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1、2022年高三物理一輪復(fù)習(xí)《電阻定律 歐姆定律 焦耳定律及電功率》教學(xué)設(shè)計(jì)
課題
《電阻定律 歐姆定律 焦耳定律及電功率》
課時(shí)
授課班級(jí)
考點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)
歐姆定律?、?
電阻定律 Ⅰ
電功率、焦耳定律 Ⅰ
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1. 理解歐姆定律、電阻定律、焦耳定律的內(nèi)容,并會(huì)利用它們進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算與判斷;
2. 會(huì)用導(dǎo)體的伏安特性曲線I-U圖象及U-I圖象解決有關(guān)問題;
3.能計(jì)算非純電阻電路中的電功、電功率、電熱.掌握電勢(shì)、電勢(shì)能、電勢(shì)差的概念.
重、難點(diǎn)
理解歐姆定律;能計(jì)算非純電阻電路中的電功、電功率、電熱
學(xué)習(xí)內(nèi)容
學(xué)生活動(dòng)
一、 對(duì)電阻、電阻定律的
2、理解和應(yīng)用
1.電阻
(1)定義式:R=.
(2)物理意義:導(dǎo)體的電阻反映了導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用的大小.
2.電阻定律:R=ρ.
3.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
①金屬的電阻率隨溫度升高而增大;
②半導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而減?。?
③超導(dǎo)體:當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí),某些材料的電阻率突然減小為零,成為超導(dǎo)體.
4.電阻與電阻率的區(qū)別
(1)電阻是反映導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小的物理量,電阻大的導(dǎo)體對(duì)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
3、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(duì)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).
5.電阻的決定式和定義式的區(qū)別
公式
R=ρ
R=
區(qū)別
電阻的決定式
電阻的定義式
說明了電阻
的決定因素
提供了一種測(cè)定電阻的方法,并不說明電阻與U和I有關(guān)
只適用于粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體和濃度均勻的電解質(zhì)溶液
適用于任何
純電阻導(dǎo)體
例題P109例1;練習(xí)P109 1,2,
思考、回憶
傾聽、勾畫。
思考、小結(jié)。
傾聽、理解、練習(xí)、
理解
4、、歸納
傾聽、理解、練習(xí)、改錯(cuò)
思考、回憶
閱讀、理解、歸納
傾聽、理解、練習(xí)、改錯(cuò)
思考、回憶
思考、回憶、勾劃
思考、回憶
理解、歸納
傾聽、理解、練習(xí)、改錯(cuò)
閱讀、理解、歸納
傾聽、理解、練習(xí)、改錯(cuò)
練習(xí)、改錯(cuò)
練習(xí)、改錯(cuò)
練習(xí)、改錯(cuò)
練習(xí)、改錯(cuò)
練習(xí)、改錯(cuò)
二、 對(duì)歐姆及定律
5、伏安特性曲線的理解
1.I=與R=的區(qū)別
(1)I=是歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,表示通過導(dǎo)體的電流I與電壓U成正比,與電阻R成反比.
(2)公式R=是電阻的定義式,它表明了一種測(cè)量電阻的方法,不能錯(cuò)誤地認(rèn)為“電阻跟電壓成正比,跟電流成反比”.
2.對(duì)伏安特性曲線的理解
(1)圖1甲中的圖線a、b表示線性元件,圖乙中的圖線c、d表示非線性元件.
(2)圖象的斜率表示電阻的倒數(shù),斜率越大,電阻越小,故Ra<Rb(如圖甲所示).
(3)圖線c的電阻隨電壓的增大而減小,圖線d的電阻隨電壓的增大而增大(如圖乙所示).
圖1
例題P109例2;練習(xí)P109 3,4
三、電功、電功率、電
6、熱與熱功率
1.電功
(1)定義:導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)對(duì)自由電荷的電場(chǎng)力做的功.
(2)公式:W=qU=IUt(適用于任何電路).
(3)電流做功的實(shí)質(zhì):電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程.
2.電功率
(1)定義:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流所做的功,表示電流做功的快慢.
(2)公式:P==IU(適用于任何電路).
3.焦耳定律
(1)電熱:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻及通電時(shí)間成正比.
(2)公式:Q=I2Rt.
4.電功率P=IU和熱功率P=I2R的應(yīng)用
(1)不論是純電阻還是非純電阻,電流的電功率均為P電=UI,熱功率均為P熱=I2R.
