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学习目标

第一章电场电流

Ⅰ学习目标

知识与技能

1．知道点电荷模型，认识电荷守恒定律和库仑定律。

2．了解电场强度的概念，会用电场线、电场强度等来描述电场。

3．举例说明形式多样的静电现象。

4．了解电容器的结构和作用，知道电容的单位。

5．认识描述电流强弱的物理量，知道电源的电动势。

6．了解电阻型用电器的热功率，认识焦耳定律、电流的热效应。

过程与方法，情感、态度和价值观

1．通过查阅资料，拆解、观察、动手操作等形式，初步了解并正确使用常见家用电器。

2．通过万有引力定律与库仑定律的对比，进一步认识自然规律的多样性和统一性。

Ⅱ学习指导

一、本章知识结构

二、本章重难点分析

第一节电场

1．库仑定律

（1）内容：

在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

（2）公式：

（3）静电力常量：

k＝9.0×109N·m2／C2

（4）适用条件：

真空中的两个点电荷。

例题：

真空中两个点电荷之间库仑力为F，当两个电荷所带的电荷量都增加到原来的n倍，距离变为原来的

时，它们间的库仑力是多少？

解答：

直接利用库仑定律得：

两个电荷所带的电荷量都增加到原来的n倍，距离变为原来的

后，

。

2．电场强度

（1）电场强度的大小：

（2）电场强度的方向：

电场中某点场强方向规定为在该点的正电荷受的电场力的方向。

（3）电场强度的物理意义：

描述该点的电场强弱和方向，是描述电场力的性质的物理量，是矢量。

例题：

匀强电场竖直向下，场强大小为E。

有一个质量为m的带电小球，电量为＋q。

用绝缘细线连接于O点，处于平衡状态，如图所示。

求细线对小球的拉力大小。

分析：

如图所示，小球在竖直向下的重力G＝mg、竖直向下电场力F＝Eq和竖直向上细线的拉力T作用下处于平衡状态，依据一般平衡条件可求解细线的拉力T的大小。

解答：

T＝mg＋qE。

3．电场线的特点

（1）从正电荷出发到负电荷终止的曲线；

（2）电场线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致；

（3）电场线的密疏表示场强的强弱；

（4）静电场线是不闭合的、不相交的曲线。

第二节电流

1．电流

用通过导线横截面的电荷量Q与所用时间t的比值来描述电流的强弱，用I表示，即

电流的单位：

安培（A）。

2．电动势

（1）电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的，这种特性用电动势来表示，其大小等于电源没有接入电路时两极间的电压。

对于干电池来说，它反映了电源将化学能转化成电能的本领。

（2）单位：

伏特（V）。

（3）粗测电动势的方法：

用电压表直接并联在电池两端，示数U＝E。

3．欧姆定律

（1）公式：

（2）1Ω的意义：

在某导体两端加上1V的电压，若通过该导体的电流是1A，则该导体的电阻为1Ω。

（3）线性元件与非线性元件的伏安特性曲线

4．焦耳定律

Q＝I2Rt，这是一个由实验得出的定律，即电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比。

由公式很容易看出，通电时间越长，发热越多。

电阻的串联和并联：

（1）当R1与R2串联时，由公式Q＝I2Rt，易见，Q∝R，即电阻越大发热越多。

（2）当R1与R2并联时，由公式

，易见，Q∝

，即电阻越大发热越少。

Ⅲ探究与拓展

看一看：

观察一下额定电压相同的额定功率不同的两个照明灯泡的灯丝。

例如一个“220V100W”，一个“220V25W””，就会发现：

大功率的灯泡灯丝粗而短，电阻较小；小功率灯泡的灯丝细而长，电阻较大。

在同样的220V电压下，根据

，电阻较小的灯泡上通过的电流较强，发热的功率较大。

想一想：

既然用电器的电阻越小，它的电功率就越大，导线的电阻非常小，导线为什么不发光？

导线的电阻比用电器的电阻要小得多（如室内照明灯泡的电阻是几百到1000～2000Ω，而室内导线的电阻一般不到1Ω）。

但导线和用电器总是串联的，串联电路中电流强度是处处相等的，根据Q＝I2Rt，灯泡的功率比导线的大，且灯泡得到的功率又是集中在小小的灯丝上发光，而导线得到的功率却是散布在很长很大的体积上。

