人教版高中物理选修1-1全套导学案

五、电流和电源学习目标知识脉络1.知道电流产生的微观机理，熟记电流的定义式．(重点)2．知道电流的方向是如何规定的，会利用电流定义式计算．(重点、难点)3．理解电源在电路中的作用及电动势的概念和单位．(难点)4．知道常见电池的电动势的大小．一、电流1．电流的概念：电荷的定向移动形成电流．2．形成电流的条件(1)有自由电荷；(2)导体两端存在电压．3．电流的方向：习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．4．大小(1)定义：通过导线横截面的电荷量与所用时间的比值叫做电流．(2)公式：I＝Qt．(3)单位：在国际单位制中，电流的单位是安培，符号是A.常用的单位还有毫安(mA)和微安(μA)，1mA＝10－3A，1μA＝10－6A.5．意义：描述电流的强弱．二、电源和电动势1．电源在电路中的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．2．电源是把其他形式的能转化为电能的装置．3．电动势(1)电源电动势的大小等于电源没有接入电路时两极间的电压．(2)电动势的符号是E，单位与电压的单位相同，是伏特(V)．(3)电源的电动势是由电源本身的性质决定的．它表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小．1．思考判断(1)电荷定向移动的方向就是电流的方向．(×)(2)正电荷定向移动的方向为电流的方向．(√)(3)金属导体中电子定向移动的方向与电流方向相反．(√)(4)电源在电路中的作用是提供电压．(√)(5)电源电动势的大小等于电源两端的电压．(×)(6)电源没有接入电路时，其两端的电压为0.(×)2．下列关于电流的说法中正确的是()A．根据I＝Qt，可知I与Q成正比B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C．电流有方向，电流是矢量D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位D[依据电流的定义式可知，电流与Q、t皆无关，显然选项A错误；虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以选项B错误；电流是标量，故选项C错误．]3．通过一个电阻的电流是5A，经过4min，通过该电阻的一个截面的电量是()A．20C B．50CC．1200C D．2000CC[根据I＝Qt，得Q＝It＝5×240C＝1200C，故C正确，A、B、D错误．] 4．关于电动势，下列说法正确的是()A．电动势数值上就等于电源正负极之间的电压B．所有电源的电动势都是1.5VC．体积越大的电源，其电动势一定越大D．不同电源的电动势一般不同D[电动势在数值上等于电源没接入电路时正、负极间的电压，则A项错；不同的电源电动势一般不同，与体积无关，B、C项错，D项对．]对电流及其定义式的理解1.对电流的理解(1)一切导体中都有自由电荷，把导体两端分别接到电源的两极上，导体两端有了电压，这时导体中也有了电场，导体中的自由电荷在电场的作用下发生定向移动，形成了电流．(2)金属导体中定向移动的是带负电的自由电子，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反．(3)在电解液中，导电时定向移动的电荷既有正离子又有负离子，它们同时向相反的方向移动形成电流，电流方向与正离子移动方向相同．2．公式I＝Qt的理解(1)公式中Q是t时间内通过某一横截面的电荷量．(2)电荷量不等的同种电荷同向通过某一横截面时，Q＝Q1＋Q2；异种电荷反向通过某一横截面时，Q＝|Q1|＋|Q2|，不能相互抵消．(3)该公式只是定义式或量度式，I与Q及t无关．(4)电流虽有方向，但电流是标量．【例1】一硫酸铜电解槽的横截面积为2m2，在0.04s内若相向通过同一横截面的铜离子和硫酸根离子分别为5.625×1018个和4.375×1018个，则电解槽中的电流是多大？方向如何？思路点拨：①电解液导电时，正、负带电离子向相反方向移动．②电流公式I＝Qt中Q是通过某截面的总电量．[解析]铜离子和硫酸根离子都是二价离子，离子的电荷量为q1＝q2＝2×1.6×10－19C.所以I ＝Q t ＝n1q1＋n2q2t＝5.625×1018×2×1.6×10－19＋4.375×1018×2×1.6×10－190.04A ＝80A.[答案]80A 方向与铜离子定向移动的方向相同[注意事项]本题易出现Q ＝n1q1－n2q2的错误，认为正、负电荷流过某一截面时中和一部分，正确把握Q 的意义及电解液导电的特点是解题的关键．