高中物理-3 歐姆定律教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

電流、電阻、電功和電功率【考點(diǎn)及能力要求】1.會利用電阻定律、歐姆定律進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算與判斷.2.會用導(dǎo)體伏安特性曲線I－U圖象及U－I圖象解決有關(guān)問題【知識講解】[預(yù)備知識]1．電容器的定義式與決定式？2．部分電路的歐姆定律的內(nèi)容與適應(yīng)條件？[基礎(chǔ)知識析理]知識點(diǎn)一電流(1)定義式：I＝eq\f(q,t).(2)決定式：I＝nqvS，式中n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)，q是自由電荷的電荷量，v是自由電荷定向移動的速率，S為導(dǎo)體的橫截面積．(3)單位：安培(安)，符號是A,1A＝1C/s.知識應(yīng)用1：關(guān)于電流，判斷下列說法的正誤：(1)電荷的運(yùn)動能形成電流 ()(2)要產(chǎn)生恒定電流，導(dǎo)體兩端應(yīng)保持恒定的電壓 ()(3)電流雖有方向，但不是矢量 ()(4)電流的傳導(dǎo)速率就是導(dǎo)體內(nèi)自由電子的定向移動速率 ()知識點(diǎn)二電阻定律（1）電阻定律：①內(nèi)容：電阻兩端的電壓與通過電阻的電流成反比②決定式：R＝ρeq\f(l,S)，eq\o\ac(○,3)定義式：R＝eq\f(U,I).（2）電阻率①物理意義：反映導(dǎo)體導(dǎo)電性能的物理量，是導(dǎo)體材料本身的屬性．②電阻率與溫度的關(guān)系a金屬的電阻率隨溫度升高而增大_；b半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減小；c超導(dǎo)體：當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小為零成為超導(dǎo)體．知識應(yīng)用2：導(dǎo)體的電阻由哪些因素決定？與導(dǎo)體中的電流、導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)系嗎？知識點(diǎn)三部分電路歐姆定律(1)內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流I跟導(dǎo)體兩端的電壓U成正比，跟導(dǎo)體的電阻R成反比．(2)公式：I＝eq\f(U,R).(3)適用條件：適用于金屬和電解液導(dǎo)電，適用于純電阻電路．(4)導(dǎo)體的伏安特性曲線：用橫坐標(biāo)軸表示電壓U，縱坐標(biāo)軸表示電流I，畫出的I-U關(guān)系圖線．①線性元件：伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線的電學(xué)元件，適用于歐姆定律．②非線性元件：伏安特性曲線是曲線的電學(xué)元件，不適用于歐姆定律知識應(yīng)用3：R＝U/I的物理意義是 ()A．導(dǎo)體的電阻與電壓成正比，與電流成反比B．導(dǎo)體的電阻越大，則電流越大C．加在導(dǎo)體兩端的電壓越大，則電流越大D．導(dǎo)體的電阻等于導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流的比值知識點(diǎn)四電功率、焦耳定律1．電功(1)定義：電路中移動電荷做的功．(2)公式：W＝qU＝.(3)電流做功的實(shí)質(zhì)：轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程2．電功率(1)定義：單位時間內(nèi)電流做的功，表示電流．(2)公式：P＝eq\f(W,t)＝.3．焦耳定律(1)電熱：電流流過一段導(dǎo)體時產(chǎn)生的．(2)計(jì)算式：Q＝.(多選)如圖所示的電路中，輸入電壓U恒為12V，燈泡L上標(biāo)有“6V12W”字樣，電動機(jī)線圈的電阻RM＝0.5Ω.若燈泡恰能正常發(fā)光，以下說法中正確的是()A．電動機(jī)的輸入功率為12WB．電動機(jī)的輸出功率為12WC．電動機(jī)的熱功率為2WD．整個電路消耗的電功率為22W[典題舉例與解題指導(dǎo)]例1如圖1甲為一測量電解液電阻率的玻璃容器，P、Q為電極，設(shè)a＝1m，b＝0.2m，c＝0.1m，當(dāng)里面注滿某電解液，且P、Q加上電壓后，其U－I圖線如圖乙所示，當(dāng)U＝10V時，求電解液的電阻率ρ.圖1解題指導(dǎo)：電阻與電阻率的區(qū)別(1)電阻是反映導(dǎo)體對電流阻礙作用大小的物理量，電阻大的導(dǎo)體對電流的阻礙作用大．