第一篇:2.1.2電源和電流、電動(dòng)勢(shì)教學(xué)設(shè)計(jì)
《電源和電流、電動(dòng)勢(shì)》教學(xué)設(shè)計(jì)
學(xué)校: 瀘源中學(xué) 學(xué)科: 物理 主備人: 王江才 備課組長(zhǎng): 鄭仕潮
一、內(nèi)容及其解析
1.內(nèi)容
本單元教學(xué)內(nèi)容如下:
二、目標(biāo)及其解析
1.目標(biāo)
①了解電流的形成過(guò)程。
②了解電流的微觀機(jī)理及其定義式,知道電流的方向是如何規(guī)定的。
③了解電源在電路中的作用。了解電動(dòng)勢(shì)的概念和單位。了解常見(jiàn)電池電動(dòng)勢(shì)的大小。
2.解析
學(xué)生在學(xué)習(xí)了第一章的電荷、庫(kù)倫定理、電場(chǎng)以及電容等相關(guān)知識(shí)后,對(duì)電荷的產(chǎn)、電場(chǎng)的形成及其變化已經(jīng)有了較深刻的認(rèn)識(shí),此刻不失時(shí)機(jī)的引導(dǎo)學(xué)生電流,是符合學(xué)生心里特點(diǎn)和認(rèn)知規(guī)律的。本節(jié)首先向?qū)W生呈述了電流的形成過(guò)程,向同學(xué)們介紹了伏打和伽伐尼對(duì)發(fā)現(xiàn)電流所作的貢獻(xiàn),然后引導(dǎo)學(xué)生分析電流是怎樣形成的,以及如何判斷電流的方向。并引出了電源和電動(dòng)勢(shì)的定義,和單位。最后想同學(xué)介紹了日常生活中的電流和電源裝置。教師引導(dǎo)學(xué)生分析思考,這樣更能激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)物理的興趣。
三、教學(xué)過(guò)程設(shè)
第一課時(shí) 電源和電流
課堂引入:學(xué)生看課本41頁(yè),思考電流的形成,什么是電源,恒定電流的計(jì)算
教師歸納總結(jié)
一、電源
1.能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置
2.作用: ①保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓)②使電路有持續(xù)的電流.二、恒定電場(chǎng)
1.定義:由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。2.特點(diǎn):導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)線與導(dǎo)體平行;電場(chǎng)強(qiáng)度不隨時(shí)間變化 3.恒定電場(chǎng)與靜電場(chǎng)性質(zhì)相同
三、恒定電流
1、恒定電流:大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流。
2、電流:物理上把通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過(guò)這些電荷量所用的時(shí)間t的比值稱為電流。表示電流強(qiáng)弱程度的物理量。
3、單位:安培(簡(jiǎn)稱安),符號(hào):A
4、公式:
5、說(shuō)明 I?qt(1)電流方向的規(guī)定:規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较颉#?)金屬導(dǎo)體中電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反。
(3)電解液中正、負(fù)離子定向移動(dòng)方向雖然相反,但正、負(fù)離子定向移動(dòng)形成的電流方向是相同的,此時(shí): I?q1?q2t(4)電流強(qiáng)度雖然有大小和方向,但不是矢量,而是一個(gè)標(biāo)量。
目標(biāo)檢測(cè):
關(guān)于電流,以下說(shuō)法正確的是()A.通過(guò)橫截面的電荷量的多少就是電流的大小 B.負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向規(guī)定為電流的方向
C.在導(dǎo)體中,只要自由電荷在運(yùn)動(dòng),就一定會(huì)形成電流 D.導(dǎo)體兩端沒(méi)有電壓就不能形成電流
E.根據(jù)I=Q/t可知I與Q成正比 F.電流有方向,電流是矢量
G.如果在任何相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量相等,則導(dǎo)體中的電流是恒定電流
H.電流的單位“安培”是國(guó)際單位制中的基本單位
四、電流的微觀意義 1.引入:
一個(gè)粗細(xì)均勻的,長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體,兩端加一定電壓,導(dǎo)體中的自由電荷沿導(dǎo)體定向移動(dòng)的速率為v,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)自由電荷所帶電量為q,求此導(dǎo)體中的電流是多少?
2.電流的微觀意義的應(yīng)用
例:有一個(gè)橫截面積S=1mm2的銅導(dǎo)線,通過(guò)的電流I=1A。已知銅的密度為ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質(zhì)量為6.4×10-2kg/mol,阿佛加德羅常數(shù)為NA= 6.02×1023mol-1,電子的電量為e。在這個(gè)問(wèn)題中可以認(rèn)為每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子。求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率v?
3、三種微觀速度的區(qū)別
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?
(1)電流傳導(dǎo)速率等于光速,電路一接通,導(dǎo)體中的電子立即受到電場(chǎng)力的作用而定向移動(dòng)形成電流。(對(duì)整體而言)
(2)電子定向移動(dòng)速率,其大小與電流有關(guān),一般數(shù)量級(jí)10-5m/s。(對(duì)每個(gè)電子而言)
(3)電子的熱運(yùn)動(dòng)速率,任何微觀粒子都做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),其速率與溫度有關(guān),通常情況為105m/s。
五、典型例題討論
如圖示,電解液接入電路后,在tS內(nèi)有n1個(gè)一價(jià)正離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S,有n2個(gè)二價(jià)負(fù)離子通過(guò)溶液內(nèi)截面S,設(shè)e為元電荷,則以下關(guān)于通過(guò)該截面電流的說(shuō)法正確的是()
課堂小結(jié)
目標(biāo)檢測(cè)
1.一條導(dǎo)線中的電流為1.6A,在1s內(nèi)通過(guò)這條導(dǎo)線某一橫截面積的電子有多少個(gè)?
2.原子中的電子饒?jiān)雍说倪\(yùn)動(dòng)可以等效為環(huán)行電流。設(shè)氫原子的電子以速率v在半徑為r的圓周軌道上饒核運(yùn)動(dòng),電子的電荷量為e,等效電流有多大?
