第一篇:高中物理 2.1電源和電流教學(xué)案 新人教版選修3-1
第二章 恒定電流 第一節(jié) 電源和電流
班級(jí)________
姓名________ 等第_________ 【教學(xué)目標(biāo)】
理解電源的形成過(guò)程及電流的產(chǎn)生。會(huì)靈活運(yùn)用公式計(jì)算電流的大小?!窘虒W(xué)內(nèi)容】
一、預(yù)習(xí)作業(yè)
1._____________________________是電源
2.________________________________稱為恒定電場(chǎng),________________________稱為恒定電流.3.電流的定義式為_(kāi)___________________ 4.只要導(dǎo)體兩端存在______,導(dǎo)體中的自由電子就在______力的作用下,從電勢(shì)____
處向電勢(shì)______處定向移動(dòng).移動(dòng)的方向與導(dǎo)體中的電流方向________.
二、典型例題
1、關(guān)于電流,下列說(shuō)法中正確的是().
A.只要導(dǎo)體中無(wú)電流,其內(nèi)部的自由電荷就停止運(yùn)動(dòng)了 B.金屬導(dǎo)體中電流的方向就是自由電子定向移動(dòng)的方向 C.電流雖然有方向,但電流是個(gè)標(biāo)量
D.電流的傳導(dǎo)速率即為自由電荷定向移動(dòng)速率
2、有一根橫截面積為S的銅導(dǎo)線.流過(guò)其中的電流為I,設(shè)單位體積的導(dǎo)線內(nèi)有n個(gè)自由 電子.電子的電荷量為q.此時(shí)自由電子定向移動(dòng)的速率為v,在時(shí)間△t內(nèi),通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表不為()
I?tI?tA.nvS?t
B.nv?t
C.q
D.Sq
2、在電解液中,(1)若5s內(nèi)沿相反方向通過(guò)面積為0.5m2的橫截面的正負(fù)離子的電荷量均為5C,則電解液中的電流為多大?(2)若5s內(nèi)到達(dá)陽(yáng)極的負(fù)離子和到達(dá)陰極的正離子均為5C,則電流的大小為多大?
三、隨堂練習(xí)
1、如圖所示的電解槽中,如果在4s內(nèi)各有8c的正、負(fù)電荷通過(guò)面積為0.8㎡的橫截面AB,那么 ⑴在圖中標(biāo)出正、負(fù)離子定向移動(dòng)的方向;⑵電解槽中的電流方向如何?⑶4s內(nèi)通過(guò)橫截面AB的電量為多少? ⑷電解槽中的電流為多大?
3.已知電子的電荷量為e,質(zhì)量為m.氫原子的電子在原子核的靜電力吸引下做半徑為r 的勻速圓周運(yùn)動(dòng),電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流為多大?
