部分电路欧姆定律教案.doc

追先贤 ， 因材施教； 胜今朝， 个性教学！ 龙文教育学科教师辅导讲义学员编号： 年 级：高二 课时数：学员姓名： 辅导科目：物理 课 题电场授课时间： 备课时间： 教学目标重点、难点1、混连电路；2、电路图的简化；3、电路计算；考点及考试要求教学内容一、复习上节课内容二、问题导入：金属里面也有自由电荷，电荷也在无规则运动，为什么没有电流？（引入电流概念以及电流的基本特点）我们用什么样的方法来形象地描述导体对电流的阻碍？（引入电阻）如何定量地描绘电阻的特性呢？（引入欧姆定律）三、新课概念一、电流1定义：电荷的定向移动形成电流此处的“电荷”指自由电子、正离子和负离子电荷有三种速率：电子热运动速率、电荷定向运动速率和电流的传导速率电路中由电源、导线等电路元件共同形成导线内的电场，电流的形成依靠电荷定向的运动 2电流的方向 规定和正电荷定向移动的方向一致 ，和负电荷定向移动的方向相反3电流的定义式：I=q/t，（不能说正比于q，反比于t），其中q是时间t内通过导体某横截面的电量对于电解液导电和气体导电，通过某一横截面的电量应为正、负离子电量的绝对值之和.在国际单位中电流的单位是安培(A），是国际单位制中七个基本单位之一，1A=103mA=10 64电流的微观表达式：I=nqsv (n为单位体积内自由电荷数，q为单个自由电荷电量，s为导线横截面积，v为自由电荷定向运动的速率 ，(约为10 -5m/s)，上式中n若为单位长度的自由电荷数，则I=nqv二、电阻1定义：导体两端的电压和通过它的电流的比值 2定义式：R=U/I3单位：欧姆，国际符号4对电阻的理解：金属导体中的电流是自由电子的定向移动形成的，自由电子在定向移动中要跟金属离子频繁碰撞，这种碰撞阻碍了电子的定向移动，从而不断地把定向移动的动能传给离子，使离子的热运动加剧，使电能转化为内能，导体的温度升高，电阻就是表示这种阻碍作用的物理量5注意：对给定的导体，它的电阻是一定的，由其本身的性质决定因此，不管导体两端有无电压，大小如何，电阻是一定的；不管导体内是否有电流流过，电流大小如何，电阻是一定的三、电阻定律1内容： 在一定温度下，导体的电阻跟导体本身的长度成正比，跟导体的横截面积成反比 2公式：，为材料的电阻率，单位为欧姆米（m），与材料种类和温度有关3对电阻定律的理解：（1）只适用于金属导体（但其它任何材料都有对应的电阻率）（2）因为随温度而变化，故计算出的是某一特定温度下的电阻（3）该式是电阻大小的决定式，R=U/I是电阻的定义式4金属的电阻率随温度升高而有所增加；半导体的电阻率随温度的升高或杂质浓度的增大而急剧减少；某些合金的电阻率几乎不受温度的影响5超导体：有些物体在温度降低到绝对零度附近时，电阻会突然减小到无法测量的程度，这种现象叫超导现象，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做转变温度TC，各种材料的超导转变温度TC各不相同，一般都较低6探究金属丝的电阻与其影响因素的定量关系原理：把金属丝接入电路中，用电压表测金属丝两端的电压，用电流表测金属丝中的电流，利用R=U/I得到金属丝的电阻R用米尺量得金属丝的长度，用螺旋测微器测金属的直径，求得其面积S=方案一：控制变量法方案二：逻辑推理法根据电阻的串并联知识进行逻辑推理导体电阻的关系，然后通过实验探究电阻与导体长度面积和材料的关系四、部分电路欧姆定律1内容：通过某段电路的电流跟导体两端的电压成正北，跟导体本身的电阻成反比 2公式：I=U/R3用图像表示：IU图像中，是过原点的一条直线，直线的斜率k=I/U=1/R；在UI图像中，也是过原点的一条直线，直线的斜率k=U/I=R4适用条件：适用于金属导电和电解液导电，不适用气体导电其实质是只适用于电流的热效应五、串、并联电路的特点1串联电路（1）电流关系：（2）电压关系：（3）电阻关系：（4）功率关系：U1/U2=R1/R2=P1/P2 即两个串联的电阻分电压、功率与各分电阻的值成正比2并联电路R1BAR2PR（1）电流关系：（2）电压关系：（3）电阻关系：（4）功率关系：I1/I2= P1/P2=R2/R1 即两个并联的电阻分电流、功率与各分电阻的值成反比3分电阻和总电阻的关系当电键接通或断开，改变电路结构，或者移动滑动变阻器滑键，改变某一部分电阻时，总电阻的变化规律满足：（1）当外电路的任何一个电阻增大（或减小）时，电路中总电阻一定增大（或减小）；（2）若电键的通断使串联的用电器增多时，总电阻增大 ；若电键的通断使并联支路增多时，总电阻减小；（3）如果R1+R2=恒量，则R1=R2时并联的电阻最大；且R1、R2差别越大总电阻越小如图所示，由R1、R2和R组成双臂环路当AR1P支路和AR2P支路总阻值相等时，RAB最大；当P滑到某端，使某一支路阻值最小时，RAB最小 六、电功和电功率1电功：实际是电场力做功，是电能转化成其它形式能（如热、磁、机械、光）的过程 适用于一切电路 适用于纯电阻电路2焦耳定律：电流通过直流电阻为R的导体时，t时间内导体上产生的热量，即电热Q=I2Rt3电功和电热：当电流通过一段纯电阻电路时，电能全部转化为内能，电功等于电热W=Q即UIt=I2Rt当电流通过一段非纯电阻电路（电动机、电解槽、蓄电池等）时，电能的一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能，故电功W=UIt 大于电热Q=I2Rt，4电功率：P=W/t=UI 适用于一切电路 P=I2R=U2/R 适用于电热5额定电压与实际电压、额定功率与实际功率（1）额定电压指用电器正常工作时的电压，这时用电器消耗的功率为额定功率但有时加在用电器上的电压不等于额定电压，用电器不能正常工作，这时加在用电器上的电压就称之为实际电压，用电器消耗的功率为实际功率要注意，在一些问题中“额定”和“实际”往往不相等 （2）用电器接入电路时的约定：纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变；用电器的实际功率超过额定功率时，可认为它将被烧毁；没有注明额定的用电器接入电路时，认为其工作的物理量均小于其额定值，能安全使用（3）纯电阻电路中，几个电阻串联阻值大的功率大，并联时阻值小的功率大七、等效法处理混联电路稍复杂混联电路的等效化简方法1电路化简原则（1）无电流的支路化简时可去除；（2）等电势的各点化简时可合并； （3）理想导线可任意长短；（4）理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路； （5）电压稳定时电容器认为断路 2常用等效化简方法（1）电流分支法： a先将各结点用字母标上； b判定各支路元件的电流方向（或可能方向）；c按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支逐一画出；d加工整理 （2）等势点排列法： a将各结合点用字母标出； b判定各结点电势的高低；c将各结点电势高低自左到右排列，再将各结点之间支路画出；d加工整理八、电路故障的分析方法电路故障是指电路不能正常工作故障的种类很多，但主要是因断路或短路所造成的故障，可用电压表或电流表进行检查也可用假设法，已知电路发生某种故障可将整个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分发生故障，运用电流定律进行正向推理，再与题述现象进行比较，得出结论图1图2九、分压电路和限流电路1分压电路图1、限流电路图2 调节范围：（1）分压电路：电压；电流，均与 RO 无关（2） 限流电路：电压；电流 ，均与 RO 有关 例题例一有一横截面积为S的铝导线，当有电压加在该导线上时，导线中的电流强度为I。设每单位体积的导线中有n个自由电子，电子电量为e，此时电子定向移动的速度为v，则在t时间内，通过导体横截面的自由电子数目可表示为（ ） AnvStBnvtC D若上题中单位体积的导线中有n个自由电子改为单位长度的导线中有n个自由电子，则正确的答案为（ ）例二一个标有“220V 60W“的白炽灯泡，加上的电压由零逐渐增大到220V，在此过程中，电压（U）和电流（I）的关系可用图线表示，题中给出的四个图线中，肯定不符合实际的是( )UI0ASIU0BSU0CSIU0DSI图2-4 例三1如图2-17所示，A、B两点接在恒压电源上，内阻不可忽略的电流表并联，示数分别为2A和3A.若将两只电流表串联起来接入电路中，两只电流表的示数均为4A，那么电路不接入电流表时，流过R的电流是_A. 2如图2-18所示，两个定值电阻R1、R2串联后接在电压U稳定于12V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，电压表的示数为8V.