 人，此时电动机处于最大输出功率状态，扶梯本身向上运动所需功率为：P 1＝IU ＝5×380W ＝1900W ＝1.9kW 电动机的最大输出功率为P ，n 个人以恒定速率v ＝0.4m/s 随扶梯向上运动所需功率为：P 2＝P －P 1＝（4.9－1.9）kW ＝3.0kW 所以，载人的最多人数是：25214.01060100.3sin 32=????==θm gv P n 个 注意：扶梯对人的支持力竖直向上，而人的运动方向与水平面有一夹角θ，故克服重力的功率为θsin mgv P =，而不是mgv P = 【基础练习】 一、选择题： 1、在下列用电器中，那些属于纯电阻用电器：（ ） A 、电扇和电吹风 B 、白炽灯、电烙铁和电热毯 C 、洗衣机和电冰箱 D 、电解槽 欧姆定律高二物理教案 欧姆定律是电学中的基本定律，是进一步学习电学知识和分析电路的基础，是本章的重点。本次课的逻辑性、理论性很强，重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律，最关键的是两个方面：一个是实验方法，另一个就是欧姆定律。欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解，而且定律的形式很简单，所以是重点而不是难点。学生对实验方法的掌握既是重点也是难点，这个实验难度比较大，主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大，学生出现错误的可能性也比较大，所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助，所以这次课采用启发式综合教学法。 知识与技能 ①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。 ②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。 ③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。 过程与方法 ①根据已有的知识猜测的知识。 ②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。 ③能对自己的实验结果进行评估，找到成功和失败的原因。 情感、态度与价值观 ①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验证实自己的猜测。 ②培养学生大胆猜想，小心求证，形成严谨的科学精神。 重点：掌握实验方法;理解欧姆定律。 难点：设计实验过程;实验数据的分析;实验结果的评估。 在技能方面是练习用电压表测电压，在知识方面是研究串、并联电路中的电压关系。这是一节探索性实验课，让学生自主实验、观察记录，自行分析，归纳总结得出结论。学生对探索性实验有浓厚的兴趣，这种方式能激发学生的创造性思维活动有利于提高认知能力和 实验能力，但由于学生的探究能力尚不够成熟，引导培养学生探究能力是本节课的难点 启发式综合教学法。 教具：投影仪、投影片。 学具：电源、开关、导线、定值电阻(5、10)、滑动变阻器、电压表和电流表。 教师活动学生活动说明 ①我们学过的电学部分的物理量有哪些? ②他们之间有联系吗? ③一段导体两端的电压越高，通过它的电流如何变化?当导体的电阻越大，通过它的电流如何变化? 学生以举手的形式回答问题，并将自己的想法写在学案上。 这部分问题学生以前已经有了感性的认识，大部分学生回答得很正确，即使有少数同学回答错误也没有关系，学生之间会进行纠正。 （精心整理，诚意制作） 1．下列关于电功率的说法中，正确的是( ) A．用电器的额定功率与用电器的实际电压和实际电流有关 B．用电器的实际功率取决于用电器的额定功率 C．白炽灯正常工作时，实际功率等于额定功率 D．电功率越小，则电流做功越少 解析：选C.用电器的额定功率是它正常工作时的功率，其值是由用电器本身的结构决定的，与实际电流和电压无关，故A错C对；而用电器实际功率是多大，是由加在它两端的电压和通过的电流决定的，故B错；电流做功的多少不仅与 功率的大小有关，还与时间有关，故D错． 2．(20xx年江苏常州高二检测)下列关于电功W和电热Q的说法正确的是( ) A．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，且W＝Q B．在任何电路中都有W＝UIt、Q＝I2Rt，但W不一定等于Q C．