電源和電動勢

1、【課題】1.5 電源和電動勢【教學(xué)目標(biāo)】 1、掌握什么是電源、電源力、電動勢 2、掌握電動勢與電壓的區(qū)別【教學(xué)重點(diǎn)】 電動勢【教學(xué)難點(diǎn)】 電動勢與電壓的區(qū)別【課時(shí)安排】2課時(shí)(90分鐘) 總課時(shí)10【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)：電壓和電位導(dǎo)入：電源我們平時(shí)都有所了解、那么電源到底有什么作用呢？電源有哪些種類？新授：一、電源1、定義：電源是把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。2、種類：干電池或蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能；光電池把太陽的光能轉(zhuǎn)化成電能；發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成個(gè)電能等等。二、電源電動勢A電源力電源力是存在于電源內(nèi)部的，能使正電荷從負(fù)極源源不斷地流向正極的一種非靜電性質(zhì)的力。它的存在保證了正負(fù)極之間的電壓

2、不變，這樣電路中才能有持續(xù)不變的電流。B電動勢在電源內(nèi)部，電源力不斷地把正電荷從低電位點(diǎn)移動到高電位點(diǎn)。在這個(gè)過程中，電源力要克服電場力做功，這個(gè)做功過程就是電源將其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能的過程。對于不同的電源，電源力做功的性質(zhì)和大小不同，為此引入電動勢這個(gè)概念。 電動勢是用來表征電源生產(chǎn)電能本領(lǐng)大小的物理量。1、電動勢定義：在電源內(nèi)部，電源力把正電荷從低電位點(diǎn)（負(fù)極板）移動到高電位點(diǎn)（正極板）反抗電場力所做的功與被移動電荷的電荷量之比，叫做電源的電動勢。用公式表示為：（電源電動勢定義式）（式1-6）式中W電源力移動正電荷所做的功，單位為焦耳，符號為J；Q電源力移動的電荷量，單位是庫侖，符號為C

3、；E電源電動勢，單位是伏特，符號為V。2、電源電動勢的方向：電源電動勢的方向規(guī)定為由電源的負(fù)極（低電位點(diǎn)）指向正極（高電位電）。在電源內(nèi)部的電路中，電源力移動正電荷形成電流，電流的方向是從負(fù)極指向正極；在電源外部電路中，電場力移動正電荷形成電流，電流方向是從電源正極流向電源負(fù)極.三、例題講解略。（見教材§1.5例題）五、作業(yè)布置 第9頁 ：1、2、3題6、 教學(xué)后記【課題】1.6電阻和電阻定律【教學(xué)目標(biāo)】 1、掌握物質(zhì)的分類 2、什么是電阻、電阻的大小與哪些因素有關(guān)【教學(xué)重點(diǎn)】 電阻定律【教學(xué)難點(diǎn)】 電阻定律的應(yīng)用【課時(shí)安排】2課時(shí)(90分鐘) 總課時(shí)12【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)：電源和電動

4、勢導(dǎo)入：根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱，一般可以分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體新授：一、電阻1、定義：表示物質(zhì)對帶電粒子定向移動存在阻礙作用的物理量稱為電阻。在一般條件下，任何物質(zhì)都存在分子熱運(yùn)動，所以任何物體都有電阻。當(dāng)有電流流過時(shí)，都要消耗一定的能量。二、電阻定律1、內(nèi)容在溫度不變時(shí)，一定材料制成的導(dǎo)體的電阻跟它的長度成正比，跟它的截面積成反比。這個(gè)實(shí)驗(yàn)規(guī)律叫做電阻定律。2、用公式表示（式1-7）式中電阻率，單位是歐姆米，符號為·m，L導(dǎo)體的長度，單位是米，符號為m；S導(dǎo)體的截面積，單位是平方米，符號為；R導(dǎo)體的電阻，單位是歐姆，符號為。在國際單位制中，電阻的常用單位還有千歐（k）和兆歐（M）

