二极管和发光二极管教案示例高二物理教案模板.docx
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二极管和发光二极管教案示例高二物理教案模板
二极管和发光二极管教案示例_高二物理教案_模板
二极管和发光二极管教案示例
（一）教学目的
1．常识性了解二极管的单向导电特性；
2．初步认识二极管的应用；
3．常识性了解发光二极管的特点。
（二）实验器材（按学生实验分组情况配置，下面列出的是每组的器材）
1．课本图15-2的实验
2CZ型半导体二极管1只；0.3安2.5伏小灯泡（附小灯座）1副；一号干电池2节（附电池盒）；单刀开关1个；连接导线若干。
2．课本图15-4的实验
GD55—2型发光二极管1只；200欧滑动变阻器1只；一号干电池（附盒）2节；单刀开关1只；导线若干。
3．课本图15-7的实验
GD55—2型发光二极管2只（红、绿色各1只）；玩具电动机1只；100欧定值电阻2只；一号干电池2节（附电池盒）；单刀开关1只；导线若干。
（三）教学过程
1．引入新课
教师举例说明在日常生活中和现代科技中经常遇到的许多自动控制装置，如：
自动报警装置、路灯发光和熄灭的自动控制等。
这些自动控制装置都是由电子元件组成的。
今天，我们就学习常见的有用的电子元件的初步知识。
首先学习二极管。
板书：
（第一节二极管和发光二极管）
2．进行新课
（1）二极管的单向导电性
二极管是半导体二极管的简称，半导体二极管也叫晶体二极管，它由半导体材料构成，是电子技术中最常见的电子元件之一。
顾名思义，它有二根引线，一根叫正极，一根叫负极。
板书：
（二极管是半导体二极管的简称。
）
在黑板上画出二极管的符号，说明符号上的箭头指向表示允许电流通过的方向。
展示不同规格（类型）的二极管，使学生对二极管有直观印象：
即二极管都有二根引线。
指出判断二极管正负极的方法。
学生实验
让学生按照课本图15-2甲和乙，分别连接电路，接通开关，观察小灯泡发光情况。
然后通过讨论，板书结论：
（二极管的单向导电性：
当二极管的正极与电池的正极连接、二极管的负极与电池的负极连接时，小灯泡才发光，否则小灯泡不发光。
）
（2）发光二极管
二极管有许多种，如普通二极管、发光二极管、光敏二极管等，下面我们来介绍发光二极管。
展示发光二极管，让学生观察它的外形，它也有二根引线，较长的一根为正极，较短的一根为负极。
有的发光二极管带有一个小平面，靠近小平面的一根引线为负极。
在黑板上画出发光二极管在电路中的符号，并做说明。
学生实验：
让学生按照课本图15-4那样连接电路，先观察发光二极管在什么情况下发光，什么情况下不发光。
然后在发光二极管发光的电路中，用滑动变阻器改变通过发光二极管的电流大小，再观察发光二极管的发光情况。
实验后，通过讨论，板书结论：
（发光二极管在导电时发光，在不导电时不发光；发光二极管导电发光时的明亮程度与通过发光二极管的电流大小有关系，通过发光二极管的电流大时，二极管发的光亮，电流小时暗。
）
总结后，教师参照课文介绍发光二极管的正常工作电流值及发光二极管的用途。
再做下面的演示：
演示实验：
按照课本图15-6连接电路，演示手控交通红绿灯。
下面请同学们按照课本图15-7连接电路，用不同颜色的发光二极管来显示电动机是向哪个方向转动的。
学生实验：
（要求同学们标出红灯亮时表示电动机向哪个方向转，绿灯亮时表示电动机向哪个方向转。
）
3．小结
（1）二极管有特殊的导电性质——单向导电性。
（2）发光二极管与一般二极管相比，它有能在导电时发光，且发光明亮程度与电流大小有关系的特点。
（3）发光二极管有特殊的用途：
因为它正常工作电流小，发光又与电流大小有关，所以常用它省电且灵敏的特点来做电路的显示装置（如录音机上就用到了不同颜色的发光二极管，来显示音调的高低和音量的大小。
4．布置作业
课本上本章的习题1。
（四）说明
1．本节（及本章）的教学目的不在于讲多少知识，不要求学生理解许多专业名词、术语，更不要求理解电子元件的工作原理，只要求学生有个感性认识，知道元件的作用即可。