W＝UIt、Q＝I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立 D．W＝UIt在任何电路中都成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中才成立 解析：选B.W＝UIt、Q＝I2Rt适用于一切电路，但在纯电阻电路中W＝Q，在非纯电阻电路中W>Q，B对，A、C、D错． 3．有四盏灯，接入如图2－5－7所示的电路中．L1和L2都标有“220 V 100 W”，L3和L4都标有“220 V 40 W”．把电路接通后，最暗的灯将是( ) 图2－5－7 A．L1B．L2 C．L3D．L4 解析：选C.由P＝U2 R 可知，R1＝R2 教学过程 导入: 回顾在上一节探究实验中得出的两个结论： 1、在导体电阻一定的情况下，导体中的电流跟加在这段导体两端的电压成正比。 2、在加在导体两端电压保持不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 出示课件，让学生根据所学的知识得出结论。 表一 表二 进一步的延伸拓宽，在表一中所取的是多大的定值电阻？在表二中所控制的电压是多大？学生质疑？这就是我们这节课所要研究的这三个量之间的定量关系。 合作探究 探究点一欧姆定律 活动1：根据学生在上面总结的结论，总结分析得出电流、电压、电阻三个物理量的关系，这种关系首先由德国物理家欧姆得出，所以叫做欧姆定律，它是电学中的一个基本定律。（简单介绍欧姆的生平，让学生学习科学家献身精神，勇于探索真理的精神。） 让学生自学课本欧姆定律内容这一知识内容，交流、讨论下列问题。 （1）欧姆定律的内容是什么？表达式如何表示？ （2）欧姆定律的内容中，各个物理量的单位是如何统一的？ （3）自己能否得出欧姆定律的变形公式？ 归纳总结： （1）导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体电阻成反比。表达式为 : I=U/R （2）当公式中的电流单位为安培（A）时，电压单位是伏特（V），电阻单位是欧姆（Ω） （3）变形公式为 R=U/I、 U=IR． 知识拓宽1：对欧姆定律的理解: （1）在电阻一定的情况下，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比； （2）在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。（即电流跟电压成正比和跟电阻成反比是有条件的） 知识拓宽2：由欧姆定律 I=U/R 变形可得 R=U/I．故可以得到导体电阻跟通过的流成反比，跟导体两端的电压成正比．学生讨论交流，这种观点是否正确？ 归纳总结： 电阻是导体本身的一种性质，导体电阻的大小只与导体的长度、材料、横截面积有关，而与通过的电流、导体两端的电压无关。 欧姆定律 环节学生要解决的问 题或完成的任务 师生活动设计意图 引入新课 初步建立电流与 电压和电阻的关系 播放小品《狭路相逢》的片段 师：这段视频中交警手里拿的是什么？ 生：酒精浓度测试仪。喝没喝酒、喝多喝少用它 一测就知道了，大家想不想知道怎么回事？学习 今天的知识后你就会明白了。 利用视频导入， 能够激发学生 兴趣，调动学生 的积极性，将其 思维很快拉到物 理课堂上。 教学 过程一、理解欧姆定 律 1．知道欧姆定律 的内容 2.理解欧姆定律的 数学表达式 引导语：上节课我们通过实验探究了电流与电 压、电阻的关系；请同学们回忆实验的结论，回 答下面的问题：表格 1 电压U/V R/ΩI/A 3 5 0.6 10 0.2 表格 2 电阻R/Ω电压U/V I/A 10 1 0.1 2 0.3 填充表一中数据的依据是： 填充表二中数据的依据是： 过渡：如果将上面的两条实验结论综合起来，又 可以得到什么结论？ 这个结论就是电流跟电压、电阻三者之间的定量 关系，这是德国物理学家欧姆在19世纪初经过大 量的实验而归纳得出的。为了纪念他，把这个定 律叫做欧姆定律。 提出问题：欧姆定律的内容是什么？你是如何理 解，能用图象说明吗？请同学们交流。 1．欧姆定律的内容： 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。 能利用你的数学知识将这两种关系用一个数学表 达式表示出来吗？ 2.姆定律的数学表达式： 提出问题：在欧姆定律中的三处用到“导体”， 是指几个导体呢？使用欧姆定律公式要注意什 引导学生合理猜 想，引出探究课 题，培养发散思 维和主动参与教 学的意识，并鼓 励学生增强学生 的探索热情。 