闭合电路欧姆定律说课(推荐9篇)
各位评委老师你们好!
今天我说课的内容是周绍敏主编的《电工基础》第一章第4节,这本教材是国家规划教材,《电工基础》是一门电子类专业的重要基础课程。下面我将从九个方面对本节课的设计进行说明:
一、说教材地位
本节教学内容主要是部分电路欧姆定律及伏安特性曲线,这一节将探寻之前内容的电压、电流、电阻等单个物理量之间的关系,是电学的重要定律之一。部分电路欧姆定律,是后续研究电学不可少一条定律。这一节教学内容安排为两块:第一块为部分电路欧姆定律;第二块是伏安特性曲线。
二、说学生情况的分析
从知识角度:
1、具有电路的概念;
2、具有电流、电压、电阻的相关知识。
从能力角度:
1、具有一定的观察、分析、比较、概括能力。
2、具有一定的数学能力
三、说教学目标
根据教材的要求,针对职高学生的心理特点和认知水平,确定教学目标如下:
1、知识目标
(1)掌握部分电路欧姆定律。(2)熟悉并能运用伏安特性曲线。
2、能力目标
通过实验、归纳、概括出电流与电压电阻的关系,培养学生的观察、操作、猜想、探究、概括能力。
3、情感目标
通过本节课的学习,激发学生的求知欲望,培养他们严谨的科学态度。
四、说教学重点难点
1、教学重点:I与U、R的关系。教学难点:伏安特性曲线。
五、说教学方法
实验教学过程是一个培养学生动手、动眼、动脑的过程,通过实验教学,可以培养学生的好奇心、兴趣爱好,激发他们的求知欲,使学生对学习产生兴趣和需要,更重要的是培养学生的实验操作技能,以及观察问题、分析问题和解决问题的能力,从而能够较全面地提高学生的基本素质。
六、说教学手段 多媒体教学:可以节省时间,提高课堂利用率。
七、学法指导
让学生在做、看、想、议、练、的学习过程中自主的参与到知识的形成和掌握的全过程,使学生不仅将本节课的知识纳入到自己的知识结构中,同时也提高了学生的动手能力和协作能力。
八、说教学过程
(一)引入(3分钟)
1、复习什么是电压、电流、电阻;
2、引入:电流、电压与电阻之间是否存在关系呢? 提问学生,让学生思考,并进入本堂内容。
(二)确定任务(2分钟)
导体中电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系是什么? 任务1:电阻不变,元件两端电压改变,电流会如何变化?
任务2:电压不变,改变电阻,电流会如何变化?
任务3:在电阻不变时,以电压为横坐标、电流为纵坐标,绘制图像,图像有什么特点?
(三)任务实施(25分钟)
任务1:电阻不变,元件两端电压改变,电流会如何变化?实验探究
通过对前面完成的两个任务的分析、归纳、结论得出:电流与导体两端电压成正比。任务2:电压不变,改变电阻,电流会如何变化?实验探究
通过对前面完成的两个任务的分析、归纳、结论得出:电流与导体电阻成反比。综合任务1和任务2得出:部分电路欧姆定律
1、内容:导体中的电流与它两端的电压成正比,与它的电阻成反比。
U2、公式:I
R3、单位:U-伏特(V);I-安培(A);R-欧姆()。注:
(1)R、U、I须属于同一段电路;
U,但绝不能认为R是由U、I决定的; R(3)适用条件:适用于金属或电解液。
任务3:在电阻不变时,以电压为横坐标、电流为纵坐标,绘制图像,图像有什么特点? 让学生绘制曲线
1、定义:以电压为横坐标,电流为纵坐标,可画出电阻的U-I关系曲线,叫电阻元件的伏安特性曲线。(2)虽R
2、线性电阻:电阻元件的伏安特性曲线是直线。
IU1K;R
URK3、非线性电阻:电阻元件的伏安特性曲线不是直线。
(五)练习(3分钟)UUI的变形式R、U=IR可不可以认为导体电阻与导体两端电压成正比,与导体内电流成反比?
IR给一导体通电,当电压为20V时,电流为0.2A,问电压为30V时,电流为多大?电流增至1.2A时,导体两端的电压多大?当电压减为零时,导体的电阻多大?
(六)小结与作业(2分钟)
小结:提纲挈领,既理清了本节课的基本内容,又突出了重点内容,促使学生掌握本节课所学知识。
作业:采用分层教学的方法。安排选作题。
九、说板书设计
第四节 部分电路的欧姆定律
任务1:电流与导体两端电压成正比。任务2:电流与导体电阻成反比。部分电路欧姆定律
1、内容:导体中的电流与它两端的电压成正比,与它的电阻成反比。
2、公式:IUR
3、单位:U-伏特(V);I-安培(A);R-欧姆()。任务3:伏安特性曲线
1、定义
2、线性电阻:伏安特性曲线是直线。
KIU;RU1RK
3、非线性电阻:伏安特性曲线不是直线。
一、教材分析
“闭合电路的欧姆定律”是恒定电流这章的重点知识 ,本节可包括两个部分: 闭合电路的欧姆定律能量转化的理论推导;路端电压与负载的关系。
“闭合电路的欧姆定律”的理论推导 , 能够充分体现功和能的概念在物理学中的重要性。如果学生娴熟地从功和能的角度分析物理过程,对于解决物理问题是很有好处的。应用闭合电路欧姆定律讨论路端电压与负载关系是本节难点, 要注意提高学生运用闭合电路欧姆定律分析问题的能力, 因此教师要引导学生思考探索。
二、问题导学在课堂教学中的应用
问题一:依次闭合开关,先发光的灯泡的亮暗变化情况。
设计说明:学生很容易就想到由于并联,所有灯泡的总电阻在越来越小,与定值电阻分压,分到电压越来越小,因此灯泡变暗。让学生思考串并联规律,知识回顾,成为对于新知识的已知环境。
问题二:去掉定值电阻,再依次闭合开关,先发光的灯泡的亮暗变化情况。
设计说明:大部分学生的回答都是不变化,这是因为初中学过这样的知识, 如并联电路中并联电压相等。在课堂中, 教师拿出实物图,进行演示时 ,发现依次 闭合开关 , 先发光灯泡的亮度会逐渐变暗, 在已知环境中, 实验现象与学生的认知发生冲突,引发疑问,此时学生有一种强烈寻求原因的愿望,思维发散。
问题三:为什么去掉定值电阻,先发光的灯泡亮暗还是会发生变化?