［跟进训练］1．如图所示的电解池，通电1s ，其间共有3C 的正离子和3C 的负离子通过截面xy ，则这个电路中的电流是()A ．0B ．1.5AC ．3AD ．6AD [由电流的定义知I ＝Q t ＝3C ＋3C 1s＝6A ，故D 项正确．]对电源及电动势的理解1.电源的作用电源是把其他形式的能转化为电能的装置．在电路中能提供持续的电压，给用电器提供电能．2．电源的电动势描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量．不同的电源，电动势不同．(1)电动势在数值上等于非静电力把1C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功．(2)电动势等于把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极过程中，其他形式的能转化成电能的数值．(3)电动势在数值上等于电源未接入电路时两极间的电压．可以用理想电压表分别与电源两极相接测量电动势的值．3．不同电源的能量转化各种化学电池把化学能转化为电能，发电机把机械能转化为电能，太阳电池把太阳能转化为电能．4．电动势与电压电动势是表征电源特征的物理量，反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小，只由电源本身决定，与外部电路无关；电压表示一段电路(用电器等)把电能转化为其他形式的能的本领．电动势是产生电压的原因．【例2】如果闭合电路中电源的电动势为12V，外电压为10V，当有0.5C 电量通过电路时，下列结论正确的是()A．在电源内部，非静电力将5J的其他形式的能转化为电能B．在电源内部，静电力将6J的其他形式的能转化为电能C．在电源外部，静电力将5J的电能转化为其他形式的能D．在电源外部，静电力将6J的电能转化为其他形式的能C[在电源内部，根据公式：W＝qE＝0.5×12J＝6J，非静电力将6J的其他形式的能转化为电能．故A、B都错误．在电源外部，根据公式：W＝qU＝0.5×10＝5J，静电力将5J的电能转化为其他形式的能．故C正确，D错误．]［跟进训练］2．有关电动势的说法中正确的是()A．电源电动势的大小，等于电源没有接入电路时电源两极间的电压的大小，所以当电源接入电路时，电动势大小将发生变化B．电源提供的电能越多，电源的电动势越大C．电源的电动势越大，也就是电源内储存的电越多D．电源的电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量D[电动势表示电源把其他形式的能转化为电能的本领，一般是固定不变的，是电源的属性，与电源是否接入电路无关，故D正确．]1．满足下面哪一个条件，就能产生持续电流()A．有自由电子B．导体两端有电压C．任何物体两端有电压D．导体两端有恒定电压D[产生持续电流的条件是：物体内有大量自由电荷；两端有恒定电压．所以A、B、C错，D对．]2．关于电源的作用，下列说法中正确的是()A．电源的作用是能为电路持续地提供自由电荷B．电源的作用是能够自己直接释放出电能C．电源的作用就是能保持导体两端的电压，使电路中有持续的电流D．电源的作用就是使自由电荷运动起来C[A错，电路中的自由电荷是导体提供的，电源的作用是提供导体两端的电压，从而使电路中有持续的电流；B错，电源是把其他形式的能转化为电能的装置，而不是自己直接释放出电能；C对，D错，若没有电源提供电压，自由电荷也在不停地无规则运动，当电源给导体提供电压时，就会使导体中的自由电荷定向运动，形成电流．]3．(多选)关于电动势，下列说法正确的是()A．电源两极间的电压等于电源电动势B．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大C．电源电动势的数值等于电源断路时两极间电压D．电源电动势与外电路的组成无关BCD[电路中的用电器是消耗电能，而电源的作用就是不断地把其他形式能转化为电能供电路消耗，故B项正确；电动势表征电源把其他形式能转化为电能本领的大小，由电源本身决定，与其他均无关，故D项正确；电动势的大小等于电源断路时两极间电压，故A项错误，C项正确．]4．在电解液中若5s内沿相反方向通过面积为0.5m2的横截面积的正、负离子的电荷量均为5C，则电解液中的电流为多少？[解析]因I＝Qt中Q是通过整个截面的电荷量，并非单位面积通过的电荷量，且因正、负离子沿相反方向定向移动形成的电流方向是相同的，所以Q应为正、负离子电荷量的绝对值之和．故I＝Qt＝2×55A＝2A.[答案]2A。

