1、第十一章第十一章 电路及其应用电路及其应用1.1. 电源和电流电源和电流问题引入：问题引入： 电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么？能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么？观察并能识别观察并能识别电源电源，了解，了解其其在电路中的作用在电路中的作用1.1.了解电源的形成过程，明确电源在直流电路中的作用。了解电源的形成过程，明确电源在直流电路中的作用。（物理观念）（物理观念）2.2.理解导线中恒定电场的建立，掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。理解导
2、线中恒定电场的建立，掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。（科学思维）（科学思维） 3.3.知道描述电流强弱程度的物理量知道描述电流强弱程度的物理量电流。电流。（科学思维）（科学思维） 体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，汲取新知识的营养，让我们一起让我们一起 吧！吧！进进走走课课堂堂【探究一：产生电流的条件】【探究一：产生电流的条件】问题问题1 1：什么是电流？：什么是电流？电荷的定向移动形成电流电荷的定向移动形成电流金属导体金属导体自由电子，自由电子， 电解液电解液正、负离子。正、负离子。问题问题2 2：哪里存在自由电荷呢？：哪里存在自由电荷呢？问题问题3 3：有自由电
3、荷就形成电流吗？：有自由电荷就形成电流吗？无电压时，导体中的自由电荷做无电压时，导体中的自由电荷做无规则运动无规则运动，在一段时间内在一段时间内向左、向左、向右向右穿过横截面的自由电荷数穿过横截面的自由电荷数相等相等，从宏观上看，不能形成电流从宏观上看，不能形成电流。-A+_B_导体导体A A、B B之间之间有电势差有电势差当导体两端存在电势差时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷当导体两端存在电势差时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。【探究二：导体中产生持续电流的条件】【探究二：导体中产生持续电流的条件】AB连
4、通器连通器水势水势A水势水势B抽水机抽水机水流水流-P-+A+_B_-1.1.能把电子从能把电子从A A搬运到搬运到B B的装置。的装置。2.2.作用作用: :保持保持导体两端的电势差导体两端的电势差( (电压电压) )，使电路有，使电路有持续持续的电流。的电流。这个装置就是电源。这个装置就是电源。A A、B B就是电源的两个极。就是电源的两个极。正极正极负极负极电源电源+-E 有有自由移动的自由移动的电荷电荷 两端有两端有电势差电势差内因内因外因外因 一、电流形成的条件：一、电流形成的条件：【探究结论】【探究结论】问题问题1 1：导线中电子为什么能从电源的负极沿导线定向移到正极：导线中电子为
5、什么能从电源的负极沿导线定向移到正极? ?在有在有电源的电路中电源的电路中, ,导线内部的电场又有何特点导线内部的电场又有何特点? ?【探究三：电路中电场分布规律】【探究三：电路中电场分布规律】-+A+_B_PMNE0FnFtF 导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管这些电荷也在运动，但尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也是稳定的。分布是稳定的，电场的分布也是稳定的。【探究结论】【探究结论】由稳定分布的电荷所产生的稳定的
6、电场，称为由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场恒定电场。二、恒定电场二、恒定电场在静电场中所学的电势、电势差及电场强度的关系，在此同样适用。在静电场中所学的电势、电势差及电场强度的关系，在此同样适用。-+A+_B_PMNE0FFnFtMNE0E0E MNE导线内很快形导线内很快形成沿导线方向成沿导线方向的电场的电场【探究归纳】导体内的电场线保持和导线平行【探究归纳】导体内的电场线保持和导线平行导线中的电场导线中的电场【理论探究】【理论探究】1.1.由于恒定电场的作用由于恒定电场的作用, ,导体中自由电荷定向运动的速率增加。导体中自由电荷定向运动的速率增加。2.2.在运动过程中会与导