设计说明: 由疑问进一步引导学生思考, 前后两幅图对比,让学生探讨,为什么灯泡两端的电压还是被分掉,进行猜想,使学生深层次地思考问题,认识到电源的内阻分掉了灯泡的电压,顺势引入下一个问题。
问题四:灯泡两端电压,电源内阻上电压,电源电动势有什么联系?
设计说明:至此,这是本节课第一个需要研究的重点,通过问题形式呈现出来,让学生想研究,而不是被动地接受教师的灌输,突破教学难点。
随着教师抛出的三个由浅入深的问题,层层递进,学生深刻体会思维的逐层深入。“问题导学”不是知识灌输的过程,而是教师通过对问题情境的分析引导学生提出问题, 所以“问题”是“问题导学”的核心,也是课堂教学中师生共同参与研究活动的“主线”。
问题五:通过原电池和电压传感器,测量出原电池外电压U外 ,内电压U内,根据实验数据 , 进行数据分析 , 能得到什么样的结论?
设计说明:现在是一个数字化的时代,培养学生正确的数据分析观念与能力,应成为当前教学的一个重点。这部分能培养学生的数据分析观念与能力, 而且对本节课的第一部分内容自己得出结果,虽然生生之间有差异,但是这部分数据相对来说比较简单,大部分学生都有自己对数据的想法,从而运用已有知识经验和能力解决新的具有挑战性和吸引力的问题, 调动学生思维的主动性, 提高学生自主学习和解决问题的基本能力。
问题六:电流做功把电能转化为其他形式的能,电流做功是多少?
设计说明:从数据分析得出的结论, 因为只做了一次实验, 我们要得到准确的结论,最好从理论上进行推导,电流通过导体会产生热, 电流做功会把电能转化为其他形式的能, 所以通过能量进行分析,设置阶梯,进行层次分解,分层设计问题。把教学目标以一个个的“问题”形式呈现出来,把对知识结论的了解过程分解为若干步,层层设问,启发学生沿着教学目标前进。
问题七:当外电路电阻增大时,电流怎样变化? 路端电压怎么变化?
设计说明:引导学生利用闭合电路欧姆定律分析、讨论上述实验现象,明确哪些量是不变的,哪些量是变化的。
问题八:傍晚用电多的时候,灯光发暗,而当夜深人静时, 灯光特别明亮。又如,在插上电炉、暖气等大功率的电器时,灯光会变暗,拔掉后立即亮起来,请解释这种现象。
设计说明:在学了路端电压和负载的关系后,对实际情况进行分析,取材于生活实际,对于锻炼学生分析实际问题的能力, 强化学生的时间意识等方面是十分有益的, 实现学有所用。其实,在日常教学中只要多留意生活、多联系实际,像这样的素材还有很多可以挖掘。
问题九:根据路端电压和电流的数学表达式画出U-I图像,并讨论横截距,纵截距,斜率的物理意义。
设计说明:从图像中可以直接读出电源的电动势及内阻, 为后面实验测量电源电动势和内阻做好理论准备。
三、案例评析与反思
其实,对于学生来说,理解“闭合电路欧姆定律”是有困难的。这节课采用实验加理论的方式,让学生了解“闭合电路欧姆定律”。然后讨论路端电压与负载的关系,使得闭合电路欧姆定律的线索不断延伸下去。本文运用“问题导学”进行教学设计,教学过程非常流畅,降低了学生的学习难度,加深了学生的认识,收到了较好的教学效果。
【演示一】路端电压的测量:闭合K1,将双刀双掷开关放在1处,数字电压表的读数即为路端电压,改变变阻器R的阻值以增大干路中的电流,实验发现路端电压随电流的变大而减小。
【演示二】内电压的测量:闭合K1,将双刀双掷开关放在2处,数字电压表的读数即为内电压。
【演示三】电动势的测量,断开K1,将双刀双掷开关放在1处,数字电压表的读数即为电动势。
【演示四】接通K1,调节外电路的电阻R,改变干路中的电流强度I,记录内压和路端电压U。
实验数据:
实验发现:当外电路的电阻R增大,干路中的电流I减少时,内压U′减小,路断电压U增大,但两者之和U′+U为一恒量,且在数值上等于电源电动势E。
【演示五】接通外电路,保持外电路电阻R不变,把通道中的闸板上下移动(即改变内阻r),记录内压和路端电压U。
实验数据:
实验发现:内阻r增大,干路中电流I减小时,路端电压U减小,内压U′增加,且两者之和U′+U亦为一恒量,在数值上等于电源电动势E。
通过实验得到电源电动势与内、外电路上的电压U、U′的关系:
E=U′+U
=IR+Ir
∴I=E/(R+r)
即得到闭合电路的欧姆定律。在闭合电路中的电流强度与电源的电动势成正比,与内、外电路中的电阻之和成反比。
闭合电路欧姆定律
教学目标
(一)知识与技能
1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式,知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。
2、理解路端电压与负载的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题。
3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。
5、理解闭合电路的功率表达式,知道闭合电路中能量的转化。
(二)过程与方法
1、通过演示路端电压与负载的关系实验,培养学生利用“实验研究,得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。
2、通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
通过本节课教学,加强对学生科学素质的培养,通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。
教学重点
1、推导闭合电路欧姆定律,应用定律进行有关讨论。
2、路端电压与负载的关系 教学难点
路端电压与负载的关系
教学过程
(一)引入新课
教师:前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。只有用导线将电源、用电器连成闭合电路,电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关?电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢?今天我们就学习这方面的知识。
(二)进行新课
1、闭合电路欧姆定律 教师:(投影)教材图2.7-1(如图所示)
教师:闭合电路是由哪几部分组成的? 学生:内电路和外电路。
教师:在外电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么?
