新人教必修三第十一章 本章知识网络构建PPT课件

R1＝_R1_1_＋__R1_2_＋__…__＋__R1_n_ 限流电路与 分压 电路
改装成电压表： 串 联分压电阻 电表的改装 改装成电流表： 并 联分流电阻
练习使用 多用电表
测电压 测电流
红表笔接 高 电势点，黑表笔接 低 电势点
测电阻：电流从 黑 表笔流出多用电表， 从 红 表笔流入多用电表
电阻
的电阻率
特点
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
串联与并 联电路
应用
_游__标__卡__尺__
测量长度、直径的工具
_螺__旋__测__微__器__
伏安法 测量电阻
数据处理——图像法 串联：I＝ I1＝I2＝I3 ，U＝ U1＋U2＋U3 ，
R＝_R_1_＋__R_2_＋__R_3_ 并联：I＝ I1＋I2＋I3 ，U＝ U1＝U2＝U3 ，
第十一章 电路及其应用
电流 电阻
产生电流的条件
q 定义式I＝__t__
自由电荷
导体两端有 电压 (电源提供)
单位： 安培(A)，1 A＝ 103 mA＝ 106 μA
微观表达式I＝__n_q_v_S__
U
定义式R＝__I___ 电阻定律：R＝ ρSl
，其中ρ叫电阻率，与 材料 、
温度 有关
测定导体
红进 黑出
本课结束

解析 正离子定向移动方向就是电流方向，负离子定向移动的反方向也是电流方 向；有正、负离子向相反方向经过同一截面时，公式 I＝qt 中的 q 应是正、负离子 电荷量绝对值之和，故 I＝（n1＋t n2）e，电流方向由 A 指向 B，与正、负离子的 数量无关，A、B、C 错误，D 正确。
答案 D
谨防易错 电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移 动形成的电流方向是相同的，应用 I＝qt 时，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷 量的绝对值之和。
[试题案例] [例3] (多选)一横截面积为S的铜导线，流过的电流为I，设每单位体积的导线中有n
个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为v，在Δt时间内，通 过导线横截面的自由电子数目可表示为( )
A.nvSΔt C.IΔq t
B.nvΔt D.ISΔqt
思路点拨 计算自由电子数目有以下两条思路： (1)Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目等于Δt时间内通过导线横截面的电荷 量IΔt与自由电子电荷量q的比值。 (2)Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目等于导线vΔt长度内所含的自由电子 数。
2.电源的作用 (1)在导体A、B两端维持一定的_电__势__差___。 (2)使电路中保持__持__续____的电流。
3.常见的电源
[思考判断] (1)电源能把其他形式的能转化为电能。( √ ) (2)必须有电源，自由电荷才能在电路中移动。( × )
[观图助学]
知识点二 恒定电流
雷鸣电闪时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而 手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是因为有持续的电流流过小灯泡，电流是 怎么形成的呢？
[针对训练1] (多选)下列关于电流方向的说法中，正确的是( ) A.电流的方向就是自由电荷定向移动的方向 B.电流的方向就是正电荷定向移动的方向 C.在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 D.在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同 解析 人们规定电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的 方向相反，A错误，B、D正确；金属导体中，自由电子的定向移动形成电流，故 在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反，C正确。 答案 BCD

则时间t内通过某一截面积的自由电子数为__n_S_v_t__。由于电子电荷 量为e，因此，时间t内通过截面积的电荷量q=_n__eS__v_t _。根据电流 的公式I=q/t，得I=_n_e_S_v__。 3、电流的传导速率：闭合开关的瞬间，电路中的各个位置以_光__速__ 迅速建立了电场，各处的自由电子在静电力的作用下几__乎__同__时__开始 做定向移动，整个电路也就_几__乎__同__时__形成了电流。
自学感知 梳理教材夯实基础
4．电流 (1)物理意义：描述电流__强__弱__程_度_____的物理量。
q (2)表达式：I＝____t ____。 (3)方向规定：把__正__电__荷____定向移动的方向规定为电流的方向。 (4) 单 位 ： 在 国 际 单 位 制 中 ， 电 流 的 单 位 是 _安__培_____ ， 简 称 ___安___ ， 符 号 是 ___A___ ， 常 用 的 电 流 单 位 还 有 ： 毫 安 (mA) 和 微 安 (μA)，它们与安培的关系是：1 mA＝10－3A、1μA＝10－6A。
例4：有甲、乙两导体,甲的横截面积是乙的2倍,而单位时间内 通过横截面的电荷量乙是甲的2倍,以下说法正确的是( )
A.甲、乙两导体的电流相同 B.乙导体的电流是甲导体的2倍 C.乙导体中自由电荷定向移动的平均速度是甲导体的2倍 D.甲、乙两导体中自由电荷定向移动的平均速度大小相等
解析:由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍,因 此通过乙导体的电流是甲的2倍,故选项A错误,而选项B正确。由 于I=neSv,得v= I /neS ,由于不知道甲、乙两导体的性质(n不知道), 所以无法判断v,故正确选项为B。
探究解惑 注重过程提高能力
探究一：金属导体和电解液中电流如何计算？