四、課堂總結(jié) 【鞏固練習(xí)】
1.下列敘述中,產(chǎn)生電流的條件是
()A.有自由電子
B.導(dǎo)體兩端存在電勢(shì)差 C.任何物體兩端存在電壓
D.導(dǎo)體兩端有恒定電壓 2.下列說(shuō)法中正確的有
()A.導(dǎo)體中電荷運(yùn)動(dòng)就形成了電流
B.電流強(qiáng)度的單位是安培
C.電流強(qiáng)度有方向,它是一個(gè)矢量
D.一切導(dǎo)體,只要其兩端電勢(shì)差為零,則電流強(qiáng)度就為零 3.對(duì)電流概念的正確理解是
()A.通過(guò)導(dǎo)體的橫截面的電量越多,電流越大
B.導(dǎo)體的橫截面越大,電流越大
C.單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量越大,電流越大
D.導(dǎo)體中的自由電荷越多,電流越大
4.下列關(guān)于電流的說(shuō)法中,正確的是
()
A.金屬導(dǎo)體中,電流的傳播速率就是自由電子定向移動(dòng)的速率 B.溫度升高時(shí),金屬導(dǎo)體中自由電子熱運(yùn)動(dòng)加快,電流也就加大
C.電路接通后,電子就由電源出發(fā),只要經(jīng)過(guò)一個(gè)極短的時(shí)間就能達(dá)到用電器
D.通電的金屬導(dǎo)體中,自由電子的運(yùn)動(dòng)是熱運(yùn)動(dòng)和定向移動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),電流的傳播速率等于光速
5.通過(guò)一個(gè)導(dǎo)體電流是5A,經(jīng)過(guò)4min通過(guò)該導(dǎo)體一個(gè)截面的電量是()A.20C B.50C C.1200C D.2000C 6.下列說(shuō)法中正確的是().A.電流的方向就是電荷移動(dòng)的方向
B.在某一直流電源的外電路上,電流的方向是從電源正極流向負(fù)極 C.電流都是由電子的移動(dòng)形成的 D.電流是有方向的量,所以是矢量
7.某一探測(cè)器因射線照射,內(nèi)部氣體電離,在時(shí)間t內(nèi)有n個(gè)二價(jià)正離子到達(dá)陰極,有2n個(gè)電子到達(dá)探測(cè)器的陽(yáng)極,則探測(cè)器電路中的電流為().A.0 B.2ne/t C.3ne/t D.4ne/t
8.金屬導(dǎo)體導(dǎo)電是
作定向移動(dòng),電解液導(dǎo)電是
作定向移動(dòng),氣體導(dǎo)電是
和
都作定向移動(dòng)。
9、在一次閃電的過(guò)程中,流動(dòng)的電荷量大約為300C,持續(xù)的時(shí)間大約是0.005s,所形成的平均電流強(qiáng)度為多大?這些電荷量如以0.5A的電流強(qiáng)度流過(guò)電燈泡,可使燈泡照明多長(zhǎng)時(shí)間?
第二篇:《2.1電源和電流》學(xué)案設(shè)計(jì)
《電源和電流》學(xué)案設(shè)計(jì)
云南昭通市鹽津縣第三中學(xué) 蔣顯翠
學(xué)時(shí):1學(xué)時(shí)
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解形成電流的條件,知道電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)。初步體會(huì)動(dòng)態(tài)平衡的思想;
2.理解電流的定義,知道電流的單位、方向的規(guī)定;理解恒定電流;
3.經(jīng)歷金屬導(dǎo)體內(nèi)自由電子定向移動(dòng)速率的推導(dǎo)過(guò)程,從微觀的角度理解導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)與電流之間的關(guān)系。
二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):理解電源的形成過(guò)程及電流的產(chǎn)生。
難點(diǎn):電源作用的道理,區(qū)分電子定向移動(dòng)的速率和在導(dǎo)線中建立電場(chǎng)的速率這兩個(gè)不同的概念。
三、自主學(xué)習(xí)過(guò)程
目標(biāo)一:了解形成電流的條件,知道電源的作用和導(dǎo)體中的恒定電場(chǎng)。初步體會(huì)動(dòng)態(tài)平衡的思想;
1.電流的形成思考討論:分別帶正、負(fù)電荷的A、B兩個(gè)導(dǎo)體球,它們的周圍存在電場(chǎng)。如果用一條導(dǎo)線R將它們連接起來(lái),分析A、B周圍的電場(chǎng)、A、B之間的電勢(shì)差會(huì)發(fā)生什么變化?最后,A、B兩個(gè)導(dǎo)體球會(huì)達(dá)到什么狀態(tài)?R中出現(xiàn)了怎樣的電流?
