人教版高中物理教案-电源与电流

課題課題 2.12.1 電源和電流電源和電流年年月月設計教師設計教師授課教師授課教師時間時間日第日第周周一、知識與技能一、知識與技能課型課型新授課新授課課時課時1 1 課時課時1讓學生明確電源在直流電路中的作用，理解導線中的恒定電場的建立2知道恒定電流的概念和描述電流強弱程度的物理量-電流3從微觀意義上看電流的強弱與自由電子平均速率的關係。教學教學二、過程與方法二、過程與方法目標目標通過類比和分析使學生對電源的的概念、導線中的電場和恒定電流等方面的理解。三、情感態度與價值觀三、情感態度與價值觀通過對電源、電流的學習培養學生將物理知識應用於生活的生產實踐的意識，勇於探究與日常生活有關的物理學問題。重點：重點：理解電源的形成過程及電流的產生。重點重點難點：難點：電源作用的道理，區分電子定向移動的速率和在導線中建立電場的速率這兩個不難點難點同的概念。教法教法教具教具教學過程設計教學過程設計教材處理教材處理引入新課：教師活動：為什麼雷鳴電閃時，強大的電流能使天空發出耀眼的強光，但它只能存在於一瞬間，而手電筒中的小燈泡卻能持續發光？通過現象對比，激發學生的求知欲。調動學生的學習積極性。過渡：要回答這個問題，就要從電源的知識學起。目標定向：理解電源的形成過程及電流的產生1電源教師：（投影）教材圖 2.11，（如圖所示）師生活動師生活動教學過程設計教學過程設計教材處理教材處理師生活動師生活動分別帶正、負電荷的A、B兩個導體球，它們的周圍存在電場。如果用一條導線R將它們連接起來，分析A、B周圍的電場、A、B之間的電勢差會發生什麼變化？最後，A、B兩個導體球會達到什麼狀態？R中出現了怎樣的電流？學生活動：在教師的引導下，分析A、B周圍的電場、A、B之間的電勢差的變化情況。認識到，最終A、B兩個導體球會達到靜電平衡狀態。理解導線R中的電流只能是暫態的。【問題】如何使電路中有持續電流？（讓學生回答電源）【問題】如何使電路中有持續電流？（讓學生回答電源）類比：（把電源的作用與抽水機進行類比）如圖21，水池 A、B 的水面有一定的高度差，若在A、B 之間用一細管連起來，則水在重力的作用下定向運動，從水池 A 運動到水池 B。A、B 之間的高度差很快消失，在這種情況下，水管中只可能有一個暫態水流。教師提問：怎樣才能使水管中有源源不斷的水流呢?讓學生回答：可在 A、B 之間連接一台抽水機，將水池B 中的水抽到水池A 中，這樣可保持A、B 之間的高度差，從而使水管中有源源不斷的水流。歸納：電源就是把自由電子從正極搬遷到負極的裝置。（從能量的角度看，電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉變為電能的裝置）2導線中的電場：教師：（投影）教材圖 2.13，（如圖所示）介紹圖中各部分的意義，取出圖中方框中的一小段導線及電場線放大後進行研究，如圖所示。教學過程設計教學過程設計教材處理教材處理教師引導學生討論導線中的電場將如何變化，最終又會達到怎樣的狀態。要把思維的過程展現給學生。導線中的電場是兩部分電荷分佈共同作用產生的結果，其一是電源正、負極產生的電場，可將該電場分解為兩個方向：沿導線方向的分量使自由電子沿導線作定向移動，形成電流；垂直於導線方向的分量使自由電子向導線某一側聚集，從而使導線的兩側出現正、負淨電荷分佈。其二是這些電荷分佈產生附加電場，該電場將削弱電源兩極產生的垂直導線方向的電場，直到使導線中該方向合場強為零，而達到動態平衡狀態。此時導線內的電場線保持與導線平行，自由電子只存在定向移動。因為電荷的分佈是穩定的，故稱恒定電場。通過“思考與討論”讓學生區分靜電平衡和動態平衡。恒定電場：由穩定分佈的電荷所產生的穩定電場稱恒定電場。3電流（標量）（1）概念：電荷的定向移動形成電流。（2）電流的方向：規定為正電荷定向移動的方向。（3）定義：通過導體橫截面的電量跟通過這些電量所用的時間的比值。定義式：I師生活動師生活動Qt電流的微觀表示：取一段粗細均勻的導體，兩端加一定的電壓，設導體中的自由電子沿導體定向移動的速率為 v。設想在導體中取兩個橫截面B 和 C，橫截面積為 S，導體中每單位體積中的自由電荷數為n，每個自由電荷帶的電量為q，則 t 時間內通過橫截面 C 的電量 Q 是多少？電流 I 為多少？-引導學生推導老師歸納：Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS這就是電流的微觀表示式。（4）單位：安培（A），1 A=10 mA=10 A（5）電流的種類 直流電：方向不隨時間而改變的電流。直流電分為恒定電流和脈動直流電兩類：其中大小和方向都不隨時間而改變的電流叫恒定電流；方向不隨時間改變而大小隨時間改變的電流叫脈動直流電。36 交流電：方向和大小都隨時間做週期變化的電流。教學過程設計教學過程設計教材處理教材處理師生活動師生活動課本例題教學過程設計教學過程設計教材處理教材處理師生活動師生活動通過例題分析讓學生把電流與導線內自由電子的定向移動的速率聯繫起來，同時說明定向移動的速率和在導線中建立電場的速率是兩個不同的概念。知識點 1.電流例關於電流，以下說法正確的是（）通過截面的電荷量的多少就是電流的大小電流的方向就是電荷的定向移動方向在導體中，只要自由電荷在運動，就一定會形成電流導體兩端沒有電壓就不能形成電流思路分析根據電流的概念，電流是單位時間內通過截面的電荷量，知項錯。規定正電荷定向移動方向為電流方向，知項錯。自由電荷持續的定向移動才會形成電流，錯，對。正確地理解概念，才是學好物理的關鍵。【例 2】在電解液中，若 5s 內沿相反方向通過面積為0.5m 的橫截面的正負離子電荷量均為 5C，則電解液中的電流是多大？解：通過橫截面得電荷量q為正、負離子的電荷量絕對值之和，即q=5C 2=10C，由公式I=q/t=2A。2A誤認為I=q/t中的q為通過單位面積的電荷量,實際上q與橫截面的面積大小無關.將電解液導電等同於金屬導體導電,誤認為電荷量 q=5C.1、電子繞核運動可等效為一環形電流,設氫原子中的電子以速率v在半徑為r的軌道上運動，用e表示電子的電荷量，則其等效電流為多大？ev/2r2、某電解池，如果在1s 內共有 5 10 個二價正離子和 1.0 10 個一價負離子通過某截面，那麼通過這個截面的電流是（）A.0A B.0.8A C.1.6A D.3.2A D上題中，若 1s 內有 5 10 個二價正離子和 1.0 10 個一價負離子分別在陰極和181918192陽極放電，電路中的電流是()B教學過程設計教學過程設計師生活動師生活動教材處理教材處理【例 3】銅的原子量為m,密度為，每摩爾銅原子有n個自由電子，今有一根橫截面為S的銅導線，當通過的電流為I時，電子平均定向移動的速率為（）A.光速 c B.I/neS C.I/neSm D.mI/nes D教學日記：教學日記：板書設計板書設計