如果他把电压表改接在R2两端，则电压表的示数将( ). (A)小于4V(B)等于4V(C)大于4V小于8V(D)等于或大于8V3 .如图2-19所示电路中，已知I=3A，I1=2A，R1=10，R2=5，R3=30，则通过电流表的电流方向为向_，电流的大小为_A. 图2-19图2-18图2-17例四图2-2614如图2-26所示为某一用直流电动机提升重物的装置，重物的质量m=50kg，电源的电动势=110V.不计电源电阻及各处的摩擦，当电动机以v=0.9ms的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I=5A，试求电动机线圈的电阻. 练习一、导体中的电场和电流1下列叙述中，产生电流的条件是 （ ）A有自由电子 B导体两端存在电势差C任何物体两端存在电压 D导体两端有恒定电压2下列说法中正确的有 （ ）A导体中电荷运动就形成了电流B电流强度的单位是安培C电流强度有方向，它是一个矢量D一切导体，只要其两端电势差为零，则电流强度就为零3对电流概念的正确理解是 （ ）A通过导体的横截面的电量越多，电流越大B导体的横截面越大，电流越大C单位时间内通过导体横截面的电量越大，电流越大D导体中的自由电荷越多，电流越大4下列关于电流的说法中，正确的是 （ ）A金属导体中，电流的传播速率就是自由电子定向移动的速率B温度升高时，金属导体中自由电子热运动加快，电流也就加大C电路接通后，电子就由电源出发，只要经过一个极短的时间就能达到用电器 D通电的金属导体中，自由电子的运动是热运动和定向移动的合运动，电流的传播速率等于光速二、欧姆定律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2根据欧姆定律，下列说法正确的是（ ）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，跟导体中的电流成反比B从R=U/I可知，对于某一确定的导体，通过的电流越大，说明导体两端的电压越大C从I=U/R可知，导体中的电流跟两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比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3.两电阻R1、2的电流I和电压U的关系如图2-2所示，可知两电阻R12等于A.1 B. C. D.4有a、b、c、d四个电阻，它们的UI关系如图2-3所示，则图中电阻最大的是（ ）UI0图2-3aSbScSdSAa Bb CcDdUI0图2-2R1R23006005下列说法中正确的是（ ）A通过导体的电流越大，则导体的电阻越小B当加在导体两端的电压变化时，导体中的电流也发生变化，但电压和电流的比值对这段导体来说等于恒量C通过导体的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比D导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比tq0图2-56一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电量q随时间t变化的图象如图2-5所示，此图象的斜率可表示为（ ）AU BR C D三、串联电路和并联电路1三个阻值都为12的电阻,它们任意连接、组合，总电阻可能为( )A4 B24 C8 D362下列说法正确是( )A一个电阻和一根无电阻的理想导线并联总电阻为零B并联电路任一支路电阻都大于电路的总电阻C并联电路任一支路电阻增大(其它支路不变) 总电阻也增大D并联电路任一支路电阻增大(其它支路不变) 总电阻一定减少3三个电阻之比为R1:R2:R3=1:2:5，将这三个电阻并联，则通过这三支路的电流强度I1:I2:I3之比为( )A1:2:5 B5:2:1 C10:5:2 D2:5:104如图2-8所示,4只电阻串联于某电路中.已测出UAC=9V， UBD=6V， R2=R4则UAE为（ ）A3V B7.5V C15V D无法确定ABP图2-95如图2-9所示,A B间电压恒为U,当滑动变阻器的滑片P逐渐向A端移动的过程中灯泡上的电压数值是（ ）A一直为U B一直为0 C逐渐增大到U D逐渐增大到0 ABCDER1R2R3R4图2-8R1R2R3图2-106一电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻为200。