1、直流電路教學(xué)分析與建議,豐臺(tái)分院 陳磊,本章內(nèi)容的地位與作用,高中電學(xué)部分有“場(chǎng)”和“路”兩部分電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)是“場(chǎng)”,直流電流和交流電路是“路”，電磁感應(yīng)則是“場(chǎng)”與“路”的綜合。 本章直流電路是上一章電場(chǎng)知識(shí)的發(fā)展。 本章直流電路是3-2交變電流的重要基礎(chǔ)之一。 本章直流電路在日常生活、生產(chǎn)、電工技術(shù)、電子技術(shù)的重要基礎(chǔ)。,基本電路,電流,串并聯(lián)電路,閉合電路,限流分壓電路,電阻串并聯(lián)規(guī)律,門(mén)電路與控制電路,歐姆表與多用表,直流電路的應(yīng)用,電源、電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,電阻定律,電流表內(nèi)外接,伏安法測(cè)電阻,閉合電路的歐姆定律,測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,直 流 電 路 的知識(shí)結(jié)構(gòu),電壓,電阻,歐姆定律

2、,描繪小燈泡伏安特性曲線(xiàn),電路的能量,電功、電功率、焦耳定律,電表的改裝,測(cè)定金屬的電阻率,練習(xí)使用多用表,重難點(diǎn)分析,重點(diǎn): 串并聯(lián)電路分析與計(jì)算 閉合電路的歐姆定律 電阻測(cè)量(伏安法、半偏法、等效法） 難點(diǎn): 伏安特性曲線(xiàn) 電表改裝分壓電路與限流電路 理解電源的電動(dòng)勢(shì) 測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,教學(xué)方法建議,做好演示實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解規(guī)律 指導(dǎo)學(xué)生完成好分組實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)提高“電學(xué)基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?P44學(xué)生實(shí)驗(yàn):描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn) P46學(xué)生實(shí)驗(yàn):探究決定導(dǎo)體電阻的因素 學(xué)生實(shí)驗(yàn):測(cè)量金屬的電阻率 學(xué)生實(shí)驗(yàn):電表的改裝 學(xué)生實(shí)驗(yàn):電阻的測(cè)量 P61學(xué)生實(shí)驗(yàn):測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻 P6

3、7學(xué)生實(shí)驗(yàn):練習(xí)使用多用電表的,教學(xué)方法建議,幫助學(xué)生回顧初中所學(xué)知識(shí),在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新知,進(jìn)行知識(shí)的重新建構(gòu).,歐姆定律閉合電路的歐姆定律 電阻伏安特性曲線(xiàn)電阻定律 簡(jiǎn)單的串并聯(lián)電路比較復(fù)雜的串并聯(lián)電路 電壓電動(dòng)勢(shì) 簡(jiǎn)單的伏安法測(cè)電阻比較復(fù)雜的電阻測(cè)量,教學(xué)方法建議,指導(dǎo)學(xué)生密切聯(lián)系生活實(shí)際,利用學(xué)生在生活中對(duì)相關(guān)問(wèn)題的感性認(rèn)識(shí)促進(jìn)其對(duì)知識(shí)的深入理解.,結(jié)合電熱器理解電功率焦耳定律,結(jié)合電能表理解電功 結(jié)合干電池蓄電池等理解電源電動(dòng)勢(shì)及電源在電路中的作用 結(jié)合生活中的控制電路理解邏輯電路和控制電路,教學(xué)方法建議,指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用”等效思想”進(jìn)行電路分析與計(jì)算,等效電路與等效電阻 電流表可等效成一