学生:沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向,在外电路中,正电荷受静电力作用,从高电势向低电势运动。
教师:在内电路中,沿电流方向,电势如何变化?为什么? 学生(代表):沿电流方向电势升高。因为电源内部,非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。
教师:这个同学说得确切吗? 学生讨论:如果电源是一节干电池,在电源的正负极附近存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个反应层中,沿电流方向电势升高。在正负极之间,电源的内阻中也有电流,沿电流方向电势降低。
教师:(投影)教材图2.7-2(如图所示)内、外电路的电势变化。
教师:引导学生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行:
设电源电动势为E,内阻为r,外电路电阻为R,闭合电路的电流为I,(1)写出在t时间内,外电路中消耗的电能E外的表达式;(2)写出在t时间内,内电路中消耗的电能E内的表达式;(3)写出在t时间内,电源中非静电力做的功W的表达式; 学生:(1)E外=I2Rt
(2)E内=I2rt(3)W=Eq=EIt 根据能量守恒定律,W= E外+E内 即
EIt =I2Rt+ I2rt 整理得:
E =IR+ Ir 或者
IE Rr教师(帮助总结):这就是闭合电路的欧姆定律。
(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比,这个结论叫做闭合电路的欧姆定律。
(2)公式:I=E Rr(3)适用条件:外电路是纯电阻的电路。
根据欧姆定律,外电路两端的电势降落为U外=IR,习惯上成为路端电压,内电路的电势降落为U内=Ir,代入E =IR+ Ir 得
EU外U内
该式表明,电动势等于内外电路电势降落之和。
2、路端电压与负载的关系
教师:对给定的电源,E、r均为定值,外电阻变化时,电路中的电流如何变化? 学生:据I=E可知,R增大时I减小;R减小时I增大。Rr教师:外电阻增大时,路端电压如何变化? 学生:有人说变大,有人说变小。教师:实践是检验真理的惟一标准,让我们一起来做下面的实验。演示实验:探讨路端电压随外电阻变化的规律。(1)投影实验电路图如图所示。
(2)按电路图连接电路。
(3)调节滑动变阻器,改变外电路的电阻,观察路端电压怎样随电流(或外电阻)而改变。
学生:总结实验结论:
当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。
教师:下面用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压与电流的关系式是什么? 学生:U=E-Ir
教师:就某个电源来说,电动势E和内阻r是一定的。当R增大时,由II减小,由U=E-Ir,路端电压增大。反之,当R减小时,由IE得,RrE得,I增大,由U=E-Ir,Rr路端电压减小。
拓展:讨论两种特殊情况:
教师:刚才我们讨论了路端电压跟外电阻的关系,请同学们思考:在闭合电路中,当外电阻等于零时,会发生什么现象?
学生:发生短路现象。
教师:发生上述现象时,电流有多大?
学生:当发生短路时,外电阻R=0,U外=0,U内=E=Ir,故短路电流I=
E。r教师:一般情况下,电源内阻很小,像铅蓄电池的内阻只有0.005 Ω~0.1 Ω,干电池的内阻通常也不到1 Ω,所以短路时电流很大,很大的电流会造成什么后果?
学生:可能烧坏电源,甚至引起火灾。
教师:实际中,要防止短路现象的发生。当外电阻很大时,又会发生什么现象呢? 学生:断路。断路时,外电阻R→∝,电流I=0,U内=0,U外=E。教师:电压表测电动势就是利用了这一原理。
3、闭合电路欧姆定律的应用
课本例题
教师引导学生分析解决例题。讨论:电源的U—I图象
教师:根据U=E-Ir,利用数学知识可以知道路端电压U是电流I的一次函数,同学们能否作出U—I图象呢?
学生:路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线。
投影:U—I图象如图所示。教师:从图象可以看出路端电压与电流的关系是什么? 学生:U随着I的增大而减小.教师:直线与纵轴的交点表示的物理意义是什么?直线的斜率呢?
学生:直线与纵轴的交点表示电源的电动势E,直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。
(三)课堂总结、点评
通过本节课的学习,主要学习了以下几个问题:
1、电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。电源电动势等于闭合电路内、外电阻上的电势降落U内和U外之和,即E=U内+U外。
2、闭合电路的欧姆定律的内容及公式。
3、路端电压随着外电阻的增大而增大,随着外电阻的减小而减小。
《电源的电动势和内阻
闭合电路
欧姆定律》同步练习
知识点一
电源及电动势
1.下列关于电源的说法中,正确的是
().
A
电源向外提供的电能越多,表示电动势越大
B
电动势表示电源将单位正电荷从负极移送到正极时,非静电力所做的功
C.电源的电动势与外电路无关
D
.在电源内从负极到正极电势的升高等于
E
解析
电源向外提供的电能除与电动势有关外,还与输出的电流、通电的时
间有关.所以电源向外提供的电能多,并不意味着电源的电动势一定大,例如,一个电动势较小的电源,如果长时间向外供电,照样可以提供较多的电能;
一个
电动势较大的电源,如果没有工作,即没对外供电,则它根本不向外提供电能.故
选项A的说法错误、选项
D
也错误,故选
B、C
两项.答案
BC
2.关于电动势,下列说法中正确的是
().A
.在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电能增加
B
.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大
C.电动势越大,说明非静电力在电源内部把单位正电荷从负极向正极移送
做功越多
D
.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷
量越多
解析
电源是将其他能量转化为电能的装置,在电源内部把正电荷从负极移
到正极,非静电力做正功,电能增加,因此选项
A
正确.电源电动势是反映电源
