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高三物理教案設計 恒定電流教案
一、電流、電阻和電阻定律
1.電流:電荷的定向移動形成電流.
(1)形成電流的條件:內因是有自由移動的電荷,外因是導體兩端有電勢差.
(2)電流強度:通過導體橫截面的電量Q與通過這些電量所用的時間t的比值。
①I=Q/t;假設導體單位體積內有n個電子,電子定向移動的速率為V,則I=neSv;假若導體單位長度有N個電子,則I=Nev.
②表示電流的強弱,是標量.但有方向,規定正電荷定向移動的方向為電流的方向.
③單位是:安、毫安、微安1A=103Ma=106A
2.電阻、電阻定律
(1)電阻:加在導體兩端的電壓與通過導體的電流強度的比值.R=U/I,導體的電阻是由導體本身的性質決定的,與U.I無關.
(2)電阻定律:導體的電阻R與它的長度L成正比,與它的橫截面積S成反比. R=L/S
(3)電阻率:電阻率是反映材料導電性能的物理量,由材料決定,但受溫度的影響.
①電阻率在數值上等于這種材料制成的長為1m,橫截面積為1m2的柱形導體的電阻.
②單位是:m.
3.半導體與超導體
(1)半導體的導電特性介于導體與絕緣體之間,電阻率約為10-5m ~106m
(2)半導體的應用:
①熱敏電阻:能夠將溫度的變化轉成電信號,測量這種電信號,就可以知道溫度的變化.
②光敏電阻:光敏電阻在需要對光照有靈敏反應的自動控制設備中起到自動開關的作用.
③晶體二極管、晶體三極管、電容等電子元件可連成集成電路.
④半導體可制成半導體激光器、半導體太陽能電池等.
(3)超導體
①超導現象:某些物質在溫度降到絕對零度附近時,電阻率突然降到幾乎為零的現象.
②轉變溫度(TC):材料由正常狀態轉變為超導狀態的溫度
③應用:超導電磁鐵、超導電機等
二、部分電路歐姆定律
1、導體中的電流I跟導體兩端的電壓成正比,跟它的電阻R成反比。 I=U/R
2、適用于金屬導電體、電解液導體,不適用于空氣導體和某些半導體器件.R2﹥R1 R2
3、導體的伏安特性曲線:研究部分電路歐姆定律時,常畫成I~U或U~I圖象,對于線性元件伏安特性曲線是直線,對于非線性元件,伏安特性曲線是非線性的.
注意:①我們處理問題時,一般認為電阻為定值,不可由R=U/I認為電阻R隨電壓大而大,隨電流大而小.
②I、U、R必須是對應關系.即I是過電阻的電流,U是電阻兩端的電壓.
三、電功、電功率
1.電功:電荷在電場中移動時,電場力做的功W=UIt,
電流做功的過程是電能轉化為其它形式的能的過程.
2.電功率:電流做功的快慢,即電流通過一段電路電能轉化成其它形式能對電流做功的總功率,P=UI
3.焦耳定律;電流通過一段只有電阻元件的電路時,在 t時間內的熱量Q=I2Rt.
純電阻電路中W=UIt=U2t/R=I2Rt,P=UI=U2/R=I2R
非純電阻電路W=UIt,P=UI
4.電功率與熱功率之間的關系
純電阻電路中,電功率等于熱功率,非純電阻電路中,電功率只有一部分轉化成熱功率.
純電阻電路:電路中只有電阻元件,如電熨斗、電爐子等.
非純電阻電路:電機、電風扇、電解槽等,其特點是電能只有一部分轉化成內能.
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