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恒定电流
知识网络:
单元切块:按照考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即:基本概念和定律;串并联电路、电表的改装;闭合电路欧姆定律。其中重点是对基本概念和定律的理解、熟练运用欧姆定律和其他知识分析解决电路问题。难点是电路的分析和计算。
基本概念和定律
教学目标:1.掌握电流、电阻、电功、电热、电功率等基本概念;2.掌握部分电路欧姆定律、电阻定律3.知道电阻率与温度的关系,了解半导体及其应用,超导及其应用教学重点:部分电路欧姆定律、电阻定律教学难点:部分电路欧姆定律、电阻定律的应用教学方法:讲练结合,计算机辅助教学教学过程:一、基本概念和定律1电流电流的定义式:I
q,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。t
f对于金属导体有I
qvS(
为单位体积内的自由电子个数,S为导线的横截面积,v为自由电子的定向移动速率,约105ms,远小于电子热运动的平均速率105ms,更小于电场的传播速率3×108ms),这个公式只适用于金属导体,千万不要到处套用。注意:在电解液导电时,是正负离子向相反方向定向移动形成电流,在用公式I=q/t计算电流强度时应引起注意。2电阻定律导体的电阻R跟它的长度l成正比,跟它的横截面积S成反比。R
ls
(1)ρ是反映材料导电性能的物理量,叫材料的电阻率(反映该材料的性质,不是每根具体的导线的性质)。单位是Ωm。(2)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。⑶材料的电阻率与温度有关系:①金属的电阻率随温度的升高而增大(可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧,对自由电子的定向移动的阻碍增大。)铂较明显,可用于做温度计;锰铜、镍铜的电阻率几乎不随温度而变,可用于做标准电阻。②半导体的电阻率随温度的升高而减小(可以理解为半导体靠自由电子和空穴导电,温度升高时半导体中的自由电子和空穴的数量增大,导电能力提高)。③有些物质当温度接近0K时,电阻率突然减小到零这种现象叫超导现象。能够发生超导现象的物体叫超导体。材料由正常状态转变为超导状态的温度叫超导材料的转变温度TC。我国科学家在1989年把TC提高到130K。现在科学家们正努力做到室温超导。注意:公式R=
LU是电阻的定义式,而Rρ是电阻的决定式R与U成正比或RIS
与I成反比的说法是错误的,导体的电阻大小由长度、截面积及材料决定,一旦导体给定,即使它两端的电压U=0,它的电阻仍然照旧存在。3欧姆定律
I
U(适用于金属导体和电解液,不适用于r
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