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    教科版 (2019)必修 第三册1 电流 电压 电阻图文ppt课件

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    这是一份教科版 (2019)必修 第三册1 电流 电压 电阻图文ppt课件,共44页。PPT课件主要包含了内容索引,自主预习新知导学,合作探究释疑解惑,随堂练习,课标定位,素养阐释,答案D,答案C,问题引领,归纳提升等内容,欢迎下载使用。

    1.重新认识电流、电压、电阻的概念。2.认识恒定电场与恒定电流的关系,理解电流微观表达式。3.认识多用电表。
    1.通过对电流、电压、电阻之间的关系的学习,形成物理观念。2.通过对欧姆定律、电流微观表达式的认知,形成科学思维。3.通过对多用电表构造与功能的探究,培养科学探究方法。
    一、温故而知新1.电路:至少由电源、用电器、导线和开关四部分组成。电路元件有串联和并联两种最基本的联接方式。2.电流:某段时间通过导体截面的电荷量q与通电时间t的比叫作电流。公式为I= ,测量电流使用电流表,它必须串联在被测量的电路中。3.电压是形成电流的必要条件,测量电压使用电压表,它必须与被测量电路并联。
    4.电阻:导体两端的电压与通过导体的电流大小之比。公式为R= 。5.欧姆定律:通过导体的电流I跟它两端的电压U成正比,跟它的电阻R成反比。表达式:I= 。6.欧姆定律适用范围是怎样的?提示:适用于金属导电、电解质溶液导电,而对气体导电、半导体导电不适用。
    二、恒定电场与恒定电流1.恒定电场(1)定义:由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场。(2)形成:当电路达到稳定时,导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。(3)特点:任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化,其基本性质与静电场相同。2.恒定电流:大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。3.电流有方向,那么,电流是矢量还是标量?提示:虽然电流有方向,但电流却不是矢量,因为电流的计算不满足平行四边形定则。
    三、电流的微观表达式1.公式I=nqvS。2.各量含义:q为每个自由电荷的电荷量大小,v为电荷定向移动的速率, S为导体的横截面积,n为导体单位体积内自由电荷数。
    四、认识多用电表1.多用电表的功能(1)测电压、测电流:选择直流电压、电流挡合适的量程,并将选择开关旋至相应位置。电流应从红表笔流入多用电表,从黑表笔流出多用电表。(2)测电阻:将选择开关旋至欧姆挡,此时红表笔连接表内电源的负极,黑表笔连接表内电源的正极。电流从欧姆表的黑表笔流出,经过被测电阻,从红表笔流入。
    2.测量电阻的步骤(1)选挡:估计待测电阻的大小,旋转选择开关,使其尖端对准欧姆挡的合适挡位。(2)欧姆调零:将红、黑表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指向“0 Ω”。(3)测量、读数:将两表笔分别与待测电阻的两端接触,指针示数乘以量程倍率即为待测电阻阻值。(4)如果指针偏转的角度过大或过小,应该旋转选择开关以改变倍率,重新把两表笔短接进行电阻调零,然后再开始测量。(5)如果测量时指针稳定下来后处于靠近表盘中间的位置,则测量结果比较准确。
    【思考讨论】 1.判断下列说法的正误。(1)由R= 知,导体的电阻由两端的电压和通过的电流决定。(  )(2)导体的电阻由导体本身的性质决定,跟导体两端的电压及流过导体的电流的大小无关。(  )(3)电子定向移动的方向就是电流的方向。(  )(4)电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多。(  )(5)欧姆表的红表笔与内部电源的正极相连。(  )(6)欧姆表的刻度线是均匀的。(  )
    2.根据欧姆定律,下列判断正确的是(  )A.导体两端的电压为零,电阻即为零B.导体中的电流越大,电阻就越小C.当电压增大2倍时,电阻增大2倍D.由I= 可知,通过一段导体的电流跟加在它两端的电压成正比
    解析:导体的电阻由导体本身的性质决定,公式R= 只提供了计算电阻的方法,R与 只是在数值上相等,当我们不给导体两端加电压时,导体的电阻仍存在,因此不能说导体的电阻与加在它两端的电压成正比,与导体中的电流成反比,A、B、C错误,D正确。
    3.关于电流,下列说法正确的是(  )A.通过导体横截面的电荷量越多,电流越大B.电子运动的速度越大,电流越大C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大D.因为电流有方向,所以电流是矢量
    解析:据I= 可知,单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,导体中的电流越大,并非通过导体横截面的电荷量越多,电流就越大,故A错误,C正确;根据电流的微观表达式I=nqvS可知,电子运动的速率越大,电流不一定越大,还与单位体积内自由电子数n、横截面积S有关,故B错误;电流有大小和方向,但电流是标量,故D错误。
    观察下面两幅图,回答下列问题。
    (1)图(a)中两小灯泡的电流有什么特点?图(b)中两小灯泡的电压有什么特点?(2)图(a)或图(b)中每个小灯泡的电压U、电流I、电阻R之间满足怎样的关系?