7、体内不动的粒子碰撞从而减速。在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速。3.3.因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。【探究四：恒定电流的形成】【探究四：恒定电流的形成】4.4.在这个电路中串联一个电流表在这个电路中串联一个电流表, ,其读数保持恒定。其读数保持恒定。恒定电场恒定电场电场强度不变电场强度不变自由电子在各个位置的定向运动自由电子在各个位置的定向运动速率速率不变不变串联一个电流表串联一个电流表, ,读数不会变读数不会变恒定电流恒定电流三、恒定电流三、恒定电流1.1.大小、方向都不随时间变化的电流称为大小、方向都不随时间变化的电流称
8、为恒定电流恒定电流。2.2.电流电流(I)(I)：表示电流的强弱程度。：表示电流的强弱程度。 定义：定义：通过导体横截面的电荷量通过导体横截面的电荷量q q跟通过这些电荷量所用时间跟通过这些电荷量所用时间t t的的比值叫作电流。比值叫作电流。 公式：公式： 单位单位: :国际单位国际单位 安培安培(A) 1 A=1 C/s(A) 1 A=1 C/s 常用单位：毫安（常用单位：毫安（mAmA）、微安（）、微安（AA） 方向：方向：正电荷定向移动的方向正电荷定向移动的方向 （1 1）适用于）适用于任何电荷任何电荷定向移动形成的电流。定向移动形成的电流。（2 2）在）在金属导体金属导体中，电流方向与
9、中，电流方向与自由电荷（电子）自由电荷（电子）定向移动的方向定向移动的方向相反相反。（3 3）在）在电解液中电解液中，电流方向与正离子定向移动的，电流方向与正离子定向移动的方向方向相同，与相同，与负离子负离子定向移定向移动的方向动的方向相反相反。导电时，是正、负离子向相反方向定向移动形成电流，。导电时，是正、负离子向相反方向定向移动形成电流，电荷电荷量量q q表示通过横截面的正、负离子表示通过横截面的正、负离子电荷量的绝对值之和电荷量的绝对值之和。注意：注意：四、电流的微观表达四、电流的微观表达1.1.建立模型建立模型一段粗细均匀的导体长为一段粗细均匀的导体长为l，两端加一定的电压，自由电荷定
10、向移动的速，两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为率为v v，设导体的横截面积为，设导体的横截面积为S S，导体每单位体积内的自由电荷数为，导体每单位体积内的自由电荷数为n n，每，每个自由电荷量为个自由电荷量为q q。【互动探究】决定电流大小的微观量【互动探究】决定电流大小的微观量ABAB导体中的自由电荷数导体中的自由电荷数总电荷量总电荷量所有这些电荷通过横截面所需要的时间所有这些电荷通过横截面所需要的时间故导体故导体ABAB中的电流中的电流由此可见，从微观上看，电流取决于导体中由此可见，从微观上看，电流取决于导体中自由电荷数自由电荷数、每个自由、每个自由电荷所带的电荷所带的电荷量电荷量
11、、定向移动、定向移动速率速率，还与导体的，还与导体的横截面积横截面积有关有关。vtvSv【例【例1 1】有一条横截面积】有一条横截面积S=1 mmS=1 mm2 2的铜导线的铜导线, ,通过的电流通过的电流I=1 A,I=1 A,已知铜的密度已知铜的密度=8.9=8.910103 3 kg/mkg/m3 3, ,铜的摩尔质量铜的摩尔质量M=6.4M=6.41010-2 -2 kg/mol,kg/mol,阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数N NA A=6.02=6.02101023 23 molmol-1-1, ,电子的电量电子的电量e=-1.6e=-1.61010-19 -19 C,C,求铜导线中自
12、由电子定向移动求铜导线中自由电子定向移动的速率。可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。的速率。可认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子。 【解析】设自由电子在导线内定向移动的速率是v。取一段导线（如图），自由电子从它的左端定向移动到右端的时间为t，则这段导线的长度为vt，体积为vtS，质量为vtS，则这段导线中的原子数为则这段导线中的自由电子数也为n，t时间内通过导体横截面的电荷量是把这个式子代入 ,得解得vtvv 如果认为电子的定向移动速率就是电流的传导速如果认为电子的定向移动速率就是电流的传导速率，这和我们的生活经验是否相符？怎样解释？率，这和我们的生活经验是否相符？怎样解释？
13、 电子定向移动的速率约为电子定向移动的速率约为1010-5 -5 m/sm/s， 电子热运动的平均速率约为电子热运动的平均速率约为10105 5 m/sm/s， 电场的传播速率为电场的传播速率为3 310108 8 m/sm/s。恒定电流1.存在自由电荷2.导体两端有电压定义定义方向和大小都不随时间变化方向和大小都不随时间变化数学表达式：I=标量方向规定：正电荷移动的方向方向规定：正电荷移动的方向产生产生电源1.1.关于电流的方向，下列叙述中正确的是（关于电流的方向，下列叙述中正确的是（ ）A A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B B