(2)對(duì)于純電阻而言
7、:P電=P熱=IU=I2R=.
(3)對(duì)于非純電阻而言:P電=IU=P熱+P其他=I2R+P其他≠+P其他.
的變化,可用WAB=qUAB,進(jìn)而分析WAB的正負(fù),然后作出判斷.
3.E-x圖象:(1)反映了電場(chǎng)強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律.(2)E>0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸正方向;E<0表示場(chǎng)強(qiáng)沿x軸負(fù)方向.(3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢(shì)差,“面積”大小表示電勢(shì)差大小,兩點(diǎn)的電勢(shì)高低根據(jù)電場(chǎng)方向判定.
例題P110例3;練習(xí)P110 5,6
四 電流的微觀解釋和表達(dá)式的應(yīng)用“柱體微元”模型
帶電粒子在外加電場(chǎng)的作用下,形成定向移動(dòng)的粒子流,從中取一圓柱形粒子流作為研究對(duì)象,即為“柱體微
8、元”模型.
設(shè)柱體微元的長(zhǎng)度為L(zhǎng),橫截面積為S,單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷的電荷量為q,電荷定向移動(dòng)的速率為v,則:
(1)柱體微元中的總電荷量為Q=nLSq.
(2)電荷通過橫截面的時(shí)間t=.
(3)電流的微觀表達(dá)式I==nqvS.
例題P111例4;練習(xí)P111 7,8
五. 本節(jié)小專題練習(xí)
1. (xx·安徽·19)用圖8所示的電路可以測(cè)量電阻的阻值.圖中Rx是待測(cè)電阻,R0是定值電阻,是靈敏度很高的電流表,MN是一段均勻的電阻絲.閉合開關(guān),改變滑動(dòng)頭P的位置,當(dāng)通過電流表的電流為零時(shí),測(cè)得MP=l1,PN=l2,則Rx的阻值為( )
A.R0 B.
9、R0
C.R0 D.R0
2.(xx·浙江·17)功率為10 W的發(fā)光二極管(LED燈)的亮度與功率為60 W的白熾燈相當(dāng).根據(jù)國家節(jié)能戰(zhàn)略,xx年前普通白熾燈應(yīng)被淘汰.假設(shè)每戶家庭有2只60 W的白熾燈,均用10 W的LED燈替代,估算出全國一年節(jié)省的電能最接近( )
A.8×108 kW·h B.8×1010 kW·h
C.8×1011 kW·h D.8×1013 kW·h
3.當(dāng)電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓時(shí),通過該電阻的電荷量為0.3 C,消耗的電能為0.9 J.為在相同時(shí)間內(nèi)使0.6 C的電荷量通過該電阻,在其兩端需加的電壓和消耗的電能分別是( )
A.3 V,
10、1.8 J B.3 V,3.6 J
C.6 V,1.8 J D.6 V,3.6 J
4.如圖9所示,一直流電動(dòng)機(jī)與阻值R=9 Ω的電阻串聯(lián)在電源上,電源電動(dòng)勢(shì)E=30 V,內(nèi)阻r=1 Ω,用理想電壓表測(cè)出電動(dòng)機(jī)兩端電壓U=10 V,已知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻RM=1 Ω,則下列說法中正確的是( )
圖9
A通過電動(dòng)機(jī)的電流為10 A
B電動(dòng)機(jī)的輸入功率為20 W
C電動(dòng)機(jī)的熱功率為4 W
D電動(dòng)機(jī)的輸出功率為16 W
5.在電噴汽車的進(jìn)氣管道中,廣泛地使用著一種叫“電熱絲式空氣流量傳感器”的部件,其核心部分是一種用特殊的合金材料制作的電熱絲.如圖10所示,電源的輸出電壓恒定.當(dāng)進(jìn)氣管道中的冷空氣流速越大時(shí),電阻R0兩端的電壓U0越高,反之,電壓U0就越低.這樣,管道內(nèi)空氣的流速就轉(zhuǎn)變成了可以測(cè)量的電壓信號(hào),便于汽車內(nèi)的電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,如果將這種電熱絲從汽車的進(jìn)氣管道中取出,放在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量它的伏安特性曲線,得到結(jié)果正確的是( )
圖10
教學(xué)反思