物理选修3-1【金版教程 】第二章A
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第一节电流和电源一、电流1、电流的形成:2、产生电流的两个条件条件:3、电流的方向:二、直流和恒定电流1、直流:2、恒定电流:三.电流(强度)1、电流的定义及公式:2、电流是标量,但有方向注意: 1.在金属导体形成电流的本质:2.在电解液形成的电流应该注意的问题?3.1A的物理意义:四、金属导体中电流的微观表达式的推导已知n为导体单位体积内的自由电荷的个数,S为导线的横截面积,v为自由电荷的定向移动速率,求通过导体的电流。
五、欧姆定律的公式及实用条件的分析六、福安特性曲线(画出图像分析)第二节电阻定律一、探究决定导体电阻的因素1.探究方法:2.探究结果:二、电阻定律公式:物理意义:实用条件:三、电阻率与电阻的区别:典型例题:P49第二题第三节串联电路和并联电路一、串联电路1.串联电路的基本特点:2.串联电路的性质:等效电阻:电压分配:功率分配:二、并联电路1.并联电路的基本特点:2.并联电路的性质:等效电阻:电流分配:功率分配:三、对串并联电路的理解1.多(少)并联一个电阻,总电阻:2.电路中任意一个电阻变大(小),总电阻:3.并联电路总电阻最接近最小那个电阻的情况:四、电表的改装1、G表或表头Ga.作用:b. 三个主要参数①内阻:②量程:③满偏电压:2、改装后电流表的三个参数①内阻:②量程:③满偏电压:电阻的作用:3、改装后电压表的三个参数①内阻:②量程:③满偏电压:电阻的作用:五、限流分压名称/电路图()()1.电流调节范围:2.电压调节范围:3.选择条件:六、电流表内外接:1.画出电路图:内接 1.存在误差的原因:2.测量结果分析:3.适用条件:外接 1.存在误差的原因:2.测量结果分析:3.适用条件:2.选择电流表内外接的常用方法:1.2.例:“描绘小灯泡的伏安特性曲线”选择限流还是分压,电流表内接还是外接,说明原因。
第四节电源电动势和内阻闭合电路欧姆定律一、电源1、电源作用:1.2.2、电源的电动势E定义:a.定义式:b.电动势物理意义:只由电源本身结构特性决定,与电路无关c.数值上等于:d.数值上等于电源未接入电路(即断路)时两极间电压,E=U断,单位:伏e.1V的物理意义:二、电路1.内电路(内电压):2.外电路(外电压):三.闭合电路欧姆定律三个表达式:每个表达式的物理意义及适用条件;第六节电功电功率焦耳定律一、电功电功率1.导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动,电场力所做的功称为电功。
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二、基本知识点:(一)、电源、电源电动势:1、电源的概念:(1)电源是把其它形式的能转化为电能的一种装置。
(2)电源供电原理:在电源内部非静电力做功,其它形式的能转化为电能,在电源的外部电路,电场力做功,电能转化为其它形式的能。
2、电源的电动势:(1)电源电动势大小等于没有接入电路时两极之间的电压,(电源电动势的大小可用内阻极大的伏特表粗略测出)(2)电动势的符号:E ,国际单位是伏特(符号为V);是一个标量,但有方向,在电源内部由负极指向正极。
(3)电动势的物理意义:表征电源把其它形式的能转化为电能的本领,电动势是由电源本身的性质决定的,电动势在数值上等于在把其它形式的能转化为电能的时,1C电量所具有的电能的数值。
3、内电压和外电压:(1)闭合电路的组成:内电路:电源内部的电路其电阻称为内电阻,内电阻所降落的电压称为内电压;(2)外电路:电源外部的电路,其两端电压称为外电压或路端电压。
(3)内、外电压的关系:E = U + U' 。
(4)注意:在电路闭合时U < E ;(二)、闭合电路的欧姆定律:1、闭合电路的欧姆定律的内容:(1)闭合电路里的电流,跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比。
公式:I = ;(2)从闭合电路欧姆定律中,还可导出电路功率的表达式:EI = U I + U'I = IR + Ir 。
(3)、定律的适用条件:外电路为纯电阻电路。
高中物理选修3-1第二章知识点归纳物理选修3-1课本中,第二章是重点内容,高中生要注意相关知识点的记忆,下面是店铺给大家带来的高中物理选修3-1第二章知识点,希望对你有帮助。
高中物理选修3-1第二章知识点第1节电源和电流一、电源电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
(从能量的角度看,电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置)二、电流1. 电流:电荷的定向移动形成电流。
2. 产生电流的条件(1)导体中存在着能够自由移动的电荷金属导体——自由电子电解液——正、负离子(2)导体两端存在着电势差三、恒定电场和恒定电流1. 恒定电场:由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场。
2. 恒定电流: 大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
