2012届高考一轮复习教案:7..3电阻定律
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《电阻定律》示范教案一、教学目标1. 让学生了解电阻定律的概念和公式。
2. 让学生掌握电阻定律的推导过程。
3. 让学生能够运用电阻定律解决实际问题。
二、教学内容1. 电阻定律的概念介绍。
2. 电阻定律的公式推导。
3. 电阻定律的应用实例。
三、教学方法1. 采用讲解法,讲解电阻定律的概念和推导过程。
2. 采用案例分析法,分析电阻定律的应用实例。
3. 采用问题驱动法,引导学生思考和探讨电阻定律的实际应用。
四、教学步骤1. 引入电阻定律的概念,让学生了解电阻定律的基本含义。
2. 推导电阻定律的公式,让学生掌握电阻定律的数学表达。
3. 分析电阻定律的应用实例,让学生了解电阻定律在实际问题中的应用。
4. 进行课堂练习,让学生巩固电阻定律的知识。
5. 总结本节课的内容,让学生掌握电阻定律的基本概念和应用。
五、课后作业1. 复习电阻定律的概念和公式。
2. 完成课后练习题,运用电阻定律解决实际问题。
教学评价:通过课后作业的完成情况,评价学生对电阻定律知识的掌握程度。
通过课堂表现和练习成绩,评价学生对电阻定律的应用能力。
六、教学资源1. 教学课件:制作电阻定律的相关课件,包括电阻定律的概念、公式推导和应用实例。
2. 实验器材:准备一些电阻器、导线等实验器材,以便进行电阻定律的实验验证。
3. 参考资料:提供一些关于电阻定律的参考资料,以便学生自主学习和深入研究。
七、教学重点与难点1. 教学重点:让学生掌握电阻定律的概念和公式,能够运用电阻定律解决实际问题。
2. 教学难点:电阻定律的公式推导和实际应用中的问题解决。
八、教学过程1. 课堂讲解:通过课件讲解电阻定律的概念和公式,让学生理解和掌握。
2. 实验验证:安排实验,让学生亲身体验电阻定律的原理,加深对电阻定律的理解。
3. 案例分析:分析一些实际问题,让学生运用电阻定律解决,提高学生的应用能力。
4. 课堂讨论:引导学生思考和讨论电阻定律在实际生活中的应用,激发学生的学习兴趣。
【单元归纳整合】一、知识特点本章知识的突出特点有“三多”:1.概念多:描述电路特征的物理量有:电流、电压、电阻、电动势、电功、电功率、热功率等.2.规律多:如电阻定律、部分电路欧姆定律、焦耳定律、闭合电路欧姆定律.3.实验多:如测定金属电阻率、描绘小灯泡的伏安特性曲线、测定电源的电动势和内阻、练习使用多用电表等.二、复习方法及重点难点突破1.复习方法(1)正确理解有关电路的基本概念和基本规律,掌握基本规律的使用范围和适用条件,掌握电路分析和计算的基本方法.(2)串并联电路、部分电路欧姆定律是高考考查的重要知识点.要熟练掌握串并联电路的特点,并能正确进行电压、电流、电阻、电功率等物理量的计算.会进行简单的串并联电路的分析计算.掌握电动势的物理意义,掌握闭合电路欧姆定律的不同表达形式.(3)要熟练掌握基本仪器的使用方法、读数方法、常见仪器和电路的选取方法、仪器的连接方式、实验数据及误差分析方法等.2.重点难点突破方法(1)电路的分析与计算是本章的重点内容.通过电路的分析与计算,考查对电路的基本概念的理解,及基本规律的掌握情况.近年来高考考查的重点,也放在对这些知识的应用上.因此在熟练掌握串并联电路的特点的基础上,只需处理一些简单的串并联电路问题即可,不必搞得太复杂.要注意电路中的理想电表与非理想电表处理方法的不同,熟练掌握电路的简化方法.(2)电路的设计是本章的难点,也是高考实验考题的考点,近几年的高考实验设计均出于本章.本章涉及的四个电学实验都有可能命题.要设计好实验,必须熟练掌握电流表、电压表、多用电表的使用,会用这些仪器进行测量,并且要知道它们的测量原理,能正确接入电路,选用合适的量程,正确读取数据;熟练掌握伏安法测电阻的内、外接法及分析两种不同接法测电阻带来的误差,掌握滑动变阻器分压和限流两种接法的区别.特别要把本章涉及的四个电学实验掌握好,以不变应万变.【单元强化训练】1.一个电池组的电动势为E,内阻为r,用它给一电阻为R的直流电动机供电,当电动机正常工作时,通过电动机的电流为I,电动机两端的电压为U,经时间t()A.电源在内外电路做的功为(I2r+IU)tB .电池消耗的化学能为IEtC .电动机输出的机械能为IEt -I 2(R +r )tD .电池组的效率为U -IrE【答案】ABC【详解】由闭合电路欧姆定律和能量守恒知,电池消耗的化学能提供了电源在内外电路所做的功W ,W =IEt =I (U +Ir )t =(IU +I 2r )t . 电动机的机械能E 机=UIt -I 2Rt =(E -Ir )It -I 2Rt =EIt -I 2(R +r )t . 电池组的效率η=UI EI ×100%=U E×100%.故A 、B 、C 正确.2.家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫,设计了调整温度的多挡开关,使用时转动旋钮即可使电熨斗加热到所需的温度.如图1(甲)所示是电熨斗的电路图.旋转多挡开关可以改变1、2、3、4之间的连接情况.现将开关置于温度最高挡,这时1、2、3、4之间的连接是如图(乙)所示中的哪一个 ( )图1 【答案】A【详解】在图A 中,两电阻丝并联,总电阻为R /2,总功率为P A =2U 2/R ;在图B 中,只有右侧电阻接入电路,功率P B =U 2R ;在图C 中,电源被断开,功率P C =0;在图D 中,两电阻丝串联,功率P D =U 22R ,故A 正确.3.如图2所示是一火警报警器的部分电路示意图,其中R 3为用半导体热敏材料制成的传感器,值班室的显示器为电路中的电流表,a 、b 之间接报警器,当传感器R 3所在处出现火情时,显示器的电流I 及报警器两端的电压U 的变化情况是( )A .I 变大,U 变大B .I 变大,U 变小C .I 变小,U 变小D .I 变小,U 变大【答案】C【详解】出现火情时,环境温度升高,使得热敏电阻R 3的电阻减小,R 2与R 3并联,总电阻将变小,这部分获得的电压减小,即R 2两端电压减小,所以R 2电流减小,即安培表读数减小,外电路的总电阻减小,所以外电压即报警器两端的电压减小,所以C 正确.4.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小.一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置,如图3甲所示,将压敏电阻平放在升降机内,受压面朝上,在上面放一物体m ,升降机静止时电流表示数为I 0.某过程中电流表的示数如图3乙所示,则在此过程中 ( )A .物体处于失重状态B .物体处于超重状态C .升降机一定向上做匀加速运动D .升降机可能向下做匀减速运动 【答案】BD【详解】由乙图可知,电流由I 0变为2I 0,且保持不变,说明压敏电阻受压力恒定,说明升降机做匀变速运动;电流变大说明阻值减小,说明压力变大,说明物体处于超重状态,即升降机有向上的加速度.升降机有两种运动状态:加速向上或减速向下,故选项B 、D 正确.5.如图所示为一未知电路,现测得两个端点a 、b 之间的电阻为R ,若在a 、b 之间加上电压U ,测得通过电路的电流为I ,则该未知电路的电功率一定为( ) A .I 2RB.U 2RC .UID .UI -I 2R【答案】C【详解】不管电路是否为纯电阻电路,电路的电功率一定为P =UI ,选项C 正确;只有电路为纯电阻电路时,才有P =UI =I 2R =U 2R,故A 、B 错误;而UI -I 2R 为电路转化为其他能量的功率,故D 错误.6.电动势为E 、内阻为r 的电源与定值电阻R 1、R 2及滑动变阻器R 连接成如图所示的电路.当滑动变阻器的滑片由中点滑向b 端时,下列说法正确的是( )A .电压表和电流表读数都增大B .电压表和电流表读数都减小C .电压表读数增大,电流表读数减小D .电压表读数减小,电流表读数增大 【答案】A【详解】滑片滑向b 时,电阻R 增大,回路的总电阻增大,所以回路的总电流减小,路端电压增大,所以电压表的示数增大,电阻R 2两端的电压增大,故R 2中的电流增大,电流表示数增大,故A 对.7.