3.(天津高考)在顯像管的電子槍中,從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng),設(shè)其初速度為零,經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m,則在剛射出加速度時(shí),一小段長(zhǎng)為△l的電子束的電子個(gè)數(shù)是()
A.I?leSm2eUB.I?lem2eUC.1meS2eUB.IS?lem2eU第二課時(shí) 電動(dòng)勢(shì)
課堂引入1:
如圖所示,在外電路,電流由電源正極流向負(fù)極,即從高電勢(shì)流到低電勢(shì),電流在電源內(nèi)部只能從負(fù)極流向正極,即從低電勢(shì)流到高電勢(shì).根據(jù)電場(chǎng)知識(shí)可知,靜電力不可能使電流從低電勢(shì)流向高電勢(shì),反而起阻礙作用.(1)是什么力把正電荷從電源的負(fù)極搬運(yùn)到電源的正極?(2)電源中的能量是如何轉(zhuǎn)化的?
電源:通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 課堂引入2:
日常生活中我們經(jīng)常接觸到各種各樣的電源,如圖所示的干電池、手機(jī)電池,它們有的標(biāo)有“1.5 V”字樣,有的標(biāo)有“3.7 V”字樣.
如果把1 C的正電荷從1.5 V干電池的負(fù)極移到正極,電荷的電勢(shì)能增加了多少?非靜電力做了多少功?如果把1 C的正電荷從3.7 V的手機(jī)電池的負(fù)極移到正極呢?哪個(gè)電池做功本領(lǐng)大?
電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功 總結(jié)
二、電動(dòng)勢(shì)
1.定義:非靜電力把正電荷從負(fù)極移送到正極所做的功w跟被移送的電荷量q的比值
2.定義式:E=W/q,(E的大小與W和q無(wú)關(guān),由電源自身的性質(zhì)決定的)3.單位:伏特(V), 1V=1J/C 4.標(biāo)量,電動(dòng)勢(shì)只有大小,沒(méi)有方向
5.物理意義:描述電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng) 目標(biāo)檢測(cè)
1.關(guān)于電動(dòng)勢(shì)E的說(shuō)法中正確的是()A.電動(dòng)勢(shì)E的大小,與非靜電力所做的功W的大小成正比,與移送電荷量q的大小成反比
B.電動(dòng)勢(shì)E是由電源本身決定的,跟電源的體積和外電路均無(wú)關(guān) C.電動(dòng)勢(shì)E是表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量 D.電動(dòng)勢(shì)E的單位與電勢(shì)差的單位相同,故兩者在本質(zhì)上相同
2.關(guān)于電動(dòng)勢(shì),下列說(shuō)法中正確的是
()A.在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極,非靜電力做功,電勢(shì)能增加 B.對(duì)于給定的電源,移動(dòng)正電荷非靜電力做功越多,電動(dòng)勢(shì)就越大
C.電動(dòng)勢(shì)越大,說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極向正極移動(dòng)時(shí),單位電荷量做功越多
D.電動(dòng)勢(shì)越大,說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極時(shí),移送的電荷量越多 例1 由六節(jié)干電池(每節(jié)的電動(dòng)勢(shì)為1.5 V)串聯(lián)組成的電池組,對(duì)一電阻供電.電路中的電流為2 A,在10 s內(nèi)電源做功為180 J,則電池組的電動(dòng)勢(shì)為多少?從計(jì)算結(jié)果中你能得到什么啟示?
例2 如圖所示是兩個(gè)電池外殼的說(shuō)明文字.圖中所述進(jìn)口電池的電動(dòng)勢(shì)是________ V;國(guó)產(chǎn)電池最多可放出________ mA?h的電荷量,若電池平均工作電流為0.03 A,則最多可使用_____h.圖中還提供了哪些信息:_____________________.目標(biāo)檢測(cè)
1.(對(duì)電動(dòng)勢(shì)概念的理解)關(guān)于電壓和電動(dòng)勢(shì),下列說(shuō)法正確的是()A.電動(dòng)勢(shì)就是電源兩極間的電壓
B.電壓和電動(dòng)勢(shì)單位都是伏特,所以電壓和電動(dòng)勢(shì)是同一物理量的不同叫法 C.電壓U=W/q和電動(dòng)勢(shì)E=W/q中的W是一樣的,都是靜電力所做的功 D.電壓和電動(dòng)勢(shì)有本質(zhì)的區(qū)別,反映的能量轉(zhuǎn)化方向不同 2.(對(duì)電源的理解)關(guān)于電源,下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)電池用舊之后,電源電動(dòng)勢(shì)減小,內(nèi)阻增大 B.當(dāng)電池用舊之后,電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻都不變 C.當(dāng)電池用舊之后,電源電動(dòng)勢(shì)基本不變,內(nèi)阻增大 D.以上說(shuō)法都不對(duì)
3.(非靜電力及其做功的特點(diǎn))以下說(shuō)法中正確的是()A.電源內(nèi)部和外電路,正電荷都受靜電力作用,所以能不斷定向移動(dòng)形成電流 B.靜電力與非靜電力都可以使電荷移動(dòng),所以本質(zhì)上都是使電荷的電勢(shì)能減少 C.在電源內(nèi)部正電荷能從負(fù)極到達(dá)正極是因?yàn)殡娫磧?nèi)部只存在非靜電力而不存在靜電力
D.靜電力移動(dòng)電荷做功電勢(shì)能減少,非靜電力移動(dòng)電荷做功電勢(shì)能增加 4.(電池容量的理解)電池容量就是電池放電時(shí)輸出的總電荷量,某蓄電池標(biāo)有“15 A?h”的字樣,則表示()A.該電池在工作1 h 后達(dá)到的電流為15 A B.該電池在工作15 h 后達(dá)到的電流為15 A C.電池以1.5 A 的電流工作,可用10 h D.電池以15 A 的電流工作,可用15 h
第二篇:《電源與電流》教學(xué)設(shè)計(jì)與反思
《電源與電流》教學(xué)設(shè)計(jì)與反思
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)、難點(diǎn)
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。
教學(xué)方法
探究、講授、討論、練習(xí)
教學(xué)手段
自制教具、多媒體輔助教學(xué)設(shè)備
教學(xué)活動(dòng)
(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)。
過(guò)渡:從這節(jié)課開(kāi)始我們要應(yīng)用在上一章已經(jīng)學(xué)過(guò)的有關(guān)內(nèi)容,從新的角度來(lái)認(rèn)識(shí)我們?cè)诔踔袑W(xué)過(guò)的那些關(guān)于電路的知識(shí)。(板書(shū)課題:§2-1 電源和電流)
(二)進(jìn)行新課
1、電源
[PPT]閃電圖片,萬(wàn)家燈火的照片。
學(xué)生討論:這兩種電流的區(qū)別?(閃電的電流是瞬時(shí)的,生活的照明需要持續(xù)的電流)
[PPT]什么是電流?