四、电流(强度)1. 电流:通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t 的比值叫做电流,即:单位:安培(A) 常用单位:毫安(mA)、微安(μA)2、电流是标量,但有方向?规定正电荷定向移动方向为电流方向注意:(1)在金属导体中,电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反;(2)在电解液中,电流方向与正离子定向移动方向相同,与负离子走向移动方向相反,导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。
第2节电动势一、电动势(1)定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。
(2)定义式:E=W/q(3)单位:伏(V)(4)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。
电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
二、电源(池)的几个重要参数(1)电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。
(2)内阻(r):电源内部的电阻。
(3)容量:电池放电时能输出的总电荷量。
其单位是:A·h,mA·h.第3节欧姆定律一、导体的电阻(1)定义:导体两端电压与通过导体电流的比值,叫做这段导体的电阻。
第二章、恒定电流知识点一、导体中的电场和电流1. 导线中的电场⑴形成因素:是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
⑵方向:导线与电源连通后,导线内很快形成了沿导线方向的恒定电场。
⑶性质:导线中恒定电场的性质与静电场的性质不同。
恒定电场:导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
尽管导线中的电荷在运动,但有的流走,另外的又来补充,所以电荷的分布是稳定的,电场的分布也不会随时间变化。
这种由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称为恒定电场。
2. 电流⑴导体形成电流的条件:①要有自由电荷②导体两端形成电压。
⑵电流定义:通过导体横截面的电量跟这些电荷量所用时间的比值叫电流。
公式:⑶电流是标量但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向(或与负电荷定向移动的方向相反)。
单位:A, 1A=103 mA=106μA恒定电流:大小方向不随时间的变化而变化的电流.我们生活中能使电器正常的电流就是恒定电流;⑷电流微观表达式:I=nqvs,n是单位体积内的自由电荷数,q是每个自由电荷电荷量,s是导体的横截面积,v是自由电荷的定向移动速率。
(适用于金属导体)说明:导体中三种速率(定向移动速率非常小约10-5m/s,无规律的热运动速率较大约105 m/s,电场传播速率非常大为光速例如电路合上电键远处的电灯同时亮)例1.某电解池中,若在 2 s内各有×1019个二价正离子和×1019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是( ).A.O B. A C. A D. A解析:电荷的定向移动形成电流,但“+”“一”电荷同时向相反方向定向移动时,通过某截面的电量应是两者绝对值的和。
故由题意可知,电流由正、负离子定向运动形成,则在 2 s 内通过截面的总电量应为:q=×10-19×2××1019C+×10-19×1××1019C=。
6《导体的电阻》教学设计一教材分析《导体的电阻》是新课标物理选修3—1的第二章《恒定电流》第六节的内容,它是《恒定电流》这一章的基本规律之一,本节内容安排在部分电路欧姆定律知识之后,起到了承上启下的作用,部分电路欧姆定律是研究导体两端电压、流过的电流等外界条件与导体电阻的数量关系而非决定关系;电阻定律是研究导体材料、长度、横截面积等自身条件与电阻的决定关系。
学生在初中已经定性研究了导体材料、长度、横截面积等自身条件与电阻的关系,本节在此基础上通过实验分析进行定量描述的研究,同时突出了“电阻率”这一物理概念,这部分知识与现代科技、现代生活、生产等有着密切联系。
因此,学好本节知识不仅在物理思想、物理方法上有教育意义,在培养学生分析问题的能力上面也有重要的意义。
二教学目标1.物理观念通过实验改变电路中电流的大小,从中认识“导体能够同时对电流又有阻碍作用”的性质,深化对电阻的认识,了解导体的电阻规律,能用电阻的计算公式进行有关计算2.科学思维经历决定导体电阻的因素的探究过程,体验运用控制变量和逻辑推理研究物理问题的思维方法。
3.实验探究通过提出影响导体电阻大小的因素的合理猜测,体验发现问题、合理猜测、设计实验方案和获取证据、分析论证、交流总结的过程,深度体会实验探究这种重要的科学研究方法4.科学态度与责任通过对不同材料电阻率的介绍,加强学生理论联系实际的意识和安全用电的意识。
通过实验探究活动,激发学生对概念和实验的兴趣,使学生积极主动地进行实验操作。
体验探究的乐趣,使学生乐于观察、实验,培养学生团队合导作与交流的能力,进一步培养学生的核心素养。