14、在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子，电流方向不能确定在电解质溶液中有自由移动的正离子和负离子，电流方向不能确定C C不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向D D电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同动的方向相同C C2 2关于电流，下列说法中正确的是（关于电流，下列说法中正确的是（ ）A A通过导线横截面的电荷量越多，电流越大通过导线横截面的电荷量越多，电流越大B B电子运动的速率越大，电流越大电子运动的速率越大，电流越大C C单位时
15、间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大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 D因为电流有方向，所以电流是矢量因为电流有方向，所以电流是矢量C C3 3( (多选多选) )对于有恒定电流通过的导体，下列说法中正确的是对于有恒定电流通过的导体，下列说法中正确的是( )( )A A导体内部的电场强度为零导体内部的电场强度为零 B B导体是个等势体导体是个等势体C C导体两端有恒定的电压存在导体两端有恒定的电压存在 D D通过导体某个横截面的电荷量在任何相等的时间内都相等通过导体某个横截面的电荷量在任何相等的时间内都相等CDCD4.4.半径为半径为 R R 的橡胶圆环均匀
16、带正电，总电荷量为的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q Q，现使圆环绕垂直环，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度所在平面且通过圆心的轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则由环产沿逆时针方向匀速转动，则由环产生的等效电流沿什么方向？电流多大？生的等效电流沿什么方向？电流多大？【解题关键】【解题关键】橡胶圆环上正电荷的定向匀速圆周运动即可形成等效电流，橡胶圆环上正电荷的定向匀速圆周运动即可形成等效电流，依据电流的定义式求得电流大小，选取时间段可为周期依据电流的定义式求得电流大小，选取时间段可为周期T。解析：解析：依据电流的定义式依据电流的定义式 I I ，截取圆环的任一，截取圆环的任一截面截
17、面S S，橡胶圆环运动一周的时间，橡胶圆环运动一周的时间 T T 内，通过这个内，通过这个截面的电荷量为截面的电荷量为Q Q，则：，则：I II I方向与正电荷移动方向相同即沿逆时针方向。方向与正电荷移动方向相同即沿逆时针方向。5.5.如果导线中的电流为如果导线中的电流为1 mA1 mA，那么，那么1 s1 s内通过导体横截面的自由电子数是内通过导体横截面的自由电子数是多少？若多少？若“220 V“220 V，60 W”60 W”的白炽灯正常发光时的电流为的白炽灯正常发光时的电流为273 mA273 mA，则，则20 s 20 s 内通过灯丝的横截面的电子数目是多少个？内通过灯丝的横截面的电子
18、数目是多少个？解析：解析：q qItIt1 110103 3 1 C1 C1 110103 3 C C，设电子的数目为设电子的数目为 n n ，则：则：n n 6.256.2510101515个。个。当当“220 V 60 W”220 V 60 W”的白炽灯正常发光时，的白炽灯正常发光时，I I273 mA273 mA。q qItIt27327310103 320 C20 C5.46 C5.46 C。设电子的数目为设电子的数目为N N，则，则N N 3.43.410101919个。个。我们总是梦想着天边的一座奇妙的玫瑰园，我们总是梦想着天边的一座奇妙的玫瑰园，却不去欣赏今天就开在我们窗口的玫瑰
19、。却不去欣赏今天就开在我们窗口的玫瑰。2.2. 导体的电阻导体的电阻问题引入：问题引入： 为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做得粗一点，这是为了减小输电线上电能的损耗，人们尽量把输电线做得粗一点，这是因为导体的电阻与导体的长度、横截面积有关。那么，它们之间的定量关因为导体的电阻与导体的长度、横截面积有关。那么，它们之间的定量关系是怎样的呢？系是怎样的呢？ 如图所示的滑动变阻器，如图所示的滑动变阻器，为什么当滑动触头为什么当滑动触头P P滑动时滑动时就可以改变电路的电阻呢？就可以改变电路的电阻呢？这两只灯泡有这两只灯泡有何不同何不同? ?其物理其物理原理是什么？原理是什么？通过实验，探
