高中物理《恒定电流》教案3 新人教版选修3-1

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1、第十章恒定电流一、基本概念1.电流对于金属导体有I=nesv（n为单位体积内的自由电子个数，v为自由电子的定向移动速率，约10-5m/s，远小于电子热运动的平均速率105m/s，更小于电场的传播速率3×108m/s）。2.电阻定律*ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率。单位是Ωm。*纯金属的电阻率小，合金的电阻率大。*材料的电阻率与温度的关系：①金属的电阻率随温度的升高而增大（铂较明显，锰铜、镍铜几乎不随温度而变）。②半导体的电阻率随温度的升高而减小。③有些物质当温度接近0K时，电阻率突然减小到零——这种现象叫超导现象；材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料

2、的转变温度TC。我国科学家在1989年把TC提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。3.欧姆定律（适用于金属导体和电解液，不适用于气体导电）*电阻的伏安特性曲线：I-U曲线和U-I曲线的区别。例1.小灯泡灯丝的I-U曲线可用以下哪个图象表示：ABCD分析：随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率增大，温度升高，电阻率也将增大，所以电阻增大，曲线的斜率减小，选A。4.电功和电热电功W=UIt，电热Q=I2Rt。电流通过金属导体时，自由电子在加速运动过程中频繁与正离子相碰，使离子的热运动加剧，可以认为自由电子只以某一速率定向移动，而电能只转化为内能。*对纯电阻而言，电功

3、等于电热：W=Q=UIt=I2Rt=*对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），电功必然大于电热：W>Q,这时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt计算,两式不能通用。例2.某一电动机，当电压V1=10v时带不动负载，因此不转动，这时电流为I1=2A；当电压为V2=36v时能带动负载正常运转，这时电流为I2=1A。求这时电动机的机械功率是多大？分析：电动机不转时，为纯电阻，；电动机正常转动时，输入的电功率为P电=U2I2=36W，热功率P热=，所以机械功率P=31W*由这道例题可知：电动机在启动时电流较大，容易被烧坏正常运转时电流反而较小。例3.来自质子源的质子（初速

4、度为零），经一加速电压为800KV的直线加速器加速，形成电流强度为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.60×10-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为＿＿。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1∶n2=＿＿。分析：由于各处电流相同，设这段长度内的质子数为n个，而二、串并联与混联电路1.应用欧姆定律须注意对应性。选定R后，I必须是通过R的电流，U必须是R两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。2.公式选取的

5、灵活性。*计算电流，除了用外，还经常用并联电路I=I1+I2。*计算电压，除了用外，还经常用串联电路U=U1+U2。*计算电功率，无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：P=P1+P2+P3…。对纯电阻，电功率的计算有多种方法：P=UI=I2R=。例4.已知如图，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω。接入电路后这三只电阻的实际功率之比为＿＿＿＿。分析：①利用电流之比：I1∶I2∶I3=1∶2∶3；②利用电压之比：U1∶U2∶U3=1∶1∶2；在此基础上利用P=UI，得P1∶P2∶P3=1∶2∶6。例5.两只灯泡L1、L2分别标有“110V，60W”和“110V，

6、100W”，另外有一只滑动变阻器R，要将它们连接后接入220V的电路中，使两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？A.B.C.D.分析：A、C肯定不行。B、D中两灯泡都能正常发光，它们的特点是左右两部分电流、电压都相同，电压都是220V，而总电流B较小，所以选B。（总功率为200W）3.复杂电路分析（等势点法）*凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用电流表连接）。*在外电路，沿着电流方向电势降低。*凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。*不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响。例6.如图，电源两端电压为U，内阻不计。求电键由断开到闭合过

7、程中，通过图中M点的电荷量的多少和电流方向。分析：电键断开时，C两端电压为U，闭合后，C两端电压为。因此，方向向上。例7.如图电路，电源内阻不计。为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R1分析：R3上无电流，电容器和R2并联。增大R2或减小R1能增大C的电压，从而增大其带电量。例8.已知如图，R1=30Ω，R2=10Ω，R3=20Ω，AB间电压U=6V，A端为正C=2μF，为使电容器带电量达到Q=2×10-6C，R4应取多大？分析：R1两端电压为4V，为使C的带电量为2×10-