電荷的定向移動(dòng)形成電流
[PPT]如何讓電荷“定向移動(dòng)”?
[PPT]
分別帶正、負(fù)電荷的A、B兩個(gè)導(dǎo)體球,它們的周?chē)嬖陔妶?chǎng)。如果用一條導(dǎo)線R將它們連接起來(lái),分析A、B周?chē)碾妶?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?chē)碾妶?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。強(qiáng)調(diào):電流消失的原因是因?yàn)閷?dǎo)體A和B以及導(dǎo)線成為等勢(shì)體。
提出問(wèn)題:如果在AB之間接上一個(gè)裝置P,它能把經(jīng)過(guò)R流到A的電子取走,補(bǔ)充給B,使AB始終保持一定數(shù)量的正、負(fù)電荷,情況會(huì)怎樣呢?
引導(dǎo)學(xué)生討論、解釋可能會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象。培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生的思維能力。通過(guò)學(xué)生回答,發(fā)表見(jiàn)解,培養(yǎng)學(xué)生語(yǔ)言表達(dá)能力。
師生互動(dòng),建立起電源的概念。
[PPT]
一、電源(板書(shū):
一、電源)
[PPT]電源的作用:保持導(dǎo)體兩端的電勢(shì)差(電壓),使電路中有持續(xù)的電流。
[演示實(shí)驗(yàn)]自制教具演示瞬時(shí)電流和持續(xù)的電流。
過(guò)渡:從上一章我們所學(xué)的電場(chǎng)的知識(shí),我們知道,在導(dǎo)體兩端形成電勢(shì)差,則在導(dǎo)體中一定形成電場(chǎng),那么在電源作用下,導(dǎo)體中的電場(chǎng)有什么特點(diǎn)呢?
2、恒定電場(chǎng)(板書(shū):
二、恒定電場(chǎng))
詳盡的分析表明,導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng),是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的,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)的分布也不會(huì)隨時(shí)間變化。這種由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場(chǎng),稱為“恒定電場(chǎng)”。
學(xué)生參與討論:宏觀上是穩(wěn)定的,個(gè)體上是有變化的。
(板書(shū):動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定)
過(guò)渡:恒定的電場(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)的速率不變 → 串一個(gè)電流表,讀數(shù)不變 → 恒定電流。
提出問(wèn)題【學(xué)生討論】:為什么“速率不變”?
3、恒定電流(板書(shū):
三、恒定電流)
[PPT]大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流
教師引導(dǎo),學(xué)生敘述:關(guān)于電流的定義是我們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過(guò)的,我們?cè)賮?lái)回
憶一下。
[PPT]電流的定義、單位、方向、標(biāo)量性。
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)這些電荷量所用的時(shí)間t的比值稱為電流。用I表示電流。電流的定義式
I=
電流的單位有哪些?它們之間的關(guān)系是什么?
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: 1 mA=10-3 A; 1μA=10-6 A
1A的物理意義是什么?
如果在1 s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量是1 C,導(dǎo)體中的電流就是1 A。即1A=1 C/s,但實(shí)際上在國(guó)際單位制中,安培(A)是基本單位,也就是說(shuō)用電流的單位“安培”和時(shí)間的單位“秒”來(lái)定義電量的單位“庫(kù)侖”,即1C = 1A·s
[PPT]隨堂練習(xí):
1、在金屬導(dǎo)體中,若10s內(nèi)通過(guò)橫截面的電量為10C,則導(dǎo)體中的電流為
________A。
2、某電解槽橫截面積為0.5m2,若10s內(nèi)沿相反方向通過(guò)橫截面的正負(fù)離子的電量均為10C,則電解液中的電流為_(kāi)______A。
3.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,求該段導(dǎo)體內(nèi)的電流.I=nqSv(要求學(xué)生筆記)
4、教材42頁(yè)例題,教師引導(dǎo)學(xué)生分析題意,構(gòu)建物理模型,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題
解決問(wèn)題的能力。
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?