4、個(gè)理想電流表與一個(gè)小電阻串聯(lián)電壓表可等效成一個(gè)理想電流表與一個(gè)大電阻并串聯(lián) 電源可等效成一個(gè)理想電源與一個(gè)小阻串聯(lián),教學(xué)方法建議,做好演示實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解規(guī)律 指導(dǎo)學(xué)生完成好分組實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)提高“電學(xué)基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?幫助學(xué)生回顧初中所學(xué)知識(shí),在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新知,進(jìn)行知識(shí)的重新建構(gòu). 指導(dǎo)學(xué)生密切聯(lián)系生活實(shí)際,利用學(xué)生在生活中對(duì)相關(guān)問(wèn)題的感性認(rèn)識(shí)促進(jìn)其對(duì)知識(shí)的深入理解. 指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用”等效思想”進(jìn)行電路分析與計(jì)算 用電場(chǎng)的知識(shí)解釋直流電路的相關(guān)知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)直流電路相關(guān)知識(shí)的理解,電荷的定向移動(dòng)與電流形成、電場(chǎng)力做功與電功、自由電子和晶格碰撞與焦耳熱、非靜電力做功與電源電動(dòng)勢(shì),教學(xué)順序及課

5、時(shí)建議,1 歐姆定律 2課時(shí)（含學(xué)生實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡伏安特性曲線(xiàn)） 2 電阻定律 2課時(shí)（含學(xué)生實(shí)驗(yàn)：測(cè)定金屬的電阻率） 3 電阻的串并聯(lián) 及應(yīng)用 3課時(shí)（含學(xué)生實(shí)驗(yàn)： 電表改裝、電阻的測(cè)量）4 電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律 2課時(shí) 5 學(xué)生實(shí)驗(yàn)： 測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻 1課時(shí) 6焦耳定律 電路中的能量轉(zhuǎn)化 1課時(shí)7學(xué)生實(shí)驗(yàn)： 練習(xí)使用用多用電表 1課時(shí) 8邏輯電路和控制電路 1課時(shí) 9復(fù)習(xí)與問(wèn)題解決 2課時(shí),共15課時(shí),1.歐姆定律,電流：,如果正負(fù)離子同時(shí)定向移動(dòng)， q應(yīng)是兩種電荷的電量之和,（1）I=q/t,（2）I=nqsv,n是單位體積的電子數(shù)； v是自由電子定向移動(dòng)速度； s為

6、導(dǎo)體橫截面積,電流強(qiáng)度,說(shuō)明,1。用課件模擬電流的形成，幫助學(xué)生理解。 2。要知道金屬導(dǎo)電與電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)及區(qū)別。 3。 I=nqsv要求較高，會(huì)推導(dǎo)，但不要求用此公式進(jìn)行計(jì)算。,導(dǎo)線(xiàn)中形成與導(dǎo)線(xiàn)平行的電場(chǎng),金屬導(dǎo)電,無(wú)電場(chǎng),有電場(chǎng),E,電解溶液導(dǎo)電,拓展問(wèn)題：電源內(nèi)部電荷如何定向移動(dòng)？,1.歐姆定律 伏安特性曲線(xiàn),教學(xué)說(shuō)明： 1。在初中的基礎(chǔ)上進(jìn)一步理解歐姆定律。 2。歐姆定律是一個(gè)通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的規(guī)律，有適用范圍：粗略均勻的金屬導(dǎo)體;濃度均勻的電解液（通常忽略溫度變化的影響）。 3。通過(guò)伏安特性曲線(xiàn)深入理解歐姆定律。 4。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，繪制伏安特性曲線(xiàn)，理解伏安特性曲線(xiàn)能很好反

7、映電器元件導(dǎo)電性能。初步學(xué)會(huì)用伏安特性曲線(xiàn)來(lái)分析線(xiàn)性元件和非線(xiàn)性元件，二極管的導(dǎo)電特性。,電學(xué)實(shí)驗(yàn)基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?1.重要電學(xué)儀器的使用； 2.基礎(chǔ)電路的選擇； 3.基本電路圖的繪制與分析； 4.基本實(shí)物電路的連接與分析； 5.常規(guī)數(shù)據(jù)處理方法（方程、圖像）； 6.誤差分析。,2012北京高考測(cè)電阻率 2013北京高考測(cè)電阻 2014北京高考測(cè)電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)電阻,學(xué)生實(shí)驗(yàn)：描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn),見(jiàn)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)知與行P279,2014豐臺(tái)二模,課例：參見(jiàn)北京四中李德勝老師“探究小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)”,課例：參見(jiàn)北京四中李德勝老師“探究小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)2”,2. 電阻定律,電阻表征導(dǎo)體對(duì)電流