这样，接通电源之后，灯丝温度会立即上升到2000°C以上，炽热发光，而导线温度的升高却是微乎其微的。

所以灯泡发光时，导线不发光。

实际在照明电路中，如果导线过细，电阻过大，也会使电路温度过高，有时甚至也能发生火灾。

因此，要选择铜、铝等电阻率小的物质制造导线，并在可能的经济条件下，尽可能加粗导线，减小电阻，从而减小导线上的能量损失。

做一做：

找两节旧电池，与一小灯泡组成回路，灯泡发光。

用导线并联在小灯泡两端，灯泡熄灭，过一会儿，摸摸导线，是否发烫？

当导线和用电器并联时，发生短路。

由于导线的电阻比任何用电器电阻都小，所以一旦发生短路，被并联的灯泡都会一下子熄灭。

而短路导线上却出现强大的电流，发出大量的热，易引起火灾事故。

实际照明电路中，偶然由于线路故障或工作不慎发生短路，路端保险丝就会立刻烧毁，自动切断电源，从而保证线路安全。

第一节电场

1．真空中两个同性点电荷q1、q2，它们相距较近，保持静止状态。

今释放q2，且q2只在q1的库仑力作用下运动，则q2在运动过程中受到的库仑力（）

A．不断减小B．不断增大C．始终保持不变D．先增大后减小

2．真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大到原来的3倍，它们之间作用力的大小等于（）

A．FB．3FC．

D．

3．在真空中有两个点电荷，二者的距离保持一定。

若把它们各自的电量都增加为原来的3倍，则两电荷的库仑力将增大到原来的（）

A．3倍B．6倍C．9倍D．3倍

4．真空中放置两个点电荷，电量各为q1与q2，它们相距r时静电力大小为F，若将它们的电量分别减为

q1和

q2，距离减为

r，则它们之间的静电力大小是（）

A．

FB．FC．2FD．4F

5．真空中有相隔距离为r的两个点电荷，它们分别带4q和3q的电量，其间的静电力为F，如果保持它们之间的距离r不变，而将它们所带电量分别改变为2q和6q，那么它们之间的静电力的大小应为（）