(三)課堂總結(jié)
[PPT]課堂小結(jié)
(四)作業(yè)布置:完成練習(xí)冊(cè)相關(guān)內(nèi)容
【教學(xué)過(guò)程結(jié)束】
《電源和電流》教學(xué)反思
本節(jié)課是電學(xué)第二章的開(kāi)篇,從課題來(lái)看,是學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí);但是從對(duì)教材的分析來(lái)看,這節(jié)課的很多內(nèi)容,特別是對(duì)“電源”和“電流”的兩個(gè)概念的理解,上升到了理論的層次,特別是要用到學(xué)生在上一章《靜電場(chǎng)》中所學(xué)到的知識(shí)去對(duì)電源的作用和電流的形成重新認(rèn)識(shí),對(duì)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力的要求比較高,結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了“講授與探究”的教學(xué)方式。并自制了教具以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的再認(rèn)識(shí)與理解。在教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后,通過(guò)與評(píng)委老師以及學(xué)生的交流,通過(guò)自我反思,形成以下幾點(diǎn)得失以自勉。一.認(rèn)真分析教學(xué)內(nèi)容,把握課堂講授深度。
在教材上本節(jié)課的篇幅及內(nèi)容相對(duì)較少,但是要求學(xué)生要從新的角度去理解他們已經(jīng)“知道”的東西,如果平鋪直敘的灌輸給他們,學(xué)生們沒(méi)法把剛學(xué)過(guò)的靜電場(chǎng)的知識(shí)和初中學(xué)過(guò)的關(guān)于電源和電流的知識(shí)統(tǒng)一起來(lái)。所以在教學(xué)中我設(shè)計(jì)了“從生活到課堂,從實(shí)踐到理論再到實(shí)踐”的引導(dǎo)過(guò)程。本節(jié)有三個(gè)知識(shí)點(diǎn):電源、恒定電場(chǎng)、恒定電流。
在“電源”的教學(xué)活動(dòng)中,通過(guò)多媒體的展示,從閃電的照片到“萬(wàn)家燈火”的照片,創(chuàng)設(shè)提出問(wèn)題的情景;從初中學(xué)過(guò)的“電流形成的原因”到剛剛學(xué)過(guò)的“電場(chǎng)對(duì)電荷的作用”,引領(lǐng)著學(xué)生一步步的深入到這節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容里,新舊知識(shí)的過(guò)渡環(huán)環(huán)相扣,學(xué)生的理解與認(rèn)識(shí)順理成章。
在設(shè)計(jì)“恒定電場(chǎng)”教學(xué)過(guò)程時(shí),我發(fā)現(xiàn)教材在這一部分有非常大的變化,對(duì)原來(lái)導(dǎo)體中的電場(chǎng)的形成不做講解。所以我也大膽的對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明性講授,將學(xué)生的思路引入到對(duì)“恒定電場(chǎng)”的“動(dòng)態(tài)的恒定”進(jìn)行理解,順利完成這一知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)要求。最后通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生討論恒定電場(chǎng)對(duì)電荷的作用及其后果、電荷在恒定電場(chǎng)力作用下為什么做“勻速率”運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題,加深學(xué)生對(duì)“定向移動(dòng)”的理解,把教學(xué)活動(dòng)過(guò)渡到下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)“恒定電流”。
在進(jìn)行“恒定電流”的教學(xué)中,教材用了比較大的篇幅解析了一道在微觀條件下理解電流的例題。這個(gè)知識(shí)點(diǎn)歷來(lái)是一個(gè)難點(diǎn),所以我在講解時(shí)關(guān)于“恒定電流”的定義、單位、方向、標(biāo)量性等問(wèn)題所用的時(shí)間相對(duì)較少,然后用了兩道有梯度的練習(xí)來(lái)讓學(xué)生對(duì)電流的定義加深印象,又設(shè)計(jì)了一道傳統(tǒng)的練習(xí)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)電流的微觀表達(dá)形式“I=nqSv”,最后才讓學(xué)生對(duì)書(shū)上的例題進(jìn)行分析和解題。有了前面難度由淺入深的練習(xí)的鋪墊,學(xué)生對(duì)這道“難”題的理解也就“難題不難”了。
二.各種教學(xué)手段靈活應(yīng)用。
在本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中,我發(fā)揮自己的特長(zhǎng),一方面制作了內(nèi)容豐富,層次分明的多媒體課件;另一方面,為了課堂演示的需要,自己制作了電路實(shí)驗(yàn)的示教板。同時(shí),為了方便學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察,在演示時(shí)使用了高分辨率的攝像頭,多種手段的采用,使課堂教學(xué)的效果明顯提高。
三、運(yùn)用探究式教學(xué),培養(yǎng)探究能力
我在整節(jié)課中,通過(guò)提出問(wèn)題→猜想→理論分析→實(shí)驗(yàn)演示→例題鞏固的方式逐步創(chuàng)設(shè)物理情景,讓學(xué)生從自然現(xiàn)象開(kāi)始,提出物理問(wèn)題,自己分析探究電荷在電場(chǎng)中的發(fā)生什么樣的移動(dòng),通過(guò)適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)讓學(xué)生討論為什么電荷在電場(chǎng)力的作用下做勻速率運(yùn)動(dòng),再通過(guò)分層次的問(wèn)題設(shè)計(jì),理解電流的微觀表達(dá)形式,最后解決教材上的例題。這一教學(xué)過(guò)程充分體現(xiàn)了教師著意培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究,體現(xiàn)了新課標(biāo)要求的“知識(shí)與技能、過(guò)程與方法以及情感態(tài)度價(jià)值觀”三位一體的課程功能。使學(xué)生的主體地位得到發(fā)揮。
課后認(rèn)真反思,也有不太如意的地方。
一.時(shí)間安排不夠合理。前面關(guān)于“電源”部分的教學(xué)內(nèi)容花的時(shí)間過(guò)多,后面講“電流”時(shí)顯得太匆忙,有前松后緊的感覺(jué)。
二、課堂小結(jié)不僅局限于知識(shí)點(diǎn)的小結(jié),還要包含學(xué)法的小結(jié),本人忽視了這一點(diǎn)。特別應(yīng)該把這節(jié)課中對(duì)電流的微觀表達(dá)式的推導(dǎo)與理解的思維方式作一小結(jié),逐步培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)造思維。
通過(guò)這一堂課的教學(xué),與學(xué)生的交流互動(dòng)中,我們共同體驗(yàn)到了知識(shí)的傳授與獲取的快樂(lè),這也是我作為一名教師所能享受的最大的幸福體驗(yàn)。
第三篇:《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?chē)嬖陔妶?chǎng)。如果用一條導(dǎo)線R將它們連接起來(lái),分析A、B周?chē)碾妶?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.