第1讲电磁波的发现[目标定位] 1.理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场.了解变化的电场和磁场相互联系形成统一的电磁场.2.了解电磁场在空间传播形成电磁波.3.了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献.体会两位科学家研究物理问题的方法.一、伟大的预言1.变化的磁场产生电场(1)在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路里会产生感应电流.这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场.(2)即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场.2.变化的电场产生磁场变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场.3.麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一.想一想麦克斯韦从什么现象认识到变化的磁场能产生电场？关于“变化的电场能够产生磁场”的观点，他是在什么情况下提出的？答案麦克斯韦从法拉第电磁感应现象认识到变化的磁场能够产生电场.麦克斯韦确信自然界规律的统一与和谐，相信电场与磁场有对称之美.他认为：既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场.二、电磁波1.电磁波的产生：如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化电场……于是，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播.电磁场这样由近及远地传播，就形成电磁波.2.特点(1)电磁波可以在真空中传播.(2)电磁波的传播速度等于光速.(3)光在本质上是一种电磁波.(4)光是以波动形式传播的一种电磁振动.想一想空间存在如图4－1－1所示的电场，那么在空间能不能产生磁场？在空间能不能形成电磁波？图4－1－1答案如图所示的电场是均匀变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知会在空间激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故不会产生电磁波.三、赫兹的电火花1.赫兹首先捕捉到电磁波，在以后的一系列实验中，证明了电磁波与光具有相同的性质.他还测得，电磁波在真空中具有与光相同的传播速度c.2.赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论.3.赫兹被誉为无线电通信的先驱.后人为了纪念他，把频率的单位定为赫兹.想一想是赫兹预言了电磁波的存在，并用实验证实其存在的吗？答案不是.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在.一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1.变化的磁场产生电场如图4－1－2所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路(导体环)是否存在无关.导体环的作用只是用来显示电流的存在.图4－1－2注意在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的.2.变化的电场产生磁场根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场.(如图4－1－3所示).图4－1－33.小结(1)变化的磁场在周围空间产生电场，变化的电场也在周围空间产生磁场.(2)均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场.(3)振荡的磁场产生同频率振荡的电场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场.例1关于电磁场理论的叙述正确的是( )A.变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C.变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D.电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场答案AB解析变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流.若无闭合回路，电场仍然存在，A正确；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、D错.针对训练1 如图4－1－4所示是某一固定面的磁通量的变化图象，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应是( )图4－1－4A.逐渐增强B.逐渐减弱C.不变D.无法确定答案 C解析由图象可知，磁场在均匀变化，故在磁场周围产生的电场是稳定不变的.二、对电磁波的理解1.电磁波的形成变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波.2.电磁波的特点(1)电磁波是横波.电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播.(2)电磁波的传播不需要介质.在真空中传播速度等于光速c＝3.00×108 m/s.(3)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程.(4)电磁波具有波的一切特性，能够发生反射、折射等现象.例2下列关于电磁波的说法中正确的是( )A.只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B.电磁波的传播需要介质C.停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D.电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的答案CD解析要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是非均匀变化的，所以A选项错误；电磁波是物质波，电磁波的传播可以不需要介质而在真空中传播，B选项错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C选项正确；电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量的传播过程，所以D正确.针对训练2 关于电磁波在真空中的传播速度，以下说法正确的是( )A.电磁波的频率越高，传播速度越大B.电磁波的波长越长，传播速度越大C.电磁波的能量越大，传播速度越大D.所有电磁波在真空中的传播速度都相等答案 D解析电磁波在真空中的传播速度为光速，与其他因素无关.对麦克斯韦电磁场理论的理解1.关于电磁场理论，下列说法中正确的是( )A.在电场的周围空间一定产生磁场B.任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场C.均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场D.