一个T 型电路如图所示,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( )A .当cd 端短路时,ab 之间的等效电阻是40 ΩB .当ab 端短路时,cd 之间的等效电阻是40 ΩC .当ab 两端接通测试电源时,cd 两端的电压为80 VD .当cd 两端接通测试电源时,ab 两端的电压为80 V 【答案】AC【详解】当cd 端短路时,ab 间等效电阻R =R 1+R 2R 3R 2+R 3=10 Ω+120×40120+40 Ω=40 Ω,故A 对;当ab 端短路时,cd间等效电阻R ′=R 2+R 1R 3R 1+R 3=120 Ω+10×4010+40 Ω=128 Ω.B 错;当ab 间接电源E =100 V 时,cd 间电压为R 3上电压,则U =4040+10×100 V =80 V ,故C 对;当cd 两端接电源时,ab 两端电压为R 3上电压,则U ′=4040+120×100 V =25V ,故D 错.8.如图所示是4种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用的白炽灯泡相同,且都是“220 V 40 W”.当灯泡所消耗的功率都调至20 W 时,哪种台灯消耗的功率最小( )【答案】C【详解】台灯消耗的功率是指包含灯泡和其他辅助器件的总功率.C项中理想变压器功率损耗为零,电源输出的总功率(台灯消耗功率)只有灯泡的功率20 W,而其他选项中,不论滑动变阻器使用分压接法还是限流接法,滑动变阻器上总有功率损耗,台灯的消耗功率都大于20 W,故C选项正确.9.将一个电源和一个可变电阻组成闭合电路.关于这个闭合电路,下列说法不正确的是( )A.外电路断路时,路端电压最高B.外电路短路时,电源的功率最大C.可变电阻阻值变大时,电源的输出功率一定变大D.可变电阻阻值变小时,电源内部消耗的功率一定变大【答案】选C.【详解】外电路断路时路端电压最大,等于电源的电动势,A对;外电路短路时电流最大,电源的功率P=EI最大,B对;外电路电阻等于内阻时电源的输出功率最大,C错;可变电阻变小时电流变大,电源内部消耗的功率I2r变大,D对.10.如图甲所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动的过程中,四个理想电表的示数都发生变化.图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数随电流表示数变化的情况.以下说法正确的是( )①图线a表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况②图线c表示的是电压表的示数随电流表示数变化的情况③此过程中电压表示数的变化量ΔU1和电流表示数变化量ΔI的比值变大④此过程中电压表示数的变化量ΔU3和电流表示数变化量ΔI的比值不变A.①②③ B.②③④C.①②④ D.①③④【答案】 C【详解】电压表测量定值电阻R1的电压,其U-I图象是过原点的直线,②正确;示数的变化量和电流表示数的变化量的比值为ΔU 1ΔI =r 是电源内阻,③错误;示数的变化量和电流表示数的变化量的比值为ΔU 3ΔI=r +R 1是确定值,④正确;根据图中a 、b 图线的斜率可判断,a 图线的斜率大,其斜率大小为r +R 1.b 图线的斜率为电源内阻r ,即a 图线是电压表的示数随电流表示数变化的情况,①正确.故选项C 正确.11.(9分)如图所示,变阻器R 0的滑片P 从最左端移到最右端时电压表的示数变化范围是0~4 V ,电流表的示数变化范围是1 A ~0.5 A ,电源的内阻可忽略不计.求电阻R 的阻值、变阻器R 0的最大阻值和电源电压U.【答案】8 Ω 8 Ω 8 V【详解】当电压表示数U 1=0时,电流表示数I 1=1 A (1分) 电源电压:U =I 1R =1×R ①(2分) 当电压表示数U 2=4 V 时,电流表示数I 2=0.5 A (1分) R 0==8 Ω (1分)电源电压:U =U 2+I 2R =4+0.5×R ②(2分) 由①②解得:U =8 V ,R =8 Ω. (2分)12. (12分)如图所示的电路中,两平行金属板A 、B 水平放置,两板间的距离d =40 cm ,电源电动势E =24 V ,内电阻r =1 Ω,电阻R =15 Ω,闭合开关S ,待电路稳定后,将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射入板间.若小球所带电荷量为q =1×10-2C ,质量为m =2×10-2kg ,不考虑空气阻力,那么,滑动变阻器接入电路的阻值为多大时,小球恰能到达A 板?此时,电源的输出功率是多大?(g 取10 m/s 2) 【答案】8 Ω 23 W【详解】小球进入板间后,受重力和电场力作用,且到A 板时速度为零.设两板间电压为U AB , 由动能定理可得-mgd -qU AB =0-12mv 02,∴ 滑动变阻器两端电压U 滑=U AB =8 V. 设通过滑动变阻器电流为I , 由欧姆定律得I =E -U 滑R +r=1 A 滑动变阻器接入电路的电阻R 滑=U 滑I=8 Ω。
《电阻定律》示范教案一、教学目标1. 让学生理解电阻的概念及其在电路中的作用。
2. 掌握电阻定律的公式及计算方法。
3. 能够应用电阻定律分析实际电路中的问题。
二、教学内容1. 电阻的定义及分类1.1 电阻的概念1.2 电阻的分类:固定电阻、可变电阻、热敏电阻等。
2. 电阻定律2.1 电阻定律的公式:R = ρL/A2.2 公式中的各参数含义:R 代表电阻,ρ代表电阻率,L 代表导线长度,A 代表导线横截面积。
3. 电阻的测量3.1 欧姆表的使用方法3.2 电阻表的使用方法4. 电阻在电路中的作用4.1 限流作用4.2 分压作用三、教学重点与难点1. 教学重点:1.1 电阻的概念及其分类。
1.2 电阻定律的公式及应用。
2. 教学难点:2.1 电阻定律公式的推导。
2.2 电阻在电路中的实际应用。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解电阻的概念、分类和电阻定律的公式。
2. 使用示例,分析电阻在电路中的作用。
3. 引导学生动手实验,测量电阻值,巩固电阻定律的应用。
五、教学过程1. 导入:通过生活中的实例,引入电阻的概念,激发学生的兴趣。
2. 讲解:详细讲解电阻的定义、分类和电阻定律的公式。
3. 示例分析:分析实际电路中的电阻作用,让学生理解电阻定律的应用。
4. 动手实验:学生分组进行实验,测量不同电阻值,验证电阻定律。
6. 作业布置:布置练习题,巩固电阻定律的知识。
六、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对电阻概念和电阻定律的理解程度。
2. 实验报告:评估学生在实验中的操作技能和对电阻定律的应用能力。
3. 作业完成情况:检查学生对电阻定律公式的掌握和应用情况。
七、教学拓展1. 电阻的非线性特性:介绍电阻在非线性条件下的特点,如压敏电阻、光敏电阻等。
2. 电阻的温度系数:讲解电阻值随温度变化的规律,了解电阻的温度特性。
八、教学资源1. 教材:提供相关章节的教学教材,为学生提供系统性的学习资料。
2. 实验器材:提供电阻测量仪器、电路实验板等,方便学生进行实验操作。
高中物理电阻定律教案教学方案一、知识与技能:1、理解电阻定律和电阻率,能利用电阻定律进行有关的分析和计算2、了解电阻率与温度的关系二、过程与方法:经历影响导体电阻因素的实验探究过程,知道决定导体电阻大小的因素三、情感态度与价值观:培养学生热爱科学,积极探索的精神。
课前预习学案一、预习内容1.导体的电阻是导体本身的一种,它是由导体决定的,导体的电阻跟它的有关;跟它的有关;跟它的有关。
2.电阻定律:同种材料的导体,其电阻R与它的长度L成,与它的横截面积成;导体的电阻与有关。
表达式R= ,式中ρ是比例系数,它与导体的材料有关,是表征的一个重要的物理量。
3.各种材料的电阻率都随温度的变化而,金属的电阻率随温度的升高而,而有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响,常用来制作。