電阻率是反映制作導(dǎo)體的材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率小的材料導(dǎo)電性能好．(2)導(dǎo)體的電阻大，導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能不一定差；導(dǎo)體的電阻率小，電阻不一定小，即電阻率小的導(dǎo)體對電流的阻礙作用不一定?。?3)導(dǎo)體的電阻、電阻率均與溫度有關(guān)．跟蹤訓(xùn)練1如圖２所示，一根橫截面積為S的均勻長直橡膠棒上帶有均圖2勻分布的負(fù)電荷，設(shè)棒單位長度內(nèi)所含的電荷量為q，當(dāng)此棒沿軸線方向做速度為v圖2線運(yùn)動時，由于棒的運(yùn)動而形成的等效電流大小為()A．vqB.eq\f(q,v)C．qvSD.eq\f(qv,S)例2小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖3所示，P為圖線上一點(diǎn)，PN為圖線在P點(diǎn)的切線，PQ為U軸的垂線，PM為I軸的垂線，則下列說法中正確的是()A．隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大圖3B．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2)圖3C．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的電阻為R＝eq\f(U1,I2－I1)D．對應(yīng)P點(diǎn)，小燈泡的功率為圖中矩形PQOM所圍的面積解題指導(dǎo)：伏安特性曲線常用于：(1)表示電流隨電壓的變化；(2)表示電阻值隨電壓的變化；(3)計(jì)算某個狀態(tài)下的電功率P＝UI，此時電功率為縱、橫坐標(biāo)圍成的矩形面積，而不是曲線與坐標(biāo)軸包圍的面積．例3來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零)，經(jīng)一加速電壓為800kV的直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度為1mA的細(xì)柱形質(zhì)子流．已知質(zhì)子電荷量e＝1.60×10－19C．這束質(zhì)子流每秒打到靶上的個數(shù)為________．假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，則n1∶n2＝________.解題指導(dǎo)：粗細(xì)均勻的一段導(dǎo)體長為l，橫截面積為S，導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，當(dāng)導(dǎo)體兩端加上一定的電壓時，導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動的速率為v.(1)導(dǎo)體內(nèi)的總電荷量：Q＝nlSq.(2)電荷通過截面D的時間：t＝eq\f(l,v).(3)電流表達(dá)式：I＝eq\f(Q,t)＝nqSv.跟蹤訓(xùn)練2（2014·十校聯(lián)考）安培提出了著名的分子電流假說，根據(jù)這一假說，電子繞核的運(yùn)動可等效為環(huán)形電流．設(shè)電荷量為e的電子以速率v繞原子核沿順時針方向做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，關(guān)于該環(huán)形電流的說法，正確的是()A．電流為eq\f(ve,2πr)，電流的方向?yàn)轫槙r針B．電流為eq\f(ve,r)，電流的方向?yàn)轫槙r針C．電流為eq\f(ve,2πr)，電流的方向?yàn)槟鏁r針D．電流為eq\f(ve,r)，電流的方向?yàn)槟鏁r針從心理特征來說，高中三年級的學(xué)生邏輯思維從經(jīng)驗(yàn)型逐步向理論型發(fā)展，觀察能力，記憶能力和想象能力也隨著迅速發(fā)展。但同時，這一階段的學(xué)生思想成熟，部分學(xué)生好動，注意力易分散，所以在教學(xué)中應(yīng)抓住這些特點(diǎn)，一方面運(yùn)用直觀生動的形象，引發(fā)學(xué)生的興趣，使他們的注意力始終集中在課堂上；另一方面，要創(chuàng)造條件和機(jī)會，讓學(xué)生發(fā)表見解，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。本節(jié)內(nèi)容是恒定電流一章的基礎(chǔ)，涉及內(nèi)容較重要，從課堂提問的回答情況及檢測練習(xí)得分情況來看，學(xué)生掌握較好，取得了良好的教學(xué)效果。