20、究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定 量关系。量关系。1.1.知道电阻与哪些因素有关，会探究电阻与各因素的关系。知道电阻与哪些因素有关，会探究电阻与各因素的关系。2.2.了解导体的电阻公式，并能进行有关计算。了解导体的电阻公式，并能进行有关计算。3.3.理解电阻率的物理意义，了解电阻率与温度的关系。理解电阻率的物理意义，了解电阻率与温度的关系。 体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，汲取新知识的营养，让我们一起让我们一起 吧！吧！进进走走课课堂堂导体两端的导体两端的电压电压U与与通过导体的通过导体的电
21、流电流 I 的的比值比值3、定义式：、定义式：4、单位：、单位：1、物理意义：、物理意义：2、定义：、定义：兆欧（兆欧（M）千欧（千欧（k）国际单位制中国际单位制中 欧姆（欧姆（）反映导体对电流的阻碍作用反映导体对电流的阻碍作用一一.电电 阻阻(R只与导体本身性质有关只与导体本身性质有关)二二.欧姆定律欧姆定律1.内容：内容：导体中的电流导体中的电流I 跟跟导体两端的导体两端的电压电压U成成正正比比，跟导体的，跟导体的电电阻阻R成成反反比比 2.决定式决定式:3.适用：适用： 纯电阻电路，如：金属导电和电解液导电。 对含电动机等非纯电阻电路，气体导电等不适用。定义式 决定式IUOBAIUOBA
22、I-U图线图线U-I图线图线k = R 在导体的在导体的 U-I 图像中，斜率反图像中，斜率反映了导体电阻的大小。映了导体电阻的大小。 在导体的在导体的 I -U图像中，斜率反映了导图像中，斜率反映了导体电阻的大小的倒数。体电阻的大小的倒数。三、探究：影响导体电阻的因素三、探究：影响导体电阻的因素导体的电阻是导体本身的一种性质，由导体自身的因素决定，那么导体的电阻是导体本身的一种性质，由导体自身的因素决定，那么问题问题1:1:导体的电阻导体的电阻R R到底由哪些因素决定呢到底由哪些因素决定呢? ?1.1.长度越长，长度越长，R R越大越大2.2.跟横截面积跟横截面积S S有关有关3.3.与材料
23、有关与材料有关a a 和和 b b ：长度：长度l不同不同, ,横截面积横截面积S,S,材料相同材料相同aVVVVbcda a 和和 c c ：横截面积：横截面积S S不同，长度、材料相同不同，长度、材料相同a a 和和 d d ：材料不同，长度、横截面积相同：材料不同，长度、横截面积相同探究方案探究方案实验探究电阻的影响因素实验探究电阻的影响因素控制变量法控制变量法abcd电压表先测电压表先测a a的电压的电压U Ua a，再测，再测b b的电压的电压U Ub bV实验探究电阻的影响因素实验探究电阻的影响因素控制变量法控制变量法电压表先测电压表先测a a的电压的电压U Ua a，再测，再测c
24、 c的电压的电压U Uc cabcdVabcd实验探究电阻的影响因素实验探究电阻的影响因素控制变量法控制变量法电压表先测电压表先测a a的电压的电压U Ua a，再测，再测d d的电压的电压U Ud dVaVVVVbcd结论：结论：导体的电阻导体的电阻R R跟长度跟长度l成正比，跟横截成正比，跟横截面积面积S S成反比，还跟导体的材料有关。成反比，还跟导体的材料有关。从实验数据比较分析从实验数据比较分析与与电压之比，与长度之比、横电压之比，与长度之比、横截面积之比及材料之间的关系。截面积之比及材料之间的关系。l1、R1l1、R1l1、R1l1、R11.1.理论探究导体的电阻理论探究导体的电阻R
25、与长度与长度l的关系的关系【探究方案二【探究方案二-逻辑推理】逻辑推理】2.2.研究导体电阻与它的横截面积的关系：研究导体电阻与它的横截面积的关系：一条粗导体可看成是由横截面积相同的多条细导体一条粗导体可看成是由横截面积相同的多条细导体并联而成。并联而成。k k由导体材料决定，由导体材料决定，与与l、S S无关。无关。3.3.导体电阻与材料的关系：导体电阻与材料的关系：由实验探究得知长度、横截面积相同而材料不同的导由实验探究得知长度、横截面积相同而材料不同的导体电阻不同体电阻不同结论结论1.1.内容：内容：同种材料的导体同种材料的导体, ,其电阻其电阻R R与它的长度与它的长度l成正比成正比,