8、阻礙作用。 電阻是電能可轉(zhuǎn)化為熱運(yùn)動(dòng)能量的起因。,什么是電阻？小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)為什么不是線(xiàn)性的？金屬的電阻率為什么隨溫度升高而增大？什么是超導(dǎo)？導(dǎo)體與絕緣體？,教學(xué)建議：用課件模擬幫助學(xué)生建立金屬導(dǎo)電模型，通過(guò)模型理解電阻，為后續(xù)的學(xué)生打下基礎(chǔ)。,1、經(jīng)典的電磁理論：金屬中的自由電子通常是在點(diǎn)陣的離子間無(wú)規(guī)律遠(yuǎn)動(dòng)著。當(dāng)電子被電場(chǎng)加速做直線(xiàn)移動(dòng)時(shí)會(huì)碰撞離子，將動(dòng)能傳遞給離子構(gòu)成的骨架，然后那些動(dòng)能變成了熱量，這就是電阻發(fā)熱現(xiàn)象。這就是電阻產(chǎn)生的原因：電子移動(dòng)過(guò)程中與離子碰撞。2、量子力學(xué)：電子實(shí)際上是像光線(xiàn)那樣，按波動(dòng)力學(xué)的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，即電子波。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，各個(gè)電子波在原子上被散射，然后互相干

9、涉并連續(xù)形成波前?？梢园央娮硬ɡ斫獬晒饩€(xiàn)，然后穿過(guò)玻璃之類(lèi)的介質(zhì)，被散射。這就是電阻產(chǎn)生的原因：電子波移動(dòng)過(guò)程中在原子上發(fā)生散射，散射量會(huì)影響電導(dǎo)率。,電阻定律,教學(xué)說(shuō)明： 1。影響導(dǎo)體電阻大小的因素已經(jīng)學(xué)過(guò)了，此處應(yīng)避免知識(shí)上的簡(jiǎn)單重復(fù)。 2。注意研究方法:控制變量。 3。注意實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)：畫(huà)電路、選擇儀器、制定實(shí)驗(yàn)步驟、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格、測(cè)量并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 4。電阻定律和電阻率是新學(xué)內(nèi)容，注意規(guī)律的規(guī)范表達(dá)和簡(jiǎn)單應(yīng)用，幫助學(xué)生正確電阻率的物理意義，知道電阻率單位，了解常見(jiàn)金屬電阻率，知道金屬導(dǎo)體電阻大小受溫度影響。 5。幫助學(xué)生正確區(qū)別歐姆定律和電阻定律,3.電阻的串、并聯(lián) 及其應(yīng)用,教學(xué)

10、說(shuō)明： 1。電阻的串并聯(lián)規(guī)律在復(fù)習(xí)初步所學(xué)的基礎(chǔ)上達(dá)到熟練理解記憶. 2.運(yùn)用”等效的思想”進(jìn)行電路分析和計(jì)算:等效電路、等效電阻等。 3。電路分析：電流流徑法+電勢(shì)比較 假設(shè)高電勢(shì)端，沿電流方向，找尋電路分支、匯合情況，電流方向不好確定的導(dǎo)體比較兩端電勢(shì)，電流由高電勢(shì)流向低電勢(shì)； 不同電流路徑的導(dǎo)體為并聯(lián)，同一電路徑的導(dǎo)體為串聯(lián),控制電路：滑動(dòng)變阻器的限流與分壓接法,電壓控制：,電流控制：,限流電路,分壓電路,電壓控制,電流控制,0U,0I/RX,滑動(dòng)變阻器兩種接法比較,參見(jiàn)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)知與行P229P241,用電器電阻20,參見(jiàn)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)知與行P229P241,用電器電阻20,參