第四篇:《電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
《電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律》
教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
(1)知道電動(dòng)勢(shì)的概念,知道電動(dòng)勢(shì)等于電源未接入電路(電源開(kāi)路)時(shí)兩極間的電壓。
(2)知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和。
(3)理解閉合電路歐姆定律及其公式,并能用來(lái)解決相關(guān)問(wèn)題。
過(guò)程與方法
(1)通過(guò)“探究電源是否有內(nèi)阻”和“研究?jī)?nèi)、外電壓之間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),感悟探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法;
(2)通過(guò)閉合電路歐姆定律解決一些實(shí)際問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生勇于探究與日常生活相關(guān)的物理問(wèn)題
(2)通過(guò)探究活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和合作精神
二、教學(xué)重點(diǎn)
1、理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義
2、對(duì)閉合電路歐姆定律的理解和應(yīng)用
3、探究過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想和方法
三、教學(xué)難點(diǎn):
1、閉合回路中電源電動(dòng)勢(shì)等于電路上內(nèi)、外電壓之和
四、教學(xué)方法
啟發(fā)式教學(xué),探究式教學(xué)法,實(shí)驗(yàn)教學(xué)法
五、教學(xué)用具
電源、開(kāi)關(guān)、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、電壓表、化學(xué)電池、導(dǎo)線若干、多媒體、實(shí)物投影、學(xué)案
六、教學(xué)過(guò)程:
【演示實(shí)驗(yàn)】【提出問(wèn)題】
兩個(gè)相同的小燈泡分別接在兩節(jié)電池上,亮度不一樣,請(qǐng)思考一下:小燈泡亮度微弱的可能原因?請(qǐng)大家根據(jù)生活常識(shí)和初中所學(xué)的知識(shí)分析一下?!咎釂?wèn)】
根據(jù)初中所學(xué)的知識(shí),電源兩端電壓不變,小燈泡亮度微弱,說(shuō)明電流小了,電壓相同,電流小,那說(shuō)明電阻大,而這里只可能是電源引起的,說(shuō)明電源可能有電阻。接下來(lái),我們就先來(lái)具體研究電源。
一、電源
我們首先來(lái)看下,電源是什么呢?
圖1
圖2
圖3
這是初中學(xué)習(xí)的電路的一部分(圖1),小燈泡不會(huì)發(fā)光,因?yàn)闆](méi)有電源,也就是大家初中經(jīng)常所說(shuō)的沒(méi)有電壓(也就是沒(méi)有電勢(shì)差),而有電壓的東西很多,比如說(shuō)大家學(xué)習(xí)的電容器,充滿電后兩極板間就有電壓,將電容器接到小燈泡上,小燈泡是否會(huì)發(fā)光呢?
電容器接上后,電子會(huì)發(fā)生定向移動(dòng),與正電荷中和,兩極板上電荷量要減少,根據(jù)電容器知識(shí),電量減少,電壓就會(huì)減少,而且不止是一個(gè)電荷要中和,其他電荷也要中和,所以,即使小燈泡連上去,小燈泡也不會(huì)亮(最多亮一下),那電容器能成為電源嗎?【提問(wèn)】
電容器因?yàn)椴荒艹掷m(xù)提供電流而不能當(dāng)作電源,怎樣才能將這個(gè)裝置轉(zhuǎn)化成電源呢?
若有一個(gè)裝置,可以講中和掉的正負(fù)電荷不斷分開(kāi),以增加兩極板上的電荷量,從而保持電壓不變,這個(gè)裝置就能當(dāng)作一個(gè)電源。為什么自然狀況下不行呢?我們來(lái)看,兩極板間電場(chǎng)方向向右,而負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力方向向左(圖4),自然狀態(tài)下,電荷不會(huì)向右運(yùn)動(dòng),就像我們生活中一樣,俗話說(shuō)“人往高處走,水往低處流”,要想把水從低處抽往高處,經(jīng)常用到抽水機(jī)(圖5),在將水從低處抽往高處的過(guò)程中,需要消耗電能,克服水的重力做功,轉(zhuǎn)化成水的重力勢(shì)能,那對(duì)比一下,在電子從征集移向負(fù)極的過(guò)程中,電子的什么能增加了呢?(電勢(shì)能)增加的電勢(shì)能是哪里來(lái)的呢?如果是化學(xué)電池,就是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能,如果是核電站,就是原子能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能,所以從能量轉(zhuǎn)化的角度,電源就是一個(gè)將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。
1、電源
定義:將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。
生活中有很多電源,比如說(shuō),衛(wèi)星上經(jīng)常用太陽(yáng)能電池,鐘表上,經(jīng)常用圖4
圖5
5號(hào)干電池,電瓶車(chē)上常用的鉛酸蓄電池,我們選擇這些電池是根據(jù)我們的能量需要的,也就是說(shuō),不同的電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)是不一樣的,為了描述這個(gè)本領(lǐng),在物理中,用電動(dòng)勢(shì)來(lái)表示該本領(lǐng)。
2、電動(dòng)勢(shì)
圖6(1)用來(lái)表示電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能本領(lǐng)大小的物理量。電動(dòng)勢(shì)越大,表明電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的本領(lǐng)越大。(2)大小:等于電源未接入電路(電源處于開(kāi)路)時(shí)兩極間的電勢(shì)差,用字母E表示。
(3)注意:電源上標(biāo)的電壓指的是電源的電動(dòng)勢(shì),一般是不會(huì)變化的!