26、 ,与它的与它的横截面积横截面积S S成反比成反比; ;导体电阻还与构成它的材料有关。导体电阻还与构成它的材料有关。2.2.决定式决定式: : 是比例系数，它与导体的材料有关，是比例系数，它与导体的材料有关，是一个反映材是一个反映材料导电性能的物理量料导电性能的物理量，称为材料的电阻率。，称为材料的电阻率。四、导体的电阻四、导体的电阻(m)020100银银1 1484810108 81 16 610108 82 2070710108 8铜铜1 1434310108 81 17 710108 82 2070710108 8铝铝2 2676710108 82 29 910108 83 380801
27、0108 8钨钨4 4858510108 85 53 310108 87 7101010108 8铁铁0 0898910107 71 10 010107 71 1444410107 7锰铜合金锰铜合金4 44 410107 74 44 410107 74 44 410107 7镍铜合金镍铜合金5 50 010107 75 50 010107 75 50 010107 73.3.导体材料的电阻率导体材料的电阻率你能从表中看你能从表中看出哪些信息？出哪些信息？纯金属的电阻率较小纯金属的电阻率较小, ,合金的电阻率较大。合金的电阻率较大。不同材料的导体电阻率不同。不同材料的导体电阻率不同。金属材料的
28、电阻率随温度的升高而增加。金属材料的电阻率随温度的升高而增加。应用应用:金属电阻温度计金属电阻温度计金属电阻温度计金属电阻温度计R RR R意义意义决定式决定式定义式定义式理解理解说明导体的电阻由说明导体的电阻由、l l、S S决定，即与决定，即与l l成正比，与成正比，与S S成反比成反比提供了一种测电阻的方提供了一种测电阻的方法法伏安法不能认伏安法不能认为为R R与与U U成正比，与成正比，与I I成反成反比比适用适用范围范围任何导体任何导体金属导体、电解质溶液金属导体、电解质溶液R R1 1 = R= R2 2a ah hR1电流方向电流方向b bR2h h由此可知导体的电阻与表面积无关
29、由此可知导体的电阻与表面积无关, ,只与导体的厚度有关。这样在制造电路元只与导体的厚度有关。这样在制造电路元件时件时, ,可以将其表面积做得很小可以将其表面积做得很小, ,而不增大电阻而不增大电阻, , 有利于电路元件的微型化。有利于电路元件的微型化。【互动探究】【互动探究】R R1 1和和R R2 2是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体是材料相同、厚度相同、表面为正方形的导体, ,但但R R2 2的尺的尺寸比寸比R R1 1小很多。通过两导体的电流方向如图所示。这两个导体的电阻有什么小很多。通过两导体的电流方向如图所示。这两个导体的电阻有什么关系关系? ?你认为这种关系对电路元件的微型化
30、有什么意义你认为这种关系对电路元件的微型化有什么意义? ? 例例1.1.如图所示，分别把一个长方体铜柱的如图所示，分别把一个长方体铜柱的abab端、端、cd cd 端、端、ef ef 端接入电路端接入电路时，计算接入电路中的电阻各是多大。时，计算接入电路中的电阻各是多大。( (设电阻率为设电阻率为) )五五. .超导体超导体1超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻率突然变为零，这阻率突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻率突然变为零，这种现象叫作种现象叫作超导现象超导现象
31、。 能够发生超导现象的物质称为能够发生超导现象的物质称为超导体超导体 2转变温度：材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫作超导材料转变温度：材料由正常状态转变为超导状态的温度，叫作超导材料的转变温度的转变温度奇特的超导现象奇特的超导现象超导应用的障碍：低温的获得和高温超导材料的获得超导材料的应用：超导输电、超导发电机、电动机、超导电磁铁、超级计算机等超导磁悬浮超导磁悬浮高温超导变压器高温超导变压器单位：欧姆单位：欧姆 电阻影响因素：电阻丝影响因素：电阻丝横截面积横截面积S S长度长度L L材料材料( (决定式决定式) )电阻率电阻率的影响因素：的影响因素：1.1.导体的材料导体的材料2.2.温
32、度温度伏安特性伏安特性曲线曲线定义式定义式: :物理意义：反映导体对电流的阻碍作用。物理意义：反映导体对电流的阻碍作用。1.1.关于电阻率的正确说法是关于电阻率的正确说法是()A电阻率电阻率与导体的长度与导体的长度l和横截面积和横截面积S有关有关B电阻率表明了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度电阻率表明了材料的导电能力的强弱，由导体的材料决定，且与温度有关有关C电阻率大的导体，电阻一定很大电阻率大的导体，电阻一定很大D有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，可用来制成电阻温度计B2.两根完全相同的金属裸导线两根完全相同的