振荡电场在周围空间产生变化的磁场答案 D解析由麦克斯韦电磁场基本理论知：不变化的电场周围不产生磁场，变化的电场周围一定产生磁场，产生的磁场性质是由电场的变化情况决定的，均匀变化的电场产生稳定的磁场，不均匀变化的电场产生变化的磁场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场，反之亦然，故选项D正确.2.在空间某处存在一个变化的磁场，则下列说法正确的是( )A.在变化的磁场周围一定能产生变化的电场B.在磁场中放一个闭合线圈，线圈里一定有感应电流C.在磁场中放一个闭合线圈，线圈里不一定有感应电流D.变化的磁场周围产生电场，跟闭合线圈的存在与否无关答案CD解析均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，A错；在磁场中放置一个闭合线圈，如果穿过线圈的磁通量没有变化，则不会产生感应电动势，也就不会有感应电流，B错，C对；变化的磁场周围一定产生电场，与是否存在线圈无关，D对.对电磁波的理解3.关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是( )A.均匀变化的电场在它周围空间产生电磁波B.电磁波必须依赖于介质传播C.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直D.只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波答案CD解析均匀变化的电场在它周围产生稳定的磁场，由电磁场理论知，稳定的磁场不再产生电场，所以不能形成电磁波，故A项错；电磁波是周期性变化的电场与磁场的交替激发，所以传播不需要介质，B项错.4.对于声波和电磁波的比较，下面说法中正确的是( )A.它们都能发生反射现象B.声音是由物体振动产生的，电磁波是由变化的电磁场产生的C.光是一种电磁波，B超利用的是超声波D.它们都能在真空中传播答案ABC解析声波和电磁波都属于波，所以它们都具有波的共性，能发生反射现象，故选项A正确；但它们产生的机理不同，声音是由物体振动产生的，电磁波是由变化的电磁场产生的，故选项B正确；光是一种电磁波，B超利用的是超声波，故选项C正确；电磁波既能在介质中传播又能在真空中传播，而声波只能在介质中传播，故选项D错误.(时间：60分钟)题组一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1.下列说法中，正确的有( )A.最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特B.电磁感应现象是法拉第发现的C.建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦D.最早预见到有电磁波存在的科学家是赫兹答案ABC解析最早预见到有电磁波的科学家是麦克斯韦，赫兹用实验证明了电磁波的存在，D项不正确；由物理学史的知识可知，其他三项都是正确的.2.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法正确的是( )A.恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场B.变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场C.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场D.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场答案BD解析麦克斯韦的电磁场理论的核心内容是：变化的电场周围产生磁场；变化的磁场周围产生电场.对此理论全面正确的理解为：不变化的电场周围不产生磁场；变化的电场周围可以产生变化磁场，也可以产生不变化磁场；均匀变化的电场周围产生稳定的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场，由变化的磁场产生电场的规律与以上类似，故正确答案为B、D.3.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )A.电场周围一定产生磁场，磁场周围也一定产生电场B.变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围也一定产生电场C.变化的电场周围一定产生变化的磁场D.电磁波在真空中的传播速度为3.00×108 m/s答案BD解析根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，但变化的电场周围不一定产生变化的磁场，如均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，所以正确的选项是B、D.4.某电场中电场强度随时间变化的图象如图所示，能产生磁场的电场是( )答案ABC解析根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场，选项A、B、C正确.题组二、对电磁波的理解5.下列说法正确的是( )A.电磁波即电磁场在空间的传播B.麦克斯韦依据光速和电磁波速度相同而预言光是一种电磁波C.赫兹不仅证实了电磁波的存在，还证实了光和电磁波具有相同的性质D.电磁波和机械波最大的不同点是其传播不需要介质答案ABCD6.下列关于机械波与电磁波的说法正确的是( )A.声波是机械波，耳朵能够听到声波，是因为耳朵和声源之间有空气B.水波的传播需要水，没有水就没有水波C.电磁波传播需要空气，没有空气，即使产生了电磁波也传不出来D.电磁波的传播速率等于光速，不受其它因素影响答案AB解析机械波的传播需要介质，在真空中不能传播；电磁波可以在真空中传播，选项A、B正确，C 错误；电磁波只有在真空中的速度才等于光速，选项D错误.7.某电路中电场随时间变化的图象如图所示，能发射电磁波的电场是( )答案 D解析由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于其不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又激发出周期性变化的电场……，如此不断激发，便会形成电磁波.8.下列关于电磁波的说法中，正确的是( )A.电磁波可以在真空中传播B.电磁波不能在空气中传播C.麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在D.法拉第第一次通过实验验证了电磁波的存在答案 A解析电磁波可以在真空中传播，A对，B错；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故C、D错.9.关于电磁波，下列说法正确的是( )A.光不是电磁波B.电磁波需要有介质才能传播C.只要有电场和磁场，就可以产生电磁波D.真空中，电磁波的传播速度与光速相同答案 D解析光也是一种电磁波，在真空中传播的速度为3.0×108 m/s，传播过程中不需要介质，故A、B错误，D正确；只有非均匀变化的电场或磁场，才能产生电磁波，故C错误.10.有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够______(填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收作用，秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够________(填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备.答案增强减弱解析题目介绍了电磁波在军事上的用途.电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的.要有效避开雷达的探测，就要设法减弱电磁波的反射.据此即可确定答案.。