三教学重点难点本节的教学重点是实验探究导体电阻与导体长度、横截面积、材料的关系。
难点是对电阻率的理解,在介绍电阻率时,可先让学生通过自主阅读课本表格对电阻率有感性认识,明确电阻率是材料本身的属性,再通过演示实验,使学生知道电阻率和温度有关。
四教法与学法:1教法实验探究:猜想--设计---验证---分析--归纳总结逻辑推理:2 学法指导从开发学生体验空间、思维空间、表现空间(1)演示实验改为学生分组实验,全体学生参与,使每个学生都体验探究过程。
选修3-1 第二章电路全章教案高中物理课堂教学教案年月日课题§2.1导体中的电场和电流(一)知识与技能 1、了解电源的形成过程。
课型新授课(课时)教学目标2、掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。
(二)过程与方法在理解恒定电流的基础上,会灵活运用公式计算电流的大小。
(三)情感、态度与价值观通过本节对电源、电流的学习,培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理问题。
教学重点、难点教学方法教学手段理解电源的形成过程及电流的产生。
会灵活运用公式计算电流的大小。
投影片,多媒体辅助教学设备探究、讲授、讨论、练习第 1 页共 50 页教学活动(一)引入新课教师:人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识,而且形成了若干重要的电学概念和研究方法,成为电学理论的重要基础。
但是,无论在自然界还是生产和生活领域,更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。
那么,电荷为什么会流动?电荷流动服从什么规律,产生哪些效应?这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢?过渡:这节课就来学习有关电流的知识。
(板书课题:导体中的电场和电流)(二)进行新课教师活动:为什么雷鸣电闪时,强大的电流能使天空发出耀眼的强光,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?通过现象对比,激发学生的求知欲。
调动学生的学习积极性。
过渡:要回答这个问题,就要从电源的知识学起。
1.电源教师:(投影)教材图2.1-1,(如图所示)学生活动分别带正、负电荷的A、B两个导体球,它们的周围存在电场。
如果用一条导线R将它们连接起来,分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化?最后,A、B两个导体球会达到什么状态?R中出现了怎样的电流?学生活动:在教师的引导下,分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差的变化情况。
认识到,最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态。
理解导线R中的电流只能是瞬时的。
2.1 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1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。
(3)电源的作用就是将其他形式的能转化为电能()
【例2】已知铜导线中的电流为1A,铜导线的横截面积为1mm2,则在1s内有___个电子通过铜导线的横截面积,自由电子的平均移动速率为___m/s(设铜导线中每立方米含有8.5×1028个
自由电子,电子电荷量为e=1.6×10−19C)
(2)电动势:大小:在数值上等于非静电力把1C的在电源内部从负极移送到正极所做的功,即E=
【例3】用伏安法测电阻,可采用图甲、乙两种接法。
如所用电压表内阻为5000Ω,电流表内阻为0.5Ω.
(1)当测量100Ω左右的电阻时,宜采用______电路。
(2)现采用甲电路测量某电阻的阻值时,两电表的读数
分别为10V、0.5A,则此电阻的测量值为______Ω,真
实值为______Ω.
3、有一个小灯泡上标有“4V、2W”的字样,现在要用伏安法描绘
这个灯泡的伏安特性曲线。
现有下列器材供选用:
A. 电压表(0∼5V,内阻10kΩ)
B. 电压表(0∼15V,内阻20kΩ)
C. 电流表(0∼3A,内阻1Ω)
D. 电流表(0∼0.6A,内阻0.4Ω)
E. 滑动变阻器(20Ω,3A)
F. 滑动变阻器(500Ω,0.5A)
G.学生电源(直流6V)、开关、导线若干
(1)实验时,选用图中______(填甲或乙)的电路图来完成实验,并请说明理由:______.
(2)实验中所用电压表应选______,电流表应选用______,滑动变阻器应选用______.(用器材
前的字母表示)
【例1】用半导体材料制成热敏电阻,在温度升高时,电阻会迅速减小,如图
所示,将一热敏电阻接入电路中,接通开关后,经过一段时间会观察到()
A. 电流表示数不变
B. 电流表示数减小
C. 电压表示数增大
D. 电压表示数减小
【变式3】一个电流表的电阻RA为0.18Ω,最大量程为10A,刻度盘分为100个刻度。
现将其最大量程扩大为100A,需______联一个______Ω的电阻,此时刻度盘每个刻度表示______A;新的电流表的内阻为______Ω.
