江苏省南京市金陵中学河西分校高中物理《2.6 电路的基本概念与规律》教案 新人教版选修3-1.doc
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1、江苏省南京市金陵中学河西分校高中物理2.6 电路的基本概念与规律教案 新人教版选修3-1【课程分析】课程标准1观察并尝试识别常见的电路元器件,初步了解它们在电路中的应用。2初步了解多用电表的原理。通过实际操作学会使用多用电表。3通过实验,探究决定导线电阻的因素,知道电阻定律。4知道电源的电动势和内阻,理解闭合电路的欧姆定律。5测量电源的电动势和内阻。6知道焦耳定律,了解焦耳定律在生活、生产中的应用。7通过实验,观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。8初步了解集成电路的作用。关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况。标准分析1认识电流。知道电动势。从能量转化的角
2、度了解电源在电路中的作用。2理解欧姆定律,用它进行有关电路问题的计算。知道导体的伏安特性。3理解串、并联电路中的电流、电压、电阻的关系。4了解电流表中并联电阻的分流作用。了解电压表中串联电阻的分压作用。会用电流表和电压表测量电流、电压。5理解电功、电功率的概念,并用其表达式进行有关计算。认识焦耳定律,用其表达式进行有关计算。知道电功与电热的区别。了解焦耳定律在生活、生产中的应用。6通过探究决定导线电阻大小的因素,体验运用控制变量法研究物理问题的方法。知道电阻定律和电阻率,用电阻定律进行有关的计算。了解半导体二极管的伏安特性。7认识内电路和外电路。理解闭合电路欧姆定律,并用它进行有关电路问题的分
3、析与计算。理解路端电压与负载的关系。8了解多用表的基本工作原理。会使用多用电表测量电路中的电流、电压和电阻。观察并尝试识别常见的电路元器件,初步了解它们在电路中的应用。9理解测定电源的电动势和内阻的基本原理,体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。能用解析法和图象法求解电动势和内阻。体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。10通过实验,观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。初步了解集成电路的作用,关注集成电路以及元器件研究的发展情况。专题六 电路的基本概念与规律【基本内容】一、电流(I)1电流形成条件:当导体两端存在电压时,导体内自由电荷在电场
4、力作用下定向移动形成电流。2电流强度:电流的强弱称为电流强度。若通电时间为t,通过导体某一横截面的电量是Q,则导体中电流强度I为:3电流强度的单位:是“安培”(A),它是国际单位制中基本单位之一。4电流的方向:电流是标量,规定正电荷定向移动的方向为电流方向。负电荷定向移动等效于等量正电荷向相反方向移动。金属导体中有电流时导体中自由电子沿电流的反方向移动。5 电流与微观电荷定向移动的关系:若导体截面积是S,单位体积内自由电荷数(电荷密度)是n, 自由电荷电量是q,自由电荷定向移动速率是v ,则导体中的电流强度为InqvS 。 6三种速率:自由电子定向移动速率约为10-5m/s,自由电子热运动的平
5、均速率约为105m/s,电场的传播速率(电流速率)为108m/s。7恒定电流:大小、方向均不随时间变化的电流称为恒定电流。仅有方向不随时间变化的电流称为直流电。二、电压(U)8定义:电路中两点间的电势差。9电压是产生电流的条件:因导体中两点间存在电压,使电荷在电势不等的两点间定向移动,就产生了电流。电场力对电荷所做的功:W=qU 。10单位:伏特。三、电阻(R)11电阻的概念:导体对电流的阻碍作用称为导体的电阻。定义为R=U/I 。12影响电阻的因素:导体的材料、长度、横截面积以及导体的温度。13电阻率:导体的电阻率是与材料、温度有关的量。其大小等于单位长度、单位横截面积的材料电阻值。14电阻
6、定律:导体的电阻与导体的长度成正比,与导体横截面积成反比,还与导体材料的电阻率有关。用R表示电阻,L表示导体长度,S表示导体横截面积,表示导体材料的电阻率,则:。四、电功(W)15定义:在一段电路中电场力所做的功。即通常说的电流所做的功。16公式:W=qU=IUt。17单位:焦耳。五、电功率(P)18定义:电流所做的功与做功所需时间的比值。19公式:P=W/t ;P=UI。20单位:瓦特。六、焦耳定律21内容:电流通过纯电阻电路时发出的热量Q等于通过该电路的电流的二次方、电路的电阻和通电时间的比值。22公式:Q=I2Rt 。23电功与电热:(1)在任何电路,电功恒为W=IUt,电热恒为Q=I2
7、Rt 。(2)在纯电阻电路中,电流做的功全部转化成电热:IUt=I2Rt。(3)在非纯电阻电路中,电流做的功除很少一部分转化成电热外,绝大部分转化成其它能(机械能、化学能等):IUt=I2Rt+E其它 。【典例分析】例1氢原子的核外只有一个电子,设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周运动;已知电子的电荷量为e,运动速率为v,求电子绕核运动的等效电流多大?解析电子做匀速圆周运动的路径是电子定向移动的电路,此电路中的电流强度可以根据电流强度的定义来求。取电子运动轨道上任一截面,在电子运动一周的时间T内,通过这个截面的电量q=e,由圆周运动的知识有:T=根据电流的定义式得:I=例2设横截面积为
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