最新人教版高中物理选修1 1全册导学案最新人教版高中物理选修1-1全册导学案物理选修1-1课堂导学案课题自学目标一、电荷、库仑定律1.认知电荷量和元电荷的概念。

2.会用物质的微观模型和电荷守恒定律分析直观静电现象，晓得并使物体磁铁的三种方法。

学生独立自主自学一、课前导学1.1752年，了不起的科学家兰克林冒着生命危险在美国费城展开了知名的风筝实验，把天电惹来了下来，证明流星就是一种振动现象，辨认出天电和摩擦产生的电是一样的，才并使人类彻底摆脱了对雷电现象的盲从。

2.自然界存有且只有两种电荷：玻璃棒跟丝绸摩擦玻璃棒拎正电；橡胶厉害跟毛皮摩擦橡胶厉害拎负电。

同种电荷相互排挤，异种电荷相互迎合。

电荷的多少叫作电荷量，用q则表示，单位就是库仑，缩写库，用符号c则表示。

至目前为止，科学实验辨认出的最轻电荷量就是电子所带的电荷量，质子、正电子具有等量的异种电荷。

这个最轻电荷用e则表示，它的数值为1.60×10-19c。

实验表示，所有磁铁物体的电荷量或者等同于它，或者就是它的整数倍，因此我们把它叫作元电荷。

3.物质的原子就是由拎正电的原子核和拎负电的电子共同组成的。

原子核的正电荷数量与周围电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外整体表现出来电中性。

电荷守恒定律：无论那种方法都无法缔造电荷，也无法歼灭电荷，就可以并使电荷在物体上或物体间出现迁移，在此过程中，电荷的总量维持不变。

相同物质的原子核束缚电子的能力相同，当两个物体相互摩擦时，一些束缚得反紧的电子往往从一个物体迁移至另一个物体，获得电子拎负电，丧失电子拎正电，两个物体带等量异种电荷，叫作摩擦起至电。

