电源和电动势

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1、本文档如对你有帮助,请帮忙下载支持!【课题】1.5电源和电动势【教学目标】1、掌握什么是电源、电源力、电动势2、掌握电动势与电压的区别【教学重点】电动势教教学难点】电动势与电压的区别【课时安排】2课时.(90分钟)总课时10【教学过程】复习:电压和电位导入:电源我们平时都有所了解、那么电源到底有什么作用呢?电源有哪些种类?新授:一、电源1、定义:电源是把其它形式的能转换成电能的装置。2、种类:干电池或蓄电池把化学能转换成电能;光电池把太阳的光 能转化成电能;发电机把机械能转化成个电能等等。二、电源电动势A.电源力电源力是存在于电源内部的,能使正电荷从负极源源不断地流 向正极的一种非静电性质的力

2、。它的存在保证了正负极之间的 电压不变,这样电路中才能有持续不变的电流。B.电动势在电源内部,电源力不断地把正电荷从低电位点移动到高电位 点。在这个过程中,电源力要克服电场力做功,这个做功过程 就是电源将其它形式的能转换成电能的过程。对于不同的电源, 电源力做功的性质和大小不同,为此引入电动势这个概念。电动势是用来表征电源生产电能本领大小的物理量。1、电动势定义:在电源内部,电源力把正电荷从低电位点(负极板)移动到高电位 点(正极板)反抗电场力所做的功与被移动电荷的电荷量之比,叫 做电源的电动势。用公式表示为:E W (电源电动势定义式)(式1-6)q式中 w电源力移动正电荷所做的功,单位为焦

3、耳,符号为J;Q电源力移动的电荷量,单位是库仑,符号为C;E电源电动势,单位是伏特,符号为Vo2、电源电动势的方向:电源电动势的方向规定为由电源的负极(低电位点)指向正极(高电位电)。在电源内部的电路中,电源力移动正电荷形成电流,电流的方向是 从负极指向正极;在电源外部电路中,电场力移动正电荷形成电流, 电流方向是从电源正极流向电源负极.三、例题讲解略。(见教材 1.5例题)五、作业布置第9页:1、2、3题六、教学后记【课题】1.6电阻和电阻定律【教学目标】1、掌握物质的分类2、什么是电阻、电阻的大小与哪些因素有关【教学重点】电阻定律教教学难点】电阻定律的应用【课时安排】2课时.(90分钟)总

4、课时12【教学过程】复习:电源和电动势导入:根据物质导电能力的强弱,一般可以分为导体、绝缘体和半导体新授:一、电阻1、定义:表示物质对带电粒子定向移动存在阻碍作用的物理量称为电阻。在一般条件下,任何物质都存在分子热运动,所以任何物体都有电阻。当 有电流流过时,都要消耗一定的能量。二、电阻定律1、内容跟它的截面积成反在温度不变时,一定材料制成的导体的电阻跟它的长度成正比, 比。这个实验规律叫做电阻定律。2、用公式表示(式 1-7)式中-电阻率,单位是欧姆米,符号为 Q 卬-导体的长度,单位是米,符号为 m;-导体的截面积,单位是平方米,符号为花;-导体的电阻,单位是欧姆,符号为Qo在国际单位制中

5、,电阻的常用单位还有千欧( kQ)和兆欧(MQ):1 k Q =103 Q 1 MQ = 103 k Q = 106 Q三、电阻与温度的关系对金属导体而言,温度升高使分子的热运动加剧,电荷运动时碰撞运动次数增 多,受到的阻碍作用加大,导体的电阻增加。过分子热运动加剧所有些半导体,温度升高自由电荷数目增加所起的作用超 起的阻碍作用,电阻减少。电阻随温度的变化关系可表示为R2R1(t2t1)(式 1-8)式中 R1R2导体在温度导体在温度t1时的电阻;t2时的电阻; 导体的温度系数,单位为 四、例题讲解【例题1】一根铜导线长 L=2 000 m1/C。,截面积S = 2 mm2,导线的电阻是多少?