知道了電源的基本知識(shí),接下來(lái),我們來(lái)看,電源真的有電阻嗎?我們看這個(gè)實(shí)驗(yàn),將滑動(dòng)變阻器并聯(lián)在的電源上,在變阻器兩端并聯(lián)電壓表,電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,根據(jù)我們初中的知識(shí),滑動(dòng)變阻器兩端的電壓等于電源電壓,改變滑片的位置,電壓表示數(shù)不變,是否真的是這樣呢?老師這里準(zhǔn)備了一套實(shí)驗(yàn)器材,線路我已經(jīng)連接了一部分,我們請(qǐng)一個(gè)同學(xué)來(lái)連接剩下的線路,并進(jìn)行操作?!緦W(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
從實(shí)驗(yàn)中,我們可以看出,當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值減小的時(shí)候,變阻器
兩端電壓減小,而減少的這部分電壓,只可能是電源拿走了,因此,電 源有電阻。
3、電源的內(nèi)阻
電流通過(guò)電源內(nèi)部,電源內(nèi)部也是一段電路,也有電阻,它被稱為
電源的內(nèi)電阻,簡(jiǎn)稱內(nèi)阻。常用r表示。
圖7 用導(dǎo)線把電源、用電器連成一個(gè)電路,稱為閉合回路,我們把電源外部的用電器和導(dǎo)線構(gòu)成外電路。把電源內(nèi)部稱為內(nèi)電路,既然電源有內(nèi)阻,電流流過(guò)電源內(nèi)部時(shí),內(nèi)阻上就有電壓,我們稱為內(nèi)電壓,外電路上的電壓稱為外電壓,也叫做路端電壓,路端電壓很好測(cè)量,那內(nèi)電壓呢?
我們這里的兩種都不能夠進(jìn)行內(nèi)電壓的測(cè)量,老師這里給大家介紹一種可以測(cè)量?jī)?nèi)電壓的裝置——化學(xué)電池,首先我們看下實(shí)驗(yàn)的原理圖(圖10),它的正極是鋅板,負(fù)極是鉛板,里邊是稀硫酸,它的內(nèi)部是開(kāi)放的,用兩個(gè)探針?lè)謩e靠近電源的正負(fù)極,連接電壓表就可以得到內(nèi)電壓,探針要離極板足夠近,注意的是,電流在電源外部由正極流向負(fù)極,在電源內(nèi)部由負(fù)極流向正極。通過(guò)滑動(dòng)變阻器改變外電壓,這是實(shí)驗(yàn)儀器。圖8
圖9
圖10
圖11
圖12
這個(gè)實(shí)驗(yàn)較為復(fù)雜,老師事先連接好了,下面我將進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)一個(gè)同學(xué)來(lái)讀數(shù),另一個(gè)同學(xué)來(lái)記錄一下,下邊的同學(xué)請(qǐng)?jiān)趯W(xué)案上記錄內(nèi)外電壓的讀數(shù)?!緦?shí)驗(yàn)操作】
請(qǐng)大家觀察所記錄的數(shù)字,看下內(nèi)外電壓有什么關(guān)系呢?【提問(wèn)】
從大家記錄的數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)外電壓減小的時(shí)候,內(nèi)電壓增大,且
內(nèi)、外電壓之和為定值,那大家猜測(cè)一下,這個(gè)定值等于什么呢?(學(xué)生很可能回答電動(dòng)勢(shì))【進(jìn)行測(cè)量】大量的實(shí)驗(yàn)和理論證明,內(nèi)外電壓之和等于電動(dòng)勢(shì),即Ur+U路=E。
現(xiàn)在我們知道了電流流過(guò)閉合回路時(shí),內(nèi)、外電壓的關(guān)系,那么,閉合回路中的電流如何計(jì)算呢?我們先看一個(gè)大家熟悉的電路(圖12),大家先看下這個(gè)電路的電流如何計(jì)算。I=U/R,我們計(jì)算時(shí)用到的原理是歐姆定律,我們來(lái)回顧下歐姆定律的內(nèi)容。【提問(wèn)】那今天我們知道,電源有內(nèi)阻,我們又該如何計(jì)算呢?I=E/(R+r)。這個(gè)式子
圖12
圖13
就是我們要學(xué)習(xí)是下一個(gè)內(nèi)容—閉合電路歐姆定律的表達(dá)式,請(qǐng)大家對(duì)比歐姆定律,嘗試著用文字描述一下呢【學(xué)生表述】
二、閉合電路歐姆定律
1、內(nèi)容:在外電路為純電阻的閉合回路中,電流的大小跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比
2、表達(dá)式:I?E R?r3、適用條件:外電路是純電阻電路
接下來(lái)我們來(lái)看下閉合電路歐姆定律如何應(yīng)用,首先,請(qǐng)大家嘗試著用解釋我們課前的實(shí)驗(yàn),電池用舊了,內(nèi)阻會(huì)變得很大
我們?cè)倏戳硪粋€(gè)教材上的實(shí)驗(yàn),請(qǐng)大家嘗試?yán)碚摲治鲆幌?,一次閉合開(kāi)關(guān),小燈泡亮度會(huì)如何變化【提問(wèn)】【進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證猜想】
圖14 接下來(lái),我們來(lái)練習(xí)一下公式的運(yùn)用
例題:如圖所示電路,電源電動(dòng)勢(shì)為1.5V,內(nèi)阻為0.12Ω,外電路的電阻為1.38Ω,求電路中的電流和路端電壓。
練習(xí):在如圖所示的電路中,R1=14Ω,R2=9Ω,當(dāng)開(kāi)關(guān)S切換到位置1時(shí),電流表的示數(shù)為I1=0.2A;當(dāng)開(kāi)關(guān)S切換到位置2時(shí),電流表的示數(shù)為I2=0.3A,求電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r。
【本課小結(jié)】
【課后探究】若給你一個(gè)電壓表、一個(gè)電阻箱、導(dǎo)線若干、開(kāi)關(guān),如何測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻?