導(dǎo)體中的 在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生 形成電流。
倘若在A、B之間連接一個(gè)裝置P,作用是不斷地把電子從A搬運(yùn)到B,使AB之間始終存在一定的電場(chǎng),從而保持持續(xù)電流。
裝置P
2.電源的作用
,能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置。
保持導(dǎo)體兩端的,使電路有。
3.形成電流的條件
①存在自由電荷
金屬導(dǎo)體── ;電解液──。
②導(dǎo)體兩端存在電壓
當(dāng)導(dǎo)體兩端存在電壓時(shí),導(dǎo)體內(nèi)建立了電場(chǎng),導(dǎo)體中的自由電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生定向移動(dòng),形成電流。
4.恒定電場(chǎng)
導(dǎo)線中的電場(chǎng)是由、等電路元件所積累的電荷在導(dǎo)線內(nèi)共同形成的電場(chǎng),導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)保持和平行。盡管這些電荷也在運(yùn)動(dòng),但有的流走了,另外的又來(lái)補(bǔ)充,所以電荷的分布是穩(wěn)定的,電場(chǎng)的分布也穩(wěn)定。由 產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)稱為恒定電場(chǎng)(動(dòng)態(tài)平衡)。
目標(biāo)二:理解電流的定義,知道電流的單位、方向的規(guī)定;理解恒定電流;
恒定電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度不變
自由電子在各個(gè)位置的定向運(yùn)動(dòng)速率也不變
串聯(lián)一個(gè)電流表,讀數(shù)不會(huì)變(恒定電流)
1.由 分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng),稱為恒定電場(chǎng)。
2.把、都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流。
3.電流的 程度用電流這個(gè)物理量表示;規(guī)定 定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?;電流的單位是,符?hào)是 ;公式為。
目標(biāo)三:經(jīng)歷金屬導(dǎo)體內(nèi)自由電子定向移動(dòng)速率的推導(dǎo)過(guò)程,從微觀的角度理解導(dǎo)體中電荷的定向移動(dòng)與電流之間的關(guān)系。
1.請(qǐng)你在教師的引導(dǎo)下學(xué)習(xí)課本例題;
2.請(qǐng)你獨(dú)立完成教材“問(wèn)題與練習(xí)”第2、3題。
3.請(qǐng)你推導(dǎo):取一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體,兩端加一定的電壓,設(shè)導(dǎo)體中的自由電子沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v。設(shè)想在導(dǎo)體中取兩個(gè)橫截面B和C,橫截面積為S,導(dǎo)體中每單位體積中的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷帶的電量為q,則t時(shí)間內(nèi)通過(guò)橫截面C的電量Q是多少?電流I為多少?
四、小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容
_________________________________________________________。
五、課后鞏固
1.對(duì)于金屬導(dǎo)體,還必須滿足下列哪一個(gè)條件才能在導(dǎo)體中產(chǎn)生恒定的電流?(A.有可以自由移動(dòng)的電荷
B.導(dǎo)體兩端有電壓;
C.導(dǎo)體內(nèi)存在電場(chǎng)
D.導(dǎo)體兩端加有恒定的電壓
2.關(guān)于電流,下列說(shuō)法中正確的是()
A.通過(guò)導(dǎo)線截面的電量越多,電流越大)
A B.電子運(yùn)動(dòng)的速率越大,電流越大
C.單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體截面的電量越多,導(dǎo)體中的電流越大
D.因?yàn)殡娏饔蟹较颍噪娏魇鞘噶?/p>
3.某電解池,如果在1s鐘內(nèi)共有5×10個(gè)二價(jià)正離子和1.0×10個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)某截面,那么通過(guò)這個(gè)截面的電流是()
A.0A B.0.8A C.1.6A D.3.2A
4.導(dǎo)體中的電流是5μA,那么在3.2S內(nèi)有______C的電荷定向移動(dòng)通過(guò)導(dǎo)體的橫截面,相當(dāng)于______個(gè)電子通過(guò)該截面。
5.設(shè)金屬導(dǎo)體的橫截面積為S,單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n,自由電子定向移動(dòng)速度為v,那么在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)某一橫截面積的自由電子數(shù)為_(kāi)_____;若電子的電量為e,那么在時(shí)間t內(nèi),通過(guò)某一橫截面積的電量為_(kāi)_____;若導(dǎo)體中的電流I,則電子定向移動(dòng)的速率為_(kāi)_____。
6.某電解槽內(nèi),在通電的2s內(nèi)共有3C的正電荷和3C的負(fù)電荷通過(guò)槽內(nèi)某一橫截面,則通過(guò)電解槽的電流為_(kāi)_____A。
7.在氫原子模型中,電子繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一個(gè)環(huán)形電流。設(shè)氫原子中電子在半徑為r的軌道上運(yùn)動(dòng),其質(zhì)量、電量分別用m和e來(lái)表示,則等效電流I等于多少?