33、金属裸导线,如果把其中一根均匀拉长到原来的如果把其中一根均匀拉长到原来的2倍倍,把把另一根对折后绞和起来另一根对折后绞和起来,然后给它们分别加上相同的电压然后给它们分别加上相同的电压,则在同一时间则在同一时间内内,通过它们的电量之比为通过它们的电量之比为( )A.14 B.18 C.116 D.161C3.3.如图所示如图所示, ,均匀的长方形薄片合金电阻板均匀的长方形薄片合金电阻板abcd,ababcd,ab边长为边长为L L1 1，adad边长为边长为L L2 2, ,当端点当端点1 1、2 2或或3 3、4 4接入电路时接入电路时,R,R1212:R:R3434是是( ) ( ) A.L
34、1L2 B. L2L1 C.11 D.L12L22D D1 12 23 34 4a ab bc cd d4.4.一白炽灯泡铭牌显示一白炽灯泡铭牌显示“220V 100W”220V 100W”字样，由计算得出灯泡灯丝电阻字样，由计算得出灯泡灯丝电阻R=484R=484 ，该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的电阻值，两者一样吗，该阻值是工作时的电阻值还是不工作时的电阻值，两者一样吗? ?为什么为什么? ?不一样不一样100W100W是额定功率是额定功率, ,是灯泡正常工作时的功率是灯泡正常工作时的功率, ,所以所以484484 是工作时是工作时的电阻的电阻; ;当灯泡不工作时当灯泡不工作时, ,由
35、于温度低由于温度低, ,电阻比正常工作时的电阻小，所电阻比正常工作时的电阻小，所以小于以小于484484 。我们在上路的时候，一定要带上三件法宝：健壮的身我们在上路的时候，一定要带上三件法宝：健壮的身体、丰富的知识和足够的勇气。体、丰富的知识和足够的勇气。3.3. 实验：导体电阻率的测量实验：导体电阻率的测量课堂引入：课堂引入： 电阻率是反映材料导电性能的物理量，我们来测量导体的电阻率。如电阻率是反映材料导电性能的物理量，我们来测量导体的电阻率。如果根据导体的电阻、长度和截面积来求出电阻率，就需要测量电阻和长度果根据导体的电阻、长度和截面积来求出电阻率，就需要测量电阻和长度等。等。会测量金属丝
36、的电阻率会测量金属丝的电阻率 1.1.掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。会用伏安法测电阻。掌握电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法。会用伏安法测电阻。（科学探究）（科学探究） 2.2.掌握螺旋测微器及游标卡尺的使用方法和读数方法。掌握螺旋测微器及游标卡尺的使用方法和读数方法。（科学探究）（科学探究） 3.3. 掌握测量金属丝的电阻率的方法。掌握测量金属丝的电阻率的方法。（科学探究）（科学探究） 体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，汲取新知识的营养，让我们一起让我们一起 吧！吧！进进走走课课堂堂实验一：长度的测量及测量工具的选用 1.游标卡尺游标卡尺(1)构造构造
37、:主尺、游标尺主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内外测量爪主尺和游标尺上各有一个内外测量爪),尺身上还有一个紧固螺钉。尺身上还有一个紧固螺钉。(2)(2)原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成。不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少分刻度少1 mm1 mm。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有。常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有1010格的、格的、2020格的、格的、5050格的，其读数见下表：格的，其读数
38、见下表：刻度格数刻度格数(分度分度)刻度总刻度总长度长度 每小格与每小格与1 mm的差值的差值精确度精确度(可准确到可准确到)109 mm 0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm 0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm（3）游标卡尺分类）游标卡尺分类:规格：规格：1010分度分度精度：精度：0.1mm0.1mm 主尺的最小分度是主尺的最小分度是1mm1mm，游标尺上有，游标尺上有1010个小的等分刻个小的等分刻度它们的总长等于度它们的总长等于9mm9mm，因此游标尺的每一分度与主尺的，因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差最小分度相差0.1mm0.1mm，当左