2．本节（及本章）的“实验”都是要学生自己来做的，不能用教师的演示来代替，只有课文中提到的实验，如课本中图15-6这类实验才可以只演示而不作学生实验。
时间上要充裕，使学生能有机会反复动手玩味。
只有这样，才能有好的教学效果。
使学生通过自己动手、自己的实践来认识电子元件的作用。
3．在做实验时，要注意说明限流电阻的作用，其工作原理不必讲解。
4．如有可能可简要地向学生介绍一下二极管的极性及好坏的简易判别方法，以扩充学生的知识面，也可以向学生介绍一下二极管的规格、型号、用途，以便学生自己动手购买器件，进行小实验、小制作活动。
教学目标
知识目标
1、知道两种电荷，知道正负电荷的规定，知道电荷以及单位；
2、定性了解两种电荷之间的作用规律；
3、掌握库仑定律的内容及其应用；
能力目标
1、通过对演示实验的观察概括出两种电荷之间的作用规律，培养学生观察、总结的能力；
2、知道人类对电荷间相互作用认识的历史过程，理解电荷的物理模型．
情感目标
渗透物理方法的教育，运用理想化模型的研究方法，突出主要因素、忽略次要因素，抽象出物理模型——点电荷，研究真空中静止点电荷互相作用力问题．
教学建议
重点难点分析
1、重点是使学生掌握真空中点电荷间作用力的大小的计算及方向的判定——库仑定律．
2、真空中点电荷作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律，是本节难点．
教法建议
一、讲述电荷有关概念的教法建议
1、在学生初中学习的基础上，可以通过演示实验，或者动画媒体播放复习并巩固电荷的有关知识；
2、在讲述时，要讲解要简洁、准确，突出主要概念，同时，节省时间给学生自己来学习．
3、由于电荷的不可观测性，讲解时，可以多利用媒体帮助学生对电荷的相互作用的理解和电荷物理模型的建立．
4、讲解点电荷时，可以对照质点的概念进行讲解．
二、关于库仑定律的教法建议
本节内容的核心是库仑定律，他是静电学的第一个实验定律，是定量描述点电荷间的相互作用的关系的规律，是学习电场强度的基础．
1、对于电荷之间相互作用力的定量规律，可以让学生先有一个定性的概念，可以通过实验让同学观察讨论并总结．
2、对于库仑定律需要强调的是：
（1）、书中的库仑定律仅适用于计算在真空中两个点电荷的相互作用力，在干燥的空气中也近似成立，而在其它电介质中使用该定律需要增加条件．
（2）由于库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷的相互作用力大小，因此在实验演示、给出点电荷的定义之后直接提出库仑定律；
（3）、库仑定律和万有引力定律之间的相似性可以让同学们通过练习自己认识对比并讨论．
（4）、点电荷的电性有正负之分，但在计算静电力的大小时，可用所带电量的绝对值进行计算．根据电荷之间的电荷异同来判断是吸引力还是斥力．
（5）、在两点电荷之间距离接近为零时，由于两个点电荷已经失去了点电荷的前提条件，因此不能根据库仑定律得到库伦力无穷大的结论．
（6）、当一个点电荷受到多个点电荷的作用，可以根据力的独立作用原理进行力的合成分解并进行矢量运算．
3、对比万有引力常量测定的卡文迪许扭称实验，说明库仑扭称实验的原理，介绍库仑．帮助学生理解本节知识．
第一节电荷库仑定律
教学过程
一、新课引入
课题引入可以通过几个小实验让学生观察基本的电现象，下面提供几个小实验以供参考：
演示１：
取两片吹塑纸，将一片放在可以灵活转动的支座上，用另一片靠近它，让学生观察有什么现象，然后用手摩擦这两片吹塑纸，再靠近，让学生观察发生的现象。
（不用手摩擦时它们没有作用，用手摩擦后它们互相排斥）
演示2:
将一张薄纸，卷成筒状，将下端撕开成流苏状，用摩擦好的塑料制品去接触，发现流苏开始振动，象一只会跳舞的章鱼；让学生讨论这些现象，运用初中所学来分析；
二、讲授新课
关于这部分教学，在初中学习的基础上，完全可以由课堂学生自己实验来总结完成。
１、摩擦起电