5、：1 k = 103 1 M = 103 k= 106 三、電阻與溫度的關(guān)系對金屬導(dǎo)體而言，溫度升高使分子的熱運(yùn)動加劇，電荷運(yùn)動時(shí)碰撞運(yùn)動次數(shù)增多，受到的阻礙作用加大，導(dǎo)體的電阻增加。有些半導(dǎo)體，溫度升高自由電荷數(shù)目增加所起的作用超 過分子熱運(yùn)動加劇所起的阻礙作用，電阻減少。電阻隨溫度的變化關(guān)系可表示為（式1-8）式中R1導(dǎo)體在溫度t1時(shí)的電阻；R2導(dǎo)體在溫度t2時(shí)的電阻；導(dǎo)體的溫度系數(shù)，單位為1/。四、例題講解【例題1】一根銅導(dǎo)線長L=2 000 m ，截面積S = 22，導(dǎo)線的電阻是多少？解：查表可知銅的電阻率，由電阻定律可求得五、作業(yè)布置 第11頁 ：1、2題教學(xué)后記【課題】1.7 電路

6、和歐姆定律【教學(xué)目標(biāo)】 1.掌握電路組成及各部分的作用 2.熟記電路圖常用符號 3.掌握歐姆定律的內(nèi)容及應(yīng)用【教學(xué)重點(diǎn)】 歐姆定律【教學(xué)難點(diǎn)】 歐姆定律的應(yīng)用【課時(shí)安排】2課時(shí)(90分鐘) 總課時(shí)14【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)：電阻和電阻定律導(dǎo)入：物理的力多是物體直接接觸而產(chǎn)生的，而靜電力 是由特殊物質(zhì)作媒介而發(fā)生相互作用的新授：大家初中學(xué)習(xí)過電流等于電壓除以電阻那是部分電路歐姆定律，我們今天除了學(xué)習(xí)部分電路歐姆定律外還要學(xué)習(xí)全電路歐姆定律一、電路電路由實(shí)際元件構(gòu)成的電流的通路。歸納總結(jié)：電路由電源、負(fù)載、連接導(dǎo)線、控制和保護(hù)裝置四部分組成。電源開關(guān)導(dǎo)線負(fù)載圖1.手電筒的實(shí)體電路（1）、電源向電路提供能

7、量的設(shè)備。它能把其它形式的能轉(zhuǎn)換成電能。常見的電源有干電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)等。（2）、負(fù)載即用電器，它是各種用電設(shè)備的總稱。其作用是把電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能，為人們服務(wù)，如白熾燈、電動機(jī)、電加熱器等。（3）、連接導(dǎo)線它把電源與負(fù)載接成閉合回路，輸送和分配電能。一般常用的導(dǎo)線時(shí)銅線和鋁線。（4）、控制和保護(hù)裝置用來控制電路的通斷，保護(hù)電路的安全，使電路能正常工作，如開關(guān)、保險(xiǎn)絲（熔斷器）、繼電器等。電路的功能：（1）、電力系統(tǒng)中的電路可對電能進(jìn)行傳輸、分配和轉(zhuǎn)換。（2）、電子技術(shù)中的電路可對電信號進(jìn)行傳遞、變換、儲存和處理。二、部分電路歐姆定律1、在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成

8、正比，在電壓不變的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。把以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合起來得出結(jié)論，即歐姆定律。2、如圖1-21（教材）所示，圖中電阻R上的電壓參考方向與電流參考方向是一致的，稱為關(guān)聯(lián)參考方向。此時(shí)，部分電路歐姆定律可以用公式表示為（式1-9）3、注意：（1）、當(dāng)U、I見為非關(guān)聯(lián)參考方向（U、I參考方向相反）時(shí)，歐姆定律應(yīng)寫成，式中“-”號切不可漏掉；（2）、電阻值不隨電壓、電流變化而變化的電阻叫做線性電阻，由線性電阻組成的電路叫線性電路。阻值隨電壓、電流的變化而改變的電阻，叫非線性電阻，含有非線性電阻的電路叫非線性電路。三、全電路歐姆定律全電路是一個(gè)由電源和負(fù)載組成的閉合電路，對全電路