二、提出疑惑课内探究学案一、学习过程1. 控制变量法:物理学中,如果想研究一个量与其他几个量的关系时,可以采用保持其他量不变,只让某一个量发生变化去研究量的变化规律。
2.比较是电阻的定义式,其电阻并不随电压、电流的变化而变化,只是可由该式计算电阻。
时电阻的决定式,其电阻的大小由导体的材料、横截面积和长度共同决定。
提供了一种测量R的方法:只要测出U、I就可求出R。
提供了一种测导体ρ的方法:只要测出R、L和S就可以求出ρ。
例 1 如图所示,厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm,bc=5 cm,当将A与B接入电压为U的电路中时,电流为1 A;若将C与D 接入电压为U的电路中,则电流为( )A、4 AB、2 AC、3 AD、5 A解析:设将A与B连入电路时,电阻为R1,C与D连入电路时电阻为R2,金属片厚度为h,由电阻定律得所以R1∶R2=4∶1,故后者电流I2=4I1.答案选A例2 某用电器离供电电源距离为L,线路上的电流为I,若要求线路上的电压降不超过U,已知输电线的电阻率为ρ,该输电线的横截面积最小值是( )A、ρL/RB、2ρLI/UC、U/ρLID、2UL/Iρ例3如图所示,两只相同的白炽灯L1和L2串联接在电压恒定的电路中.若L1的灯丝断了,经搭丝后与L2. 串联,重新接在原电路中,则此时L1的亮度与灯丝未断时比较( )A.不变B.变亮C.变暗D.条件不足,无法判断解析:设两灯电阻为R1和R2,外加电压为U,则灯L1消耗的电功率为灯L1断后重新搭接,R1变小,故上式中变量仅是R1.注意到为常量,故当即时,最小,此时P1最小;当R1变小,则变大,结果P1变小,灯L1变暗.所以,正确的答案是C.三、反思总结四、当堂检测1.根据电阻定律,电阻率对于温度一定的某种金属来说,它的电阻率( )A.跟导线的电阻成正比B.跟导线的横截面积成正比C.跟导线的长度成反比D.由所用金属材料的本身特性决定2.电路中有一段金属丝长为L,电阻为R,要使电阻变为4R,下列可行的方法是( )A.将金属丝拉长至2LB.将金属丝拉长至4LC.将金属丝对折后拧成一股D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍3.一段粗细均匀的镍铬合金丝,横截面的`直径为d,电阻为R,如果把它拉成直径为的均匀细丝,电阻值将变为()A. B.16R C.256R D.4.滑动变阻器的原理如图所示,则下列说法中正确的是 ( )A.若将a、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值增大B.若将a、d两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值减小C.若将b、c两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值增大D.若将a、b两端连在电路中,则当滑片OP向右滑动时,变阻器的阻值不变5.有一只灯泡的灯丝断了,通过转动灯泡灯丝接通,再接入电源后,所发生的现象及其原因是( )A.灯丝电阻变小,通过它的电流变大,根据P=I2R,电灯变亮B.灯丝电阻变大,通过它的电流变小,根据P=I2R,电灯变暗C.灯丝电阻变小,它两端的电压不变,根据,电灯变亮D.灯丝电阻变大,它两端的电压不变,根据,电灯变暗6. 两根完全相同的金属裸导线A和B,如果把导线A均匀拉长到原来的2倍,导线B对折后拧成一股,然后分别加上相同的电压,则它们的电阻之比RA:RB为_____ _,相同时间内通过导体横截面的电荷量之比qA:qB为______A.1:4B.1:8C.1:16D.16:l。
高中物理电阻定律教案一、教学目标1. 让学生理解电阻的概念,知道电阻是导体对电流的阻碍作用。
2. 让学生掌握电阻的计算公式,能够运用电阻定律解决问题。
3. 培养学生运用科学知识解决实际问题的能力。
二、教学重点1. 电阻的概念及电阻定律。
2. 电阻的计算公式及应用。
三、教学难点1. 电阻定律的理解和应用。
2. 电阻计算公式的推导和灵活运用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生探究电阻定律。
2. 利用实验和实例,让学生直观地理解电阻的概念和作用。
3. 运用小组讨论法,培养学生的合作精神和口头表达能力。
五、教学内容1. 电阻的概念:引导学生从生活中了解电阻,理解电阻是导体对电流的阻碍作用。
2. 电阻定律:介绍欧姆定律,让学生掌握电阻、电流和电压之间的关系。
3. 电阻的计算公式:推导电阻的计算公式,让学生学会运用公式计算电阻。
4. 电阻的应用:通过实例,让学生学会运用电阻定律解决实际问题。
教案内容待补充六、教学过程1. 导入:通过生活中的实例,如照明电路中的灯泡,引导学生思考电阻的概念。
2. 新课导入:讲解电阻的定义,解释电阻是导体对电流的阻碍作用。
3. 电阻定律讲解:介绍欧姆定律,阐述电阻、电流和电压之间的关系。
4. 电阻计算公式推导:引导学生通过实验数据,分析并推导出电阻的计算公式。
5. 实例分析:运用电阻定律解决实际问题,如照明电路中灯泡的亮度与电阻的关系。
七、课堂练习1. 布置练习题:让学生运用电阻定律计算简单电路中的电阻值。
2. 学生自主练习:独立完成练习题,巩固电阻定律的应用。
3. 答案讲解:讲解练习题的答案,分析学生的解题过程,纠正错误。
八、拓展知识1. 介绍其他电阻元件:如电阻箱、电阻传感器等,让学生了解电阻在实际应用中的多样性。
2. 电阻的测量:讲解电阻的测量方法,如用万用表测量电阻值。
九、课堂小结1. 回顾本节课的主要内容,让学生总结电阻的概念、电阻定律和计算公式。
2. 强调电阻在实际生活中的应用,提醒学生关注物理与生活的联系。
高二物理教案:《电阻定律》教学设计即是运用系统方法分析教学问题,确定教学目标,建立解决教学问题的策略,评价试行结果和对方案进行修改的过程。
下面是本文库为您推荐高二物理教案:《电阻定律》。
(一)教学设计一、提出问题(2)如何测定导体的电阻(请同学设计电路)(3)出示电阻器实物,提出课题(电阻的大小与哪些因素有关)。
(评述:从学生已有的认知结构出发,让学生自行设计电路,对所设计电路中各元件(如变阻器等)功能进行分析。
在此基础上提出课题。
以突出学习者的主体作用。
)二、探索规律(1)猜想:R可能与哪些因素有关(材料、长度、横截面积、温度……)(2)研究方法:控制变量法(通过与牛二定律研究方法类比、迁移)(3)实验操作:a.学生连接电路b.教师演示,学生读数并记录表中c.控制变量完成操作(4)分析数据:先定性观察:R与材料、长度、横截面积有关。
(5)得出结论:(板书)(研究电阻有关因素)(评述:通过从猜想→研究方法→实验操作等一系列探索过程,将学习者始终置于探索者的位置,使学习过程成为"再发现"或"重新发现"的过程。
以此,让学生掌握获取知识的方法,发展思维能力。
)三、深化规律(1)动用实验,研究电阻与温度的关系,从而加深对定律适用范围的理解。
实验(一):研究小灯泡灯丝的电阻率与温度的关系,并用多媒体模拟板画I-U图线。
结论(一):金属材料(灯丝)电阻随温度的升高而增大,其实质是电阻定律中的电阻率增大。
并指出各种不同材料的电阻率不同。
从而明确电阻定律适用于温度一定的条件下。
(2)运用实验变式,进一步研究不同材料的电阻率,其热敏特性不同。
实验(二):选用日光灯管中的灯丝为材料,用火柴燃烧。
观察到小灯泡逐渐变暗。
实验(三):选用合金材料,用火柴燃烧。
观察到小灯泡逐渐变暗。
实验(四):选用半导体材料,用火柴燃烧时小灯泡逐渐变亮。
降温后,小灯泡逐渐变暗。
小结:不同材料的电阻率随温度的变化情况不同,根据这一特性,我们可以物尽其用。
高中物理电阻定律教案一、教学目标:1. 让学生理解电阻的概念,知道电阻的单位。
2. 让学生掌握电阻定律的公式,能够运用电阻定律解决实际问题。
3. 培养学生实验操作能力,提高学生观察、分析问题的能力。
二、教学内容:1. 电阻的概念及其单位2. 电阻定律的公式及意义3. 电阻定律的应用三、教学重点与难点:1. 重点:电阻的概念、电阻定律的公式及应用。
2. 难点:电阻定律公式的推导及应用。