内部其他形式能转化为电能的能力强弱的物理量,电动势在数值上等于非静电力
把单位正电荷从电源负极移到正极所做的功,不能说电动势越大,非静电力做功
越多,也不能说电动势越大,被移送的电荷量越多,所以选项
C
正确.答案
AC
知识点二
闭合电路欧姆定律的应用
3.某电池当外电路断开时,路端电压为
V,接上
Q的负载电阻后其路端
电压降为
2.4
V,则可以判定该电池的电动势
E
和内电阻
r
分别为
()
A
.E
=
2.4
V,r
=
Q
C
.E
=
2.4
V,r
=
Q
D
.E
=
V,r
=
Q
解析
外电路断开时,U
二
E
=
V
U_
E
接上
Q的电阻后,1=
R
=
0.3
A,R、=
I
=
Q
所以
r
=
R
总
一
R
=
Q.答案
B
图
2-4-
4.如图
所示电动势为
V的电源跟一个阻值
R=
Q的电阻接成闭
合电路,测得电源两端电压为
1.8
V,求电源的内电阻.解析通过电阻
R的电流为
E
U
1.8
由闭合电路欧姆定律
E=
U
+
Ir,得电源内电阻
r
=
I
=
0.2
Q=
Q.答案
Q
5.电动势为
E=
V的电源与一电压表和一电流表串联成闭合回路.如果
将一电阻与电压表并联,则电压表的读数减小为原来的3,电流表的读数增大为
原来的3
倍.求电压表原来的读数.解析
设电源和电流表内阻之和为
r,电压表原来的读数为
U,电流表原来的读数为
I,一电压表和一电流表串联时,由闭合电路欧姆定律得:
E=
U
+
Ir;
当一电阻与电压表并联时,由闭合电路欧姆定律得:
E=
U
+
3Ir,两式联立得
E
=
U,所以
U
=
E
=
x
V
=
V.答案
V
知识点三闭合电路的动态分析
6.如图
2-412
所示的电路中,R
i
和
R
是定值电阻,在滑动变阻器
R的滑动
片
P
从下端
a
逐渐滑到上端
b的过程中,电阻
R
i
上消耗的电功率
()
.1
----
------
T
討
M
u
图
A
一定是逐渐减小
B
有可能逐渐减小
C.有可能先变小后变大
D
一定是先变小后变大
解析
R
i
为定值电阻,由
P
i
=
I
R
i
可知
R
i
消耗功率由干路电流
I
决定,而干路
电流的变化则由
R、R
部分电路总电阻变化引起,设该部分的总电阻为
R
P,则
(R
aP
+
R
2)R
pb
R
P
=
R
aP
+
R
+
R
Pb
由极限定理可得:R
aP
+
R
+
R
pb
=
R+
R
=定值
当(R
ap
+
R
2)
=
R
Pb
时,(R
ap
+
R
2)
R
pb
=最大值
此时
R
P
最大.讨论:若
RR
2,则
P
在向上移动过程中,R
p
定减小.E
由闭合电路欧姆定律
I
=
r
+
R
+
R
P
定增大,R
i
消耗的功率变大.若
RR
2,则
P
在向上移动过程中,R
p
先变大,当取得最大值后,R
P
再减小,这样回路中电流先变小,再变大,R
i
消耗的功率也先变小,再变大.答案
C
7.如图
i3
所示,经过精确校准的电压表
V
i
和
V
2,分别用来测量某线
路中电阻
R
两端
a、b
间的电压时,读数依次为
i2.7
V
和
i2.3
V,贝
U
().图
i3
A
.a、b
间的实际电压略大于
i2.7
V
B
.a、b
间的实际电压略小于
i2.3
V
C.电压表
V
i的内阻大于
V
2的内阻
D
电压表
V
i的内阻小于
V
2的内阻
解析
并联电压表使电路总电阻减小,电流增大,故
a、b
两端电压比实际电
压要小,且电压表内阻越大,测量值越大,越接近实际电压.答案
AC
图
2-4-
8如图
所示的电路中,滑动变阻器的滑片
P
从
a
滑向
b的过程中,三只理想电压表的示数变化绝对值分别为
A
U
i
A
U
2、A
U
3,下列各值可能出现的是
()
A
.A
U
i
=
V、A
U
=
V、A
U
=
V
B
.A
U
i
=
V、A
U
=
V、A
U
=
V
C.A
U
=
0.5
V、A
U
V、A
U
=
1.5
V
D
.A
U
0.2
V、A
U
V、A
U
0.8
V
解析
由电路连接关系可知,A
U
A
U
+A
U
.这是由于
R
ab
变小,电压表
V
示数减小,而电压表
V
示数变大,V
示数应为
V
1、V
两值之差,V
2、V
两表中
V
变化大,故
B、D
项正确.答案
BD
I
综合提升
II
\
n/
I
图
2-4-
9.在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量,如图
2-4-
所示为电子秤的原理图,托盘和弹簧的电阻与质量均不计.滑动变阻器的滑动
端与弹簧上端连接,当托盘中没有放物体时,电压表示数为零.设变阻器的总电
阻为
R,总长度为
l,电源电动势为
E,内阻为
r,限流电阻的阻值为
R
o,弹簧劲度
系数为
k,不计一切摩擦和其他阻力,电压表为理想表,当托盘上放上某物体时,电压表的示数为
U,求此时称量物体的质量.解析
设托盘上放上质量为
m的物体时,弹簧的压缩量为
x,由题设知
mg=
k
mg
x,得
x=
T①
E
由全电路欧姆定律知
I
=
R
+
R
o
+
r②
Rx
U
=
IRZ
=
IT
③
kl
(R
o
+
R+
r)
联立①②③求解得
m=
RgE
U.kl
(R
o
+
R+
r)
答案
RgE
U
图
2-4-
10.如图
2-4-
所示,电源电动势
E
=
V,内电阻
r
=
0.5
Q,电阻
R
i
=
5.0
Q、R
=
3.5
Q、R
=
6.0
Q、R
=
3.0
Q,电容
C=
2.0
卩
F
当电键
K
由与
a
接触到
与
b
接触通过
R
s的电量是多少?
解析
K
接
a
时,E
U
c
=
U
i
=
R
i
+
R
+「
「R
i
=
V
此时电容器带电量
Q
c
=
CU
i
=
x
C
K
接
b
时,E
U
c
“
=
U
=
R
+
R
+
r
R
=
3.5
V
此时电容器带电量
Q
c
“
=
CU
L
0.7
x
C
流过
R
3的电量为
=
Q
C
+
Q
C
“
=
1.7
x
C
11.答案
1.7
x
C
厂
ft
图
2-4-17
用
台
E
=
240
V,r=
Q的小发电机给一幢楼房供电,输电线干路电阻
r
导
二
Q,楼房内部导线电阻不计,今在干路上串联滑动变阻器用以调节送到宿舍的电压,从而保证电灯始终正常发光,如图
2-4-17
所示,若所装灯泡为“
220
V
W',贝
U
:
⑴最多可以装多少盏电灯?
(2)为了保证不论开多少盏电灯,变阻器都能调节灯泡正常发光,变阻器
R的总阻值至少应多大?
