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时间:2018-04-27
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1、3.2探究电流、电压和电阻的成因课标要求1、知道导体中电流与电压、电阻的关系;能利用欧姆定律的公式进行简单的计算;2、通过探究过程体会猜想与假设、设计实验、分析论证、评估等科学探究要素;通过制定探究方案体会“控制变量”的研究方法;3、收集数据过程要求形成实事求是的科学态度;探究过程中学会与人协作,具有团队精神。课前复习1、电流是怎样形成的?电荷的定向移动形成电流。2、电压在电路中起什么作用?电压是形成电流的原因。3、电阻在电路中对电流有什么作用?电阻对电流有阻碍作用。自主探究一、电流是怎样形成的①定义:物理学中把流过导体某一横
2、截面积的电荷量Q跟所用时间t的比值I叫做电流。②定义式:③电流有方向,通常规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,但电流是标量。④电流的单位:安培⑤电流的形成条件:自由电荷和导体两端存在电压。⑥物理意义:描述电流强弱的物理量思考讨论1、:自由电子的热运动为什么不形成电流?答:因为自由电子的无规则运动导致电荷的运动方向杂乱无章,无法形成定向运动,所以不会形成电流。思考讨论2:电流的微观表达式:假设金属导体的的横截面积为S,导体中每单位体积的自由电子数位n,每个自由电子的电荷量位q,自由电子定向移动的平均速率为v,请写出电流表达式。
3、答:n为单位体积内的自由电荷的个数,S为导线的横截面积,v为自由电荷的定向移动速率,在时间t内通过导体某截面的电量为:Q=(VtS)nq所形成的电流为:I=Q/t=nqSV适用范围:这个公式只适用于金属导体,千万不能到处套用。二、电路中的电压与电势降落①电路中的电压是怎样变化的?正电荷在电场力的作用下总是从电势高处向电势低处运动,故沿电流方向上任意两点间都有电势差,电势差就是电压。②公式:③单位:伏特思考与讨论1:怎样理解电势降落?提示:正电荷在电场力的作用下总是从电势高处向电势低处运动,故沿电流方向上任意两点间都有电势差,电
4、势差就是电压,又叫做电势降落。思考与讨论2:电路中电势变化的规律分别按照课本所给电路图,用多用电表测出各点的电势的变化情况,并绘出图像?分析图像意义?提示:用多用电表分别测量两个电阻的阻值以及电势差。绘图如课本,由此得出:沿电路e、a、b、c、d电流方向的电势是降低的。导线中电势降落近似等于零。三、电阻是怎样形成的1、定义:导体两端电压与电流的比值2、表达式:R=U/Ⅰ3、单位:欧姆。常用单位:千欧、兆欧。换算:1MΩ=1000KΩ1KΩ=1000Ω,1Ω的物理意义:如果导体两端的电压是1V,通过导体的电流是1A,这段导体的电
5、阻是1Ω。4、物理意义:反映了导体对电流阻碍作用5.欧姆定律:(1)内容:导体中的电流I跟导体两端的电压U成正比,跟它的电阻R成反比(2)表达式:I=U/R(3)使用范围:金属导体、电解液等纯电阻思考与讨论1:电阻产生的本质原因?温度升高时灯丝的电阻变化的情况及其原因?提示:自由电子与晶体点阵上的原子实碰撞,形成对电子定向运动的阻碍作用是电阻产生的本质原因。根据课本上的实验分析原子实振动越剧烈,金属电阻的的阻值越大,温度越高,电阻越大。纯金属电阻的阻值与温度的关系:R=R0(1+αt),α叫做电阻的温度系数。(1)根据电压在电
6、路中的作用,推测电流大小可能与电压大小有什么关系?电压越大,电流会越大。(2)根据电阻对电流的作用,推测电流大小可能与电阻大小有什么关系?电阻越大,电流越小。思考与讨论2:Ⅰ=U/R与Ⅰ=Q/t的区别?提示:Ⅰ=U/R与Ⅰ=Q/t两者是不同的,Ⅰ=Q/t是电流的定义式,只要导体中有电流,不管是什么导体导电,都适用;而Ⅰ=U/R是欧姆定律的表达式,只适用于特定的电阻,不能将二者混淆。思考与讨论3:电压、电流、电阻三者关系?提示:电压U、电流I、电阻R的关系:电压是由电源提供的,与电流、电阻无关,电阻是由导体本身性质决定的,与电压
7、、电流无关;电流是由电压和电阻共同决定。典型例题知识点1:电压时怎样形成的例题1、关于电源、电压、电流说法正确的是()A、有电源就一定有电压和电流 B、有电流则同时有电源和电压C、有电压时同时有电源和电流 D、以上说法都不对答案:B解析:必须先有电源和通路才能有电流。三者有先后顺序。点拨提升:弄清三者之间的关系,有电源并且构成回路才会有电流。知识点2:电阻时怎样形成的例题2、当温度一定时,比较两根铜导线电阻的大小,下列说法中正确的是()A、长导线的电阻一定大 B、粗细相同,长导线的电阻一定大
8、C、细导线的电阻一定大 D、长度相同,粗导线的电阻一定大答案:B解析:电阻的大小跟接在电路中的电阻的电阻率、长度、横截面积、温度等因素有关。点拨提升:在不受温度影响的情况下,导体电阻跟导体的长度、横截面积有关系,满足电阻定律。知识点3:导体的伏安特性例题3、如图所示是某同
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