四、教学方法:1. 采用问题驱动法,引导学生思考电阻的概念及其重要性。
2. 利用公式推导法,引导学生推导电阻定律公式。
3. 运用实例分析法,让学生通过实际问题,掌握电阻定律的应用。
五、教学过程:1. 导入:引导学生回顾电流、电压的概念,引出电阻的概念。
2. 新课:讲解电阻的概念,介绍电阻的单位,让学生理解电阻的意义。
3. 公式推导:引导学生利用已知的电流、电压、电阻的定义,推导出电阻定律的公式。
4. 应用实例:让学生通过实例,运用电阻定律解决实际问题,加深对电阻定律的理解。
5. 课堂小结:总结本节课的主要内容,强调电阻的概念、电阻定律的公式及应用。
6. 作业布置:布置一些有关电阻定律的应用题,让学生巩固所学知识。
六、教学评估:1. 课堂提问:通过提问了解学生对电阻概念的理解程度,以及对电阻定律公式的掌握情况。
2. 实例分析:观察学生在解决实际问题时的操作和思考过程,评估学生对电阻定律的应用能力。
3. 作业批改:通过作业了解学生对课堂内容的巩固程度,以及对电阻定律公式的运用能力。
七、教学反思:1. 针对课堂提问的反馈,调整教学方法,以更直观的方式解释电阻的概念和电阻定律的应用。
2. 根据实例分析的观察,引导学生运用科学方法解决物理问题,提高学生的分析能力。
3. 根据作业批改的反馈,针对学生普遍存在的问题进行讲解和辅导,以提高学生的学习效果。
八、拓展与延伸:1. 引导学生探究电阻与材料、长度、横截面积的关系,培养学生的探究精神。
专题八 恒定电流 考纲展示 命题探究考点一 电路的基本概念和规律基础点知识点1 电流和电阻 1.电流 (1)形成①导体中有能够自由移动的电荷。
②导体两端存在电压。
(2)方向:规定为正电荷定向移动的方向。
电流是标量。
(3)定义式:I =qt 。
(4)微观表达式I =nqS v 。
(5)单位:安培(安),符号A,1 A =1 C/s 。
2.电阻(1)定义式:R =UI。
(2)物理意义:导体的电阻反映了导体对电流的阻碍作用。
3.电阻定律(1)内容:同种材料的导体,其电阻R 与它的长度成正比,与它的横截面积成反比,导体的电阻与构成它的材料有关。
(2)表达式:R =ρlS 。
4.电阻率(1)计算式:ρ=R Sl,单位:Ω·m 。
(2)物理意义:反映导体的导电性能,是表征材料性质的物理量。
(3)电阻率与温度的关系。
①金属:电阻率随温度升高而增大。
②半导体:电阻率随温度升高而减小。
③一些合金:几乎不受温度的影响。
④超导体:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小为零,成为超导体。
知识点2 欧姆定律和伏安特性曲线 1.欧姆定律(1)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。
(2)表达式:I =UR 。
(3)适用范围①金属导电和电解液导电(对气体导电不适用)。
②纯电阻电路(不含电动机、电解槽的电路)。
2.导体的伏安特性曲线(1)I -U 图线:以电流为纵轴、电压为横轴画出导体上的电流随电压的变化曲线,如图所示。
(2)比较电阻的大小:图线的斜率I U =1R ,图中R 1>R 2(选填“>”“<”或“=”)。
(3)线性元件:伏安特性曲线是直线的电学元件,适用于欧姆定律。
(4)非线性元件:伏安特性曲线为曲线的电学元件,不适用于欧姆定律。
知识点3 电功、电功率、焦耳定律 1.电功(1)定义:导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动,电场力做的功称为电功。
(2)公式:W =qU =UIt 。
实验七测定金属的电阻率【考纲知识梳理】一、实验目的1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法.2.掌握螺旋测微器的使用方法和读数方法.3.学会利用伏安法测电阻,进一步测出金属丝的电阻率.二、实验原理由R=得ρ=因此,只要测出金属丝的长度l,横截面积S和金属丝的电阻R,即可求出金属丝的电阻率ρ.(1)把金属丝接入电路中,用伏安法测金属丝的电阻R (R= ).电路原理如图所示.(2)用毫米刻度尺测量金属丝的长度l,用螺旋测微器量得金属丝的直径,算出横截面积S.(3)将测量的数据代入公式ρ=求金属丝的电阻率.【螺旋测微器、游标卡尺的使用】1.螺旋测微器的构造原理及读数(1)螺旋测微器的构造如图所示是常用的螺旋测微器.它的测砧A和固定刻度S固定在尺架F上.旋钮K、微调旋钮K′和可动刻度H、测微螺杆P连在一起,通过精密螺纹套在S上.(2)螺旋测微器的原理测微螺杆P与固定刻度S之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮K每旋转一周,P前进或后退0.5 mm,而可动刻度H上的刻度为50等份,每转动一小格,P前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的精确度为0.01 mm.读数时估读到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺.(3)读数:测量时被测物体长度的整毫米数由固定刻度读出,小数部分由可动刻度读出.测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度数(估读一位)×0.01(mm)如图所示,固定刻度示数为2.0 mm,不足半毫米而从可动刻度上读的示数为15.0,最后的读数为:2.0 mm+15.0×0.01 mm=2.150 mm.2.游标卡尺(如图)(1)构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪)、游标尺上还有一个深度尺,尺身上还有一个紧固螺钉.(2)用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径.(3)原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少1 mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、50个的,见下表:(4)读数:若用x表示由主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上某一刻线对齐的游标的格数,则记录结果表达为(x+K×精确度) mm.【伏安法测电阻】1.电流表的内接法和外接法的比较2.两种电路的选择(1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若R x较小,宜采用电流表外接法;若R x较大,宜采用电流表内接法.简单概括为“大内偏大,小外偏小”.(2)临界值计算法R x<时,用电流表外接法;R x> 时,用电流表内接法.(3)实验试探法:按图示接好电路,让电压表一根接线柱P先后与a、b处接触一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可采用电流表内接法.三、实验器材被测金属丝、螺旋测微器、毫米刻度尺、电池组、电流表、电压表、滑动变阻器、开关、导线若干. 【要点名师透析】一、实验步骤1.直径测定:用螺旋测微器在被测金属导线上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d,计算出导线的横截面积S=2.电路连接:按如图所示的原理电路图连接好用伏安法测电阻的实验电路.3.长度测量:用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属导线的有效长度,反复测量3次,求出其平均值l.4.U、I测量:把滑动变阻器的滑动片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置,电路经检查确认无误后,闭合开关S,改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的示数I和U的值,记入表格内,断开开关S.5.拆去实验线路,整理好实验器材.