解析
本题考查闭合电路的欧姆定律.(1)根据闭合电路的欧姆定律,电源
P
电动势等于内、外电路电压之和:E=
U
+
I(r
导
+
r)=
U
+
nu(r
导
+
r),240=
220+
220
(1
+
1)n,n=
22(盏).(2)为了保证不论开多少盏电灯,电灯都能正常发光,只要干路上串联一只
滑动变阻器就能保证电灯正常发光,此时滑动变阻器的阻值就是此题的解:
当装
P
盏电灯时电阻
R
最大
E=
U
+
U(r
导
+
r
+
R),所以
R=
庄维祥
一、教学目标 :
1、知识与技能:
①、进一步巩固、深化对欧姆定律的理解,能在具体的情境中灵活运用欧姆定律解决实际问题。
②、学会用伏安法测量电阻,学习多次测量求平均值的数据处理方法。③、能测出灯泡在不同电压下的电阻值,并尝试对灯泡电阻的变化做出解释。
④、经历串联电路的总电阻的推导过程,学习进行数学推导的思维方法。
2、过程与方法:
①、激发学生的学习兴趣和求知欲望。②、培养学生动手操作的能力。
③、发展学生的发散式思维能力和创新意识。
3、情感、态度、价值观:
①、培养学生认真、严谨、求实的科学态度。②、培养学生相互交流与合作的意识。
③、让学生体会通过自己的动手动脑而获得成功的愉悦之情。
二、教学重点:
对串联电路的总电阻与各串联电阻间的关系的理解和利用串联电路的特点及欧姆定律分析简单的串联电路问题是本节课的两个重点。
成功的演示实验能使学生获得丰富正确的感性认识,严密的理论推导能使学生获得必要的理性认识,正确深入理解电阻概念和决定电阻的因素能使学生定性地认识总电阻的概念及总电阻比分电阻大的缘故。以上措施能使学生从不同角度深入理解串联电路的总电阻与各串联电阻的关系。
正确深入理解串联电路的特点(同类量整体和局部的关系)和欧姆定律(同一电路不同类型物理量的关系)、正确确定思维入手点(参见教案中对例 2的分析),是分析简单串联电路问题的两个关键。
三、教学难点:
使学生初步领会分析综合法的基本思想是本节保的难点。尽管学生在学习几何证明的过程中已多次接触到分析综合法。但由于初中学生的抽象思维尚处于起步阶段,他们很难将在几何课中学过的方法“迁移”到物理上来,况且物理的“数学公式”又非纯数学公式,它蕴含着非常丰富的物理意又,因此初中学生在理解和运用分析综合法时是会感到有一定的困难的。
通过对例1的两种方法(已知一待求,待求一已知)的分析,让学生 1 认识什么叫分析法,而后利用例2的一题多解使学生进一步认识分析法的两种思维起点(见教案中对例 2的分析)以及这种方法需要综合应用两类电路规律。因此这种解题方法就叫分析综合法。
在本节课之前,学生已有了欧姆定律和串联电路电流关系和电阻关系的初步知识,并且通过分组实验,学生一般能较熟练地掌握伏安法测电阻,这就从理论上和实验上为学生理解串联电阻的总电阻和各串联电阻的关系奠定了比较坚实的基础,因而本节课的一个目标是:通过实验和理论推导使学生理解串联电路跟各个串联电阻的关系。
在现实生产和生活中经常碰到元件等效替代的问题,本节课的教学中有帮助学生正认识这一点的可观条件,况且学生在初二合力的学习中已初步接触到这一思想,因此本节课的另一目标是:使学生初步领会等效替代法的基本思想。
电路分析是电学中的重要课题,其中的许多规范要求和分析方法需要较长一段时间的锤炼,学生才能熟练掌握。本节课的教学中(特别是例 2)也有了为这方面服务的可观条件。在本节课之前,学生对电路已有了较多的感性认识,而且在几何证明的学习中已接触到了分析综合法。因此本节课的又一目标是:通过运用串联电路的特点和欧姆定律解决简单的串联电路问题,使学生初步领会分析综合法的基本思想,规范学生解电学问题的良好习惯。
四、教材分析:
1、教材的地位的作用:
本节教材先安排了演示实验,从实验测出了串联电路的总电阻,得出总电阻和各串联电阻之间的关系,然后再运用欧姆定律及串联电路的电流特点和电压特点作理论导。教材的这种结构能较好地突出理论与实践的统一,使学生明白物理规律既可以直接从实验得出,也可以用已知规律从理论上导出。从前后联系来看,本节教材的实验方法仍沿用第三节课分组实验中的伏安法,有利于巩固学生对伏安法测电阻的认识。在理论推导过程中的“下标配套”有利于强化学生对“欧姆定律中各量是同一电路(或同一导体)的量”的认识。在讲解例题时,对两种推理方法(已知一待求,待求一已知)和两种思维起点(同一电路上各量的关系,同一类物理量局部和整体的关系)的分析,为今后电路分析打下了必要的埋伏。本节教材的理论推导只安排了两个电阻串联的情况,一方面可以减轻学生的负担,另一方面也为推导任意个电阻串联的情况奠定了一个思维起点,使学生在思考“想想议议”的提部时又多了一个推导的方法一一等效替换法。
五、教学方法:
本节课采用了演示法和讲授法相结合的启发式综合教学方法。教师边演示边让学生分折解题思路,充分调动学生的积极性和主动性。
六、课堂设计
1、引入新课(约2分钟)将课首问题稍作加工(和生活实际稍作联系)后,向学生提问,使学生在思索中对新课产生强烈的兴趣,教师再顺势引入新课,板书课题。
2、新课教学(约20分钟)引入新课课题后,引导学生复习电阻的物理意义,从而导出串联电阻的总电阻的概念(串联电阻对电流的总的阻碍作用的大小),为下面的实验教学和理论推导作必要的概念准备,同时也为分析等效替代法打下了埋伏。
在用实验探讨电阻关系时,首先向学生交代实验方法(伏安法),出示实验电路图和实验记录表格。接着边实验读取数据,边计算阻值,让学生尽量参与实验活动;为了使学生对等效替代法有一定的感性认识,在分别测出5欧和10欧电阻的限位后,再接入15欧的电阻,测算其阻值,最后才将5欧和10欧的电阻串联接入电路,在没有移动滑动变阻器滑片的情况下,学生发现电流表和电压表的读数跟接15欧电阻时相同。教师紧紧抓住这一点,引导学生分析得出5欧电阻和10欧电阻串联后对电流的总阻碍作用的大小跟15欧的电阻对电流的阻碍作用的大小相同,即5欧电阻和10欧电阻串联后的总电阻为15欧,这样学生便能从感性上认识到5欧电阻和10欧电阻串联后与15欧电阻可互相等效替代。
当学生分析实验数据得出串联电路的总电阻等于各串联电阻之和后,教师再次分析什么叫等效替代法,并让学生用等效替代法解决课首提出的问题,巩固学生对等效替代法和电阻关系的认识。这之后,教师再引导学生从决定电阻大小的因素来理解为什么串联电路的总电阻大小任一导体的电阻都大的原因,让学生从另一角度来认识电阻关系,有利于开拓学生的思路。