一个不磁铁的金属导体跟另一个磁铁的金属导体碰触后分离，不磁铁的金属导体便带了电荷的现象，叫作碰触起至电。

如果两个导体相同，则它们平分了原来小球所带的电荷量而带等量同种电荷。

拎等量异种电荷的小球互相碰触时，电荷量为0，电荷出现中和。

把电荷移向不磁铁的导体，可以并使导体磁铁的现象，叫作感应器起至电。

五、高压输电学习目标知识脉络1．知道为什么要用高压输电．(难点)2．会计算输电过程的损失．(重点、难点)3．掌握减少远距离输电能量损失的途径．(重点)4．知道电网在能源利用上的作用.减小电能输送损失的方法[先填空]1．输电损耗的原因：由于输电线路存在电阻，就会产生热效应有电能的损耗；损耗的电能会随着输送电能的增大和线路的增长而增大．2．减小输电损耗的方法：减小输送线路的电阻，其途径：(1)尽量采用导电性能好的材料，(2)使导线粗一些．3．减小输送的电流，在输送功率一定时，必须提高送电的电压．[再判断]1．输电线路存在电阻，就一定会有电能的损耗．(√)2．减小输电损耗的最好方法是提高输电电压．(√)3．在电能的输送过程中，U为输电电压，r为输电线电阻，则输电线中电流为I＝Ur.(×)[后思考]1．减小输电线路上的损耗有哪些途径？【提示】减小电阻和提高输电电压．2．高压输电是不是电压越高越好？【提示】不是．电压很高时，绝缘器材等技术问题会复杂且要求高．所以不是电压越高越好．1．输电线上的功率损失由于P＝IU，则有输送电流I＝PU.设输电线电阻为R线，输电线上的电流为I线，则功率损失P损＝I2线R线＝P2U2R线．2．输电线上电压损失输电线上电阻两端电压ΔU＝I线·R线，这样用户得到电压U′＝U－ΔU，即ΔU＝U－U′是导线中电压损失．3．减少功率损失和电压损失的方法(1)减小输电线上的电阻：即增大导线横截面积和用导电性能较好的材料，这种方法在实际生产中效果有限．(2)减小输电电流，在输出功率不变时，由P＝UI知可增大U来减小I.1．(多选)远距离输送一定功率的交流电，若输电线电阻一定，下列说法正确的是()【导学号：46852066】A．输电线上的电压损失跟输电电压成正比B．输电线上的功率损失跟输电电压成正比C．输电线上的功率损失跟输电电压的平方成反比D．输电线上的功率损失跟输电线上的电压损失的平方成正比【解析】由I线＝P送U送可知ΔP＝P2送U2送·R线，选项C对；ΔU＝P送U送·R线，选项A错；ΔP＝ΔU2R线，选项D对．此题容易犯的错误是将输电电压与损失电压相混而错选B.【答案】CD2．输电导线的电阻为r，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为()A．U1∶U2B．U21∶U22C ．U 22∶U 21D ．U 2∶U 1【解析】 由P ＝UI 得输电线中的电流I ＝P U .输电线中损失的功率ΔP ＝I 2r＝(P U )2r ＝P 2r U 2，即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，ΔP 1∶ΔP 2＝U 22∶U 21.【答案】 C3．(多选)远距离输送交流电都采用高压输电．我国正在研究用比330 kV 高得多的电压进行输电．采用高压输电的优点是 ( )【导学号：46852067】A ．可节省输电线的材料B ．可根据需要调节交流电的频率C ．可减少输电线上的能量损失D ．可加快输电的速度【解析】 高压输电可使输电电流减小，可减少输电线上的能量损失，又不用较粗的输电线，选项A 、C 正确；高压输电不能改变电流的频率和输电速度．选项B 、D 错误．【答案】 AC1．输电电压是指在高压输电线始端的电压U ，损失电压是指降落在输电线路上的电压ΔU ＝IR 线．2．无论是从减小输电线路上的功率损失，还是从减小电压损失来看，都要求提高输电电压，以减小输电电流．电 网 供 电[先填空]1．电网将多个电厂发的电通过输电线、变电站连接起来，形成全国性或地区性输电网络．2．优点(1)在一次能源产地使用大容量的发电机组，降低运输一次能源的成本．(2)保证发电与供电系统的安全与可靠，协调不同地区电力供需的平衡．(3)根据火电、水电、核电的特点，合理地调度电力，使电力供应更加可靠，质量更高．[再判断]1．电网是将多个电厂发的电连接起来，形成输电网络．(√)2．采用电网送电可以降低一次能源的运输成本，获得最大的经济效益．(√) 3．电网可以协调不同地区电力供需平衡．(√)[后思考]1．输电过程为何有升压变压器还要有降压变压器？【提示】升压后输电是为了减小电能损耗，用户所用的是低压电，所以还要降压，故输电过程有升压变压器还要有降压变压器．2．高压输电中为何能减少输电损失？【提示】输送相同的功率P＝UI知U越大I越小，P＝I2R线越小．损1．输送电能的过程发电站→升压变压器→高压输电线→降压变压器→用电单位，如图3-5-1所示．图3-5-12．各量间的关系(1)功率关系：发电机输出功率P1，升压变压器的输出功率P2，降压变压器的输出功率P3，线路损失功率ΔP.理想变压器满足：P1＝P2＝P3＋ΔP.(2)电压关系：在输电电路中，输送电压U1，线路损失电压ΔU，降压变压器的输入电压U2，满足：U1＝ΔU＋U2.(3)功率、电压、电流、电阻之间的关系①输送功率P1、输送电流I、输送电压U1的关系：P1＝IU1.②损失功率ΔP、输送电流I、线路电阻R的关系：ΔP＝I2R.4．(多选)远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高到原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是()【导学号：46852068】A．输电线上的功率损失是原来的1 nB．输电线上的功率损失是原来的1 n2C．输电线上的电压损失是原来的1 nD．输电线上的电压损失是原来的1 n2【解析】当输电电压升高为原来的n倍时，输电电流减小为原来的1n，输电线上损失的功率为P损＝I2R，所以输电线上的功率损失降低到原来的1n2；因输电线上的电压损失U损＝IR，所以电压损失是原来的1n，故选项B、C正确．【答案】BC5．某电站发电机组的总输出功率为440 kW，现用2 200 V的电压，用铝导线将其送到离电站10 km远的工厂，要求电能输送过程中的损耗为输出功率的10%，求铝导线的总电阻应为多大？【导学号：46852069】【解析】由P＝UI可求出输送电能的电流，I＝PU＝440 0002 200A＝200 A由P损＝I2R可求出铝导线的总电阻，R＝P损I2＝ηPI2＝0.1×440 000(200)2Ω＝1.1 Ω.【答案】 1.1 Ω1．解决高压输电题目要画出输电图．2．高压输电并不是电压越高越好．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。

3、电场强度教学三维目标（一）知识与技能1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态．2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的．3．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算．4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．（二）过程与方法通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。

（三）情感态度与价值观培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。

重点：电场强度的概念及其定义式难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算教学过程（一）引入新课问题引入：电荷间的相互作用力是怎样产生的？（二）新课教学-----第3节电场电场强度1、电场：启发学生从哲学角度认识电场，理解电场的客观存在性，不以人的意识为转移，但能为人的意识所认识的物质属性．利用课本图14－5说明：电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用．电荷A对电荷B的作用，实际上是电荷A的电场对电荷B的作用；电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电场对电荷A的作用．（1）电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围都存在电场.特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.物质性：是客观存在的，具有物质的基本属性——质量和能量.（2）基本性质：主要表现在以下几方面①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力的大小或方向都可能不一样.②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.③当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.可见，电场具有力和能的特征提出问题：同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？引出电场强度的概念：因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以靠成同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向．2、电场强度(E)：由图1.2-1可知带电金属球周围存在电场。