【例1】(2011·江门模拟)在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长度L,金属丝的电阻大约为5 Ω,先用伏安法测出金属丝的电阻R,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率.(1)从图中读出金属丝的直径为______mm.(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材:A.电压表0~3 V,内阻10 kΩB.电压表0~15 V,内阻50 kΩC.电流表0~0.6 A,内阻0.05 ΩD.电流表0~3 A,内阻0.01 ΩE.滑动变阻器,0~10 ΩF.滑动变阻器,0~100 Ω①要求较准确地测出其阻值,电压表应选____,电流表应选_____,滑动变阻器应选______.(填序号)②实验中某同学的实物接线如图所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误.错误1_______________________________________错误2_______________________________________【答案】(1)0.680(或0.679)(2)①A C E②错误1:导线连接在滑动变阻器的滑片上错误2:采用了电流表内接法【详解】(1)从螺旋测微器的固定刻度上可以看出,半毫米刻度线已经露出来,因此主尺上应读0.5 mm,可动刻度上接近第18个刻度线,可以估读0.180 mm(或0.179 mm),所以该金属丝直径应为0.5 mm+0.180 mm(或0.179 mm)=0.680 mm(或0.679 mm).(2)①由电路图知电源是两节干电池,电动势是3 V,用3 V量程的电压表A;因为电阻丝的电阻大约为5 Ω,如果把3 V的电动势全加在电阻丝上,电流才是0.6 A,因此用量程是0.6 A的电流表C;此题中金属丝的电阻大约为5 Ω,为了减小实验误差,应选10 Ω的滑动变阻器E.二、数据处理1.在求R x的平均值时可用两种方法(1)用R x=分别算出各次的数值,再取平均值.(2)用U-I图线的斜率求出.2.计算电阻率:将记录的数据R x、l、d的值代入电阻率计算式ρ=3.误差分析(1)金属丝的横截面积是利用直径计算而得,直径的测量是产生误差的主要来源之一.(2)采用伏安法测量金属丝的电阻时,由于采用的是电流表外接法,测量值小于真实值,使电阻率的测量值偏小.(3)金属丝的长度测量、电流表和电压表的读数等会带来偶然误差.(4)由于金属丝通电后发热升温,会使金属丝的电阻率变大,造成测量误差.4.注意事项(1)本实验中被测金属导线的电阻值较小,因此实验电路一般采用电流表外接法.(2)实验连线时,应先从电源的正极出发,依次将电源、开关、电流表、待测金属导线、滑动变阻器连成主干线路(闭合电路),然后再把电压表并联在待测金属导线的两端.(3)测量被测金属导线的有效长度,是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度,亦即电压表两端点间的待测导线长度,测量时应将导线拉直,反复测量三次,求其平均值.(4)测金属导线直径一定要选三个不同部位进行测量,求其平均值.(5)闭合开关S之前,一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置.(6)在用伏安法测电阻时,通过待测导线的电流强度I不宜过大(电流表用0~0.6 A量程),通电时间不宜过长,以免金属导线的温度明显升高,造成其电阻率在实验过程中逐渐增大.(7)求R的平均值时可用两种方法:第一种是用R=U/I算出各次的测量值,再取平均值;第二种是用图象(U-I图线)来求出.若采用图象法,在描点时,要尽量使各点间的距离拉大一些,连线时要尽可能地让各点均匀分布在直线的两侧,个别明显偏离较远的点可以不予考虑.【例2】(2010·福建高考)如图所示是一些准备用来测量待测电阻R x阻值的实验器材,器材及其规格列表如下为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化.请用实线代表导线,在所给的实验器材图中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量R x阻值的电路.【答案】测量R x阻值的电路如图【详解】由于待测电阻约为1 000 Ω,滑动变阻器阻值为100 Ω,且要使电表读数有较明显的变化,因此滑动变阻器应采用分压接法,由于加在待测电阻的最大电流约为10 mA ,显然3 A 的电流表不能用,因此将V 1当作电流表使用.由于V 1表的电压能够测量,故采用V 1表内接法. 【感悟高考真题】1.(2011·浙江理综·T22)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”实验中,为了探究三根材料未知,横截面积均为S=0.20mm 2的金属丝a 、b 、c 的电阻率,采用如图所示的实验电路,M 为金属丝c 的左端点,O 为金属丝a 的右端点,P 是金属丝上可移动的接触点。
《电阻定律教案》课件一、教学目标:1. 让学生了解电阻的概念及其单位;2. 掌握电阻定律的公式及影响因素;3. 能够运用电阻定律解决实际问题。
二、教学内容:1. 电阻的概念及单位讲解电阻的定义,电阻是电流流过导体时所遇到的阻碍作用。
单位为欧姆(Ω)。
2. 电阻定律公式电阻定律表示为R = ρ(L/A),其中R为电阻,ρ为电阻率,L为导体的长度,A为导体的横截面积。
3. 影响电阻的因素讲解电阻与导体材料、长度、横截面积、温度之间的关系。
三、教学过程:1. 导入新课通过提问方式引导学生回顾电流、电压的概念,引出电阻的概念。
2. 讲解电阻的概念及单位利用PPT展示电阻的定义,讲解电阻的单位欧姆(Ω)。
3. 引入电阻定律公式讲解电阻定律公式R = ρ(L/A),并解释各符号的含义。
4. 分析影响电阻的因素利用PPT展示导体材料、长度、横截面积、温度对电阻的影响,讲解各因素对电阻的影响程度。
5. 课堂练习布置一道应用电阻定律解决实际问题的练习题,让学生巩固所学知识。
四、教学评价:1. 课后作业:布置一道关于电阻定律的应用题,检验学生掌握程度。
2. 课堂问答:提问学生关于电阻定律的知识点,检验学生理解程度。
五、教学资源:1. PPT课件:展示电阻的概念、单位、电阻定律公式及影响因素。
2. 教学素材:提供实际问题,让学生运用电阻定律解决。
六、教学建议:1. 注重引导学生主动思考,提高课堂互动性;2. 举例生动形象,便于学生理解和记忆;3. 鼓励学生提问,解答学生疑问;4. 及时批改作业,反馈学生学习情况。
六、教学拓展:1. 介绍欧姆定律:V = IR,其中V为电压,I为电流,R为电阻。
2. 讲解电阻的串联和并联:串联时总电阻为各分电阻之和,并联时总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。
七、课堂小结:1. 总结本节课所学内容,强调电阻的概念、单位、电阻定律公式及影响因素;2. 强调电阻定律在实际应用中的重要性。
八、课后作业:1. 完成PPT课件后的练习题;2. 结合生活实际,思考电阻定律在电子产品、电路设计等方面的应用。
电阻定律教学目标1.知识与技能知道导体的电阻与影响电阻的因素之间的关系;理解电阻定律的内容;理解电阻率的意义;会设计电路并能够连接电路。
2.过程与方法让学生体验科学探究的过程:“问题-猜想-探究-结论”;会用控制变量法研究电阻R与导体长度L、横截面积S、温度T以及材料的关系. 3.情感、态度与价值观通过探究,培养学生科学思维的能力和合作交流的能力,激发求知欲望,增强学习兴趣.教学用具1.实验器材:学生电源、电流表电压表滑动变阻器开关电阻定律演示板12套导线等.2.多媒体课件.教学重点、难点重点:设计研究电阻和长度关系的探究方案,并根据实验数据进行分析、得出结论。
难点:探究方案的设计教学过程引入:设计1:如果你家里买了新房子,要搞装修安装电线,爸妈把电线选购的任务交给你,这里有三种线材,(Φ4的铜芯线、Φ1.5的铜芯线和·Ф1.5的钢丝线),如果“不差钱”,你会选购哪种?…Φ4的铜芯线好些,因为它的电阻小些,那么,电阻的阻值和哪些因素有关?师:没错!初中我们已经知道影响电阻的因素有导体、长度、横截面积以及材料,还知道导体越长、越细,电阻就越大。