9、進(jìn)行分析研究時(shí)，必須考慮電源的內(nèi)阻。如圖R為負(fù)載的電阻、E為電源電動勢、r為電源的內(nèi)阻。全電路歐姆定律可用公式表示為（式1-10）式中E電源電動勢，單位是伏特，符號為V；R負(fù)載電阻，單位是歐姆，符號為；R0電源內(nèi)阻，單位是歐姆，符號為；I閉合電路中的電流，單位是安培，符號為A。閉合電路中的電流與電源電動勢成正比，與電路的總電阻（內(nèi)電路電阻與外電路電阻之和）成反比。外電路電壓U外又叫路端電壓或端電壓，U外=E-R0I 。當(dāng)R增大時(shí)，I減小，R0I減小，U外增大。當(dāng)R（斷路），I0，則U外=E，斷路時(shí)端電壓等于電源電動勢。四、例題講解【例題1】部分電路歐姆定路例題練習(xí)某段電路的電壓是一定的，當(dāng)接上

10、10的電阻時(shí)，電路中產(chǎn)生的電流是1.5A；若用25的電阻代替10的電阻，電路中的電流為多少？解：電路中電阻為10時(shí)，由歐姆定律得用25的電阻代替10的電阻，電路中電流I為【例題2】全電路歐姆定律分析有一閉合電路，電源電動勢E=12V,其內(nèi)阻R0=2，負(fù)載電阻R=10，試求：電路中的電流、負(fù)載兩端的電壓、電源內(nèi)阻上的電壓降。解：根據(jù)全電路歐姆定律由部分電路歐姆定律，可求負(fù)載兩端電壓電源內(nèi)阻上的電壓降為五、作業(yè)布置 第14頁 ：1、2題教學(xué)后記【課題】1.8 電能和電功率【教學(xué)目標(biāo)】 1.學(xué)習(xí)什么是電能、電能的計(jì)算方法 2.學(xué)習(xí)什么是電功率、電功率的計(jì)算方法 3.掌握功率平衡的原理【教學(xué)重點(diǎn)】 電

11、能、電功率的計(jì)算方法【教學(xué)難點(diǎn)】 電能、電功率的計(jì)算方法【課時(shí)安排】2課時(shí)(90分鐘) 總課時(shí)16【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)：電路和歐姆定律導(dǎo)入：電流能使電燈發(fā)光，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動，電爐發(fā)熱這些都是電流做功的表現(xiàn)。 新授：一、電能在電場力作用下，電荷定向運(yùn)動形成的電流所做的功叫做電能。電流做功的過程就是將電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能的過程。電能可用以下公式計(jì)算（式1-11）式中U加在導(dǎo)體兩端的電壓，單位是伏特，符號為V；I導(dǎo)體中的電流，單位是安培，符號為A；t通電時(shí)間，單位是秒，符號為s；W電能，單位是焦耳，符號為J。上式表明，電流在一段電路上所做的功，與這段電路兩端的電壓、電路中的電流和通電時(shí)間成正比。對于純電阻

12、電路，歐姆定律成立，電能也可由下式計(jì)算。二、電功率電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫做電功率。它是描述電流做功快慢的物理量。電功率的計(jì)算公式為（電功率定義式）（式1-12）式中W電流所做的功（即電能），單位是焦耳，符號為J；t完成這些功所用的時(shí)間，單位是秒，符號為s；P電功率，單位是瓦特，符號為W.在直流情況下，且電流與電壓為關(guān)聯(lián)參考方向是，電功率有如下表示形式：（式1-13）如果電流、電壓為非關(guān)聯(lián)參考方向，式1-13前面應(yīng)加“-”。在這個(gè)規(guī)定下，P0說明電路元件在消耗（吸收）電能；反之P0則為發(fā)出（供出）電能。對于線性電阻元件而言，電功率公式還可以寫成三、電路中的功率平衡在一個(gè)閉合回路中，根據(jù)能量守

13、恒和轉(zhuǎn)化定律，電源電動勢發(fā)出的功率，等于負(fù)載電阻和電源內(nèi)阻消耗的功率。即四、例題講解小結(jié)（1）、電能與電功率實(shí)質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律在電路中的體現(xiàn)。（2）、可以熟練應(yīng)用公式計(jì)算電能與電功率。五、作業(yè)布置 第16頁 ：1、2題教學(xué)后記【課題】1.9 電源的最大輸出功率【教學(xué)目標(biāo)】 1.掌握負(fù)載匹配的條件 2.會運(yùn)用負(fù)載匹配的條件解相關(guān)題目 【教學(xué)重點(diǎn)】 負(fù)載匹配的條件【教學(xué)難點(diǎn)】 公式推導(dǎo)【課時(shí)安排】2課時(shí)(90分鐘) 總課時(shí)18【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)： 電能和電功率導(dǎo)入： 在閉合電路中，電源電動勢所提供的功率，一部分消耗在電源的內(nèi)電阻r上，另一部分消耗在負(fù)載電阻R上，R為何值，負(fù)載能從電源處獲得最