真正把学生推到 学习的主体地位 上，让学生最大 限度地参与到学 习的全过程。 五、焦耳定律 1.通过电阻R 的电流强度为I 时，在时间t 内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流强度 为I/2时，则在时间t 内产生的热量为（ ） A ．4Q B ．2Q C ．21Q D ．4 1Q 2.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是（ ） A ．Q =UIt B ．Q =I 2 Rt C ．Q =R U 2 t D ．W =Pt 3．一台电动机的输出功率是10kW ，这表明该电动机工作时( ). A ．每秒消耗10kw 电能 B ．每秒对外做10kw 功 C ．每秒消耗10kJ 电能 D ．每秒对外做10kJ 功 4.电动机的电枢阻值为R ，电动机正常工作时，两端的电压为U ，通过的电流为I ，工 作时间为t ，下列说法中正确的是( ). A ．电动机消耗的电能为UIt B ．电动机消耗的电能为I 2Rt C ．电动机线圈产生的热量为I 2Rt D ．电动机线圈产生的热量为U 2t /R 5．一台电动机的电阻为4Ω，在220V 的额定电压下运行时，发热消耗的电功率为400W . 若电动机工作5min ，则电流做功________J . 6．一个用电器上标有“2kΩ，20W ”，允许加在这个用电器两端的最大电压为________V ， 这个用电器允许通过的最大电流为________A .当这个用电器两端加上20V 电压时，它实际 消耗电流功率为________W . 7．两个标有"100Ω，4W ”、“90Ω，10W "字样的电阻，当它们串联时允许加的最大总 电压是________V ，并联时允许通过的最大总电流是________A . 8.一台电动机额定电压为220 V ，线圈电阻R=0.5 Ω,电动机正常工作时通过电动机线 圈的电流为4 A ，电动机正常工作10 min ，求 （1）消耗的电能. （2）产生的热量. （3）输出的机械能. 库仑定律 【教学结构】 本章教材的特点：[: ⒈教材内容比较抽象，学生接受、理解比较困难。 ⒉物理概念，物理规律多，关系复杂，学生很难掌握知识的内在联系，形成知识系统。 ⒊与力学、运动学知识联系多，对学生基础知识要求高。 一、正、负电荷，电荷守恒 ⒈同性电荷互相推斥，异性电荷互相吸引。 ⒉中和：等量异种电荷相互抵消的现象。 ⒊物体带电：使物体中的正负电荷分开过程。（不带电物体，正负电荷等量） 带正电：物体失去一些电子带正电。] 带负电：物体得到一些电子带负电。 ⒋电荷守恒：电荷不能创造，不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另 一部分。 二、库仑定律，本章教材重点内容之一。 ⒈实验：学生动手做摩擦起电实验；演示实验：同性电荷相推斥，异性电荷相吸引。（注意学生的感性知识） ⒉F K Q Q r =12 2 (1)库仑定律的适用条件：真空中，两个点电荷之间的相互作用。点电荷：带电体大小和它们之间的距离相比可以忽略。理解为带电体只为一点，电荷集中于该点，r即为两个带电体之间距离。当带电体大小与它们距离相比不可忽略时，电荷不能视为集中一点，r不能确定，不适用库仑定律。 (2)K：静电力恒量。重要的物理常数K=9.0×109Nm2/C2，其大小是用实验方法确定的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的，使用库仑定律计算时，各物理量的单位必须是：F：N、Q：C、r：m。 (3)关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法，使用公式计算时，点电荷电量用绝对值代入公式进行计算，然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向即可。 (4)库仑力也称为静电力，它具有力的共性。它与高一时学过的重力，弹力，摩擦力是并列的。它具有力的一切性质，它是矢量，合成分解时遵从平行四边形法则，与其它的力平衡，使物体发生形变，产生加速度。 (5) F K Q Q r =12 2 ,F是Q1与Q2之间的相互作用力，F是Q1对Q2的作用力，也是Q2对Q1的作用力的大小，是一 对作用力和反作用力，即大小相等方向相反。不能理解为Q1≠Q2，受的力也不等。