学生实验１：
先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑，看有什么现象？
然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒，再靠近碎纸屑看有什么现象？
让学生分析两次实验现象的异同；并分析原因。
教师总结：
摩擦过的物体性质有了变化，能够吸引轻小物体，我们说此时物体带了电或者说带了电荷。
而用摩擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。
人类从很早就认识了磁现象和电现象，例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。
在东汉初年就有了带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载，我国古代人民非常善于观察，早在两千多年前的西汉时期就有“玳瑁吸裙”的记载，玳瑁是一种美丽的龟壳，人们在用它作首饰时无意中发现摩擦后的玳瑁会吸引衣服。
让学生讨论在日常生活中见过类似的摩擦起电现象，学生举例分析后可以布置课下作业。
２、两种电荷
学生实验２：
将学生分组。
实验器材有：
（1）、玻璃棒、橡胶棒各两根；
（2）、毛皮、绸子各两块；
（3）、支架；
为了避免实验中电荷的流失，最好两名同学同时进行操作，
实验过程：
（1）、两位同学同时都用绸子摩擦玻璃棒，使它带电，将一根放在支座上，注意：
要记住哪端带电，不要用手摸带电的一端，用另一根玻璃棒的带电端靠近这根玻璃棒的带电端，观察发生的现象；
（2）、用毛皮摩擦橡胶棒，重做刚才的实验；
（3）、用绸子摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒，做刚才的实验。
将实验结果记录下来；教师通过媒体动画可控再现实验现象，并将学生观察到的实验结论总结，引导学生分析这些实验现象中能发现什么？
教师总结：
在历史上，人们用各种各样的材料做了大量的实验，人们发现带电物体凡是跟绸子摩擦过的玻璃棒互相吸引的，必定跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相排斥；凡是跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引的，必定跟绸子摩擦过的玻璃棒互相排斥。
就是说物体带的电荷要么跟绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷相同，要么跟毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷相同，没有第三种可能，自然界中只有这样两种电荷，美国科学家富兰克林对这两种电荷做出规定：
绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷叫做正电荷，毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷叫做负电荷。
3、电荷之间的相互作用：
在先前实验的基础上，讨论电荷之间的作用力与电荷之间距离的关系，可以参考媒体资源中：
电荷之间距离与电量、电荷之间作用力的定性关系的媒体动画，定性介绍三个物理量之间的关系，在给出点电荷的定义之后直接引出库仑定律的内容。
给出库伦定律的公式：
讲解中的注意事项参考“有关库伦定律的教学建议”。
三、典型例题讲解：
四、课堂小结：
1、电荷之间相互作用规律：
同性相斥，异性相吸，大小用库仑定律来计算。
2、点电荷作用力为一对相互作用力，遵循牛顿第三定律。
3、库仑定律的适用条件：
真空中静止点电荷间的相互作用力（均匀带电体间、均匀带电球壳间也可）。
电阻的串联教案示例之一
（一）教学目的
1．理解串联电路的总电阻跟各个串联电阻的关系，并能推导出来；
2．会运用串联电路的特性和欧姆定律解决简单的串联电路问题；