8.在彩色電視機(jī)的顯像管中,從電子槍射出的電子在加速電壓U作用下被加速,且形
19成電流為I的平均電流,若打在熒光屏上的高速電子全部被熒光屏吸收。設(shè)電子質(zhì)量為m,電量為e,進(jìn)入加速電場(chǎng)之前的初速不計(jì),則t秒內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)為多少?
課后鞏固參考答案
1.D
2.C
3.D
4.1.6×10,1×10
5.nsvt,ensvt,I/ens
6.3;
7.8.
第三篇:選修3-1 2.1電源和電流 教案
選修3-1 電源和電流 教案
教材分析:
本節(jié)教材內(nèi)容有初中所學(xué)知識(shí)和高中所學(xué)靜電場(chǎng)知識(shí)鋪墊,開(kāi)篇引入承接前一章所教靜電場(chǎng)相關(guān)內(nèi)容,由老師設(shè)問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生分析,若用用導(dǎo)線連接兩個(gè)帶異種電荷的導(dǎo)體,會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)電流,請(qǐng)學(xué)生思考如何產(chǎn)生持續(xù)的電流。接下來(lái)先請(qǐng)學(xué)生觀察兩只在不同高度用水管相連的水杯,請(qǐng)同學(xué)回答如何在兩只不同高度的水杯之間產(chǎn)生連續(xù)的水流,從而引入電源的概念,初步介紹電源在電流形成過(guò)程中的作用。學(xué)情分析:
已知
初中所學(xué)知識(shí)和高中所學(xué)靜電場(chǎng)知識(shí)鋪墊 未知
1、了解電源的形成過(guò)程。
2、掌握恒定電場(chǎng)和恒定電流的形成過(guò)程。3、會(huì)靈活運(yùn)用公式計(jì)算電流的大小。
想知
利用水流類比理解恒定電流的形成,并能通過(guò)恒定電場(chǎng)的形成理解導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)的動(dòng)態(tài)平衡。
難知
理解電源的作用、導(dǎo)體內(nèi)恒定電場(chǎng)的形成、恒定電流的形成。錯(cuò)知 教學(xué)過(guò)程:
(一)引入新課
教師:前面一章我們通過(guò)對(duì)靜電場(chǎng)的學(xué)習(xí)不僅獲得了許多關(guān)于電現(xiàn)象的知識(shí),而且形成了若干重要的電學(xué)概念和研究方法,為我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)的其他內(nèi)容奠定了重要基礎(chǔ)。
這節(jié)課就來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)電流的知識(shí)。(板書課題:導(dǎo)體中的電場(chǎng)和電流)
(二)進(jìn)行新課 教師活動(dòng):為什么雷鳴電閃時(shí),強(qiáng)大的電流能使天空發(fā)出耀眼的強(qiáng)光,但它只能存在于一瞬間,而我們教室的燈泡卻能連續(xù)發(fā)光?
(注:通過(guò)現(xiàn)象對(duì)比,激發(fā)學(xué)生的求知欲。調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。)過(guò)渡:要回答這個(gè)問(wèn)題,首先請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本“電源”部分的第一節(jié)。1.電源
教師:(投影)教材圖2.1-1,(如圖所示)
分別帶正、負(fù)電荷的A、B兩個(gè)導(dǎo)體球,它們的周圍存在電場(chǎng)。如果用一條導(dǎo)線R將它們連接起來(lái),分析A、B周圍的電場(chǎng)、A、B之間的電勢(shì)差會(huì)發(fā)生什么變化?最后,A、B兩個(gè)導(dǎo)體球會(huì)達(dá)到什么狀態(tài)?R中出現(xiàn)了怎樣的電流?