    提示:(1)图(a)中两小灯泡串联,两小灯泡的电流相等;图(b)中两小灯泡并联,两小灯泡的电压相等。(2)每个小灯泡的电压U、电流I、电阻R之间满足欧姆定律,即I= 。
    1.R= 是电阻的定义式,比值表示一段导体对电流的阻碍作用。对给定的导体,它的电阻是一定的,与导体两端是否加电压,导体中是否有电流无关。2.I= 是欧姆定律的数学表达式,表示通过导体的电流I与电压U成正比,与电阻R成反比,常用于计算一段电路加上一定电压时产生的电流,适用条件是金属或电解质溶液导电(纯电阻电路)。3.U=IR是电势降落的计算式,用来表示电流经过一电阻时的电势降落,是欧姆定律的变形,所以适用条件与欧姆定律的适用条件相同。
    【例题1】 若加在某导体两端的电压变为原来的 时,导体中的电流减小了0.4 A。如果所加电压变为原来的2倍,则导体中的电流是多大?
    【变式训练1】 (多选)关于R= ,下列说法正确的是(  )A.导体两端的电压越大,导体的电阻越大B.通过导体的电流越小,导体的电阻越大C.导体的电阻由导体本身性质决定,与导体两端的电压和通过导体的电流无关D.比值 反映了导体阻碍电流的性质
    解析:导体的电阻由导体本身性质决定,与导体两端的电压和通过导体的电流无关,选项A、B错误,C正确;比值 为导体的电阻,反映了导体阻碍电流的性质,选项D正确。
    如图所示的电路,电荷正在以速率为v定向移动,设导体的横截面积为S,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量大小为q。试用电流的计算式推导出电流微观表达式。
    1.I= 是电流的计算式,I=nqvS是电流的决定式,因此I与通过导体横截面的电荷量q及时间t无关,从微观上看,电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数n、每个自由电荷的电荷量大小q、自由电荷定向移动的速率v,还与导体的横截面积S有关。2.v表示自由电荷定向移动的速率。
    【例题2】 (多选)一横截面积为S的铜导线,流过的电流为I,设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电荷量为q,此时电子的定向移动速率为v,在Δt时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为(  )
    解析:由I= 可得,在Δt时间内通过导线横截面的电荷量Q=IΔt,所以在这段时间内通过的自由电子数为N= ,所以C对、D错;由于自由电子定向移动的速率是v,所以在时间Δt内,位于横截面积为S、长为l=vΔt的这段导线内的自由电子都能通过横截面,这段导线的体积V=Sl=SvΔt,所以Δt内通过横截面的自由电子数为N=nV=nvSΔt,A对、B错。
    利用I=nqSv分析问题应注意的两个方面1.正确理解各符号的意义,特别是n表示导体中单位体积内的自由电荷数,v表示自由电荷定向移动速度的大小。2.若已知单位长度的自由电荷数为n,则电流的微观表达式为I=nqv。
    【变式训练2】 一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,每米电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为(  )
    解析:时间t内通过垂直于棒运动方向某一横截面的电荷量Q=qvt,依电流的计算式可得I= =qv,故A正确。
    多用电表可以用来测量电压、电流和电阻,请回答:(1)欧姆表的刻度线的零点在左边还是在右边?欧姆表的刻度线是否均匀?(2)用多用电表的欧姆挡测甲元件的电阻时发现偏转角较大,接着去测乙元件的电阻时,发现偏转角很小,两个元件的电阻大小关系怎样?