3．初步领会等效替换法和分析综合法的基本思想，以及分析电路问题的思路．
（二）教具
6伏电源，2欧、3欧、5欧、10欧定值电阻各一个，演示用安培计、伏特计、开关、滑动变阻器各一个．
（三）教学过程
1．提出问题引入新课
教师：
如果你的收音机不响了，检查后发现有一个200欧姆的电阻烧坏了，需要更换．但是你手边又只有一个100欧和几个50欧的电阻，能否用它们组合起来，使组合的电阻相当于一个200欧的电阻呢？
学习了电阻的串联的知识后，你就会知道这种等效替换是容易实现的．
板书：
电阻的串联
2．新课教学
教师：
把电阻一个接一个地连接起来，就叫电阻的串联．（板画图l，但其中的I、U1、U2、……等暂不标出）下面我们通过实验来找出串联电路的总电阻跟各个串联电阻的关系．为此我们先要根据欧姆定律，用伏安法测出每一个电阻的阻值，再测串联电路的总电阻值．（板画图2和实验记录表格，接着进行演示．边实验读取数据，边让学生计算阻值和填写记录表）
演示实验
（1）分别先后将2欧、3欧、5欧定值电阻接于图2的A、B之间，测算其阻值．
（2）撤去5欧电阻时，不移动变阻器滑动片的位置，把2欧和3欧电阻串联起来接于A、B之间，发现安培计和伏特计的读数跟接5欧电阻时相同．教师说明，2欧和3欧电阻串联后的等效电阻（总电阻）为5欧．
（3）把10欧电阻接入A、B之间，测算其电阻值．
（4）撤去10欧电阻，但保持变阻器滑动片位置不变，把2欧、3欧、5欧电阻串联后接到A、B间，发现安培计和伏特计示数跟接10欧电阻时相同，说明串联总电阻是10欧．
教师：
大家分析一下实验记录，看串联电路的总电阻跟各个串联电阻有什么关系？
（学生答后，教师要求学生将结论填入课本上留出的空白处）
教师：
刚才的实验不仅得出了串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，而且还看到，当用2欧、3欧电阻串联后去代替5欧电阻或用2、3、5欧电阻串联代替10欧电阻时，电路中的电流、电压跟接5欧或10欧电阻时一样．这就是说用2、3欧或2、3、5欧的串联电阻替换5欧或10欧电阻时，没有改变电路的电流、电压效果．所以常常把串联电路的总电阻叫做等效电阻，即这个串联电路等效于一个阻值为一定的电阻．用几个电阻联成电路去等效替换一个电阻，或用一个电阻去等效替换一个电路的方法叫等效替换法．现在大家用等效替换法解决这节课开头时提出的问题：
怎样用一个100欧的电阻和几个50欧的电阻去替换一个200欧的电阻？
（学生齐答）
教师：
回答得好！
请大家根据决定导体电阻大小的因素想一想，为什么导体串联起来后的总电阻会比其中任何一个电阻都大呢？
（若学生迟疑，可指导学生看课文中相应的叙述）
教师：
刚才实验得出的电阻关系可不可以运用我们已学过的欧姆定律及关于串联电路的电流和电压知识推导出来呢？
可以的！
为此先在电路图（图1）上把各个电阻和整个电路的电流、电压用下标区别标志出来（教师标志）．应用欧姆定律于串联电路和每一个电阻，得（以下教师一边解说推导思路一边板书，下面括号中的内容可以只叙述，不板书出来）
板书：
电阻关系式的推导：
由I=U／R，U=IR
（分别对串联电路和各个电阻得）
U=IR，U1=I1R1，U2=I2R2，U3=I3R3
（1）
（根据前面学到的串联电路知识可知）
I=I1=I2=I3
（2）
U=U1+U2+U3（3）
∴IR=IR1+IR2+IR3
R=R1+R2+R3（4）
教师：
（4）式与实验结论一致．推导的根据是欧姆定律和串联电路的电流、电压特点，这也是我们解串联电路时的根据．从推导中看到，欧姆定律既可用于各个导体，也可能用于整个电路．这时要注意各个电阻的U、I、R要用不同的下标区别，且同一电阻的U、I、R要用相同的下标，以正确表达欧姆定律公式中各量是同一导体的量，解电路时这样“下标配套”是避免出现“张冠李戴”的错误的好措施．
3．应用
教师：