6、解:查表可知铜的电阻率1.7510 8 m,由电阻定律可求得五、作业布置第11页:1、2题教学后记【课题】1.7电路和欧姆定律【教学目标】1 .掌握电路组成及各部分的作用2 .熟记电路图常用符号3 .掌握欧姆定律的内容及应用 【教学重点】欧姆定律【教学难点】欧姆定律的应用【课时安排】2课时.(90分钟)总课时14【教学过程】 复习:电阻和电阻定律导入:物理的力多是物体直接接触而产生的,而静电力是由特殊物质作媒介而发生相互作用的新授:大家初中学习过电流等于电压除以电阻那是部分电路欧姆定律,我们今天除了学习部分电路欧姆定律外还要学习全电路欧姆定律一、电路电路由实际元件构成的电流的通路。归纳总结:电

7、路由电源、负载、连接导线、控制和保护装置四部分组成。(1)、电源向电路提供能量的设备。它能把其它形式的能转换成电能。常见的电源有干电池、蓄电池、发电机等。(2)、负载一一即用电器,它是各种用电设备的总称。其作用是把电能转换为其他形式的能,为人们服务,如白炽灯、电动机、电加热器等。(3)、连接导线一一它把电源与负载接成闭合回路,输送和分配电能。一般常用的导线时铜线和铝线。(4)、控制和保护装置 一一用来控制电路的通断,保护电路的安全,使电路能正常工作,如开关、保险丝(熔断器)、继电器等。电路的功能:图1.手电筒的实体电路(1)、电力系统中的电路可对电能进行传输、分配和转换。(2)、电子技术中的电

8、路可对电信号进行传递、变换、储存和处理。二、部分电路欧姆定律1、在电阻一定时,导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,在电压不变的 情况下,导体中的电流跟导体的电阻成反比。把以上实验结果综合起来得出结论,即欧姆定律。2、如图1-21 (教材)所示,图中电阻 R上的电压参考方向与电流参考方向是一 致的,称为关联参考方向。此时,部分电路欧姆定律可以用公式表示为(式 1-9)3、注意:(1)、当U、I见为非关联参考方向(U、I参考方向相反)时,欧姆定律应写成R ,式中-“号切不可漏掉;(2)、电阻值不随电压、电流变化而变化的电阻叫做线性电阻,由线性电阻组成 的电路叫线性电路。阻值随电压、电流的变化而

9、改变的电阻,叫非线性电阻,含 有非线性电阻的电路叫非线性电路。三、全电路欧姆定律(式 1-10)特,符号为V; 符号为Q;全电路是一个由电源和负载组成的闭合电路,对全电路进行分析研究时,必须考 虑电源的内阻。如图 R为负载的电阻、E为电源电动势、r为电源的内阻。 全电路欧姆定律可用公式表示为R Ro式中 E电源电动势,单位是伏R负载电阻,单位是欧姆,R0电源内阻,单位是欧姆,符号为Q;I 闭合电路中的电流,单位是安培,符号为Ao闭合电路中的电流与电源电动势成正比,与电路的总电阻(内电路电阻与外电路 电阻之和)成反比。外电路电压U外又叫路端电压或端电压, U外=E-R0I 。当R增大时,I减小,

10、 R0I减小,U外增大。当R8(断路),I0,则U外=E,断路时端电压等于电 源电动势。四、例题讲解【例题1】部分电路欧姆定路例题练习某段电路的电压是一定的,当接上10a的电阻时,电路中产生的电流是1.5A;若用25的电阻代替10的电阻,电路中的电流为多少?解:电路中电阻为10 时,由欧姆定律得用25 的电阻代替10 的电阻,电路中电流 I为【例题2】全电路欧姆定律分析有一闭合电路,电源电动势E=12V,其内阻R0=2负载电阻R=10 试求: 电路中的电流、负载两端的电压、电源内阻上的电压降。解:根据全电路欧姆定律由部分电路欧姆定律,可求负载两端电压电源内阻上的电压降为五、作业布置第14页:1

