高三物理教案：《歐姆定律電阻定律焦耳定律教案》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　本文題目：高三物理教案：歐姆定律電阻定律焦耳定律教案

　　§X 2.3 歐姆定律 電阻定律 焦耳定律

　　【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

　　1、了解線形元件和非線形元件;了解焦耳定律在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用。

　　2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷探究決定導(dǎo)線電阻的因素。

　　3、理解電阻、電阻率、電功、電熱、電功率、電熱功率。

　　4、應(yīng)用歐姆定律、焦耳定律、電阻定律。

　　【自主學(xué)習(xí)】

　　一、歐姆定律

　　1、電阻是一個(gè)只跟導(dǎo)體本身性質(zhì)______而跟通過(guò)的電流______的物理量。它反映了導(dǎo)體對(duì)電流的_____作用。定義式為_(kāi)______。

　　2、歐姆定律的內(nèi)容是：________________________________________________________

　　______________________________________。公式為_(kāi)__________。

　　3、歐姆定律是個(gè)實(shí)驗(yàn)定律，實(shí)驗(yàn)表明適用于_____導(dǎo)體和_________，對(duì)_____和______并不適用。

　　4、畫(huà)出的I一U關(guān)系圖象叫做伏安特性曲線。是過(guò)原點(diǎn)的直線的叫_____元件，適用于歐姆定律;不是直線的叫_________元件。I一U特性曲線上各點(diǎn)切線的斜率表示___________，而U一I特性曲線上各點(diǎn)切線的斜率表示__________。

　　二、焦耳定律

　　1、所謂電流做功，實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體中的________對(duì)自由電荷的_______在做功。

　　2、電流在一段電路中所做的功等于這段電路___________電路中的_____、_______三者的乘積，即W=______。

　　3、電熱Q=______，熱功率P=______。

　　4、在純電路中，如由白熾燈、電爐絲等構(gòu)成的電路，電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)W=Q，則計(jì)算電功和電熱時(shí)，可采用公式W=Q =______ =______ =______=Pt中的任一形式進(jìn)行計(jì)算。

　　在非純電路中，如含有電動(dòng)機(jī)、電解槽等的電路，電流做功將電能除轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等，但仍遵從能量守恒。此時(shí)有W>Q，則計(jì)算電功只能用公式W=________，計(jì)算電功率只能用公式P=_____進(jìn)行計(jì)算;計(jì)算電熱只能用公式Q=________，計(jì)算電熱功率只能用公式P=_____進(jìn)行計(jì)算。

　　三、電阻定律

　　1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，采用了____________法，得知影響導(dǎo)體電阻的因素有溫度、________、__________、__________、。

　　2、電阻定律的內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長(zhǎng)度成_____，與它的橫截面積S成______;導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的______有關(guān)。公式為_(kāi)_________。式中的ρ為電阻率，反映了導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性質(zhì)，與導(dǎo)體的l和S___關(guān)，和物體的_____和_____有關(guān)，如金屬的電阻率隨溫度的升高而______，半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而______，有些合金的電阻率幾乎不受溫度變化的影響。

　　3、材料相同、厚度相同、表面為正方形但面積不同(S1>S2)的導(dǎo)體的電阻關(guān)系為R1__R2。

　　【典型例題】

　　例1 如圖1所示的圖象所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)導(dǎo)體(1)電阻之比R1：R2_____;(2)若兩個(gè)導(dǎo)體的電流相等(不為零)時(shí)電壓之比U1：U2為_(kāi)_____;(3)若兩個(gè)導(dǎo)體的電壓相等(不為零)時(shí)，電流之比為_(kāi)_____。

　　例2 如圖2所示，用直流電動(dòng)機(jī)提升重物，重物的質(zhì)量m=50kg，電源供電電壓為110V，不計(jì)各處摩擦，當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流為5A，則電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為多少?(g取10m/s2)

　　例3 有兩根不同材料的金屬絲，長(zhǎng)度相同，甲的橫截面的圓半徑及電阻率都是乙的2倍。

　　(1)把它們并聯(lián)在電路中，甲、乙消耗的電功率之比是多少?

　　(2)把它們串聯(lián)在電路中，甲、乙消耗的電功率之比是多少?

　　【針對(duì)訓(xùn)練】

　　1、關(guān)于電功和焦耳熱，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ( )

　　A.在純電阻電路中，計(jì)算電功可用公式W=I2Rt

　　B.在非純電阻電路中，計(jì)算電功可用公式W= I2Rt

　　C.在非純電阻電路中，計(jì)算焦耳熱用Q= I2Rt

　　D.在純電阻電路中，計(jì)算焦耳熱可用Q=UIt

　　2、如圖3所示是某導(dǎo)體的伏安特性曲線，由圖可知 ( )

　　A.導(dǎo)體的電阻是25Ω

　　B.導(dǎo)體的電阻是0.04Ω

　　C.當(dāng)導(dǎo)體兩端的電壓是10V時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流是0.4A

　　D.當(dāng)通過(guò)導(dǎo)體的電流是0.1A時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓是2.5V

　　3、一只“220V110W”的燈泡工作時(shí)的電阻為484Ω，測(cè)量它不工作時(shí)的電阻應(yīng) ( )

　　A.等于484Ω B.大于484Ω C.小于484Ω D.無(wú)法確定

　　4、一段粗細(xì)均勻的電阻絲橫截面的直徑為d，電阻為R，把它拉制成直徑為d/10的均勻細(xì)絲后，它的電阻變成 ( )

　　A.R/1000 B.10000R C.R/100 D100R

　　5、如圖4所示，A、B、C、D是滑動(dòng)變阻器的4個(gè)接線柱，現(xiàn)把此變阻器串聯(lián)接入電路中，并要求滑片P向接線柱C移動(dòng)時(shí)，電路中的電流減小，則該接入電路的接線柱可能是 ( )

　　A.A和B B.A和C C.B和C D.B和D

　　6、如圖5所示，線路的電壓U=220V，每條輸電線的電阻r=5Ω，電爐A的電阻RA=100Ω。求電爐A上的電壓和它消耗的功率。

　　如果再并聯(lián)一個(gè)阻值相同的電爐B，兩個(gè)電爐上的電壓和每個(gè)電爐消耗的功率各是多少?

