2019-2020年高中物理《恒定電流》教案5 新人教版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理《恒定電流》教案5 新人教版選修3-1 知識(shí)要點(diǎn): 1、電動(dòng)勢(shì)的概念 (1)電動(dòng)勢(shì)是用來表明電源非靜電力做功本領(lǐng)的物理量。 電源的非靜電力把正電荷從負(fù)極移到正極所做的功跟被移送電量的比,叫做電源電動(dòng)勢(shì)。 公式: 單位:伏特。 (2)電源的電動(dòng)勢(shì)的大小是由電源本身的因素決定的。無論內(nèi)、外電路上的電阻、電流如何變化,對(duì)于某一確定電源來講,其電動(dòng)勢(shì)均為一個(gè)定值。 (3)注意電源電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差(電壓)的區(qū)別 電源電動(dòng)勢(shì)是表明非靜電力移送電荷做功把其它形式能轉(zhuǎn)換為電能的本領(lǐng)的物理量。其大小為非靜電力移送電荷所做的功與被移送電荷的電量之比,即。因此它是描述電源產(chǎn)生電能能力的物理量。 電勢(shì)差是表明電場(chǎng)力移送電荷做功把電能轉(zhuǎn)化為其它形式能的本領(lǐng)的物理量。其大小為電場(chǎng)力移送電荷所做的功與被移送的電荷電量之比,即。因此,它是說明消耗電能的物理量。 電動(dòng)勢(shì)是專對(duì)電源而言,而電勢(shì)差是專對(duì)閉合電路的各部分來說的。 2、明確電功和電熱的關(guān)系 (1)電功只表示電路中消耗電能的多少,并不告訴我們電能轉(zhuǎn)化為別的一種還是幾種其它形式的能量。 電熱只表示電流通過電阻時(shí)產(chǎn)生熱量的多少,除純電阻電路外,一般并不能直接告訴我們消耗了多少電能。 (2)任何用電器都是能量轉(zhuǎn)換器,根據(jù)能量轉(zhuǎn)化的不同情況,可以把用電器分為純電阻和非純電阻兩類。 在純電阻電路中,電流做功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(熱),因此,電功等于電熱,即 在非純電阻電路中,電流做功除一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(熱)以外,還要轉(zhuǎn)化為其它形式的能,如: 在電動(dòng)機(jī)里,電能熱+機(jī)械能; 在電解槽里,電能熱+化學(xué)能; 這樣電功要大于電熱,即 3、對(duì)歐姆定律的理解和分析 (1)部分電路歐姆定律: 通過給定一段導(dǎo)體上的電流強(qiáng)度跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比。 公式: 使用歐姆定律應(yīng)注意: ?歐姆定律對(duì)于金屬導(dǎo)電和電解液導(dǎo)電都適用,但對(duì)于氣體導(dǎo)電不適用。 ?歐姆定律是一個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律,它揭示的是電流形成的外部原因和電流的關(guān)系。即在導(dǎo)體兩端存在有電壓,決定了導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度這個(gè)因果關(guān)系的規(guī)律性。因此在使用時(shí),必須注意I、U、R三個(gè)量都是同時(shí)對(duì)同一段電路而言的,決不能把這一段電路的電流、電壓和電阻跟其它電路中的電流,電壓和電阻相混。 ?伏安特性曲線:如圖所示。它表示的意義是一個(gè)確定的導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度隨電壓而變化的函數(shù)關(guān)系。即對(duì)一個(gè)確定的導(dǎo)體(電阻)來說,電流強(qiáng)度(I)跟導(dǎo)體兩端的電壓(U)成正比。所以電流隨電壓而變化的圖線為一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,直線的斜率反映了導(dǎo)體的電阻的大?。ǖ扔趯?dǎo)體電阻的倒數(shù)),斜率越大,電阻越小。如圖中直線a表示的導(dǎo)體的電阻大于直線b的導(dǎo)體的電阻。 (2)閉合電路歐姆定律: 閉合電路中的電流強(qiáng)度跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路中的電阻之和成反比。 公式 (1) 或 (2) (1)式是電流表達(dá)式,它表示閉合電路中電流的大小由哪些因素決定。 (2)式是電壓表達(dá)式,它表示內(nèi)、外電壓是由電源提供的。