师:电阻和导体的长度、横截面积之间可能有什么样的定量关系呢?比如我一根导线长度增加一倍,电阻增加多少呢?学生猜想、回答这节课,我们就通过实验来探究电阻和导体的材料、长度L、横截面积S的定量关系。
设计2:出示一个100w和和一个25w灯泡,请一个同学来观察,并加以区别。
(○1参数○2灯丝粗细) 两个灯泡正常工作起来后,亮度不同,说明电阻不同,从这个灯泡,可以想到电阻与什么有关?学生:横截面积师:那么同学们猜想一下,导体的电阻大小还跟哪些因素有关?生: 长度、横截面积、材料温度那么电阻与导体的长度、横截面积、材料到底是怎样的关系呢?本节课我们就来探究导体的电阻与以上这些因素的定量关系(板书)电阻定律新课授课:引导学生思考:首先我们先在温度一定(室温下)来通过实验来探究电阻与导体长度、横截面积以及材料的关系。
高中物理电阻定律优秀教案主题:电阻定律教学目标:1. 了解电阻的概念及分类。
2. 掌握欧姆定律和串并联电路的电阻计算。
3. 能够解决与电阻相关的问题。
4. 探究电阻与电流、电压、功率之间的关系。
教学重点:1. 欧姆定律的理解和应用。
2. 串并联电路中电阻的计算方法。
教学难点:1. 探究电阻与电流、电压、功率之间的关系。
2. 解决具体问题时的思维能力。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 引导学生回顾电容的概念及特点,提问:电流在导体中通过时会遇到什么阻力?2. 学生回答后,介绍电阻的概念及分类。
二、欧姆定律(15分钟)1. 解释欧姆定律的含义:当电流通过的导体两端的电压与电流成正比时,导体的电阻是恒定的。
2. 讲解欧姆定律的数学表达式:V=IR,其中V代表电压,I代表电流,R代表电阻。
3. 演示欧姆定律的应用:根据已知电流和电压计算电阻。
三、串并联电路中的电阻计算(20分钟)1. 介绍串联电路和并联电路的特点及电阻计算方法。
2. 演示串并联电路中电阻的计算方法,并让学生进行练习。
四、探究电阻与电流、电压、功率之间的关系(15分钟)1. 引导学生思考电流、电压、电阻和功率之间的关系,提出问题:当电压不变时,电阻的增大会导致什么变化?2. 学生讨论后,讲解电阻、电流、电压和功率之间的数学关系。
五、练习与检测(15分钟)1. 给学生布置电阻定律相关的练习题,检测他们的学习情况。
2. 对学生的练习情况进行评价和指导。
六、总结与延伸(5分钟)1. 总结本节课的学习内容,强调电阻定律的重要性。
2. 引导学生思考电阻定律在日常生活中的应用,并鼓励他们继续探究电路中的其他问题。
教学反思:通过本节课的教学,学生对电阻定律的理解和应用能力有了一定的提高。
但在解决具体问题时,部分学生仍存在一定的困难。
因此,在以后的教学中,需要更加注重培养学生的解决问题的能力,引导他们通过思考和实践来提升对电阻定律的理解。
高中物理电阻定律教案一、教学目标1. 让学生理解电阻的概念,知道电阻的单位是欧姆(Ω)。
2. 让学生掌握电阻定律的公式,能够运用电阻定律解决实际问题。
3. 培养学生运用科学方法研究问题的能力,提高学生的实验技能。
二、教学内容1. 电阻的概念及单位2. 电阻定律的公式及意义3. 电阻定律的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:电阻的概念,电阻定律的公式及应用。
2. 教学难点:电阻定律公式的推导,运用电阻定律解决实际问题。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考电阻的概念和意义。
2. 利用实验方法,让学生直观地观察电阻的影响因素。
3. 运用案例分析法,让学生学会运用电阻定律解决实际问题。
五、教学过程1. 引入新课:讲解电阻的概念,引导学生思考电阻的意义和作用。
2. 讲解电阻的单位:介绍欧姆(Ω)的概念,让学生理解电阻的计量单位。
3. 推导电阻定律公式:讲解电阻定律的推导过程,让学生理解电阻定律的原理。
4. 实验探究:安排学生进行实验,观察电阻的影响因素,验证电阻定律。
5. 案例分析:给学生提供实际问题,让学生运用电阻定律解决这些问题。
6. 总结与评价:对本节课的内容进行总结,对学生的学习情况进行评价。
六、教学评估1. 课堂提问:通过提问方式检查学生对电阻概念和电阻定律的理解程度。
2. 实验报告:评估学生在实验中的观察、分析、总结能力,以及对电阻定律的应用。
3. 课后作业:布置相关习题,让学生巩固电阻定律的相关知识,提高解题能力。
七、教学拓展1. 介绍其他电阻的单位,如千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)等,让学生了解电阻单位的前缀。
2. 探讨实际电路中电阻的串并联现象,让学生了解电阻在复杂电路中的作用。
八、教学资源1. 实验器材:电阻器、电压表、电流表、导线等。
2. 教学课件:制作电阻定律的相关课件,辅助学生理解电阻定律的推导过程。
3. 参考资料:提供有关电阻定律的科普文章、视频等,供学生课后拓展学习。
生而知之者上也;学而知之者次也;困而学之又其次也;困而不学,民斯为下矣。
下面是为您推荐高三物理教案:《电阻定律》。
一、教材分析本节课是一节实验探究和理论探究课。
从研究方法上讲,本节内容是体现和渗透物理学研究方法的经典案例。
如何通过两种探究方案进一步培养学生探究能力,使学生逐渐掌握科学的探究方法,对学生今后的发展尤为重要。
二、教学目标1、知识目标①知道电阻定律及其表达式;②了解导体电阻率的概念,知道常见金属导体电阻率的大小的排序;③了解导体的电阻率与温度有关。
2、能力目标①通过探究导体电阻与材料、长度及横截面积的定量关系,掌握科学的探究方法,体验科学的探究过程。
②学习实验数据的处理方法,发展思维能力。
3、情感、态度与价值观目标①通过实验探究,培养实事求是、尊重客观规律的态度;②通过小组交流与讨论,培养学生合作与交流的团队精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,养成在合成中既坚持原则又尊重他人的品质。
③通过对相关科技问题的讨论学习,增强将物理知识应用于实际的意识,加强对学生的人文教育。
三、教学重点难点重点:探究电阻定律的定量关系是这节课的教学重点。
难点:如何设计合理可行的实验方案是本节课的难点。
关键:如何引导学生设计实验方案,如何引导学生建立理论分析的物理模型是关键。
四、学情分析我将首先设置问题情境,引导学生猜想影响电阻的可能因素;然后通过学生自主探究和分组合作交流实验方案;最后师生共同交流归纳结论来突出教学的重点;通过设置情境引导学生建立物理模型化解学生进行理论分析的难点;通过引导学生复习电阻串并联知识及控制变量法,充分运用学生已有知识分解实验探究的难点。
五、教学方法本节课我将采用“导、探”式教学方法。
“导”:即教师通过设置情境和问题,引导学生提出探究方案,发挥主导作用;“探”:即学生自主探究。
六、课前准备“220V,100W”和“220V,25W” 的2只白炽灯泡七、课时安排 1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情景引入、展示目标情境一:展示一组简单的串联电路,请学生思考导体的电阻可能与什么因素有关??情境二:展示一组简单的并联电路,请学生思考导体的电阻可能与什么因素有关?情境三:教师提供“220V,100W”和“220V,25W” 的2只白炽灯泡,请学生观察。
一、教学内容:高考第一轮复习——电阻定律与欧姆定律问题综合二、学习目标:1. 掌握电流的概念及其特点,能够在具体问题中灵活运用欧姆定律分析电路的结构特点及相关物理量。
2. 掌握电阻定律的内容及其实质,突出理解电阻定律在实验过程中所体现的物理思想。
3. 重点掌握伏安特性曲线类习题的解题思路和方法。
考点地位:本节的内容是电学理论的基础,在高考中占有相当重要的地位,近几年的高考中,电学实验是实验考查的重点,学习好这部分的内容是理解好电学实验的基础,本部分内容在高考中既可以通过选择或计算题的形式单独考查知识点,可以把本部分的内容与电学实验综合在一起考查,如对于电路结构的分析,对于伏安特性曲线问题的考查,都是近几年高考的热点。