在用串联电路的电流关系和电阻关系及欧姆定律推导电阻关系的过程中,应注意强调在运用欧姆定律时,要下标配套,因为欧姆定律中的各量是对应于同一电路上的量。另外,要向学生说明推导过程中所运用的规律有两类(同一电路上各量的关系,同一类量整体和局部的关系),顺利分析例1和例2作准备。
3.应用(约20分钟)首先安排一定时间让学生看课文的例题及其分析与解答过程,这样既能发挥学生学的主动性,也能为教师后面介绍分析问题的思路和方法创造较好的教学情境。相当一部分学生在阅读例2的思路分析时,不易把握所用的推理方法(已知一待求,待求一已知)及相应的思路。这就为教师阐述“跟踪追击”法(分析法)创造了事实基础和情绪基础。教师先利用例1的简单情况介绍正向推理(已知一待求),和反向推理(待求一已知,即分析法)方法,在分析例2时,介绍反向推理的优点,并引导学生用反向推理法从R2=U2/I2出发分析问题,要让学生自已从只R2=R-R1出发也用 3 反向推理分析同一例题。这样既强化了学生对反向推理法(分析法)的基本思路的认识,又通过一题多解沟学生展示了解决问题的思路和方法不是唯一的。
4、小结和布置作业:
教师再次强调两类电学规律(同类量局部和整体关系;同一电路不同量间的关系)和两种分析问题的方法(等效替代法;分析综合法)。
关键词:整流电路,教学目标,综合教学,教学过程,板书设计
《电工电子技术》是高职高专机电类专业的一门重要的专业技术基础课, 课程的主要任务是研究电的规律及应用, 研究电子技术及应用, 为培养高素质技能型人才打基础。在现代化的今天, 电工电子技术己经渗透到工农业生产各方面、生活各领域。通过本课程的学习, 使学生获得必要的电工电子基本知识和基本技能, 为培养创新能力打下基础, 为学习后续课程和使电工电子技术与本专业相结合, 打下良好的理论和实践基础。本课程有相当一部分实验内容。
1 说教材
《整流电路》是高职高专《电工电子技术》课程教材《稳压电源》中的一节。该章节是教材的重要内容, 是电工技术与电子技术结合应用的一个典型, 是交流电转向直流电的必然过程和重要过程, 是机制专业将来学习自控、电机的基础, 是电子与电控和专业学生今后从事专业工作必须掌握的知识与技能的一个重要组成部分, 也是电工考试的重要组成部分。
1.1 教学目标
知识目标。掌握《单相桥式整流电路》的工作原理及分析方法, 会画波形图, 熟悉整流参数计算及元件的选择能力目标:会把该电路应用到实际工作中, 培养学生实际应用的能力。
情感目标:进一步培养学生勤思考爱动脑筋的良好习惯, 增强从事专业工作的信心。
1.2 教学重点和难点
重点:整流电路的组成、工作原理及整流参数计算
难点:单相桥式整流电路的工作原理
1.3 教学关键
明确任务:分析《单相桥式整流电路》的工作原理。
分解难点:解决问题的一般方法是把复杂问题进行分解, 分步解决。把一个周期分解成为二个阶段 (0-π、π-2π) 进行分析。
方法:根据二极管导通和截止条件判断出二极管的工作状态;画出各电压的波形和负载电流的路径;每个阶段要分析两条桥臂的状态。
教学过程贯彻教会学生分析方法、逐步提高学生分析能力以实现提高学生能力的教学目标。
2 说教法
适当的教学方法尽可能多地为学生创造动口、动脑、动手的机会, 让他们更多地参与教学, 根据该课的教学目标、教材特点和学生的年龄及心理特征, 采用以下方法进行教学:
项目法:通过共同实施一个完整的“项目”———图形完成, 进行教学活动。
参与法:在承认学生的教学活动主体地位, 引导他们积极参与课堂教学的全过程, 引导学生在学习和运用知识的过程中主动探索新知识的形成过程和实际应用价值, 而不是机械的死记死背书本知识;培养他们在教学活动中全身心投入并参与教学活动的自觉意识和能力。
教学中实现主导与主体、外在与内化、显性与隐性、浅层与深层、课内与课外等方面各自的相互联系, 找到它们的有机结合的一种最佳结合点。
互动法:培养学生的综合素质和创新能力为主线。把获取知识的主动权交给学生, 给学生以充分动脑、动手、动口的机会, 让学生在“动”中获取知识, 形成能力。导而不灌, 整个教学过程进行组织、启发、指导和知识传播。培养学生综合能力为主线, 传授知识的同时, 重视学生综合素质和创新能力, 特别是创造能力的培养。
自助法:充分利用所给条件自我设计目的、学习方法、实施内容学习、进行自我总结和综合考评。
综合教学法, 多种教法相结合:举例法、演示法、大脑风暴法、提问技术、启发技术、鼓励教学法、多媒体教学值得一题的是采用填空的方式引导学生并与学生一起判断、分析和画出波形图, 让全体学生参与进来, 充分调动全体学生的学习积极性。使平时学习有困难的学生也能模仿教师一起学习, 各有收获。以适应不同层次的学生。
3 说教学过程
3.1 引入部分
用复习提问回顾前节课介绍的二极管特性、变压器作用使学生温故知新, 为新课讲授进行铺垫。
3.2 新课引言
因为电子设备中都需要稳定的直流电源, 直流电源可以由直流发电机和各种电池提供, 但比较经济实用的方法是利用具有单向导电性的电子器件将使用广泛的工频交流电转换成直流电, 就必须用整流电路。
这样用日常生活中的问题来引起学生的注意力, 引导学生观察问题, 激发学生的兴趣;从而引出整流的概念, 引入课题。使学生带着任务学新课。
3.3 讲授新课
首先介绍直流稳压电源的组成框图, 再用波形图显示每一步的变化。其间定义每一步结构。
其次, 简要介绍单相半波整流电路
第三重点讲解单相桥式整流电路, 包括四种画法、工作原理和波形图。
四种画法用图示对比的方法逐渐给出。
工作原理逐步引导, 分段说明, 把一个周期分解成为二个阶段 (0-π、π-2π) 进行分析, 按线路分析。
为了帮助学生熟练掌握新学的内容, 实现学以致用的目的。将本部分原理精炼的归纳为:正半周内VD1和VD3受正压导通。id从1端→VD1→Rd→D3→2端, 此时VD2和VD4受反压截止。负半周内VD2和VD4受正压导通。id从2端→VD1→Rd→D3→1端, 此时VD1和VD3受反压截止。以后循环往复, 在这过程中掌握《单相桥式整流电路》的工作原理及分析方法。为使学生充分理解和掌握教学内容以便实现教学目标, 讲授新课采用启发引导的方式, 适当的讲解、引导和补充。创造环境让学生自己分析、自己解决问题、自己作出判断, 把原理分析清楚, 继而应用, 很自然地引出了实际中的裕量计算问题。整个过程环绕着问题的提出、寻找解决问题的方法、解决问题进行。