11、見(jiàn)高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)知與行P229P241,學(xué)生實(shí)驗(yàn)：電表的改裝,教學(xué)說(shuō)明： 1。通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生操作能力。 2。真正理解電表改裝的方法，知道表頭內(nèi)電阻與串聯(lián)（并聯(lián)）電阻的關(guān)系、知道滿(mǎn)偏電流，會(huì)計(jì)算與表頭串聯(lián)（并聯(lián)）電阻的大小，而不是機(jī)械地套公式。,兩種電表改裝的比較,電表改裝的校準(zhǔn)電路,學(xué)生實(shí)驗(yàn)：電阻的測(cè)量,（1）.伏安測(cè)電阻,法一：安培表外接法,法二：安培表內(nèi)接法,故此接法用于：RXRV,故此接法用于：RXRA,參見(jiàn)2013北京高考理綜物理,（2）.半偏法,1.按圖接線(xiàn)，圖中R1 R2 為電阻箱， 電源為蓄電池，內(nèi)阻可以不計(jì)。,2.先合下S1 ，調(diào)節(jié)R1使電流表指針滿(mǎn)偏.,3.再合下S2，保

12、持電阻R1不變，調(diào)節(jié)R2使電流表 指針半偏，記下R2的值.,4. 若R1100 R2，有Rg=R2,一般情況 R測(cè)量R真實(shí),測(cè)量電流表的內(nèi)阻,測(cè)量電壓表電阻,1.按圖接線(xiàn)，圖中R0 為電阻箱.,2.先合下S1 ，調(diào)節(jié)R0=0，再調(diào)節(jié)R使電壓表指針滿(mǎn)偏.,3.保持變阻器電阻R不變，調(diào)節(jié)R0使電壓表指針半偏，記下R0的值.,4.若R0 R， 有 RV = R0 一般情況 R測(cè)量 R真實(shí),（3）.等效替代法,當(dāng)G表電流為G/表的一半時(shí)，RG=R1,4.電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律,教學(xué)說(shuō)明： 1。結(jié)合生活中電源理解電動(dòng)勢(shì)并知道常見(jiàn)電源的電動(dòng)勢(shì)。 2。從能的轉(zhuǎn)化和守恒的角度理解電動(dòng)勢(shì)，認(rèn)識(shí)電動(dòng)

13、勢(shì)是描述電源特性的物理量，由電源本身決定。 3。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究理解電動(dòng)勢(shì)和路端電壓的區(qū)別和聯(lián)系。 4。用等效思想理解實(shí)際電源：實(shí)際電源可以等效看成一個(gè)理想電源與一個(gè)小電阻串聯(lián)，從而理解內(nèi)外電壓及內(nèi)外電壓與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系。,電源電動(dòng)勢(shì) （1）物理意義： （2）數(shù)值上： 電源沒(méi)接入電路時(shí)： 電路接通時(shí)：,表征電源本身特性的物理量，反映電源內(nèi)部非靜電力做功，將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，僅由電源的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)決定,E=U外,E=U外十U內(nèi),閉合電路歐姆定律引課課例,電動(dòng)勢(shì)和路端電壓的區(qū)別和聯(lián)系,類(lèi)別,比較,電壓U,電動(dòng)勢(shì),不 同,聯(lián)系,描述對(duì)象,做功的力,定義式,意 義,電場(chǎng)或電路,電源,電場(chǎng)力,非靜電

14、力,表示電能轉(zhuǎn)化為 其它形式的能的 物理量,表示其它形式的能 轉(zhuǎn)化為電能的物理量,推導(dǎo)EBLv,電路閉合電，電源內(nèi)部的電流？,1.干電池電源。,銨型鋅錳電池,堿性鋅錳電池,2.原電池電源。,總反應(yīng)：,2H+2e- =H2,Zn-2e- =Zn2+,Zn+2H+=Zn2+H2,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,電極反應(yīng),正極：,負(fù)極：,（氧化反應(yīng)）,（還原反應(yīng)）,3.鋰電池電源。,閉合電路的歐姆定律,教學(xué)說(shuō)明： 1。由部分電路歐姆定律和等效電源的思想推理而出比較易于理解。 2。從能量轉(zhuǎn)化和守恒去深入理解閉合電路歐姆定律。,電源提供的總電能,由能的轉(zhuǎn)化和守恒有： q=qU+qU/,=U+U/ =