请大家阅读课本例题1和2．（例题题文和解从略）阅读时注意领会课文在解题之前对问题的分析，理清解题思路和步骤．（学生阅读5分钟，教师板画出图3和图4后巡视答疑）请哪位同学说说例题1的解题步骤？
（学生会根据课文的分析答：
“先求出R1、R2串联的总电阻，再根据欧姆定律求出电路中的电流”）
教师：
回答出了解题的主要步骤．有一点请大家注意，课文分析中首先提出的是“画出电路图”，这个解题的准备步骤很重要，根据题意画出电路结构图，并把已知量的符号（包括下标）、数据和待求量的符号标在图上，使题意在图上一目了然，便于我们分析已知量和待求量的联系，迅速理清解题思路．这个技能大家在解题时要注意练习，学到手．
例题1的解题思路是这样的，先从与已知量（R1、R2）相关的规律（R=R1+R2）出发，解出与待求量（电路电流）相关的未知量（R），然后再用与待求量相关的规律求出待求量．简单说就是从已知分析到待求．
板书：
分析问题的思路：
已知→待求
这种思路对解答较简单的问题是简捷有效的．
分析问题也可以沿着相反的思路进行，即从与待求量（I）相关的规律（I=U／R）出发，沿着“为求得待求量I，已知U，需求未知量R，而R与规律R=R1+R2相联系，R1、R2已知，故I可求．简单说，就是从待求分析到已知．这思路可用下面的图式表示．
板书：
待求→已知
在分析比较复杂的问题时，这种分析思路容易找准分析方向，可以形象地叫做“跟踪追击”，从未知跟踪到已知．比如，例题2的分析思路可以这样进行：
边板书边解释）
分析清楚后，可以像课本那样书写：
先解（B）、（C）两式，最后解（A）式，请大家从R=R1+R2出发分析“跟踪追击”，找出例题2的另一种解法．（全体学生练，请一位优等生到黑板上解）
教师：
刚才的解法的分析思路可表达如下：
教师：
从例题的解答中还可以看出，所根据的规律分为两类：
一类是串联电路整体的物理量（“总”量）与每一个电阻的同种物理量（“部分”量）的关系，即
（2）、（3）、（4）式；另一类是每一个电阻或整个电路的电流、电压、电阻的关系，即用欧姆定律表达出的
（1）式．因此，我们在分析问题时，既要分析一个电阻上各量的关系，又要分析各电阻与整个串联电路的联系．这种把整体和部分联系起来综合分析的方法，既是课本导出（4）式的基本方法，也是我们今后分析处理电路问题的基本方法，大家要细心领会．
板书：
分析问题的方法：
等效替代法；
综合分析法．
4．小结
教师：
到现在为止，我们学习了电学的两类规律，初步接触到了等效替代法和整体、部分综合分析法．请大家在复习和练习中注意领会上述内容，并用以去解答课本“想想议议”中提出的问题（其内容是：
“猜猜看，把电阻R1、R2、R3、…Rn串联起来，它们的总电阻是多少？
你能够用推导的方法来证明你的猜想吗？
”），希望能有同学找到不止一种证明方法．
5．布置作业
（1）一根铜线和一根镍铬合金线，长短粗细都相同，把它们串联在电路里，哪根导线上的电压大？
哪根导线中的电流大？
为什么？
（2）把一个内电阻r=0.1欧的安培表与一个R=100欧的电阻串联后接在电源上，与电路中不接安培表比较，安培表接入对电路有什么影响？
这种影响在什么情况下可以忽略不计？
在我们所做的实验中都没有考虑这种影响，为什么？
（3）试证明，由电阻R1、R2串联后接在电源上，串联电路的总电压与任一电阻上的电压之比等于总电阻跟该电阻之比；两电阻上的电压跟两电阻的阻值成正比．
（四）设想、体会
1．本教案设计时，一方面遵循教材的编写思想，使学生明白物理规律既可以直接从实验得出，也可以用已知规律从理论上导出，注意设计和用好演示实验，对电阻关系式进行细致的推导．但重点落在充分运用教材的课首问题、实验结果、对电阻关系的推导，以及例题中涉及的物理实际问题，浅显具体地阐明分析问题的思路和方法．
2．演示实验的设计用了三个定值电阻和五步实验，两次得出电阻关系．这既为学生理解电阻关系式提供了事实依据，又为介绍等效方法和应用等效方法解决引出课题的问题提供了感性认识，使引入性问题、实验、讲授、论证统一起来，还为师生在思考和评议“想想议议”中用等效法进行论证奠定了基础．