但對非純電阻電路的熱功率及電功的計(jì)算，部分學(xué)生掌握較差，理解不夠深透。本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容電流、電阻、電功、電功率是學(xué)習(xí)恒定電流一章的基礎(chǔ)，圍繞歐姆定律建立純電阻電路中U、I、R間的基本關(guān)系，以此為中心結(jié)合電阻定律和焦耳定律，理解電路的一些基本概念，注意區(qū)分電功、電功率及電熱的定義式和計(jì)算式的適用條件，掌握伏安特性曲線及串并聯(lián)電路的基本特征和規(guī)律，為部分電路的計(jì)算和建立完整電路模型打下基礎(chǔ)。1．有一段長1m的電阻絲，電阻是10Ω，現(xiàn)把它均勻拉伸到長為5m，則電阻變?yōu)?)A．10ΩB．50ΩC．150ΩD．250Ω2．(多選)R1和R2是材料相同、厚度相同、上下表面都為正方形的導(dǎo)體，但R1的尺寸比R2大得多，把它們分別連接在如圖所示的電路的A、B兩端，接R1時電壓表的讀數(shù)為U1，接R2時電壓表的讀數(shù)為U2，則下列判斷正確的是()A．R1＝R2 B．R1>R2C．U1<U2 D．U1＝U23．有甲、乙兩個由同種金屬材料制成的導(dǎo)體，甲的橫截面積是乙的兩倍，而單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量乙是甲的兩倍，以下說法中正確的是()A．甲、乙兩導(dǎo)體的電流相同B．乙導(dǎo)體的電流是甲導(dǎo)體的兩倍C．乙導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速率是甲導(dǎo)體的兩倍D．甲、乙兩導(dǎo)體中自由電荷定向移動的速率大小相等4.通過兩電阻R1、R2的電流I隨其兩端的電壓U變化的關(guān)系圖線如圖所示，其中R1的圖線與縱軸的夾角和R2的圖線與橫軸的夾角都是θ＝30°.若將R1、R2串聯(lián)起來接入電路中，則通電后R1、R2消耗的電功率之比P1∶P2等于()A．1∶eq\r(3)B．3∶eq\r(3)C．1∶3D．3∶15．(多選)(2014·常州市聯(lián)考)某一熱敏電阻其阻值隨溫度的升高而減小，在一次實(shí)驗(yàn)中，將該熱敏電阻與一小燈泡并聯(lián)，通電后各自的電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖所示，M為兩元件的伏安特性曲線的交點(diǎn)．則關(guān)于熱敏電阻和小燈泡的下列說法正確的是()A．圖線b是小燈泡的伏安特性曲線，圖線a是熱敏電阻的伏安特性曲線B．圖線a是小燈泡的伏安特性曲線，圖線b是熱敏電阻的伏安特性曲線C．圖線中的M點(diǎn)表示該狀態(tài)小燈泡的電阻大于熱敏電阻的阻值D．圖線中M點(diǎn)對應(yīng)的狀態(tài)，小燈泡的功率與熱敏電阻的功率相等6.如圖所示為一未知電路，現(xiàn)測得兩個端點(diǎn)a、b之間的電阻為R，若在a、b之間加上電壓U，測得通過電路的電流為I，則該未知電路的電功率一定為()A．I2RB.eq\f(U2,R)C．UID．UI－I2R7．(多選)鋰電池因能量密度高、綠色環(huán)保而廣泛使用在手機(jī)等電子產(chǎn)品中．現(xiàn)用充電器為一手機(jī)鋰電池充電，等效電路如圖所示，充電器電源的輸出電壓為U，輸出電流為I，手機(jī)電池的內(nèi)阻為r，下列說法正確的是()A．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為UI－I2rB．充電器輸出的電功率為UI＋I(xiàn)2rC．電池產(chǎn)生的熱功率為I2rD．充電器的充電效率為eq\f(Ir,U)×100%8.如圖所示，A為電解槽，M為電動機(jī)，N為電爐子，恒定電壓U＝12V，電解槽內(nèi)阻rA＝2Ω，當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開時，?示數(shù)為6A；當(dāng)S2閉合，S1、S3斷開時，?示數(shù)為5A，且電動機(jī)輸出功率為35W；當(dāng)S3閉合，S1、S2斷開時，?示數(shù)為4A．求：(1)電爐子的電阻及發(fā)熱功率；(2)電動機(jī)的內(nèi)阻；(3)在電解槽工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的功率為多少．課后反思教學(xué)目標(biāo)順利完成，效果較好，學(xué)生答題情況好。課堂氛圍較好，學(xué)生積極主動，熱情參與。能夠提出具有較高深度的問題，激發(fā)學(xué)