波形图的画法随之跟出, 水到渠成。
最后自然而然地介绍参数估算和常用器件, 选择结合实际情况进行二倍裕量计算。
进行原理说明后给出常用器件、器件图、应用电路和应用环境介绍。
教学过程贯彻教会学生分析方法、逐步提高学生分析能力、应用能力, 实现高素质技能型人才的学习培养。
3.4 练习
为进一步巩固桥式整流电路原理及应用, 安排了一个练习, 让学生动脑思考, 动手做题, 动口讲题, 全面激发学生的潜能。
3.5 知识发展
准备了一份习题, 有判断、填空、选择、计算。让学生动手练习, 在脑海里形成一个知识体系。此部分剩余可作为课后作业。
3.6 课堂小结
小结体现了便于学生记忆和工作中使用, 达到实现学以致用的目的。在最后, 采用一分钟教学法, 在下课前的1分钟让学生闭目回想本次课的内容, 使刚学的知识在大脑里产生清晰的印象。
3.7 布置课后作业
拓展练习。
4 说板书设计
板书分三块, 前两部分为主板书, 第三部分为副板书。
5 说课堂设计
本节课从知识回顾出发, 逐渐引入正题, 再通过例题, 引导学生如何使用二极管进行整流电路分析, 再上升为理论高度, 能让学生想的尽量让学生想, 能让学生说的尽量让学生说, 能让学生做的尽量让学生做, 全面发展学生的各方面能力, 再通过探究性的作业使学生的思维活动在时空上得以延续。
参考文献
[1]《创新教育与创新人才培养》佟景才中国铁道出版社2000年
[2]《教学的革命》宇航出版社[美]梅里尔·哈明
[3]《课堂多媒体演示课件色彩的选择与应用》袁芳、沈晓鹏、张国莹
[4]《教师的职业特点与教师专业化》顾明远
一、说教材
1.教材的地位和作用
质量守恒定律是人教版初中化学课本中第五单元课题1的内容,这一课在初中化学知识体系中有着承上启下的作用。在本节课之前,学生已经学习了分子、原子、元素、化学式等知识,同时对化学反应中物质发生质的变化已经有了一定的认识。这些知识都为本节课提供了学习基础,而本节课又为化学方程式书写和计算做好了知识准备。所以,本节课的内容不仅是本单元的一个重点,也是整个中学化学的教学重点之一。
2.教情学情分析
在本节课之前,学生已经学习许多化学反应,能够从分子原子的角度去分析化学反应的实质,同时具备了一定的实验动手能力、分析观察能力及归纳总结能力。学生基本具备了学习质量守恒定律的能力。
3.教学目标
根据上面教材及教情学情的分析,我确定了本节课的教学目标。
知识与技能:(1)认识质量守恒定律,能说明化学反应中的质量关系。(2)从微观角度认识在一切化学反应中,反应前后原子的种类、数目没有增减。
过程与方法:(1)通过实验探究,得出化学反应中的质量关系。(2)通过学生间的讨论交流,加深对质量守恒定律的理解。
情感态度与价值观:(1)培养学生定量研究、分析推理及解决问题的能力。(2)树立透过现象认识事物本质的辩证唯物主义观点。
4.教学重点
根据新的课程标准、教材分析,本节课重点是质量守恒定律的理解及应用。
5.教学难点
(1)如何引导学生通过实验探究得到结论。(2)从微观角度解释质量守恒定律本质。我是采用通过小组实验、共同探究、动画演示突破重点难点。
6.教材改进
课本中实验5—1的实验装置。
二、说教学方法
德国大教育家第斯多惠说:“科学知识是不应该传授给学生的,而应该引导学生去发现它们,独立地掌握它们。”学生的化学知识还处于启蒙阶段,实验探究的学习方法还不熟练,所以我采用了:引导探究式教学方法;多媒体辅助;小组合作探究法。
三、说教学过程
教学过程分为五个环节:提出问题、实验探究、科学史实、微观模拟、课堂小结。
1.提出问题
通过复习白磷的燃烧、蜡烛的燃烧、水分解等反应。引出这些反应前后物质的总质量是否发生了改变?学生分组讨论做出猜想:可能改变,可能不改变。
2.实验探究
为了减少探究的盲目性,引导学生制订实验方案。在设计实验时,首先提示学生应该思考哪些问题。例如:可以选一个容易发生的化学反应;测量反应前后物质的质量的方法;实验中要用到哪些仪器?……
根据设计实验要考虑的问题,教师给出方案。
教师演示:白磷燃烧的实验,对方案一中反应前后所称量的物质进行对比。最后得到的就是:白磷质量+氧气质量(参加)=五氧化二磷质量(突破重点)。由这个实验得到的结论是否具有普遍性?让学生根据所给的药品,完成活动探究二。
活动探究二:硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液、锥形瓶、电子天平、注射器。
经过教师的演示和学生的分组实验,说明猜想一正确。
3.科学史实
由于两个实验不能说明定律的正确,我带着学生一起去做个时间旅行,从公元前300多年到20世纪初,质量守恒的思想从产生到发展成为理论定律的过程。
①朴素的唯物思想阶段;②自觉应用阶段;③经验定律阶段;④理论定律阶段。
4.微观模拟
课件展示动画模拟水分子电解过程中分子原子的微观变化。让学生带着下面的问题仔细观察。反应前后,原子的种类、数目、质量改变了没有?
教师根据学生的总结,完善质量守恒定律的“六不变、二改变、二可能变”,课件展示。
5.课堂小结
学了本节课,你有哪些收获?懂得了什么样的化学学习方法?
四、说教学反思
本节课我主要采用猜想假设、实验探究的方法,让学生分组实验来验证自己的猜想,从实践中得到自己所要了解的知识。通过学生熟悉的化学反应引入,吸引学生的注意力,激发学生的探究欲望。探究实验中的相同装置,出现不同现象,再次出现探究的高潮,引导学生分析出现上述现象的原因,并进一步引导学生思考如何改进实验装置,使学生的分析能力得到提高。學生在教师的指导下,能够提出问题并提出解决方案,在掌握知识的同时,分析问题的能力也得到提高。利用动画帮助学生建立微观的概念,学生能更好地理解和接受知识。为了增加实验的精确性,我改用电子天平来完成本节课的实验。
本节课也有不足之处,学生的实验操作还不是很熟练,有些动作还不够规范;新课内容多;针对质量守恒定律的典型例题训练的不够;由于时间关系,并没有用改进好的装置去再次探究质量守恒定律。
(作者单位 江苏省启东市百杏中学)
汤阴一中高三理科组 张淑强
各位评委老师:大家好!