3．教案设计让学生自己先看课文的例题及其分析与解，既是为了发挥学生学习的主动性，也是为了教师后面介绍分析问题的思路和方法创造较好的教学情境．相当一部分学生在阅读例题2的分析时，不易把握所用的推理方法（正反推理）及相应的思路．这就为教师阐述“跟踪追击”法（反向推理法）创造了事实基础和情绪基础．教案先利用例题1的简单情况介绍正向推理（已知—→待求）和反向推理（待求—→已知）方法，在分析例题2时，介绍反向推理的优点，并引导学生自己用反向推理方法从R=R1+R2出发分析问题，既强化了学生对反向推理方法的基本思路的认识，又通过一题多解向学生展示了解决问题的思路和方法不是唯一的．反向推理以其推理方向容易选准的特点而易于为初学者掌握，强化学生对它的认识是很有必要的．
4．欧姆定律中各量是同一电路或同一导体的量，对初学者来说是一个容易出错的问题．在串联电路的教学中第一次有了帮助学生正确认识这一点的客观条件．教学中应充分利用这一条件，强化学生对欧姆定律的理解和应用的认识．教案在推导出电阻关系后，特别强调“下标配套”，在讨论解题步骤时，对“画出题意图”一步加以强调，其目的之一就在于强化对欧姆定律及其应用的理解．
5．教案的这种安排，为下节课顺利学习并联电路打下了基础．把“想想议议”留到下节课开始去讨论，除了因为讨论思路和方法使课时稍偏紧的原因外，更主要的是在下节课开头来讨论，可以复习本节课涉及的分析思路和方法，为发挥学生学习的主动性，顺利学好并联电路的知识铺平道路．
注：
本教案依据的教材是人教社初中物理第二册。
“欧姆定律”教案示例之四
教学目的
1．理解欧姆定律的内容和公式。
2．会利用欧姆定律计算简单的电路问题。
3．通过介绍欧姆定律的发现问题，了解科学家为追求真理所做的不懈的努力，学习科学家的优秀品质。
教学重点和难点
欧姆定律及利用欧姆定律对电路问题进行计算。
教具
小黑板。
教学过程
（一）复习提问
1．（出示小黑板）请你分析表1、表2中的数据，看看可以分别得出什么结论。
2．将上一问中所得出的两个结论概括在一起，如何用简炼而又准确的语言表达？
学生可以各抒己见，相互间纠正概括中出现的错误，补充概括中的漏洞，得到较完整的结论。
教师复述结论，指出这一结论就是著名的欧姆定律。
（二）讲授新课
（板书）二、欧姆定律
1．欧姆定律的内容和公式
内容：
导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。
如果用U表示导体两端的电压，单位用伏；
用R表示导体的电阻，单位用欧；
用I表示导体中的电流，单位用安。
那么，欧姆定律的公式写为：
对欧姆定律作几点说明：
（l）此定律精辟地说出了电流、电压和电阻之间的关系。
电流、电压和电阻，它们是三个不同的电学量，但它们间却有着内在的联系。
定律中两个“跟”字，反映了电流的大小由电压和电阻共同决定，“正比”“反比”则准确的说出了电流随电压、电阻变化所遵循的规律（教师在“跟”“正比”“反比”的字样下方用彩笔画上“”）。
（2）定律中所说的电流、电压、电阻是对同一段导体而言的（教师用彩笔在“导体中的”“这段导体两端的”、“这段导体的”字样下方画上“”）。
需要在字母旁加脚标时，I、U、R的脚标应一致，如
（3）欧姆定律的发现过程，渗透着科学家的辛勤劳动。
向学生介绍欧姆的优秀品质，并对学生进行思想教育，要抓住以下三个要点：
其一：
欧姆的研究工作遇到了很大的困难，如当时没有电流计、又没有电压稳定的电源。
其二：
欧姆不是知难而退，而是勇于正视困难并解决困难。
他先后制成了相当精密的测量电流的扭秤，找到了电压稳定的电源，又经过长期的细致研究，终于取得了成果，他的这项研究工作，花费了十年的心血。
其三：
我们应学习欧姆的哪种优秀品质。
（4）欧姆定律为我们提供了解决电学问题的方法，如过去要知道电路中电流的大小，只有采用安培计测量的方法，而如今，除上述方法外，还可以在已知电
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