六、自感现象涡流学习目标知识脉络1．知道什么是自感现象，了解自感系数与涡流．(重点)2．理解影响自感系数大小的因素．(重点)3．知道利用自感现象和涡流的实例，知道自感现象与涡流危害的避免方法．(难点)4．了解日光灯、电磁炉等家用电器的工作原理．(难点)自感现象及电感器[先填空]1．自感现象线圈中通交流时，由于线圈自身电流的变化，引起磁通量的变化，也会在它自身激发感应电动势，这个电动势叫做自感电动势，这种现象叫做自感现象．2．自感的作用阻碍电路中电流的变化．3．电感器：电路中的线圈叫做电感器．4．描述电感器性能的物理量：自感系数，简称自感．决定线圈自感系数的因素：线圈的大小、匝数、线圈中是否有铁芯．有铁芯时的自感系数比没有铁芯时大得多．5．电感器的电路作用：由于线圈中的自感电动势总是阻碍电流的变化．因此，电感器对交流有阻碍作用．[再判断]1．线圈中电流增大时，自感现象阻碍电流的增大．(√)2．线圈中电流减小时，自感现象阻碍电流的减小．(√)3．线圈匝数越多，对电流变化的阻碍作用就越大．(√)[后思考]1．一个灯泡通过一个粗导线绕制的线圈与一交流电源相连接，如图3-6-1所示．一条形铁块插进线圈之后，该灯明亮程度是否会发生变化？图3-6-1【提示】灯泡亮度会变暗，线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压等于线圈上的电压与灯泡上的电压之和．电源提供的220 V电压，一部分降落在线圈上，剩余的部分降落在灯泡上，把条形铁块插进线圈后，线圈的自感系数增大，对交流电的阻碍作用增大，线圈分得的电压增大，灯泡上的电压减小，故灯泡变暗．2．有人说自感现象不遵守法拉第电磁感应定律，你认为这种说法对吗？【提示】这种说法不对．自感现象是电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应定律．1．通电自感和断电自感通电自感断电自感电路图电路准备灯A1、A2规格完全相同，闭合S，调节R使A1、A2亮度相同，再断开S线圈L的自感较大，闭合S，使灯A发光实验现象S重新闭合，灯A2立刻正常发光，S断开时，灯A过一会儿才灯A1逐渐亮起来熄灭原因S闭合时，电流从零开始增加，穿过L的磁通量逐渐增加，产生的感应电动势与L中原电流方向相反，阻碍L中电流增加，推迟了电流达正常值的时间S断开时，L中电流突然减弱，穿过L的磁通量减少，L中产生与原电流方向相同的感应电动势，阻碍电流的减小，这时，L与A构成闭合回路，灯A会闪亮一下再熄灭2．自感现象的实质自感现象遵循法拉第电磁感应定律．自感是由自身电流变化而产生的电磁感应现象．而前面所学变压器是由于另外线圈中电流变化，进而磁场、磁通量变化而在该线圈回路中产生电磁感应的现象，因此又叫互感现象．3．自感的作用阻碍电流的变化，应理解为自感仅仅是减缓了原电流的变化，而不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化．4．电感器的特点由于恒定直流的大小不变，通过电感器的磁通量不变，无自感电动势．因此，电感器对恒定直流无阻碍作用，故电感器有“通直流，阻交流”的特点．1．如图3-6-2所示电路中，S是闭合的，此时流过L的电流为I1，流过灯A 的电流为I2，且I1<I2，在t1时刻将S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是图中的()【导学号：46852070】图3-6-2【解析】S断开前，流过A与L的电流分别为I2、I1，二者方向相同；S 断开后，I2立即消失，但由于自感作用，I1不会立即消失，并且A与L构成一回路，A中电流方向反向且由I1逐渐减小至0.【答案】 D2．如图3-6-3所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有()图3-6-3A．灯A立即熄灭B．灯A慢慢熄灭C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D．无法判定【解析】当开关S断开时，由于通过电感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A串联，在S断开后，不能形成闭合回路，因此灯A在开关断开后，电源供给的电流为零，灯立即熄灭．因此正确选项为A.【答案】 A3．(多选)如图3-6-4所示，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是()【导学号：46852071】3-6-4A．闭合开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B．闭合开关S接通电路时，A1、A2始终一样亮C．断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会才熄灭D．断开开关S切断电路时，A1、A2都过一会才熄灭【解析】闭合开关时，由于自感电动势的作用，A1电路中的电流只能逐渐增大到与A2中的电流相同，故选项A正确，选项B错误；开关由闭合到断开，L相当于电源，A1、A2、L组成闭合回路，电流由支路A1中的电流逐渐减小，故选项C错误，选项D正确．【答案】AD1．自感是线圈自身电流变化引起的；互感是另外线圈电流变化引起的．2．自感现象也遵循法拉第电磁感应定律．涡流及其应用[先填空]1．定义：只要在空间有变化的磁通量，其中的导体就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流．2．应用：涡流通过电阻时可以生热，金属探测器和电磁炉就利用了涡流．但在电动机、变压器中涡流是有害的．[再判断]1．涡流是可以利用的．(√)2．变压器中的涡流是有害的．(√)3．冶炼金属中的涡流也是有害的．(×)[后思考]1．变压器中是如何减小涡流的？【提示】变压器中的铁芯是用涂有绝缘漆的硅钢片叠压制成，从而减小了涡流．2．电流频率的高低对涡流有什么影响？【提示】根据法拉第电磁感应定律知，电流频率越高涡流越强．1．涡流把块状金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的漩涡，故叫涡电流，简称涡流．涡流常常很强．2．涡流的减少在各种电机和变压器中，为了减少涡流的损失，在电机和变压器上通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成的铁芯．3．涡流的利用冶炼金属的高频感应炉就是利用强大的涡流使金属尽快熔化．电学测量仪表的指针快速停止摆动也是利用铝框在磁场中转动产生的涡流．4．如图3-6-5所示，在一个绕在线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小平底铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是()图3-6-5A．恒定电流、小铁锅B．恒定电流、玻璃杯C．变化的电流、小铁锅D．变化的电流、玻璃杯【解析】通入恒定电流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，铁锅是导体，在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁通量在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．【答案】 C5．(多选)电磁炉在炉内由交变电流产生交变磁场，使放在炉上的金属锅体内产生感应电流而发热，从而加热食品．电磁炉的工作利用了()【导学号：46852072】A．电流的热效应B．静电现象C．电磁感应原理D．磁场对电流的作用【解析】电磁炉的原理是电磁炉产生高频的变化磁场，使炉上的铁或钢锅的锅底产生感应电流，此电流产生热量，所以选项A、C正确．【答案】AC6．下列关于涡流的说法中正确的是()A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C．涡流有热效应，但没有磁效应D．在硅钢中不能产生涡流【解析】涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以选项A对，选项B错；涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效应，选项C错；硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，选项D错．【答案】 A为了减小涡流，变压器、电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成，而是用薄薄的硅钢片叠合而成．一方面硅钢片的电阻率比一般钢铁的要大，从而减少损耗；另一方面，每层硅钢片之间都是绝缘的，阻断了涡流的通路，进一步减少了涡流的发热．计算表明：涡流的损耗与硅钢片的厚度的平方成正比．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。