七、板書(shū)設(shè)計(jì):
§2.4電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 閉合電路歐姆定律
一、電源
1、電源
2、電動(dòng)勢(shì)
(1)定義(2)大?。?)注意:
3、電源的內(nèi)阻
二、閉合電路歐姆定律
1、內(nèi)容:
2、表達(dá)式
3、適用條件
第五篇:1.5電流和電源_教學(xué)設(shè)計(jì)_教案
教學(xué)準(zhǔn)備
1.教學(xué)目標(biāo)
教學(xué)目標(biāo)】
1. 知道電源在直流電路中的作用 2.知道恒定電流的定義、單位
3.從微觀角度理解導(dǎo)體中電荷定向移動(dòng)與電流之間的關(guān)系。
2.教學(xué)重點(diǎn)/難點(diǎn)
重點(diǎn):電流的概念
難點(diǎn):從微觀角度理解導(dǎo)體中電荷定向移動(dòng)與電流之間的關(guān)系。
3.教學(xué)用具 4.標(biāo)簽
教學(xué)過(guò)程 【自主預(yù)習(xí)】 1.電源
觀察教材圖2.1-1,A、B分別帶正負(fù)電荷,如果在它們之間連接一條導(dǎo)線R,導(dǎo)線R自由電子會(huì)在靜電力的作用下定向移動(dòng)(電流),電子移動(dòng)方向?yàn)?/p>
(填A(yù)→B或B→A),若要保持持續(xù)的定向移動(dòng)(電流),A、B需有一個(gè)裝置,使A、B周?chē)目臻g始終存在一定的電場(chǎng),能使A、B間維持一定的電勢(shì)差的裝置稱為。
2.恒定電場(chǎng)
導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)是由
、等電路元件所積累的電荷共同形成的,電荷的分布是穩(wěn)定的,電場(chǎng)的分布也不會(huì)
。由
的電荷所產(chǎn)生的 的電場(chǎng),稱為恒定電場(chǎng),3.恒定電流
由于
的作用,導(dǎo)體中自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的速率
,而運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子
從而減速,總體來(lái)說(shuō)自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的 不隨時(shí)間變化。把
、都不隨間
的電流稱為恒定電流。
I表示電流,q表示在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量,它們間的關(guān)系式為:_______。電流的單位為
,簡(jiǎn)稱
,符號(hào)是
,常用的電流單位還有
和
。【典型例題】
一、形成電流的條件
【例1】如圖驗(yàn)電器A帶負(fù)電,驗(yàn)電器B不帶電,用導(dǎo)體棒連接A、B的瞬間,下列敘述中錯(cuò)誤的是()
A、有瞬時(shí)電流形成,方向由A到B
B、A、B兩端的電勢(shì)不相等
C、導(dǎo)體棒內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度不等于零
D、導(dǎo)體棒內(nèi)的自由電荷受電場(chǎng)力作用做定向移動(dòng)
一、電流的定義
【例2】 已知電子的電荷量為e,質(zhì)量為m,氫原子的核外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),則電子運(yùn)動(dòng)形成的等效電流大小為多少?
二、電流的微觀表達(dá)式
【例3】 有一橫截面積為S的銅導(dǎo)線,流經(jīng)其中的電流強(qiáng)度為I,設(shè)每單位體積導(dǎo)線有n個(gè)自由電子,電子的電荷量為q,此時(shí)電子定向移動(dòng)的速度為v,在Δt時(shí)間里,通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為()A.nvSΔt
B.nvΔt C.IΔt/q
D.IΔt/Sq 【例4】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?
【課后練習(xí)】
1.形成持續(xù)電流的條件是()A.只要有電壓加在物體的兩端 B.必須保持導(dǎo)體兩端有電壓 C.只在導(dǎo)體兩端瞬時(shí)加電壓 D.只要有大量的自由電荷
2.在由電源、導(dǎo)線等電路元件所形成的電路中,以下說(shuō)法正確的是(A.導(dǎo)線中的電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零
B.導(dǎo)線中的電場(chǎng)強(qiáng)度方向跟導(dǎo)線方向平行 C.導(dǎo)線內(nèi)各點(diǎn)的電勢(shì)相等
D.導(dǎo)線內(nèi)沿電流方向各點(diǎn)的電勢(shì)逐漸降低 3.以下說(shuō)法正確的是()
A.導(dǎo)體中的電流是正電荷的定向移動(dòng)形成的 B.電荷定向移動(dòng)的速率等于電流的傳導(dǎo)速率 C.單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷數(shù)越多電流越大
D.導(dǎo)體中越粗的地方單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷數(shù)越多電流越大)4.某電解池,如果在1s內(nèi)共有5×1018個(gè)二價(jià)正離子和1×1019個(gè)一價(jià)負(fù)離子通過(guò)面積為0.1m2的某截面,那么通過(guò)這個(gè)截面的電流是()A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.2A 5.導(dǎo)體中電流I的表達(dá)式為I=nqSv,其中S為導(dǎo)體的橫截面積,n為導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù),q為每個(gè)自由電荷所帶的電荷量,v是()A.導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的速率 B.電流傳導(dǎo)速率
C.自由電荷定向移動(dòng)的速率 D.電子熱運(yùn)動(dòng)速率
6.下列說(shuō)法中不正確的是()A.導(dǎo)體中有電荷運(yùn)動(dòng)就形成電流
B.電流的方向一定與負(fù)電荷的定向移動(dòng)方向相反 C.對(duì)于導(dǎo)體,只要其兩端有電壓就有電流 D.國(guó)際單位制中電流的單位是安
7.將左邊的銅導(dǎo)線和右邊的鋁導(dǎo)線連接起來(lái),已知截面積S鋁=2S銅.在銅導(dǎo)線上取一截面A,在鋁導(dǎo)線上取一截面B,若在1 s內(nèi)垂直地通過(guò)它們的電子數(shù)相等,那么,通過(guò)這兩截面的電流的大小關(guān)系是()
A.IA=IB
B.IA=2IB C.IB=2IA
D.不能確定
8.在示波管中,電子槍2 s內(nèi)發(fā)射了6×1013個(gè)電子,則示波管中電流的大小為()A.4.8×10-6 A
B.3.0×10-13 A C.9.6×10-16 A