　　【能力訓(xùn)練】

　　1、位移傳感器的工作原理如圖6所示，物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬桿P，通過(guò)電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來(lái)反映物體位移的大小x，假設(shè)電壓表是理想的，則下列說(shuō)法中正確的是 ( )

　　A.物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化。

　　B.物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化。

　　C.物體M不動(dòng)時(shí)，電路中沒(méi)有電流。

　　D.物體M不動(dòng)時(shí)，電壓表沒(méi)有示數(shù)。

　　2、如圖7所示，電路兩端的電壓U保持不變，電阻R1、R2、R3消耗的電功率一樣大，則電阻之比R1：R2：R3是 ( )

　　A.1：1：1 B.4：1：1 C.1：4：4 D.1：2：2

　　3、標(biāo)有“110V100W”和“110V60W”的燈泡接上適當(dāng)?shù)目勺冸娮瑁�欲使它們接�?20V的電路中正常發(fā)光，圖8中最好的接法是 ( )

　　4、不考慮溫度對(duì)電阻的影響，對(duì)一個(gè)“220V40W”的燈泡，下列說(shuō)法正確的是 ( )

　　A.接在110V的電路上時(shí)的功率為20W。

　　B.接在110V的電路上時(shí)的功率為10W。

　　C.接在440V的電路上時(shí)的功率為160W。

　　D.接在220V的電路上時(shí)的功率為40W。

　　5、把6個(gè)相同的小燈泡如圖9所示接成甲、乙兩種形式，調(diào)節(jié)變阻器R1和R2使燈泡都能正常發(fā)光，這時(shí)R1和R2消耗的電功率分別為P1和P2，則P1和P2的大小關(guān)系為 ( )

　　A.P1>3P2 B.P2>3P1 C.P1=3P2 D.P2=3P1

　　6、如圖10所示有一理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為n，原線圈接正弦交流電壓U，輸出端接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R。當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升，下列判斷正確的是 ( )

　　A.電動(dòng)機(jī)兩端電壓為IR B.電動(dòng)機(jī)消耗的功率為I2R

　　C.原線圈中的電流為nI D. 變壓器的輸入功率為UI/n

　　7、兩段材料相同、長(zhǎng)度相等、但橫截面積不等的導(dǎo)體串聯(lián)接在電路中，總電壓為U，則 ( )

　　A.通過(guò)兩段導(dǎo)體的電流強(qiáng)度相等

　　B.兩段導(dǎo)體內(nèi)的自由電子定向移動(dòng)的平均速率不同

　　C.細(xì)導(dǎo)體兩端的電壓U1大于粗導(dǎo)體兩端的電壓U2

　　D.細(xì)導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于粗導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度

　　8、某電阻上標(biāo)明規(guī)格“1kΩ、10W”，則此電阻允許通過(guò)最大的工作電流為_(kāi)_____，允許加在電阻兩端的最大電壓是____。若此電阻兩端加上電壓40V，則該電阻實(shí)際功率為_(kāi)____。

　　9、電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)的水燒干以前的加熱狀態(tài)，另一種是水燒干后的保溫狀態(tài)。如圖11是電飯鍋的電路圖，R1是一個(gè)電阻，R2是加熱用的電阻絲。

　　(1)自動(dòng)開(kāi)關(guān)S接通和斷開(kāi)時(shí)，電飯鍋分別處于哪種狀態(tài)?說(shuō)明理由。

　　(2)要使R2在保溫狀態(tài)下的功率是加熱狀態(tài)的一半，R1：R2應(yīng)該是多大?

　　10、四盞燈泡接成如圖12所示電路。燈泡a、c的規(guī)格為“220V、40A”，燈泡b、d的規(guī)格為“220V、100W”，各個(gè)燈泡的實(shí)際功率都沒(méi)有超過(guò)它的額定功率。請(qǐng)排列這四盞燈泡實(shí)際消耗功率大小的順序。

　　11、如圖表格為某同學(xué)測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線的記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)其數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中畫(huà)出小燈泡的伏安特性曲線。由畫(huà)出的曲線發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻有沒(méi)有變化?如何變化?分析發(fā)生變化的原因。

　　【學(xué)后反思】

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　　參考答案：

　　[典型例題]：例1、3：1;3：1;1：3.例2、4.0Ω.例3、(1)2：1;(2)1：2

　　[針對(duì)訓(xùn)練]：1、B 2、ACD 3、C 4、B 5、CD 6、UA=200V PA=400W;UA=UB=183V PA=PB=336W

　　[能力訓(xùn)練]：1、B 2、C 3、D 4、BD 5、B 6、D7、ABCD 8、0.1A 9、(1)S接通時(shí)加熱;斷開(kāi)時(shí)保溫 (2)(√2-1)：1 10、Pa>Pd>Pb>Pc11、有變化;隨電壓增加而增加;猜想是由于燈泡的溫度升高了。