39、右测脚合在一起，游标的零刻，当左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度线重合时，只有游标的第度线与主尺的零刻度线重合时，只有游标的第1010条刻度线条刻度线与主尺的与主尺的9mm9mm刻度线重合，其余的刻度线都不重合。游标刻度线重合，其余的刻度线都不重合。游标的第一条刻度线在主尺的的第一条刻度线在主尺的1mm1mm刻度左边刻度左边0.1mm0.1mm处，游标的第处，游标的第二条刻度线在主尺的二条刻度线在主尺的2mm2mm刻度左边刻度左边0.2mm0.2mm处，等等。处，等等。 游标的第几条刻度线与主尺的刻度线重合，就是零点游标的第几条刻度线与主尺的刻度线重合，就是零点几毫米。几毫米。10
40、分度游标卡尺的原理分度游标卡尺的原理 051001规格：规格：2020分度分度精度：精度：0.05mm0.05mm 主尺的最小分度是主尺的最小分度是1mm1mm，游标尺上有，游标尺上有2020个小的等分刻个小的等分刻度，它们的总长等于度，它们的总长等于19mm19mm，因此游标尺的每一分度与主尺，因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差的最小分度相差0.05mm0.05mm，当左右测脚合在一起，游标的零，当左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度线重合时，只有游标的第刻度线与主尺的零刻度线重合时，只有游标的第2020条刻度条刻度线与主尺的线与主尺的19mm19mm刻度线重合，其余的刻度线
41、都不重合。游刻度线重合，其余的刻度线都不重合。游标的第一条刻度线在主尺的标的第一条刻度线在主尺的1mm1mm刻度左边刻度左边0.05mm0.05mm处，游标处，游标的第二条刻度线在主尺的的第二条刻度线在主尺的2mm2mm刻度左边刻度左边0.1mm0.1mm处。处。 游标的第游标的第n n条刻度线与主尺的刻度线重合，就是条刻度线与主尺的刻度线重合，就是0.050.05n n毫米。毫米。10012320分度游标卡尺的原理分度游标卡尺的原理 规格：规格：5050分度分度精度：精度：0.02mm0.02mm 50分度游标卡尺原理分度游标卡尺原理 主尺的最小分度是主尺的最小分度是1 mm，游标尺上有，游
42、标尺上有50个小的等分刻个小的等分刻度，它们的总长等于度，它们的总长等于49 mm，因此游标尺的每一分度与主，因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差尺的最小分度相差0.02 mm，0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0012345678910首先要弄清该尺的精度。首先要弄清该尺的精度。接着从主尺上读出整毫米数。接着从主尺上读出整毫米数。再从游标尺上读出不足再从游标尺上读出不足1毫米的长度值。毫米的长度值。最后确定测量结果。最后确定测量结果。（4）游标卡尺的读数）游标卡尺的读数读数规则：读数规则：主尺刻度主尺刻度(整整mm值值) + 游标刻度游标刻度(小于整小于整mm值值) 注意：不需估读
43、！注意：不需估读！读数读数=主尺整主尺整mm值值 + 精确度精确度游标尺的对齐刻度数游标尺的对齐刻度数例例1.以下是游标卡尺以下是游标卡尺,请写出各自的读数。请写出各自的读数。 答案答案:11.4 mm 答案答案:22.6 mm 答案答案:11.50 mm 答案答案:50.15 mm 2.螺旋测微器的读数原理(1)构造:如图所示,G是锁紧装置,螺旋测微器的测砧A和固定刻度B固定在尺架C上,可动刻度E、旋钮D、微调旋钮D是与测微螺杆F连在一起的,并通过精密螺纹套在B上,精密螺纹的螺距是0.5 mm,即旋钮D每转一周,测微螺杆F前进或后退0.5 mm,可动刻度分成50等份,每一等份表示0.01 m
44、m。螺旋测微器的原理螺旋测微器的原理螺旋测微器的精度螺旋测微器的精度（3 3）螺旋测微器的读数：）螺旋测微器的读数：实际测量时，分度线不一定正好与读数基线对齐，这时还必须往下估读实际测量时，分度线不一定正好与读数基线对齐，这时还必须往下估读0.001mm0.001mm。所测量距离的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分则由可动刻度读出。所测量距离的整毫米数由固定刻度上读出，小数部分则由可动刻度读出。 读数读数= =固定刻度固定刻度( (整整mmmm含含0.5mm) +0.5mm) +可动刻度可动刻度( (不足不足0.5mm)0.5mm)注意：必须估读！注意：必须估读！( (读到千分之一毫米读到千分