(一)电流1. 定义:电荷的定向移动形成电流.注:①此处的“电荷”指自由电子、正电荷、负电荷.②电荷的无规则运动形不成电流,只有定向移动才能形成电流.2. 形成电流的条件:①导体两端存在电压;②存在可自由移动的电荷.3. 电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向. 如电流是靠自由电子的定向移动形成的,则电流方向与自由电子的定向移动方向相反.4. 电流的定义式:tQ I =,其中Q 是通过导体截面的电荷量. 在国际单位制中电流的单位是安培. A 10A 1,A 10mA 163--=μ=. 5. 电流的微观本质:如图所示,AD 表示粗细均匀的一段导体l ,两端加一定的电压,导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ,设导体横截面积为S ,导体每单位体积内的自由电荷数为n ,每个自由电荷的电荷量为q.AD 导体中的自由电荷总数:N=n l S总电荷量:Q=Nq=n l Sq所有这些电荷都通过横截面D 所需要的时间:v l t =导体AD 中的电流:nqSv v/l nlSq t Q I === 由此可见,从微观上看,电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动速度,还与导体的横截面积有关.问题1、电流概念的理解及其微观表达式的运用:如下图所示电解池内有一价离子的电解液,在时间t (s )通过溶液截面S 的正离子数为n 1,负离子数为n 2,设元电荷电量为e ,则以下说法正确的是( )A. 溶液内电流方向从A 到B ,电流强度为t /e n 1B. 溶液内电流方向从B 到A ,电流强度为t /e n 2C. 溶液内正、负离子反方向移动,产生的电流相互抵消D. 溶液内电流方向从A 到B ,电流强度为t /e )n n (21+答案:D变式1:在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束。
第3课时电阻定律基础知识归纳1.电阻定律(1>内容:同种材料的导体,其电阻R与导体的长度l成正比,与它的横截面积S成反比;导体的电阻还与构成它的材料及温度有关.nqRqdAlbqj(2>公式.:(3>上式中的比例系数ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率(反映该材料的性质,不是每根具体的导体的性质>.与导体的长度和横截面积无关,与导体的温度有关,单位是Ω·m.nqRqdAlbqj(4>纯金属的电阻率小,合金的电阻率大.(5>材料的电阻率与温度的关系:①金属的电阻率随温度的升高而增大(可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧,对自由电子的定向移动的阻碍增大>,铂较明显,可用于做温度计;锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变,可用于做标准电阻.nqRqdAlbqj ②半导体的电阻率随温度的升高而减小(可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电,温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大,导电能力提高>.nqRqdAlbqj ③有些物质当温度接近0 K时,电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象.能够发生超导现象的物体叫超导体.材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC.nqRqdAlbqj(6>公式R=错误!是电阻的定义式,而R=ρ是电阻的决定式,R与U成正比或R与I成反比的说法是错误的,导体的电阻大小由长度、横截面积及材料决定,一旦导体给定,即使它两端的电压U=0,它的电阻仍然存在.nqRqdAlbqj重点难点突破一、滑动变阻器的使用1.滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点如图所示的两种电路中,滑动变阻器(最大阻值为R0>对负载RL的电压、电流强度都起控制调节作用,通常把图(a>电路称为限流接法,图(b>电路称为分压接法.nqRqdAlbqj上电压调负载RL上电流调E≤UL≤E≤IL≤0≤IL≤其中,在限流电路中,通过RL的电流IL=,当R0>RL 时,IL主要取决于R0的变化,当R0<RL时,IL主要取决于RL,特别是当R0≪RL时,无论怎样改变R0的大小,也不会使IL有较大变化.在分压电路中,不论R0的大小如何,调节滑动触头P的位置,都可以使IL有明显的变化.nqRqdAlbqj2.滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法滑动变阻器以何种接法接入电路,应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑,灵活选择.(1>下列三种情况必须选用分压式接法:①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如:测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路>,即大范围内测量时,必须采用分压接法.nqRqdAlbqj ②当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据>时,必须采用分压接法.因为按图(b>连接时,因RL≫R0>RaP,所以RL与RaP的并联值R 并≈RaP,而整个电路的总电阻约为R0,那么RL两端电压UL=IR并=·RaP,显然UL∝RaP,且RaP越小,这种线性关系越好,电表的变化越平稳均匀,越便于观察和操作.nqRqdAlbqj ③若采用限流接法,电路中实际电压(或电流>的最小值仍超过RL的额定值时,只能采用分压接法.(2>下列情况可选用限流式接法:①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节,只是小范围内测量,且RL与R0接近或RL略小于R0,采用限流式接法.nqRqdAlbqj ②电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小,不能满足分压式接法的要求时,采用限流式接法.③没有很高的要求,仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时,可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.二、电阻的测量电阻的测量有多种方法,主要有伏安法、欧姆表法,除此以外,还有伏伏法、安安法、加R法、半偏法、电桥法、等效法等等.nqRqdAlbqj下面主要介绍伏安法测电阻的电路选择1.伏安法测电阻的两种电路形式(如图所示>2.实验电路(电流表内外接法>的选择测量未知电阻的原理是R=,由于测量所需的电表实际上是非理想的,所以在测量未知电阻两端电压U和通过的电流I时,必然存在误差,即系统误差,要在实际测量中有效地减少这种由于电表测量所引起的系统误差,必须依照以下原则:nqRqdAlbqj (1>若>,一般选电流表的内接法,如图(a>所示.由于该电路中,电压表的读数U表示被测电阻Rx与电流表A串联后的总电压,电流表的读数I表示通过本身和Rx的电流,所以使用该电路所测电阻R测==Rx+RA,比真实值Rx大了RA,相对误差a=nqRqdAlbqj (2>若,一般选电流表外接法,如图(b>所示.由于该电路中电压表的读数U表示Rx两端电压,电流表的读数I表示通过Rx与RV并联电路的总电流,所以使用该电流所测电阻R测=比真实值Rx略小些,相对误差a=nqRqdAlbqj (3>试触判断法:当Rx、RA、RV大约值都不清楚时用此法.