今天我说课的题目是《焦耳定律》。下面我将从教材分析、教学目标分析、教学过程分析、研究课题的提出四个方面进行阐述。
一、教材分析
1、教材的地位、作用和特点
焦耳定律是重要的物理定律,它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现,本节在电学中的地位举足轻重。
2、教学目标
(1)知识与技能
①理解电功、电功率的概念,公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。
2222②知道电功和电热的关系。理解公式Q=IRt(P=IR)、Q=Ut/R(P=U/R)的适应条件。
③知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系,电功大于电热。
④能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。(2)过程与方法
①通过对电动机电路的探究,提高学生分析论证能力; ②在教学中培养学生归纳、总结的科学思维方法。(3)情感态度与价值观
通过本节课教学,让学生体会到探索自然规律的科学态度。
3、重点与难点
重点:区别并掌握电功和电热的计算。
难点:主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识,接受起来比较困难。
二、说教法:
为了让学生加深对本节内容的理解,在教学中我采用讲述、推理、探究,讨论等方法进行教学.最大限度地调动学生积极参与教学活动。充分体现“教师主导,学生主体”的教学原则。
三、说学法:
为体现学生的主体作用,我引导学生在探究中学习,在讨论中突破难点。本节课主要采用了归纳法;阅读法;联想法;推理法等。通过设疑,启发学生思考;通过练习强化有意注意,根据练习情况及时评价鼓励学生,重在让学生弄清楚建立物理概念的过程,而不是死记硬背一个结论。
四、教学程序:
(一)复习上节课内容,导入新课
要点:串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用。
1.通过前面的学习,可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动,电场力对定向移动的电荷做功吗?(做功,而且做正功)
2.电场力做功将引起能量的转化,电能转化为其他形式能,举出一些大家熟悉的例子:电能→机械能,如电动车。电能→内能,如电热器。电能→化学能,如电解槽。
本节课将重点研究电路中的能量问题。
(二)新课讲解-----第五节 焦耳定律 1.电功和电功率(1)电功
定义:电路中电场力对定向移动的电荷所做的功,简称电功,通常也说成是电流的功。用W表示。
实质:是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程,在转化过程中,能量守恒,即有多少电能减少,就有多少其他形式的能增加。
【注意】功是能量转化的量度,电流做了多少功,就有多少电能减少而转化为其他形式的能,即电功等于电路中电能的减少,这是电路中能量转化与守恒的关键。
在第一章里我们学过电场力对电荷的功,若电荷q在电场力作用下从A搬至B,AB两点间电势差为UAB,则电场力做功W=qUAB。
对于一段导体而言,两端电势差为U,把电荷q从一端搬至另一端,电场力的功W=qU,在导体中形成电流,且q=It,(在时间间隔t内搬运的电量为q,则通过导体截面电量为q,I=q/t),所以W=qU=IUt。这就是电路中电场力做功即电功的表达式。
W = Iut 【说明】:①表达式的物理意义:电流在一段电路上的功,跟这段电路两端电压、电路中电流强度和通电时间成正比。
②适用条件:I、U不随时间变化——恒定电流。③单位:焦耳(J)1J=1V·A·s(2)电功率
①定义:单位时间内电流所做的功
②表达式:P=W/t=UI(对任何电路都适用)③单位:为瓦特(W)。1W=1J/s
④额定功率和实际功率
额定功率:用电器正常工作时所需电压叫额定电压,在这个电压下消耗的功率称额定功率。
实际功率:用电器在实际电压下的功率。实际功率P实=IU,U、I分别为用电器两端实际电压和通过用电器的实际电流。
这里应强调说明:推导过程中没用到任何特殊电路或用电器的性质,电功和电功率的表达式对任何电压、电流不随时间变化的电路都适用。再者,这里W=IUt是电场力做功,是消耗的总电能,也是电能所转化的其他形式能量的总和。
电流在通过导体时,导体要发热,电能转化为内能。这就是电流的热效应,描述它的定量规律是焦耳定律。
2学生一般认为,W=IUt,又由欧姆定律,U=IR,所以得出W=IRt,电流做这么多2功,放出热量Q=W=IRt。这里有一个错误,可让学生思考并找出来。
错在Q=W,何以见得电流做功全部转化为内能增量?有无可能同时转化为其他形式能?
英国物理学家焦耳,经过长期实验研究后提出焦耳定律。2.焦耳定律——电流热效应(1)焦耳定律
内容:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方、导体电阻和通电时间成正比。
2表达式: Q=IRt ③
【说明】:对纯电阻电路(只含白炽灯、电炉等电热器的电路)中电流做功完全用于产生热,电能转化为内能,故电功W等于电热Q;这时W= Q=UIt=IRt
2(2)热功率:单位时间内的发热量。即P=Q/t=IR ④ 【注意】②和④都是电流的功率的表达式,但物理意义不同。②对所有的电路都适用,而④式只适用于纯电阻电路,对非纯电阻电路(含有电动机、电解槽的电路)不适用。
关于非纯电阻电路中的能量转化,电能除了转化为内能外,还转化为机械能、化
2学能等。这时W 》Q。即W=Q+E其它 或P =P 热+ P其它、UI = IR + P其它
引导学生分析P56例题(从能量转化和守恒入手)如图
再增补两个问题(1)电动机的效率。(2)若由于某种原因电动机被卡住,这时电动机消耗的功率为多少?
最后通过“思考与讨论”以加深认识。注意,在非纯电阻电路中,欧姆定律已不适用。
2(三)小结:对本节内容做简要小结。并比较UIt和IRt的区别和联系,从能的转化与守恒的角度解释纯电阻电路和非纯电阻电路中电功和电热的关系。在纯电阻电路中,电能全部转化为电热,故电功W等于电热Q;在非纯电阻电路中,电能的一部分转化为电热,另一部分转化为其他形式的能(如机械能、化学能),故电功W大于电热Q。
(四)巩固新课和作业:
1、复习课本内容
2、完成P57问题与练习:作业2、4,练习1、3、5。建议在对1的证明后,把相应的结论归入串、并联电路的规律中。
五、研究性课题的提出和STS
1.某一用直流电动机提升重物的装置如上图所示,重物质量m=50kg,电源提供恒定电压U=110V,不计各处摩擦,当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中电
2流强度I=5A,求电动机线圈电阻R(g=10m/s)。(4Ω)
2.观看一小段视频,让学生知道现在所使用的许多机器的焦耳热损失太多,导致机械效率不高,浪费能源等等,实现本节课科学--技术--社会的结合。
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