內(nèi)、外電壓之和等于電源電動(dòng)勢(shì)。 ?路端電壓隨外電阻變化而變化 外電路兩端的電壓叫做路端電壓。當(dāng)外電路接通時(shí),路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)減去內(nèi)電壓。即: 通常認(rèn)為電動(dòng)勢(shì)是不變的,根據(jù)公式可以得出當(dāng)外電路電阻(R)改變時(shí),總電流強(qiáng)度(I),內(nèi)電路電壓(U內(nèi))和路端電壓(U外)都要隨之改變。其變化情況如下表: 外電阻改變情況 (R) 電流強(qiáng)度改變情況 內(nèi)電壓改變情況 路端電壓改變情況 R增大 減小 減小 增大 0 0 R減小 增大 增大 減小 R=0(短路) 路端電壓跟通過電源的電流強(qiáng)度的關(guān)系可以用I—U關(guān)系曲線表示,如圖所示。從圖線上可以看出,隨閉合電路中電流強(qiáng)度的增大,路端電壓成線性減小。 I—U關(guān)系曲線的延長(zhǎng)線和縱軸的交點(diǎn)表示電流為零時(shí)的路端電壓,即等于電源電動(dòng)勢(shì)。曲線的延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)表示路端電壓為零時(shí)的電流,即發(fā)生短路時(shí)的電流。 ?根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律,在閉合電路中應(yīng)有 當(dāng)外電路電阻等于內(nèi)電阻時(shí),電源的輸出功率最大。即 電源的效率為: 4、電流表的改裝和歐姆表 對(duì)于電流表應(yīng)知道以下三個(gè)主要參數(shù): 電流表線圈電阻,即表頭內(nèi)阻; 電流表允許通過的最大電流值,即滿偏電流; 電流表指針滿偏時(shí),加在電流表兩端上的電壓 (1)電流表改裝成伏特表 根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理,如圖所示,將滿偏電壓為的電流表串聯(lián)一個(gè)大電阻Ru,這樣擴(kuò)大了量程,改裝成量程為U的伏特表。 電流表與電阻串聯(lián) ∴URU-Ug 根據(jù)分壓原理 ∴Ru 應(yīng)當(dāng)注意: ?電流表和串聯(lián)的分壓電阻所組成的整體才叫伏特表。因此伏特表刻度盤上所標(biāo)出的伏特值,不表示加在電流表上的電壓,而是直接表示加在伏特表上的電壓。 ?從公式中可以看出,要改裝的伏特表量程越大,需串聯(lián)的分壓電阻值就應(yīng)越大。 (2)電流表改裝成安培表 根據(jù)并聯(lián)電路分流原理,如圖所示,將滿偏電流為的電流表并聯(lián)上一個(gè)小電阻R,這樣擴(kuò)大了量程,改裝成量程為I的安培表。 應(yīng)當(dāng)注意: ?電流表和并聯(lián)的分流電阻R所組成的整體才叫安培表。因此安培表刻度盤上標(biāo)出的安培值,不表示通過電流表上的電流,而是直接表示通過安培表的電流。 ?從公式中可以看出,要改裝的安培表量程越大,需并聯(lián)的分流電阻值就應(yīng)越小。 上述電流表改裝成伏特表和電流表改裝成安培表的原理,計(jì)算方法及推導(dǎo)出的公式,同樣適用于擴(kuò)大伏特表的量程和擴(kuò)大安培表的量程。 (3)歐姆表 ?歐姆表的構(gòu)造: 如圖所示,是內(nèi)阻為的微安表或毫安表,是調(diào)零電阻,電池的電動(dòng)勢(shì)為以上三者串聯(lián)。外接黑表筆接電池正極,外接紅表筆接電池負(fù)極。 ?歐姆表原理: 歐姆表是根據(jù)閉合電路歐姆定律制成的。 當(dāng)紅、黑表筆短接時(shí)(即),調(diào)節(jié),使表指針指到滿刻度,此時(shí) 歐姆表盤刻度應(yīng)為零。 當(dāng)紅、黑兩表筆斷開時(shí)(即),電路無電流,,指針不偏轉(zhuǎn)。 歐姆表盤刻度應(yīng)為。 當(dāng)紅、黑表筆間接入電阻時(shí)(如上圖所示),此時(shí)通過表的電流為I,則 或 因?yàn)槭街须S著改變,并且每一個(gè)值都一個(gè)對(duì)應(yīng)的電流強(qiáng)度值I。因此在歐姆表刻度盤上直接標(biāo)出與I相對(duì)應(yīng)的電阻值,則的阻值就可以直接讀出了。 應(yīng)當(dāng)注意:I雖然隨增大而減小,但二者不成反比,因此歐姆表刻度是不均勻的。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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