學(xué)生活動(dòng):在教師的引導(dǎo)下,分析A、B周圍的電場(chǎng)、A、B之間的電勢(shì)差的變化情況。認(rèn)識(shí)到,最終A、B兩個(gè)導(dǎo)體球會(huì)達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。理解導(dǎo)線R中的電流只能是瞬時(shí)的。
教師:請(qǐng)同學(xué)們觀察下面的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
(對(duì)比實(shí)驗(yàn))兩只不同高度的水杯,一只裝滿水,兩只杯子通過(guò)軟管相連;觀察水從高處杯子流進(jìn)低處的杯子;
教師:請(qǐng)同學(xué)們思考如何讓水管中產(chǎn)生持續(xù)的水流。學(xué)生答:
教師:那么如何使得導(dǎo)體中產(chǎn)生持續(xù)的電流呢。請(qǐng)同學(xué)們閱讀“電源”部分的第二小節(jié)。
(投影)教材圖2.1-2,(如圖所示)
師生互動(dòng),建立起電源的概念及引導(dǎo)學(xué)生分析電源的作用:把到達(dá)A端的自由電子搬回B端,維持AB的電勢(shì)差。
過(guò)渡:在有電源的電路中,導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度有何特點(diǎn)呢?
2、導(dǎo)線中的電場(chǎng) 先回顧靜電平衡的模型
教師:(投影)教材圖2.1-3,(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(dǎo)線及電場(chǎng)線放大后進(jìn)行分析,如圖2.1-4所示。
分析:教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用微元法和矢量疊加的方法,探究導(dǎo)線中電場(chǎng)的變化情況,分析出最終導(dǎo)線兩側(cè)積累的電荷將達(dá)到平衡狀態(tài),垂直于導(dǎo)線方向上電場(chǎng)的分量將減為零,導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行。這里一定要強(qiáng)調(diào),這是電源電場(chǎng)和導(dǎo)線兩側(cè)的電荷得電場(chǎng)共同疊加的結(jié)果。
通過(guò)師生分析,建立起恒定電場(chǎng)的概念。引導(dǎo)學(xué)生理解電荷的“穩(wěn)定分布”是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程,不是靜止不變的。
過(guò)渡:在恒定電場(chǎng)中自由電荷會(huì)受到電場(chǎng)力的作用,而發(fā)生定向運(yùn)動(dòng),從而形成電流,恒定電場(chǎng)中的電荷是不是運(yùn)動(dòng)速率越來(lái)越快呢?電流大小是不是也會(huì)因此而發(fā)生變化呢?請(qǐng)同學(xué)們帶著這些問(wèn)題閱讀“恒定電流”第一節(jié)
3、恒定電流
層次一:由學(xué)生閱讀分析為何在恒定電場(chǎng)中電荷運(yùn)動(dòng)的平均速率不變。并得出恒定電流的概念、及定義式,單位等。
學(xué)生:I=q t學(xué)生:在國(guó)際單位制中,電流的單位是安培,簡(jiǎn)稱安,符號(hào)是A。電流的常用單位還有毫安(mA)和微安(μA)。
它們之間的關(guān)系是:
mA=10-3A;
1μA=10-6A [投影]以上相關(guān)內(nèi)容
教師請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材43頁(yè)的問(wèn)題與練習(xí)2、3兩題并求解。請(qǐng)學(xué)生分析,學(xué)生評(píng)判。
層次二:在加有電壓的一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體AD上選取兩個(gè)截面B和C,設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S.導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)電荷的電荷量為q,電荷的定向移動(dòng)速率為v,試求解流經(jīng)該段導(dǎo)體電流的表達(dá)式。學(xué)生分析:I=nqsvt/t=nqsv
師生共同分析課本上的例題1。
師生互動(dòng):結(jié)合例題1討論,如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動(dòng)速率就是電流的傳導(dǎo)速率,和我們的生活經(jīng)驗(yàn)是否相符?怎樣解釋?