45、之一毫米) )例例2.以下是螺旋测微器以下是螺旋测微器,请写出各自的读数。请写出各自的读数。 答案答案:0.482 mm 答案答案:3.373 mm 答案答案:0.990 mm 答案答案:5.665 mm 答案答案:6.703 mm 答案答案:7.030 mm 1、方法：、方法： 用电压表测出电阻两端的电压用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通，用电流表测出通过电阻的电流过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值的阻值R伏安法伏安法 实验二：电阻的测量 2.两种电路两种电路 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱外外侧，通常叫侧，通
46、常叫“外接法外接法” ” 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱内内侧，通常叫侧，通常叫“内接法内接法” ” AVRAVR注：因为电流表、电压表分别有分压、分流作用注：因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻因此两种方法测量电阻都有误差都有误差系统误差系统误差：由于实验原理、实验方法、仪器精度问题引起的测量误由于实验原理、实验方法、仪器精度问题引起的测量误差差 偶然误差：偶然误差： 由于环境偶然因素、人为偶然因素引起的测量误差由于环境偶然因素、人为偶然因素引起的测量误差 例如：长度测量的读数误差，电流表读数的误差等例如：长度测量的读数误差，电流表读数的误差等 例如
47、：伏安法测电阻的误差 特点：测量值与真实值相比有时偏大有时偏小。特点：测量值与真实值相比有时偏大有时偏小。多次测量，取平均值多次测量，取平均值特点：特点：测量值与真实值相比总是偏大或总是偏小测量值与真实值相比总是偏大或总是偏小完善实验原理、改进实验方法、提高仪器精度完善实验原理、改进实验方法、提高仪器精度 3.误差误差减少偶然误差的方法：减少偶然误差的方法：减少减少系统系统误差的方法：误差的方法：电流表示数电流表示数4.4.误差分析误差分析 电流表外接法电流表外接法 电压表示数电压表示数1 1）误差：测量值偏小）误差：测量值偏小 减少误差的方法：减少误差的方法：误差来源于电压表的分流，分流越小
48、，误误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小差越小测量小电阻测量小电阻，即，即 情况下使用情况下使用2）内接法的真实值计算）内接法的真实值计算 （1）测量值的计算方法：）测量值的计算方法：（2）真实值的计算方法：）真实值的计算方法：将电流表、电压表看成电阻（将电流表、电压表看成电阻（RA已知时），利用欧已知时），利用欧姆定律计算。姆定律计算。AVR当当时，选用电流表内接法时，选用电流表内接法时，选用电流表外接法时，选用电流表外接法当当直接比较法：直接比较法：当当RxRv时，采用时，采用外接法外接法当当RxRA时，采用时，采用内接法内接法阻值比值法阻值比值法试探法：试探法：若伏特表示数有明显变
49、化，即若伏特表示数有明显变化，即 用外接用外接若安培表示数有明显变化，即用内接若安培表示数有明显变化，即用内接例例3：（多选）（多选）如图所示为用伏安法测电阻的部分电路图，因为不知道待测电阻如图所示为用伏安法测电阻的部分电路图，因为不知道待测电阻Rx的大概值，所以不能确定线路的接法。为了减小误差，可在电路接好后将电压表的的大概值，所以不能确定线路的接法。为了减小误差，可在电路接好后将电压表的一个接线端一个接线端K分别与分别与M、N接触，观察电压表和电流表的计数哪一个有明显的变化。接触，观察电压表和电流表的计数哪一个有明显的变化。下列关于观察到的现象及应选用的接法的叙述中，正确的是：（）下列关于
50、观察到的现象及应选用的接法的叙述中，正确的是：（）A、若电流表读数有明显的变化，则、若电流表读数有明显的变化，则K应接在应接在M点点;B、若电流表读数有明显的变化，则、若电流表读数有明显的变化，则K应接在应接在N点点;C、若电压表读数有明显的变化，则、若电压表读数有明显的变化，则K应接在应接在M点点;D、若电压表读数有明显的变化，则、若电压表读数有明显的变化，则K应接在应接在N点点 AVMNBC实验三：滑动变阻器两种接法实验三：滑动变阻器两种接法 1.1.两种接法的优缺点两种接法的优缺点: :限流限流接法接法: :优点优点: :电路结构简单；操作方便；耗能少。电路结构简单；操作方便；耗能少。缺