11、、 2题教学后记【课题】1.8电能和电功率【教学目标】1 .学习什么是电能、电能的计算方法2 .学习什么是电功率、电功率的计算方法3 .掌握功率平衡的原理【教学重点】电能、电功率的计算方法【教学难点】电能、电功率的计算方法【课时安排】2课时.(90分钟)总课时16【教学过程】 复习:电路和欧姆定律导入:电流能使电灯发光, 发动机转动,电炉发热这些都是电流做功的表现。 新授:一、电能在电场力作用下,电荷定向运动形成的电流所做的功叫做电能。电流做功的 过程就是将电能转换成其它形式的能的过程。电能可用以下公式计算W Uq UItX(式 1-11)式中U 加在导体两端的电压,单位是伏 特,符号为V;I

12、 导体中的电流,单位是安培,符号为A;t通电时间,单位是秒,符号为s;W电能,单位是焦耳,符号为J。上式表明,电流在一段电路上所做的功,与这段电路两端的电压、电路中的 电流和通电时间成正比。对于纯电阻电路,欧姆定律成立,电能也可由下式计算。二、电功率电流在单位时间内所做的功叫做电功率。它是描述电流做功快慢的物理量。电功率的计算公式为t(电功率定义式)(式1-12)式中W电流所做的功(即电能),单位是焦耳,符号为J;t完成这些功所用的时间,单位是秒,符号为s;P电功率,单位是瓦特,符号为 W.在直流情况下,且电流与电压为关联参考方向是,电功率有如下表示形式:P UI(式 1-13)如果电流、电压

13、为非关联参考方向,式 1-13前面应加-“。在这个规定下,P0说明电路元件在消耗(吸收)电能;反之PV0则为发出(供出)电能。对于线性电阻元件而言,电功率公式还可以写成 三、电路中的功率平衡在一个闭合回路中,根据能量守恒和转化定律,电源电动势发出的功率,等于负载电阻和电源内阻消耗的功率。即四、例题讲解小结(1)、电能与电功率实质上是能量转化与守恒定律在电路 中的体现。(2)、可以熟练应用公式计算电能与电功率。五、作业布置第16页:1、 2题教学后记【课题】1.9电源的最大输出功率【教学目标】1 .掌握负载匹配的条件2 .会运用负载匹配的条件解相关题目【教学重点】负载匹配的条件教教学难点】公式推

14、导【课时安排】2课时.(90分钟)总课时18【教学过程】复习:电能和电功率导入:在闭合电路中,电源电动势所提供的功率,一部分消耗在电源的内电阻r上,另一部分消耗在负载电阻 R上,R为何值,负载能从电源处获得最大的功率。 新授:一、讨论由全电路欧姆定律的学习,我们知道:在一个完整的电路当中,电源电动势提供的功率一部分消耗在电源的内电阻R0上,另一部分才作用于负载电阻 R上。在实际应用中,只有消耗在负载上的功率对我们才是有意义的,下面让我们来研 究一下在什么条件下,负载消耗的功率可以达到最大值。电源输出的功率就是负载电阻 R所消耗的功率,即P RI2下面要讨论的是,当 R为何值,负载能从电源出获得最大功率。根据全电路欧姆定律将I带入负载电阻所消耗的功率式中,得到E2(R Ro)2 4R0R对于一个电路而言,电源电动势E、电源内阻R0是一定的,只有当分母最小时,功率 P有最大值,所以,只有当R= R0时,P值最大。二、最大功率输出定理:当负载电阻R和电源内阻R0相等时,电源输出功率最大(负载获得最大功 率Pm),即当R= R0时,Pm E2(式 1-14)4R三、例题讲解第17页小

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