(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)
(四)板書設(shè)計(jì) 電源和電流 一
電源
二
恒定電場(chǎng) 三
恒定電流
I=q/t
單位:安培
1A=1C/s
1A=103mA
教后反思
6μA 1A=10
第四篇:2.1電源和電流教案
2.1電源和電流
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)與技能
1.讓學(xué)生明確電源在直流電路中的作用,理解導(dǎo)線中的恒定電場(chǎng)的建立 2.知道恒定電流的概念和描述電流強(qiáng)弱程度的物理量---電流 3.從微觀意義上看電流的強(qiáng)弱與自由電子平均速率的關(guān)系。
二、過(guò)程與方法
通過(guò)類比和分析使學(xué)生對(duì)電源的的概念、導(dǎo)線中的電場(chǎng)和恒定電流等方面的理解。
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)對(duì)電源、電流的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活的生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí),勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問(wèn)題。
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn):
重點(diǎn):理解電源的形成過(guò)程及電流的產(chǎn)生。
難點(diǎn):電源作用的道理,區(qū)分電子定向移動(dòng)的速率和在導(dǎo)線中建立電場(chǎng)的速率這兩個(gè)不同的概念。
教學(xué)過(guò)程
教師活動(dòng):為什么雷鳴電閃時(shí),強(qiáng)大的電流能使天空發(fā)出耀眼的強(qiáng)光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光?
通過(guò)現(xiàn)象對(duì)比,激發(fā)學(xué)生的求知欲。調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。過(guò)渡:要回答這個(gè)問(wèn)題,就要從電源的知識(shí)學(xué)起。1.電源
教師:(投影)教材圖2.1-1,(如圖所示)分別帶正、負(fù)電荷的A、B兩個(gè)導(dǎo)體球,它們的周圍存在電場(chǎng)。如果用一條導(dǎo)線R將它們連接起來(lái),分析A、B周圍的電場(chǎng)、A、B之間的電勢(shì)差會(huì)發(fā)生什么變化?最后,A、B兩個(gè)導(dǎo)體球會(huì)達(dá)到什么狀態(tài)?R中出現(xiàn)了怎樣的電流?
學(xué)生活動(dòng):在教師的引導(dǎo)下,分析A、B周圍的電場(chǎng)、A、B之間的電勢(shì)差的變化情況。認(rèn)識(shí)到,最終A、B兩個(gè)導(dǎo)體球會(huì)達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。理解導(dǎo)線R中的電流只能是瞬時(shí)的。
【問(wèn)題】如何使電路中有持續(xù)電流?(讓學(xué)生回答—電源)類比:(把電源的作用與抽水機(jī)進(jìn)行類比)如圖2—1,水池A、B的水面有一定的高度差,若在A、B之間用一細(xì)管連起來(lái),則水在重力的作用下定向運(yùn)動(dòng),從水池A運(yùn)動(dòng)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(gè)瞬時(shí)水流。
教師提問(wèn):怎攔才能使水管中有源源不斷的水流呢? 讓學(xué)生回答:可在A、B之間連接一臺(tái)抽水機(jī),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(fù)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(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置)
2.導(dǎo)線中的電場(chǎng):
教師:(投影)教材圖2.1-3,(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(dǎo)線及電場(chǎng)線放大后進(jìn)行研究,如圖所示。
教師引導(dǎo)學(xué)生討論導(dǎo)線中的電場(chǎng)將如何變化,最終又會(huì)達(dá)到怎樣的狀態(tài)。要把思維的過(guò)程展現(xiàn)給學(xué)生。