14、大的功率。新授：一、討論由全電路歐姆定律的學(xué)習(xí)，我們知道：在一個(gè)完整的電路當(dāng)中，電源電動勢提供的功率一部分消耗在電源的內(nèi)電阻R0上，另一部分才作用于負(fù)載電阻R上。在實(shí)際應(yīng)用中，只有消耗在負(fù)載上的功率對我們才是有意義的，下面讓我們來研究一下在什么條件下，負(fù)載消耗的功率可以達(dá)到最大值。電源輸出的功率就是負(fù)載電阻R所消耗的功率，即下面要討論的是，當(dāng)R為何值，負(fù)載能從電源出獲得最大功率。根據(jù)全電路歐姆定律將I帶入負(fù)載電阻所消耗的功率式中，得到對于一個(gè)電路而言，電源電動勢E、電源內(nèi)阻R0是一定的，只有當(dāng)分母最小時(shí)，功率P有最大值，所以，只有當(dāng)R= R0時(shí)，P值最大。二、最大功率輸出定理：當(dāng)負(fù)載電阻R和電

15、源內(nèi)阻R0相等時(shí)，電源輸出功率最大（負(fù)載獲得最大功率Pm），即當(dāng)R= R0時(shí)，（式1-14）三、例題講解 第17頁 小結(jié)最大功率輸出定理：負(fù)載電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源輸出的功率最大，即當(dāng)R=R0時(shí)， 五、作業(yè)布置 第17頁 ：1、2、3題教學(xué)后記【課題】2.1 電阻串聯(lián)電路& 2.2 電阻并聯(lián)電路【教學(xué)目標(biāo)】 1.掌握電阻串并聯(lián)電路的特點(diǎn) 2.掌握分壓器的原理 3.并會運(yùn)用相關(guān)知識解相關(guān)題目【教學(xué)重點(diǎn)】 電阻串并聯(lián)電路的特點(diǎn)【教學(xué)難點(diǎn)】 特點(diǎn)的應(yīng)用【課時(shí)安排】2課時(shí)(90分鐘) 總課時(shí)20【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)： 電源的最大輸出功率導(dǎo)入： 新授：一、串聯(lián)電路圖1 電阻串聯(lián)電路()把幾個(gè)電阻一

16、次連接起來，組成中間無分支的電路，叫做電阻串聯(lián)電路。如下圖1所示為兩個(gè)電阻組成的串聯(lián)電路。串聯(lián)電路的特點(diǎn)：串聯(lián)電路中電流處處相等。當(dāng)n個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，則（式2-1）2.電路兩端的總電壓等于串聯(lián)電阻上分電壓之和。（式2-2）3.電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。R叫做R1，R2串聯(lián)的等效電阻，其意義是用R代替R1，R2后，不影響電路的電流和電壓。在圖1中，（b）圖是（a）圖的等效電路。當(dāng)n個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，則（式2-3）4.串聯(lián)電路中的電壓分配和功率分配關(guān)系。由于串聯(lián)電路中的電流處處相等，所以 上述兩式表明，串聯(lián)電路中各個(gè)電阻兩端的電壓與各個(gè)電阻的阻值成正比；各個(gè)電阻所消耗的功率也和各個(gè)電阻阻值成正比。

17、推廣開來，當(dāng)串聯(lián)電路有n個(gè)電阻構(gòu)成時(shí)，可得串聯(lián)電路分壓公式 提示：在實(shí)際應(yīng)用中，常利用電阻串聯(lián)的方法，擴(kuò)大電壓表的量程。二、電阻并聯(lián)電路把兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻接到電路中的兩點(diǎn)之間，電阻兩端承受同一個(gè)電壓的電路，叫做電阻并聯(lián)電路。圖2 電阻并聯(lián)電路并聯(lián)電路的特點(diǎn)：電路中各個(gè)電阻兩端的電壓相同即（式2-6）2、電阻并聯(lián)電路總電流等于各支路電流之和即（式2-7）3、并聯(lián)電路的總阻值的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)的和即（式2-8）4、電阻并聯(lián)電路的電流分配和功率分配關(guān)系在并聯(lián)電路中，并聯(lián)電阻兩端電壓相同，所以上式表明，并聯(lián)電路中各支路電流與電阻成反比；各支路電阻消耗的功率和電阻成反比。當(dāng)兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，通

