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1、新人教版高中物理选修 3-1 优秀教案第二章恒定电流全 章 教 学 设 计全章教学内容分析本章介绍电路的基本概念和规律，在物理学发展史上，从静电到电流(动电) 有一个辩证的发展过程，从内容上来说，本章和上一章有着必然的内在联系。首先，电路中的电压概念就是静电学中的电势差，导体中的电场也是在静电场基础上引入的电流场(动态的恒定电场) ，而自由电荷在导体中的定向移动，则简化为带电粒子在电场力作用下的定向移动。其次，无论电场还是电路，都共同遵守能量守恒这一物理学的基本规律。从电源、电动势、部分电路的电功和电热，到闭合电路欧姆定律、电源的总功率、输出功率和内电路消耗的功率，都是能量守恒的具体体现。本章
2、是电学实验的核心，教材提供了大量的探究性学习素材，为学生的自主学习和理解科学探究的基本方法创造了条件。本章设计了四个学生分组实验，即“测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器 )”“描绘小电珠的伏安特性曲线 ”“测定电源的电动势和内阻”和“练习使用多用电表” ，除此以外，还设计了若干演示实验及课内外做一做、设计与探究、调查与分析等内容，供课堂内外灵活使用。课标要求1内容标准(1)观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。(2)初步了解多用电表的原理。通过实际操作学会使用多用电表。例 1：以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。例 2：以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极
3、，判断大容量电容器是否断路或者漏电。(3)通过实验探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。(4)知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。(5)测量电源的电动势和内阻。(6)知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活和生产中的应用。例 3：观察常见电热器的结构，知道其使用要点。(7)通过实验观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理及其在自动控制中的应用。(8)初步了解集成电路的作用。关注我国集成电路等元器件研究的发展情况。2活动建议(1)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的 IU 特性曲线，对比它们导电性能的特点。(2)用光敏二极管和微型话筒制作楼道灯的光控声控开关。(3)收集新型电热器的
4、资料，了解其发热原理。(4)制作简单的门电路。(5)利用集成块制作简单的实用装置。知识版块及知识结构电路基本概念(电流、电压、电阻、电源 )电路基本结构 (闭合电路与串、并联电路)电路基本规律(部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律、电阻定律) 电路基本能量关系(电功与电热、焦耳定律、串、并联电路的功率分配、电源的总功率与输出功率)电路的基本应用( 电学实验)。新人教版高中物理选修 3-1 优秀教案知识结构图教学目标1知识与技能(1)初步了解常见电路元件在电路中的作用。初步了解多用电表的原理。(2)知道电阻定律。知道焦耳定律，理解闭合电路欧姆定律。(3)知道电源的电动势和内电阻。(4)制作简单的门
5、电路。利用集成块制作简单的实用装置。用光敏二极管和微型话筒制作楼道灯的光控、声控开关。(5)初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。初步了解集成电路的作用。通过实验，观察门电路的基本作用。2过程与方法(1)通过分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的 IU 特性曲线，对比它们导电性能的特点。(2)通过实验，探究决定导线电阻的因素，探究并对比电阻测量的几种常用方法。(3)通过实验，探究闭合电路中电源内、外电压的变化规律，测量电源的电动势和内电阻。(4)收集新型电热器的资料，了解其发热原理。(5)通过观察常见电热器的结构，知道其使用要点。(6)观察并尝试识别常见的电路元件，通过实际操作学会
6、使用多用电表。尝试以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。3情感、态度与价值观(1)了解焦耳定律在生活、生产中的应用。(2)在探究决定导线电阻的因素和电源内、外电压的变化规律等的活动中产生研究电路知识的兴趣。(3)在电阻测量、多用电表的使用、测量电源的电动势和内电阻等实验活动中获得成功的体验。(4)关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况，增强民族自豪感，立志为祖国富强而努力学习。(5)通过了解常见家用电器的电路构造和工作原理，体会电路知识在生活、生产中的重要作用。学情分析新人教版高中物理选修 3-1 优秀教案本章的
7、电流、电阻、部分电路欧姆定律、焦耳定律、串联分压和并联分流等内容，与9 年级电学内容有部分相近或重复，同时对重点内容在原有基础上有所加深，并拓展到一些新的物理规律，如非纯电阻电路，在此基础上介绍闭合电路知识。这种安排一方面考虑到学生初中学过的电学知识时间较久，已有遗忘，通过再现让他们感到熟悉，增强信心。另一方面，这种螺旋式上升的安排有利于学生知识体系的构建，让学生在相近或重复中体会研究物理问题的科学方法。实验方面，学生在初中已有了电路连接和电表使用的一般技能，对电路设计和电学测量有了一定的知识和技能准备，便于电学实验教学的开展。教学要求与建议1注重知识间的内在联系，如能量主线、概念联系、电路结
8、构、欧姆定律等等。利用知识的内在联系帮助学生建构知识体系。2强调类比方法，注重本章知识与生活、技术、社会的联系。教学中尽量体现“让物理走进生活” ，让学生体会到物理就在我们身边、学习物理是有用的。要充分利用“做一做”“思考与讨论” “科学漫步” “说一说”等栏目，提高学生学习物理的兴趣，调动学生的参与热情。3充分利用教材中的探究题材，指导学生开展自主探究与合作探究。多让学生参与实验，了解物理知识和规律的获取过程和方法。课时分配建议1电源和电流 1 课时2电动势 1 课时3欧姆定律 1 课时4串联电路和并联电路 2 课时5焦耳定律 1 课时6电阻定律 1 课时7闭合电路的欧姆定律 2 课时8多用