導(dǎo)線中的電場(chǎng)是兩部分電荷分布共同作用產(chǎn)生的結(jié)果,其一是電源正、負(fù)極產(chǎn)生的電場(chǎng),可將該電場(chǎng)分解為兩個(gè)方向:沿導(dǎo)線方向的分量使自由電子沿導(dǎo)線作定向移動(dòng),形成電流;垂直于導(dǎo)線方向的分量使自由電子向?qū)Ь€某一側(cè)聚集,從而使導(dǎo)線的兩側(cè)出現(xiàn)正、負(fù)凈電荷分布。其二是這些電荷分布產(chǎn)生附加電場(chǎng),該電場(chǎng)將削弱電源兩極產(chǎn)生的垂直導(dǎo)線方向的電場(chǎng),直到使導(dǎo)線中該方向合場(chǎng)強(qiáng)為零,而達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。此時(shí)導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持與導(dǎo)線平行,自由電子只存在定向移動(dòng)。因?yàn)殡姾傻姆植际欠€(wěn)定的,故稱恒定電場(chǎng)。
通過(guò)“思考與討論”讓學(xué)生區(qū)分靜電平衡和動(dòng)態(tài)平衡。恒定電場(chǎng):由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場(chǎng)稱恒定電場(chǎng)。3.電流(標(biāo)量)
(1)概念:電荷的定向移動(dòng)形成電流。
(2)電流的方向:規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向。
(3)定義:通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電量跟通過(guò)這些電量所用的時(shí)間的比值。定義式:I?Q t電流的微觀表示:
取一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體,兩端加一定的電壓,設(shè)導(dǎo)體中的自由電子沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v。設(shè)想在導(dǎo)體中取兩個(gè)橫截面B和C,橫截面積為S,導(dǎo)體中每單位體積中的自由電荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷帶的電量為q,則t時(shí)間內(nèi)通過(guò)橫截面C的電量Q是多少?電流I為多少?---引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)
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 =103mA = 106μA(5)電流的種類
① 直流電:方向不隨時(shí)間而改變的電流。直流電分為恒定電流和脈動(dòng)直流電兩類:其中大小和方向都不隨時(shí)間而改變的電流叫恒定電流;方向不隨時(shí)間改變而大小隨時(shí)間改變的電流叫脈動(dòng)直流電。
② 交流電:方向和大小都隨時(shí)間做周期變化的電流。分析課本例題
通過(guò)例題分析讓學(xué)生把電流與導(dǎo)線內(nèi)自由電子的定向移動(dòng)的速率聯(lián)系起來(lái),同時(shí)說(shuō)明定向移動(dòng)的速率和在導(dǎo)線中建立電場(chǎng)的速率是兩個(gè)不同的概念。
第五篇:2.1電源和電流教案
第一節(jié) 電源和電流
教學(xué)目標(biāo):
(一)知識(shí)與技能
1、了解電源的形成過(guò)程。
2、掌握恒定電場(chǎng)和恒定電流的形成過(guò)程。
(二)過(guò)程與方法
在理解恒定電流的基礎(chǔ)上,會(huì)靈活運(yùn)用公式計(jì)算電流的大小。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)本節(jié)對(duì)電源、電流的學(xué)習(xí),培養(yǎng)將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí),勇于探究與日常生活有關(guān)的物理問(wèn)題。教學(xué)重點(diǎn):理解電源的形成過(guò)程及電流的產(chǎn)生。教學(xué)難點(diǎn):會(huì)靈活運(yùn)用公式計(jì)算電流的大小。教學(xué)方法:探究、講授、討論、練習(xí)教學(xué)用具:投影片,多媒體輔助教學(xué)設(shè)備 教學(xué)過(guò)程:
(一)引入新課
教師:人類通過(guò)對(duì)靜電場(chǎng)的研究不僅獲得了許多關(guān)于電現(xiàn)象的知識(shí),而且形成了若干重要的電學(xué)概念和研究方法,成為電學(xué)理論的重要基礎(chǔ)。
但是,無(wú)論在自然界還是生產(chǎn)和生活領(lǐng)域,更廣泛存在著的是電荷流動(dòng)所引起的效應(yīng)。那么,電荷為什么會(huì)流動(dòng)?電荷流動(dòng)服從什么規(guī)律,產(chǎn)生哪些效應(yīng)?這些效應(yīng)對(duì)人類的生產(chǎn)、生活方式和社會(huì)進(jìn)步又起著怎樣的作用呢?