18、過每個(gè)電阻的電流可以用分流公式計(jì)算，如圖2-8所示，分流公式為：在電阻并聯(lián)電路中，電阻小的支路通過的電流大；電阻大的支路通過的電流小。注意：電阻并聯(lián)電路在日常生活中應(yīng)用十分廣泛，例如：照明電路中的用電器通常都是并聯(lián)供電的。只有將用電器并聯(lián)使用，才能在斷開、閉合某個(gè)用電器時(shí)，或者某個(gè)用電器出現(xiàn)斷路故障時(shí)，保障其他用電器能夠正常工作。三、例題講解，鞏固練習(xí)串聯(lián)電路例題講解：見§2.1例題1，例題2。并聯(lián)電路例題講解：見§2.2例題1，例題2。五、作業(yè)布置 第24頁 ：2題 第27頁：2題教學(xué)后記【課題】2.3 電阻混聯(lián)電路【教學(xué)目標(biāo)】 掌握電阻混聯(lián)電路分析方法、且能運(yùn)用該方法解

19、相關(guān)題目 【教學(xué)重點(diǎn)】 電阻混聯(lián)電路的分析方法【教學(xué)難點(diǎn)】 電阻混聯(lián)電路的分析方法【課時(shí)安排】2課時(shí)(90分鐘) 總課時(shí)22【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)：電阻串聯(lián)電路、電阻并聯(lián)電路 導(dǎo)入：實(shí)際工作和生活中，單純的串聯(lián)或并聯(lián)電路是很少見的。而最為常見的是混聯(lián)電路。既有電阻串聯(lián)，又有電阻并聯(lián)的電路，稱為電阻混聯(lián)電路。本次課我們來學(xué)習(xí)混聯(lián)電路的一種常用分析方法：新授：一、等電位分析法等電位分析法步驟：1、確定等電位點(diǎn)、標(biāo)出相應(yīng)的符號。導(dǎo)線的電阻和理想電流表的電阻可以忽略不計(jì)，可以認(rèn)為導(dǎo)線和電流表連接的兩點(diǎn)是等電位點(diǎn)。對等電位點(diǎn)標(biāo)出相應(yīng)的符號。2、畫出串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系清晰的等效電路圖。由等電位點(diǎn)先確定電阻的連接關(guān)系

20、，再畫電路圖。根據(jù)支路多少，由簡至繁，從電路的一端畫到另一端。3、求解根據(jù)歐姆定律，電阻串聯(lián)、并聯(lián)的特點(diǎn)和電功率計(jì)算公式列出方程求解。二、例題講解見教材§2.3例題1，例題2。分析：求解混聯(lián)電路要求同學(xué)們可以熟悉電阻串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，能夠熟練應(yīng)用分流、分壓公式。將復(fù)雜的混聯(lián)電路等效轉(zhuǎn)換為易于求解的串聯(lián)、并聯(lián)電路時(shí)求解混聯(lián)電路的關(guān)鍵。在某些復(fù)雜電路中，等電位點(diǎn)的判斷，需要同學(xué)們發(fā)揮空間想象力，不要將電路看成一個(gè)平面的東西。五、作業(yè)布置 第30頁 ：1題 第31頁：3題教學(xué)后記【課題】2.4 電池的連接【教學(xué)目標(biāo)】 1.掌握電池串、并聯(lián)的方法 2.掌握串、并聯(lián)之后的等效電動勢及內(nèi)阻【教學(xué)重點(diǎn)】 電池串、并聯(lián)之后的等效電動勢及內(nèi)阻【教學(xué)難點(diǎn)】 電池串、并聯(lián)之后的等效電動勢及內(nèi)阻【課時(shí)安排】2課時(shí)(90分鐘) 總課時(shí)24【教學(xué)過程】復(fù)習(xí)：電