【变式4】四个电阻的阻值均为4Ω,求R
ab
【例1】规格为“220 V 36 W”的排气扇,线圈电阻为40 Ω,求:
(1)接上220 V电压后,排气扇转化为机械能的功率和发热的功率;
(2) 如果接上电源后,扇叶被卡住,不能转动,求电动机消耗的功率和发热的功率.
解题探究:排气扇正常工作时是纯电阻还是非纯电阻?
排气扇被卡住时是纯电阻还是非纯电阻?
2.电阻率是表征 的物理量,
【变式1】两个用同种材料制成的均匀导体A. B,其长度相同,当它们接入电压相同的电路时,其电流之比I A :I B =1:4,则横截面积之比S A :S B 为()
A. 1:2
B. 2:1
C. 1:4
D. 4:1
【例3】一段长为L,电阻为R 的均匀电阻丝,把它拉制成3L 长的均匀细丝后,切成等长的三段,然后把它们并联在一起,其电阻值为() A. 3R B. 3R C. 9
R D. R 【变式3】一段长为a 、宽为b 、高为c(a>b>c)的导体,将其中的两个对立面接入电路时,最大阻值为R,则最小阻值为( )
A. 22a R c
B. b a R c 2
C. bc R a 2
D. ac
R b 2 【例2】用以下器材可测量电阻R x 的阻值。
A. 待测电阻R x ,阻值约为600Ω;
B. 电源E ,电动势约为6.0V ,内阻可忽略不计
C. 毫伏表V 1,量程为0∼500mV,内阻r 1=1000Ω
D. 电压表V 2,量程为0∼6V,内阻r 2约为10K Ω
E. 电流表A,量程为0∼0.6A,内阻r 3约为1Ω;
F.定值电阻R 0,R 0=60Ω;
G. 滑动变阻器R ,最大阻值为150Ω; H.单刀单掷开关S 一个,导线若干 的3
1,并能(1)测量中要求两块电表的读数都不小于其量程测量多组数据,请在虚线框中画出测量电阻R x 的实验电路
图。
(2)若选测量数据中的一组来计算R x ,则由已知量和测量物理量计算R x 的表达式为R x =___, 式中各符号的意义是:___.(所有物理量用题中代数符号表示) 2.
6.某同学通过实验测量一种合金的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量合金丝的直径,为防止读数时测微螺杆发生转动,读数前应先旋紧图1所示的部件___(选填“A ”、“B ”、“C ”或“D ”),从图中的示数可读出合金丝的直径为___mm.
(2)图2所示是测量合金丝电阻的电路,相关器材的规格已在图中标出,合上开关,将滑动变阻器的滑片移到最左端的过程中,发现电压表和电流表的指针只在图示位置发生很小的变化,由此可以推断:电路中___(选填图中表示连线柱的数字)之间出现了___(选填“短路”或“断路”).
(3)在电路故障被排除后,调节滑动变阻器,读出电压表和电流表的示数分别为2.23V 和38mA ,由此,该同学算出接入电路部分的合金丝的阻值为58.7Ω,为了更准确的测出合金丝的阻值,在不更换实验器材的条件下,对实验应作怎样的改进?请写出两条建议。
2.如图所示,电路中电流为I ,在时间t 内, 做功等于内外电路中电能转化为其他形式的能的总和,即w 非=EIt=
闭合电路欧姆定律
内容:闭合电路的电流,跟电源的 成正比,跟内、外
电路的 之和成反比。
公式:I = ,适用于 电路。
变形公式:E= +U 内 或 U= ,适用于任何电
路。
1.路端电压与电流的关系
公式:U=
图像(U-I 图像),该直线与纵轴交点的纵坐标表示 ,
斜率的绝对值表示电源的 。
2. 外电阻R 减小时,电流I ,路端电压U ;当R
减小到0时,即外电路短路时,I= .U= 。
【例2】在如图所示的电路中,电池的电动势E=5V ,内电阻r=10Ω,固定电阻R=90Ω, R
0是可变电阻,在R 0由零增加到400Ω的过程中,求:
(1)可变电阻R 0上消耗功率最大的条件和最大热功率;
(2)电池的电阻r 和固定电阻R 上消耗的最小热功率之和;
(3)R 0调到多少时R 上消耗的功率最大,最大功率是多少?
解题探究:
什么时候R0消耗功率最大?
对于固定电阻,什么时候其功率最小?
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