    提示:(1)欧姆表的零刻度在右边。欧姆表的刻度线不均匀。(2)据多用电表的表盘可知,测甲元件偏转角大,说明电阻小,测乙元件偏转角小,说明电阻大,所以R乙>R甲。
    1.欧姆表工作原理(1)原理:依据闭合电路的欧姆定律(本章第6节学),由电流表改装而成的。(2)内部构造:由表头、电源和可变电阻三部分组成。(3)测量原理。
    如图所示,当红、黑表笔接入被测电阻Rx时,通过表头的电流I= 。改变Rx,电流I随着改变,每个Rx值都对应一个电流值,在刻度盘上直接标出与I值对应的Rx值,就可以从刻度盘上直接读出被测电阻的阻值。
    2.电表改装原理(选学)(1)电压表改装:将表头串联一个较大电阻,如图所示。
    (2)电流表改装:将表头并联一个较小电阻,如图所示。
    【例题3】 下图是把量程为3 mA的电流表改装成欧姆表的示意图,其中电源电动势E=1.5 V,忽略电流表和电源的内阻。改装后若将原电流表3 mA刻度处定为零阻值位置,则1.5 mA刻度处应标     Ω,1 mA刻度处应标     Ω。 
    答案:500 1 000
    【变式训练3】 有一电流表G,内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=3 mA。(1)要把它改装成量程为0~3 V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?(2)要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?
    答案:(1)990 Ω 1 000 Ω (2)0.05 Ω 0.05 Ω
    解析:(1)由题意知电流表G的满偏电压Ug=IgRg=0.03 V改装成量程为0~3 V的电压表,当达到满偏时,分压电阻R的分压UR=U-Ug=2.97 V
    改装后电压表的内阻RV=Rg+R=1 000 Ω。
    (2)改装成量程为0~0.6 A的电流表,当达到满偏时,分流电阻R'的分流IR'=I-Ig=0.597 A
    1.(电流的方向)下列关于电流方向的说法正确的是(  )A.电荷的定向移动方向即为电流的方向B.电流的方向总是从电源的正极流向负极C.电流既有大小,又有方向,是一个矢量D.在电源内部,电流从负极流向正极答案:D解析:正电荷的定向移动方向与电流方向相同,负电荷的定向移动方向与电流方向相反;电流虽有方向,但不符合矢量运算法则,不是矢量,而是标量;外电路中电流从正极流向负极,电源内部电流从负极流向正极,故A、B、C错误,D正确。
    2.(认识多用电表)(多选)关于多用电表上的欧姆挡刻度线,下列说法正确的是(  )A.欧姆挡零刻度线与电流挡零刻度线重合B.欧姆挡零刻度线与电流挡满偏刻度线重合C.欧姆挡刻度线是不均匀的,电阻值越大,刻度线越密D.欧姆挡刻度线是不均匀的,电阻值越小,刻度线越密
    答案:BC解析:因为多用电表在不使用时,指针指在电流挡零刻度线上,但是此时欧姆挡两个表笔并没有接触,表笔之间的电阻无穷大,所以电流挡零刻度线对应的是欧姆挡无穷大刻度线。当电流挡的指针处于满偏刻度线上时,对应的电阻最小,所以欧姆挡零刻度线与电流挡满偏刻度线重合,选项A错误,B正确;从欧姆挡刻度盘上得知欧姆挡刻度是不均匀的,电阻值越大,刻度线越密,选项C正确,D错误。
    3.(电阻定律)(多选)已知两个导体的电阻之比R1∶R2=2∶1,那么(  )A.若两导体两端电压相等,则I1∶I2=2∶1B.若两导体两端电压相等,则I1∶I2=1∶2C.若导体中电流相等,则U1∶U2=2∶1D.若导体中电流相等,则U1∶U2=1∶2
    解析:当电压相等时,由I= 得I1∶I2=R2∶R1=1∶2,B正确,A错误;当电流相等时,由U=IR得,U1∶U2=R1∶R2=2∶1,C正确,D错误。
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