要把它改装成一个量程为0.5A的电流表，则应在电流表上（ ）A并联一个200的电阻 B并联一个0.4的电阻C串联一个0.4的电阻 D串联一个200的电阻7如图2-10所示，R1=8、R2=2、R3=3.2通以电流,各个电阻电压之比 U1:U2:U3=_，各电阻电流强度之比I1:I2:I3=_ 。8如图2-11所示,盒内有一些导线和四个阻值相同的电阻组成的电路, 盒外有A、B、C、D四个接线柱,已知两接线柱间阻值有以下关系：RAB=2RAC RCD=2RAB RAC=RBD ,试在盒内画出电路图.S1R1R2R3S2AB图2-129如图2-12所示，求下列几中情况下A、B间的等效电阻。AS1 S2均断开 BS1合上 S2断开ABCD图2-11CS1断开 S2合上 DS1 S2均合上10将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻( ) A很接近R1而略大于R1B很接近R1而略小于R1C很接近R2而略大于R2D很接近R2而略小于R211将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2并联起来，则总电阻( ) A很接近R1而略大于R1B很接近R1而略小于R1C很接近R2而略大于R2D很接近R2而略小于R212把“1.5V 0.3A”的电珠接到6V的电源上,为使正常发光,需要串联一只_的电阻。13电阻R1=60和R2串联后，R2上的电压是总电压的2/3，已知总电压为18V，则R2=_ _ R2两端电压_ _V 。图2-1314如图2-13所示的电路中，UAB=1V，R1=R2=R3=10，那么，电压表的示数为_V，电流表的示数为_A. 15如图2-14所示，已知四个电阻阻值完全相同均为R，电压U已知，求干路中的总电流。 16如图2-15所示，电路由8个不同电阻构成，已知R1=12，其余未知，测得A、B间总阻为4，若R1变为6，则A、B间电阻变为多大？17如图2-16所示电路，电源电压恒定不变为8V，四只电阻的阻值都为3。求：（1）总电阻。ACDBR1 R2R3R4图2-14U（2）R4两端的电压。R1R2R3R4S图2-16R1R2R3R4R8R5R6R7AB图2-15四、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（ ）A4Q B2Q C Q/2 D Q/42.下列求解电热的公式中,对所有电路均适用的是（ ）AQ=UItBQ=I2Rt CQ=tDW=Pt3一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UItB电动机消耗的电能为I2RtC电动机线圈产生的热量为I2RtD电动机线圈产生的热量为U2t/R5一台电动机的电阻为4，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“2k，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. 7三个标有100，4W”、“12.5，8W”、“90，10W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 ,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.9.把家用电炉的电热丝剪去一小段后，继续使用，则在同样的时间内（ ）A.由Q=I2Rt可知，电炉的发热量减少 B.由Q=UIt可知，电炉的发热量不变C.由Q=可知，电炉的发热量增加 D.无法确定图2-2210如图2-22所示，电阻R1=20，电动机的绕组R2=10.当电键S断开时，电流表的示数是0.5A，当电键S闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率应是( ). AI=1.5AB I1.5A CP=15W DP15W 图2-2311.如图2-23所示电路中，各灯额定电压和额定功率分别是:A灯“10V，10W，B灯60V，60W”，c灯40V，40W，D灯30V，30W.在a、b两端加上电压后，四个灯都能发光.比较各灯消耗功率的大小，正确的是( ). APBPDPAPC BPBPAPDPC CPBPDPCPADPAPCPDPB12.