如图所示,将单刀双掷开关S分别接触a点和b点,若看到电流表读数变化较大,说明电压表分流影响较大,应该选用内接法;若看到电压表读数变化较大,说明电流表分压影响较大,应该选用外接法.nqRqdAlbqj 在测定金属电阻率电路中,由于电阻丝电阻较小,所以实验室采用电流表外接法;测电池的电动势和内阻,通常采用电流表外接法.nqRqdAlbqj3.实验仪器选用与实物图连接(1>仪器的选择一般应考虑三方面因素:①安全因素,如:通过电源和电阻的电流不能超过其允许的最大电流,各电表读数不能超过量程.②误差因素,如:选用电表量程应考虑尽可能减小测量值的相对误差;电压表、电流表在使用时,要用尽可能使指针接近满刻度的量程,其指针应偏转到满刻度的1/3~2/3之间;使用欧姆表时宜选用指针尽可能在中间刻度附近的倍率挡位.nqRqdAlbqj ③便于操作,如:选用滑动变阻器时应考虑对外供电电压的变化范围既能满足实验要求,又便于调节,滑动变阻器调节时应用到大部分电阻线,否则不便于操作.nqRqdAlbqj(2>选择仪器的一般步骤是:①根据实验要求设计合理的实验电路;②根据电路选择滑动变阻器;③选定电源,选择电压表和电流表以及所用的量程.(3>连接实物图的基本方法是:①画出实验电路图;②分析各元件连接方式,明确电表量程;③画线连接各元件,一般先从电源正极开始,到开关,再到滑动变阻器等,按顺序以单线连接方式将主电路中要串联的元件依次串联起来;其次将要并联的元件再并联到电路中去;连接完毕,应进行检查,检查电路也应对照电路图按照连线的方法和顺序进行.nqRqdAlbqj典例精析1.电阻的测量【例1】检测一个标称值为5 Ω的滑动变阻器.可供使用的器材如下:A.待测滑动变阻器Rx,总电阻约5 Ω(电阻丝绕制紧密,匝数清晰可数>B.电流表A1,量程0.6 A,内阻约0.6 ΩC.电流表A2,量程3 A,内阻约0.12 ΩD.电压表V1,量程15 V,内阻约15 kΩE.电压表V2,量程3 V,内阻约3 kΩF.滑动变阻器R,全电阻约20 ΩG.直流电源E,电动势3 V,内阻不计H.游标卡尺I.毫M刻度尺J.电键S,导线若干(1>用伏安法测定Rx的全电阻值,所选电流表为(填“A1”或“A2”>,所选电压表为(填“V1”或“V2”>.nqRqdAlbqj (2>在虚线框中画出测量电路的原理图,并根据所画原理图将下图中实物连接成测量电路.一步测量待测(3>为了进丝的电阻率,滑动变阻器电阻需要测量电阻丝的直径和总长度,在不破坏变阻器的前提下,请设计一个实验方案,写出所需器材及操作步骤,并给出直径和总长度的表达式.nqRqdAlbqj 【解读】(1>所用电源的电动势为3 V,Rx约为5 Ω,故回路中最大电流约为0.6 A,为了读数精确,所以电流表应选A1,电压表应选V2.nqRqdAlbqj(2>电路原理图和对应的实物连线图如图所示.(3>方案一:标卡尺、材:游需要的器毫M刻度尺主要操作步骤:①数出变阻器线圈缠绕匝数n.②用毫M刻度尺(也可以用游标卡尺>测量所有线圈的排列长度L,可得电阻丝的直径为d=L/n ③用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D,可得电阻丝总长度l=nπ(D->;也可以用游标卡尺测量变阻器瓷管部分的外径D,得电阻丝总长度l=nπ(D->nqRqdAlbqj④重复测量三次,求出电阻丝直径和总长度的平均值.方案二:需要的器材:游标卡尺主要的操作步骤:①数出变阻器线圈缠绕匝数n.②用游标卡尺测量变阻器线圈部分的外径D1和瓷管部分的外径D2,可得电阻丝的直径为d=电阻丝总长度l=π(D1+D2>③重复测量三次,求出电阻丝直径和总长度的平均值.【答案】(1>A1;V2 (2>、(3>见解读【拓展1】用伏安法测金属电阻Rx(约为5 Ω>的值,已知电流表内阻为1 Ω,量程0.6 A,电压表内阻为几千欧,量程为3 V,电源电动势为9 V,滑动变阻器阻值为0~6 Ω,额定电流为5 A,试画出测量Rx的原理图.nqRqdAlbqj【解读】因,故应选用电流表外接电路.如果采用变阻器限流接法,负载Rx的电压变化范围约为45/12~9 V,显然所提供的电压表量程不够,应采用分压接法,实际电路图应如图所示.nqRqdAlbqj2.电表的改装和使用【例2】将满偏电流Ig=300 μA、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对:(1> 利用如右图所示的电路测量表的内阻(图中电源的电动势E=4 V>:先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S2,保持R不变,调节R′,使电流表指针偏转到满刻度的,读出此时R′的阻值为200 Ω,则电流表内阻的测量值Rg=Ω.nqRqdAlbqj(2>将该表改装成量程为3 V的电压表,需(填“串联”或“并联”>阻值为R0=Ω的电阻.nqRqdAlbqj(3>把改装好的电压表与标准电压表进行核对,试画出实验电路图和实物连接图.(1>在保证干【解读】变的情况路中电流几乎不的特点可下,由并联电路得:IgRg=(Ig-Ig>R′,故得Rg=R′=100 Ω(2>将电流表改装成电压表,需串联一个分压电阻,分压电阻阻值为R0=Ω=9 900 Ω(3>核对电路中,标准表与改装表应并联,核对范围应尽可能大,滑动变阻器应采用分压式连接.电路图和实物图如下:【答案】(1>100 (2>串联;9 900 (3>见解读【思维提升】本题是一道综合性的基础题,只要同学们对基础知识了解得比较透彻,应该能较轻松解答此题.因此要求同学们务必夯实实验基础.nqRqdAlbqj3.电表内阻的测量【例3】某电流表的内阻在0.1 Ω~0.2 Ω之间,现要测量其内阻,可选用的器材如下:A.待测电流表A1(量程0.6 A>B.电压表V1(量程3 V,内阻约2 kΩ>C.电压表V2(量程15 V,内阻约10 kΩ>D.滑动变阻器R1(最大电阻10 Ω>E.定值电阻R2(阻值5 Ω>F.电源E(电动势4 V>G.电键S及导线若干(1>电压表应选用;(2>画出实验电路图;(3>若测得电压表读数U,电流表读数I,则电流表A1内阻表达式为RA=.【解读】利用电压表测电压,电流表测电流的功能,根据欧姆定律R=计算电流表的内阻.由于电源电动势为4 V,在量程为15 V的电压表中有的刻度没有利用,测量误差较大,因而不能选;量程为3 V的电压表其量程虽然小于电源电动势,但可在电路中接入滑动变阻器进行保护,故选用电压表V1.由于电流表的内阻在0.1 Ω~0.2 Ω之间,量程为0.6 A ,电流表上允许通过的最大电压为0.12 V,因而电压表不能并联在电流表的两端,必须将一个阻值为5 Ω的定值电阻R2与电流表串联再接到电压表上,才满足要求.滑动变阻器在本实验中分压与限流的连接方式均符合要求,但考虑限流的连接方式节能些,因而滑动变阻器采用限流的连接方式 .故本题电压表选用V1,设计电路图如图所示.电流表A1内阻的表达式为RA=-R2nqRqdAlbqj【答案】(1>V1 (2>见解读(3> -R2【思维提升】仔细分析,认真计算,知晓滑动变阻器两种不同接法的作用是分析这类题的关键.易错门诊【例4】某电压表的内阻在20 kΩ~50 kΩ之间,要测其内阻,实验室提供下列可选用的器材:待测电压表V(量程3 V> 电流表A1(量程200 μA>电流表A2(量程5 mA> 电流表A3(量程0.6 A>滑动变阻器R(最大阻值1 kΩ> 电源E(电动势4 V>电键S(1>所提供的电流表中,应选用;(2>为了尽量减小误差要求测多组数据,试画出符合要求的实验电路图.【错解】当电压表满偏时,通过它的电流I不超过3/20 μA=150 μA,所以电流表选用A1.滑动变阻器选用限流接法.nqRqdAlbqj【错因】滑动变阻器阻值可有1 kΩ,比RV小得多,用限流电路无法使表上电压在量程之内,更不用说取多组数据了.【正解】(1>电流表选用A1.(2>采用分压电路.实验电路如图所示.【思维提升】在选择滑动变阻器的接法时,部分同学认为只要安全,都选用分压电路就可以了.虽然这样往往也能用,但还应遵循精确性、节能性、方便性原则综合考虑.nqRqdAlbqj申明:所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途。