15、U+Ir =IR+Ir=I（R+r）,閉合電路歐姆定律,教學(xué)說(shuō)明： 1。由部分電路歐姆定律和等效電源的思想推理而出比較易于理解。 2。從能量轉(zhuǎn)化和守恒去深入理解閉合電路歐姆定律。,閉合電路的動(dòng)態(tài)分析,思路 1、明確電路中不變的物理量 如E、r、定值電阻 2、由變化的局部出發(fā)分析 局部 整體 局部 （RX變化 R全變化 I全變化 I局，U局變化） 依據(jù) 1、部分、全電路歐姆定律 2、電動(dòng)勢(shì)及各部分電壓的關(guān)系,5.學(xué)生實(shí)驗(yàn)：測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法和原理 正確的操作的測(cè)量 數(shù)據(jù)記錄與處理 圖像與公式處理數(shù)據(jù) 了解實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源,數(shù)據(jù)處理,1、標(biāo)明圖名。坐標(biāo)軸所代表的物理量及單位

16、，各分度要用相應(yīng)的有效數(shù)字標(biāo)明 2、盡量使圖線(xiàn)充滿(mǎn)圖紙 3 、各數(shù)據(jù)點(diǎn)均應(yīng)用記號(hào)標(biāo)出 4、連線(xiàn)作圖線(xiàn)時(shí)，要使數(shù)據(jù)點(diǎn)均勻分布在圖線(xiàn)兩側(cè)，以起到取平均值的作用,參見(jiàn)2014北京理綜,6.焦耳定律 電路中的能量轉(zhuǎn)化,教學(xué)說(shuō)明： 1。通過(guò)電場(chǎng)力做功來(lái)理解電流做功：電功，并理解電勢(shì)差與電壓的關(guān)系。 2。學(xué)生在初中初步學(xué)習(xí)過(guò)焦耳定律，要在初步基礎(chǔ)上能從能量的角度來(lái)理解： （電源提供）電荷電勢(shì)能電荷動(dòng)能熱運(yùn)動(dòng)能量（內(nèi)能） 3。突出焦耳定律在實(shí)際生活生產(chǎn)的應(yīng)用，實(shí)際教學(xué)應(yīng)多與家庭中常見(jiàn)的電熱器結(jié)合。 4。補(bǔ)充講一下純電阻電路和非純電阻電路的主要不同，進(jìn)一步明確電功與電熱、電功率與熱功率的區(qū)別和關(guān)系。,電功、電

17、熱、電功率,電功：,電熱:,電功與電熱的關(guān)系：,電功率：,電流做的總功或輸送的總電能W=qu=UIt,（1）純電阻電路電功等于電熱； W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R P電=P熱=UI=I2Rt=U2/R,（2）非純電阻電路，電功大于電熱 W=Q+E其它能 P電=P熱+P其它,P=W/t=UI,Q=I2Rt,電功率與熱功率的關(guān)系：,7.學(xué)生實(shí)驗(yàn)：練習(xí)使用多用電表,歐姆表測(cè)電阻,原理：,閉合電路歐姆定律,（1）刻度：,短接、調(diào)節(jié)調(diào)零電阻R使電流表G 的指針滿(mǎn)偏。即有,“0”,歐姆表測(cè)電阻（原理只要求知道，重點(diǎn)在操作和讀數(shù)）,原理：,閉合電路歐姆定律,（2）中值電阻,注意：(1) 歐姆表的刻度與其他表刻度相反 且刻度不均勻 （2）歐姆表每次測(cè)電阻 前需調(diào)零。不能帶