【解题点要】 2.3、欧姆定律（2课时） 一、教学目标 （一）知识与技能 1、理解电阻的概念，明确导体的电阻是由导体本身的特性所决定 2、要求学生理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题 3、知道导体的伏安特性曲线，知道什么是线性元件和非线性元件 （二）过程与方法 教学中应适当地向学生渗透一些研究物理的科学方法和分析的正确思路如通过 探索性实验去认识物理量之问的制约关系，用图象和图表的方法来处理数据、总结规律，以及利用比值来定义物理量的方法等。 （三）情感态度与价值观 本节知识在实际中有广泛的应用，通过本节的学习培养学生联系实际的能力 二、重点：正确理解欧姆定律及其适应条件 三、难点：对电阻的定义的理解，对I-U图象的理解 四、教具：电流表、电压表、滑动变阻器、开关、电阻、导线、电池组、小灯泡等 五、教学过程： （一）复习上课时内容 要点：电动势概念，电源的三个重要参数 （二）新课讲解-----第三节、欧姆定律 问题：电流强度与电压究竟有什么关系？这可利用实验来研究。 1、欧姆定律 演示：如图，方法按P46演示方案进行 闭合S后，移动滑动变阻器触头，记下触头在不同位置时电压表和电 流表读数。电压表测得的是导体R两端电压，电流表测得的是通过导体R 的电流，记录在下面表格中。 把所得数据描绘在U-I直角坐标系中，确定U和I之间的函数关系。 分析：这些点所在的图线包不包括原点？包括，因为当U=0时，I=0。这 些点所在图线是一条什么图线？过原点的斜直线。即同一金属导体的U-I图象 是一条过原点的直线。 把R换成与之不同的R，重复前面步骤，可得另一条不同的但过原点的斜直线。 结论：同一导体，不管电流、电压怎么样变化，电压跟电流的比值是一个常数。这个比值的物理意义就是导体的电阻。引出------- 5 焦耳定律 教学设计(一) 整体设计 教学分析 学生在初中已经接触过焦耳定律的内容，为本节课的学习打下了一定的基础，但高中阶段将从电场力做功及能量转化和守恒等角度来研究焦耳定律，这对学生的学习提出了更高的要求。本节课所涉及的能量观点，是研究电学问题和其他物理问题的重要方法。另外，这一节的内容在实际中有广泛而重要的运用，不但是学习后续知识的基础，而且是学习电工的基础。所以，本节课不但是物理知识的传授课，更是物理方法和思想的渗透课。在教学中应该充分联系实际，以便巩固和加深对基本知识的理解，掌握实际问题中的原理。 教学目标 1．理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。 2．理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。 3．知道电功率和热功率的区别和联系。 4．通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养分析、推理能力。 5．通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步培养辩证唯物主义的观点。 教学重点难点 电功和电热的计算是本节课的教学重点，围绕这个教学重点，具体实施教学时，会出现这样几个教学难点：电流做功的表达式的推导，纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。 教学方法与手段 1．采用问题解决式，引导学生联系前面电场力的知识，推导电流做功的表达式。 2．密切联系实际，通过实例分析让学生明确各种电能与其他形式的能的转化情况。 3．进行演示实验，让学生明确纯电阻电路与非纯电阻电路在能量转化时的区别。 课前准备 教学媒体 投影仪、多媒体课件、滑动变阻器、小电风扇、电压表、电流表、电源、电键、导线。 知识准备 电场力对运动电荷做功的求法、欧姆定律。 教学过程 导入新课 [事件1] 教学任务：创设情境，导入新课。 师生活动： 问题导入： 问题1：用电器通电后，可以将电能转化为其他形式的能量，请同学们列举生活中常用的用电器，说明其能量的转化情况。 参考示例：电灯把电能转化为内能和光能；电炉把电能转化为内能；电动机把电能转化为机械能；电解槽把电能转化为化学能。用电器把电能转化为其他形式能的过程，就是电流做功的过程。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，遵循能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。高中物理_高三一轮复习 闭合电路欧姆定律教学设计学情分析教材分析课后反思
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