A．

FB．2FC．4FD．F

6．一个电量为q的正点电荷，在各点场强大小和方向都相同的电场中，沿电场力的方向运动的位移为d。

若电场强度大小为E，在此过程中电场力对电荷做的功等于（）

A．

B．

C．

D．qEd

7．右图是电场中某区域的电场线分布图，P点是电场中的一点，则（）

A．P点的电场强度方向向左

B．P点的电场强度方向向右

C．正点电荷在P点所受的电场力的方向向左

D．正点电荷在P点所受的电场力的方向向右

8．右图是某区域的电场线图。

A、B是电场中的两个点，EA和EB分别表示A、B两点电场强度的大小，FA、FB分别表示同一个点电荷在A、B两点所受到的电场力的大小。

下面说法中正确的是（）

A．EA＞EBB．EA＜EB

C．FA＞FBD．FA＜FB

9．一个电子经静电场中的某点P受的静电力大小为8×10－17N，方向水平向右，以下说法正确的是（）

A．电子在P点产生的电场强度大小为500N／C，方向向左

B．P点的电场强度大小为500N／C，方向向左

C．一质子在P点时，受静电力大小为8×10－17N，方向向左

D．一个二价负离子在P点时，电场强度大小为1000N／C，方向向左

10．右图是烟囱中静电除尘原理示意图。

A为与烟囱金属管相连的一个电极，B为与金属丝相连的另一个电极，C和D分别表示烟囱的两个气口。

在A、B之间加上高电压，金属丝附近的强电场将空气分子电离为电子和正离子。

煤粉俘获电子而带上负电，而后被吸附到带正电的电极上，因此排出的烟就比较清洁了。

有关这种静电除尘的装置，下列说法正确的是（）

A．高压电源的正极接A，负极接B

B．高压电源的负极接A，正极接B

C．C为烟气的进气口，D为排气口

D．D为烟气的时气口，C为排气口

11．下列与静电现象有关的是（）

A．高压电气设备的金属元件，表面要很光滑

B．燃气灶上的电子点火器

C．干燥的天气里，容易被电击一下

D．静电喷漆

12．电容的单位是（）

A．库仑（C）B．法拉（F）

C．伏特（V）D．安培（A）

13．如图所示是用来测量液体深度的电容式传感器。

金属芯线与导电溶液作为电容的两极接入电路中。

关于这个传感器的工作原理，以下说法正确的是（）

A．它是利用电容随极板间的正对面积的变化而变化来测定导电流体的深度的

B．它是利用电容随极板间距的变化而变化来测定导电流体的深度的

C．它是利用电容随极板间电压的变化而变化来测定导电流体的深度的

D．它是利用电容随极板间电介质的变化而变化来测定导电流体的深度的

第二节电流

1．在一条导线中通有恒定电流I。

如果每个电子的电量用e表示，那么，在时间t内通过该导线某一横截面的自由电子数等于________。

2．填写下表中各电池的电动势

5号干电池

7号干电池

铅蓄电池

手机锂电池

纽扣电池

水果电池

电池电动势E／V

3．一根粗细均匀，阻值为8Ω的电阻丝，在温度不变的情况下，先将它等分成四段，每段电阻为R1；再将这四段电阻丝并联，并联后总电阻为R2。

则R1与R2的大小依次为（）

A．1Ω，0.5ΩB．4Ω，1ΩC．2Ω，0.5ΩD．2Ω，1Ω

4．一根粗细均匀的电阻丝，其电阻为4Ω。

今将它均匀拉长为原来的2倍，则其电阻变为________Ω。

（假设电阻丝温度不变）

5．一个正常发光的灯泡，两端的电压是36V，通过的电流是2A。

这时灯泡的电阻是_______Ω，它在10min内产生的热量是_______J。

6．在如下图左所示的电路中，R1＝1Ω，R2＝2Ω，R3＝3Ω，那么通过电阻R1，R2，R3的电流之比I1∶I2∶I3为（）

A．1∶2∶3B．3∶2∶1C．2∶1∶3D．3∶1∶2

7．如上图右所示电路中，A，B的电压保持一定，UAB＝12V，电阻R1＝R2＝R3＝6Ω。

电键S未接通时，R1两端电压是________V；电键S接通时，R1两端电压是________V。

8．在如右图所示电路中，L是并联在电阻R2上的一段电阻忽略不计的导线，电路两端A，B间的电压U恒定，电键S闭合。

那么应认为（）

A．通过电阻R1和R2的电流相等

B．通过电阻R1和导线L的电流相等

C．R1两端电压小于电路两端电压U

D．如果断开电键S，R1两端电压将增大

9．如图所示的电路中，各电阻都不为零。

电键接通后与接通前比较，电压表读数的变化情况是（）

A．变大

B．变小

C．不变

D．因电阻未知，无法判断

10．用阻值分别是R1＝10Ω、R2＝20Ω、R3＝80Ω的三只电阻，适当连接后可以得到26Ω的阻值，正确的连接方法是（）

A．将三只电阻串联

B．将三只电阻并联

C．先将R1与R2并联后再与R3串联

D．先将R2与R3并联后再与R1串联

11．一个小电珠上标有“6V0.3A”，它在正常发光时的电阻是（）

A．20ΩB．1.8ΩC．0.05ΩD．6.3Ω

12．许多人造卫星都用太阳能电池供电，太阳能电池由许多片电池板组成。

当太阳光照射某电池板时，该电池板的开路电压是600mV，若用5块这样的电池板组成太阳能电池，那么，这太阳能电池的电动势是（）

A．3VB．120mVC．1.8VD．300mV

13．两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系图线如下图左所示，可知两