人教版高中物理选修1-1 全册教案目录1.1.1电荷库仑定律1.1.2电荷库仑定律1.2.1电场强度电场线1.2.2电场强度电场线1.2电场1.4生活中的静电现象1.4电容器1.5电流和电源1.6电流的热效应2.2电流的磁场2.3磁场对通电导体的作用2.4磁场对运动电荷的作用2.5磁性材料3.1电磁感应现象3.2法拉第电磁感应定律3.3交变电流3.4变压器3.5高压输电3.6自感现象涡流4.1电磁波的发现4.2电磁波谱4.3电磁波的发射和接收4.4信息化社会教学设计第一节、电荷库仑定律一、接引雷电下九天说明：电闪雷鸣是常见的自然现象，有时甚至表现得神秘恐怖。

蒙昧时期的人们认为雷电是“天神之火”, 在很长的历史时期内对雷电充满畏惧。

欧洲的文艺复兴使得科学精神得到解放，人们开始对雷电现象进行思考。

18 世纪，各种静电现象首先引起了学者们的关注和研究。

问：我们周围有哪些静电现象呢？（①冬天在漆黑的房间里脱毛衣的时候可以看到火星②天气干燥的时候，手摸到铁器的时候会发麻）说明：那么天上的雷电和我们平时接触到的静电有没有联系呢？如果有，会有什么联系呢？1746 年，富兰克林胃着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验。

问：他是如何做这个实验的呢？（他用绸子做了一个大风筝．在风筝顶上安了一根细铁丝，一根麻线的一端连接铁丝，另一端拴一把钥匙并塞在莱顿瓶中。

他和儿子一起把风筝放到天上，牵着风筝的一根丝绳系在遮雨棚内。

当雷电打下来，他看见麻线末端的纤维散开，并且莱顿瓶也带上了电。

问：富兰克林的风筝实验有什么意义吗？（证明了闪电是一种放电现象，与摩擦产生的电没有区别。

该实验统一了天电和地电，使人类摆脱了对雷电现象的迷信）富兰克林的实捆正明闪电是一种放电现象，与摩擦产生的电没有区别。

他统一了天电和地电，使人类摆脱了对雷电现象的迷f 言。

富兰克林为我们揭开了天电的奥秘一一它跟地上的电是·样的富兰克林吞到J ’欧洲人表演的电学实验。