D.3.0×10-6 A 9.一個(gè)半徑為r(米)的細(xì)橡膠圓環(huán),均勻地帶上Q(庫(kù)侖)的負(fù)電荷,當(dāng)它以角速度ω(弧度/秒)繞中心軸線順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),環(huán)中等效電流的大小為()A.Q
B.Q2π
C.Qω2π
D.2Qωπ 10.關(guān)于導(dǎo)線中的電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是()A.導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線可以與導(dǎo)線相交
B .導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)E是電源電場(chǎng)E0和導(dǎo)線側(cè)面堆積電荷形成的電場(chǎng)E′疊加的結(jié)果
C.導(dǎo)線側(cè)面堆積電荷分布是穩(wěn)定的,故導(dǎo)線處于靜電平衡狀態(tài) D.導(dǎo)線中的電場(chǎng)是靜電場(chǎng)的一種
11.半徑為R的橡膠圓環(huán)均勻帶正電,總電荷量為Q,現(xiàn)使圓環(huán)繞垂直環(huán)所在平面且通過(guò)圓心的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則由環(huán)產(chǎn)生的等效電流判斷正確的是()
A.若ω不變而使電荷量Q變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則等效電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 B.若電荷量Q不變而使ω變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則等效電流也將變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 C.若使ω、Q不變,將橡膠環(huán)拉伸,使環(huán)半徑增大,等效電流將變大 D.若使ω、Q不變,將橡膠環(huán)拉伸,使環(huán)半徑增大,等效電流將變小 12.在顯像管的電子槍中,從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進(jìn)入電壓為U的加速電場(chǎng),設(shè)其初速度為零,經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束.已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m.求在剛射出加速電場(chǎng)時(shí),一小段長(zhǎng)為ΔL的電子束內(nèi)電子個(gè)數(shù)是多少? 答案:
例1.答案 e22πr2mkmr 解析 所謂等效電流,就是把電子繞核運(yùn)動(dòng)單位時(shí)間內(nèi)的電荷量通過(guò)圓周上各處看成是持續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)所形成的電流,根據(jù)電流強(qiáng)度的定義即可算出等效電流的大?。?截取電子運(yùn)動(dòng)軌道的任一截面,在電子運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間T內(nèi),通過(guò)這個(gè)截面的電荷量q=e.則有:I=qt=eT 再由庫(kù)侖力提供向心力,有:ke2r2=m4π2T2r得 T=2πre mrk 解得I=e22πr2mkmr 例2答案 AC 解析 此題考查對(duì)電流強(qiáng)度公式I=q/t的理解及電流強(qiáng)度的微觀表達(dá)式I=nqvS的理解.在Δt時(shí)間內(nèi),以速度v移動(dòng)的電子在銅導(dǎo)線中經(jīng)過(guò)的長(zhǎng)度為vΔt,由于銅導(dǎo)線的橫截面積為S,則在Δt時(shí)間內(nèi),電子經(jīng)過(guò)的導(dǎo)線體積為vΔtS.又由于單位體積的導(dǎo)線有n個(gè)自由電子,在Δt時(shí)間內(nèi),通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為nvSΔt,故A正確.由于流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I,則在Δt時(shí)間內(nèi),流經(jīng)導(dǎo)線的電荷量為IΔt,而電子的電荷量為q,則Δt時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)目可表示為IΔt/q,故C也正確.例3解析:⑴電源與電解槽中的兩極相連后,左側(cè)電極電勢(shì)高于右側(cè)電極,由于在電極之間建立電場(chǎng),電場(chǎng)方向由左指向右,故正離子向右移動(dòng),負(fù)離子向左移動(dòng)
⑵電解槽中的電流方向向右
⑶8C的正電荷向右通過(guò)橫截面AB,而8C的負(fù)電荷向左通過(guò)該橫截面,相當(dāng)于又有8C正電荷向右通過(guò)橫截面,故本題的答案為16C ⑷由電流強(qiáng)度的定義I= =4A 課后檢測(cè)
1。D 2.BD 3.C 4.D 5.答案 C 解析 從微觀上看,電流決定于導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)、電荷量、定向移動(dòng)速度,還與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān),故選C.電荷的定向移動(dòng)形成電流,這個(gè)定向移動(dòng)的速率都是電流微觀表達(dá)式I=nqSv中的v.6.答案 A 7.答案 A 解析 這個(gè)題目中有很多干擾項(xiàng),例如兩個(gè)截面的面積不相等,導(dǎo) 線的組成材料不同等等.但關(guān)鍵是通過(guò)兩截面的電子數(shù)在單位時(shí)間內(nèi)相等,根據(jù)I=qt可知電流強(qiáng)度相等. 8.答案 A 解析 電子槍2 s內(nèi)發(fā)射了6×1013 個(gè)電子,則2 s通過(guò)示波管橫截面的電子數(shù)為6×1013個(gè),因此電流I=6×1013×1.6×10-192 A=4.8×-6 A.9.答案 C 解析 負(fù)電荷Q均勻分布在橡膠環(huán)上,當(dāng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在環(huán)上任取一截面則一個(gè)周期T內(nèi)穿過(guò)此截面的電荷量為Q,因此應(yīng)用電流的定義式I=qt,再結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)的知識(shí)即可求解.T=2πω,I=qt=QT=Qω2π.10.答案 B 11.答案 AB 解析 截取圓環(huán)的任一截面S,如右圖所示,在橡膠圓環(huán)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間T內(nèi),通過(guò)這個(gè)截面的電荷量為Q,則有:I= =
又T=,所以I=
由上式可知,選項(xiàng)A、B正確. 12.答案 IΔLem2eU 解析 根據(jù)動(dòng)能定理eU=12mv2① 根據(jù)電流定義公式q=It=ne② 根據(jù)題意t=ΔLv③ 解①②③得n=IΔLem2eU