過(guò)渡:這節(jié)課就來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)電流的知識(shí)。(板書課題:導(dǎo)體中的電場(chǎng)和電流)
(二)新課教學(xué)
教師活動(dòng):為什么雷鳴電閃時(shí),強(qiáng)大的電流能使天空發(fā)出耀眼的強(qiáng)光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光?
通過(guò)現(xiàn)象對(duì)比,激發(fā)學(xué)生的求知欲。調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。過(guò)渡:要回答這個(gè)問(wèn)題,就要從電源的知識(shí)學(xué)起。1.電源
介紹圖中各部分的意義,取出圖中方框中的一小段導(dǎo)線及電場(chǎng)線放大后進(jìn)行研究,如圖2.1-4所示。
教師引導(dǎo)學(xué)生討論導(dǎo)線中的電場(chǎng)將如何變化,最終又會(huì)達(dá)到怎樣的狀態(tài)。要把思維的過(guò)程展現(xiàn)給學(xué)生。
說(shuō)明:教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用微元法和矢量疊加的方法,探究導(dǎo)線中電場(chǎng)的變化情況,分析出最終導(dǎo)線兩側(cè)積累的電荷將達(dá)到平衡狀態(tài),垂直于導(dǎo)線方向上電場(chǎng)的分量將減為零,導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持和導(dǎo)線平行。這里一定要強(qiáng)調(diào),這是電源電場(chǎng)和導(dǎo)線兩側(cè)的電荷得電場(chǎng)共同疊加的結(jié)果。
通過(guò)師生分析,建立起恒定電場(chǎng)的概念。引導(dǎo)學(xué)生理解電荷的“穩(wěn)定分布”是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程,不是靜止不變的。
思考:在靜電場(chǎng)中所學(xué)的電勢(shì)、電勢(shì)差及其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系等,在恒定電場(chǎng)中還是否適用呢?
過(guò)渡:在恒定電場(chǎng)中自由電荷會(huì)受到電場(chǎng)力的作用,而發(fā)生定向運(yùn)動(dòng),從而形成電流,恒定電場(chǎng)中的電流有何特點(diǎn),又如何描述呢?
3、恒定電流
教師:恒定電場(chǎng)中的電流是恒定不變的,稱為恒定電流(為什么?)。電流的強(qiáng)弱就用電流這個(gè)物理量來(lái)描述。
電流的定義:物理上把通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過(guò)這些電荷量所用的
師生互動(dòng):討論,如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動(dòng)速率就是電流的傳導(dǎo)速率,和我們的生活經(jīng)驗(yàn)是否相符?怎樣解釋?
點(diǎn)評(píng):通過(guò)對(duì)結(jié)論的討論,深化對(duì)物理概念和規(guī)律的理解。
(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)
教師活動(dòng):讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
學(xué)生活動(dòng):認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰(shuí)的更好,好在什么地方。
點(diǎn)評(píng):總結(jié)課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。
教師要放開(kāi),讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。
(四)實(shí)例探究 關(guān)于電流的方向
【例1】關(guān)于電流的方向,下列敘述中正確的是_______ A.金屬導(dǎo)體中電流的方向就是自由電子定向移動(dòng)的方向
B.在電解質(zhì)溶液中有自由的正離子和負(fù)離子,電流方向不能確定 C.不論何種導(dǎo)體,電流的方向規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向