解析：(1)当S1和S2均断开时，改装成了电压表，量程U＝Ig(Rg＋R1) ＝1 V。
(2)当S1和S2均闭合时，改装成了电流表其量程 I＝IgRR2＋2 Rg＝1 A。
核心素养提升
一、伏安法测电阻
1．伏安法测电阻原理
欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法，由R＝
U I
可知，用电压表
测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可求出待测电
解析：当开关合到a、b上时，电路转换成图甲所示的电路，此时小
电阻R1与电流表G并联，R1起分流作用，可作为大量程电流表使用。根
据并联电路的特点有：(I－Ig)R1＝IgRg。电流表量程为
I＝IgRRg＋1 R1＝0.000
1×1 000＋0.1 0.1
A≈1 A。
当开关合到c、d上时，电路变成图乙所示的电路，此时大电阻R2与 电流表G串联，R2起分压作用，所以电流表G已改装成电压表，根据串 联电路的特点，电压表量程为：
，试问这两种情况下表头G两端的电压
和通过的电流是否相等？ 提示：因为是相同的电流表改装的
电压表和电流表，指针偏角相同，说明
通过的电流I相同，所以表头G两端的 电压(U＝IRg)也相同。
要点提炼
1．电表的改装 小量程的表头G改装成电 压表 V
小量程的表头G改装成电 流表A
内部电路
R的作用
分压
分流
扩大量 程计算
第十一章 电路及其应用
4．串联电路和并联电路
目标体系构建 课前预习反馈 课内互动探究 核心素养提升 课堂达标检测
目标体系构建
【学习目标】
1．知道串、并联电路的电流、电压和电阻的特点。 2．掌握串、并联电路的相关计算。 3．了解电流表(表头)的原理，知道满偏电流和满偏电压的概念。 4．理解利用电流表(表头)改装成电压表和电流表的原理。

D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
解析:当 cd 端短路时,等效电路如图(1)所示,等效电阻
2 3
R=R1+
=40 Ω,选项 A 正确;当
2 +3
1 3
R=R2+
=128 Ω,选项 B 错误;
1 +3
图(1)
ab 端短路时,等效电阻
12
13
答案:(1)
Ω (2)2 A 1.5 A 6.5 A
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
电表的改装与校对
情景导引
有一电流表G,内阻Rg=30 Ω,满偏电流Ig=1 mA。要把它改装成
量程为0~3 V的电压表,应串联一个多大的电阻?
要点提示:由题意知电流表G的满偏电压
Ug=IgRg=0.03 V
例1(多选)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120
Ω,R3=40 Ω。另有一输出电压为100 V的测试电源,内阻忽略不计,
则(
)
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 Ω
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 V
答案:AC
3
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
规律方法 处理简单混联电路的方法
(1)准确地判断出电路的连接方式,画出等效电路图。
(2)准确地利用串、并联电路的基本规律、特点。
(3)灵活地选用恰当的物理公式进行计算。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测

第十一章 电路及其应用
物理（必修 · 第三册 RJ）
探究 三
电阻和电阻率的区别和联系
情境导入
情景：2019年5月23日国之重器：时速600公里高速磁悬浮试验样车 在青岛下线。磁悬浮列车是利用高温超导技术制成的。高温超导体通常 是指在液氮温度(77 K)以上超导的材料。目前，科学家们已在250 K(－23 ℃)温度下实现了氢化镧的超导性。这项成果使我们真正意义上接近了室 温超导。
中的电阻
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第十一章 电路及其应用
两个公式 区别联系
R＝UI
物理（必修 · 第三册 RJ）
R＝ρSl
区别 联系
提供了一种测 R 的方法： 提供了一种测导体的 ρ 的方法： 只要测出 U、I 就可求出 R 只要测出 R、l、S 就可求出 ρ
适用于纯电阻元件
适用于粗细均匀的金属导体或浓 度均匀的电解液、等离子体
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第十一章 电路及其应用
物理（必修 · 第三册 RJ）
典例剖析
典例 1 对于电阻与欧姆定律的理解，下列说法中错误的是( C ) A．由 I＝UR知通过电阻的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成 反比 B．由 U＝IR 知对一定的导体，通过它的电流越大，它两端的电压也 越大
C．由 R＝UI 知导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过它的电流成 反比
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第十一章 电路及其应用
物理（必修 · 第三册 RJ）
课内互动探究
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第十一章 电路及其应用
探究 一
导体的电阻与欧姆定律
物理（必修 · 第三册 RJ）
情境导入
如右图所示的图像为金属导体A、B的UI图像，思 考：
(1)对导体A(或导体B)来说，电流与它两端的电压 有什么关系？U与I的比值怎样？

(2)正确理解各符号的意义,特别是n表示导体中单位体积内的自
由电荷数,v表示自由电荷定向移动的平均速率。
(3)若已知单位长度的自由电荷数为n,则电流的微观表达式为
I=nev。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
变式训练2有甲、乙两导体,甲的横截面积是乙的2倍,而单位时
间内通过横截面的电荷量乙是甲的2倍,以下说法正确的是(
3.电流的强弱用电流这个物理量表示。单位时间内通过导体横
截面的电荷量越多,电流就越大。用I表示电流,q表示在时间t内通