9、电表 2 课时9实验：测定电池的电动势和内阻 1 课时10 简单的逻辑电路 2 课时1电源和电流整 体 设 计教学分析学生在学习了第一单元的静电场后，对电场力做功、电势、电势能的概念已经有了较深刻认识，此刻不失时机地引导学生认识恒定电场，符合学生心理特点。教材利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况，引导学生分析恒定电场形成的过程，并引出了电源和恒定电流的定义和物理意义。教师引导学生分析思考，这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。教学目标1让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立。2知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量电流。3从微观意义上看电流的强弱与自由
10、电子平均速率的关系。4通过对电源、电流的学习，学生学会类比理解电动势，培养学生将物理知识应用于新人教版高中物理选修 3-1 优秀教案生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。教学重点难点及突破重点理解电源的形成过程及电流的产生，会灵活运用公式计算电流的大小。本节课把电源与抽水机进行类比解决了电源的作用这个难点。教学方法与手段课堂教学中，采用教师引导学生分析，学生主动思考，师生共同总结或加以点评的方法，既能发散学生的思维，调动学生的积极性，活跃课堂气氛，又能减少学生学习物理的恐惧感。对于电源的作用这一难点通过类比的方法使学生更容易理解。课 前 准 备教学媒体投影片，多媒体课件，电
11、闪雷鸣的视频，静电图片，小灯泡发光的简单电路。知识准备1静电场的电场线，电势、电势差的有关知识。2初中电流的形成的有关知识。教 学 过 程主要教学环节与事件：分任务、师生活动、设计说明。导入新课事件 1教学任务：创设情景，导入新课。师生活动：【展示】雷鸣电闪的视频。【演示】小灯泡发光的实验。观察并讨论：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而电路中的小灯泡却能持续发光？通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。结论：小灯泡电路中有电源。推进新课事件 2教学任务：电源的作用。师生活动：投影下面的图片思考与讨论：分别带正、负电荷的 A、B 两个导体球
12、，如果用一条导线将它们连接起来，A、B 之间的电势差会发生什么变化？最后，A 、B 两个导体球会达到什么状态？导线中能否出现电流？这个电流有什么特点？结论：最终 A、B 两个导体球会达到静电平衡状态，导线中的电流只能是瞬时的。新人教版高中物理选修 3-1 优秀教案思维拓展：如何使电路中有持续电流？类比：如图，水池 A、B 的水面有一定的高度差，若在 A、B 之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池 A 流动到水池 B。A、B 之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。思考与讨论：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？结论：可在 A、B 之间连接一台抽水机，将水
13、池 B 中的水抽到水池 A 中，这样可保持A、B 之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。思维拓展：电源的作用与抽水机相似就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置，使得导体两端保持电势差(电压)，电路中就会有持续的电流。结论：电源能使电路中产生持续电流。事件 3教学任务：导线中的电场师生活动：问题引导：在有电源的电路中，导线内部的电场强度有何特点呢？投影(如图所示)介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行研究，如图所示。讨论与交流：导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态？参考解释：新人教版高中物理选修 3-1 优秀教案导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的
14、结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线做定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷。其二是这些感应电荷产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只会在导体中定向移动。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，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。结论：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。事件
15、 4教学任务：恒定电流师生活动：问题引导：在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从而形成电流，恒定电场中的电流有何特点呢？参考解释：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，而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。如果我们在这个电路中串联一个电流表，电流表的读数保持恒定。总结与归纳：恒定电场中的电流是恒定不变的，大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。事件 5教学任务：电流强弱的描述电流。师生活动：问题引导：如何表示恒定电流的强弱呢？电流的定义：物理上把通过导体横截面的电荷量 q 跟通过这些电荷量所用的时间 t
16、 的比值称为电流。用 I 表示电流。电流定义式：I 。qt单位：国际单位：安培(A) ， 1 A1 C/s。常用单位：毫安 (mA)、微安(A) 。电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。思维拓展：(1)电流是标量；(2)在金属导体中，电流方向与自由电荷( 电子)的定向移动方向相反；(3)在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反。导电时，电荷量 q 表示通过截面的正、负离子电荷量绝对值之和。事件 6教学任务：电流的应用。师生活动：1在金属导体中，若 10 s 内通过横截面的电荷量为 10 C，则导体中的电流为_；结论：电流等于通过导体横截面的_跟通过这些_所用的_的比值。2关于电流的方向，下列叙述中正确的是()A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向B在电解质溶液中有自由的正离子和负离子