两只额定电压均为110V的灯泡A和B，额定功率分别为100W和40W，为了使它们接到220V电源上能正常发光，同时电路消耗的电功率最小，如图2-24所示电路中最合理的是图( ). 图2-24图2-2513如图2-25所示，有一提升重物用的直流电动机，内阻r=0.6 , R=10 ,U=160 V，电压表的读数为110 V，求：（1）通过电动机的电流是多少？（2）输入到电动机的电功率是多少？（3）在电动机中发热的功率是多少？（4）电动机工作1 h所产生的热量是多少？五、电阻定律1有关电阻率的叙述中错误的是( ). A当温度极低时超导材料的电阻率会突然减小到零B用的导线是由电阻率较小的铝、铜材料做成的C材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度D材料的电阻率会随温度的变化而变化2一根粗细均匀的电阻丝截成长度相等的三段，再将它们并联起来，测得阻值为3，则此电阻丝原来的阻值为（ ）A9B8C27 D33一只“220 V 100 W”的灯泡工作时电阻为484，拿一只同样的灯泡来测量它不工作时的电阻，下列说法中正确的是A小于484B大于484C等于484 D无法确定4一段粗细均匀的镍铬丝，横截面的直径是d，电阻是R，把它拉制成直径为的均匀细丝后，它的电阻变为（ ）A10000 R BR/10000C100 R DR/100V短路AAB图2-295在相距40 km的A、B两地架两条输电线，电阻共为800 ，如果在A、B间的某处发生短路，这时接在A处的电压表示数为10 V，电流表的示数为40 mA，求发生短路处距A处有多远？如图2-29所示.图2-306如图2-30所示，A、B、C、D是滑线变阻器的四个接线柱，现把此变阻器串联接人电路中，并要求滑片P向接线柱C移动时电路中的电流减小，则接人电路的接线柱可以是( ) AA和BBA和C CB和C DA和D7把一条电阻为64,的均匀电阻丝截成等长的n段后，再并联起来，电阻变为1，则n等于( ) A32 B24 C12 D8 8当电路中的电流超过熔丝的熔断电流时，熔丝就要熔断.由于种种原因，熔丝的横截面积略有差别.那么熔丝熔断的可能性较大的是() A横截面积大的地方 B横截面积小的地方C同时熔断 D可能是横截面积大的地方，也可能是横截面积小的地方图2-319现有半球形导体材料，接成下图2-31所示两种形式，则两种接法的电阻之比（ ） A14 B11 C12 D4110用电器离电源为L，线路上的电流为I，为使在线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为，那么输电线的横截面积的最小值是（ ）图2-32AB C D 11家用电热灭蚊器中电热部分的主要元件是PTC，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的用电器，其电阻率与温度的关系如图2-32所示，由于这种特性，因此，PTC元件具有发热、控温双重功能.对此，下列判断中正确的组合是（ ). (A)通电后，其电功率先增大后减小(B)通电后，其电功率先减小后增大(C)当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1或T2不变I/mAU/V12345675040302010O图1(D)当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1T2的某一值不变12如图2-33所示，图1为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的I-U关系曲线图。（1）为了通过测量得到图1所示I-U关系的完整曲线，在图2和图3两个电路中应选择的是图_；简要说明理由：_ _。（设滑线变阻器两端电压恒为9V，滑线变阻器的阻值为0-100）。（2）在图4电路中，电源电压恒为9V，电流表读数为70mA，定值电阻R1=250。由热敏电阻的I-U关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_V；电阻R2的阻值为_ _ 。（3）举出一个可以应用热敏电阻的例子：_。VA图2VA图3AR1R2热敏电阻9V图4图2-33- 12 -龙文一对一个性化教育集团 web: (总部) （上海） 启迪思维 点拨方法 开发潜能 直线提分 赵广编