过导体横截面的电荷量,有I= 。单位是安培,符号是A,常用的单
位还有毫安(mA)和微安(μA)。
4.电流的微观解释:导体的横截面积为S,自由电子数密度(单位体
积内的自由电子数)为n,自由电子定向移动的平均速率为v,则时间t
试问:溶液中的电流方向如何?电流多大?
课堂篇探究学习
探究一
探究二
解析:NaCl溶液导电是靠自由移动的Na+和Cl-,它们在静电力作用
下向相反方向运动。溶液中电流方向与Na+定向移动方向相同,即
由A指向B。
Na+和Cl-都是一价离子,每个离子的电荷量为e=1.60×10-19
C,NaCl溶液导电时,Na+由A向B定向移动,Cl-由B向A运动,负离子的
的正、负离子的电荷量均为10 C,则电解液中的电流为多少安?
解析:(1)10 s 内通过某一横截面的电荷量是 10 C,则
10C
=1
10s
10C
I2= =1 A
10s
(2)正电荷形成的电流 I1=
负电荷形成的电流

I=

=
10C

1.同种材料的导体,其电阻R与它的长度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有关。

2.关系式:R=ρ

3.电阻率:电阻率反映了材料的导电性能,与导体的材料和温度等因
素有关,电阻率越大,说明导体的导电性能越差。单位欧姆·米,符号
Ω·m。
必备知识
自我检测
三、导体的伏安特性曲线
1.导体的伏安特性曲线:用横坐标表示电压U,用纵坐标表示电流I,
(3)S表示垂直于电流方向导体的横截面积。
探究一


探究二


探究三
随堂检测
(4)R=ρ 与 R= 的比较
表达式
意义
作用
R=ρ
U
l
R=
S
电阻定律的表达式,也是电阻的
决定式
提供了测定电阻率的一种方
S
法:ρ=R
l
适 用 范
围
联系
I
电阻的定义式,R 与
U、I 无关
提 供 了测 定电 阻的
一种方法:伏安法
0
2.0
4.0
6.0
8.0
电压 U/V
0
0.20
0.42
0.60
0.78
导体A I/A
0
0.13
0.28
0.40
0.54
导体B I/A
反映了导体的导电性能,ρ越大,说明导电性能越差;ρ越小,说明导电性能越好。
(1)分析导体的电阻与它的长度的关系
同种材料的导体,其电阻R与它的长度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有关。
②有些合金(如锰铜、镍铜)的电阻率几乎不受温度变化的影响(可

三种速率的比较
①电子定向移动平均速率:电子在金属导体中的平均运动速率,也是公式
I=neSv中的v,大小约为10-4 m/s。 ②电流的传导速率:电流在导体中的传导速率等于光速,为3×108 m/s。
闭合开关的瞬间,电路中各处以光速建立恒定电场,电路中各处的自由电 子几乎同时定向移动,整个电路也几乎同时形成了电流。
单位:安培,符号是A,常用的单位还有毫安(mA)和微安(μA) 若用导线将两个导体连接起来，导线中是否有电流流过？ 自由电子会在静电力的作用下沿导线做定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体
5 A的电流流过灯泡,可单使灯位泡照时明多间长时内间?通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大
比值法定义,电流强度由电路状态所决定，与q、t均无关 例4 有甲、乙两导体,甲的横截面积是乙的2倍,而单位时间内通过横截面的电荷量乙是甲的2倍,以下说法正确的是( )
单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大 若用导线将两个导体连接起来，导线中是否有电流流过？ 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大 自由电子会在静电力的作用下沿导线做定向运动，B失去电子，A得到电子，周围电场迅速减弱，A、B之间的电势差很快消失，两导体成为一个等势体
恒定电流
定义：通过导体某一横截面积的电荷量 q 跟通过这些电荷量所用时间 t 的比值 定义式： 单位：安培（国际单位），符号A
物理意义：表示电流强弱和方向的物理量 注意：电流是标量
但习惯上规定电流的方向与正电荷定向移动的方向相同， 与负电荷定向移动的方向相反
恒定电流
例3 有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为e,此时电子定向移动的平均速率为v,在t时间内,通过导线横截面的自由电子数 可表示为( ) 式中n为导体中单位体积内的自由电荷数、e为每个自由电荷的电荷量、v为自由电荷定向移动的平均速率,S为导体的横截面积 怎样才能使上述导线中有持续的，恒定不变的电流流过？ ①电子定向移动平均速率:电子在金属导体中的平均运动速率,也是公式I=neSv中的v,大小约为10-4 m/s。 (2)这些电荷都通过横截面D所需的时间是多少? 物理意义：表示电流强弱和方向的物理量 ①要有自由电荷 ②要有电势差 (1)AD导体中的自由电荷总数:N=nlS。