《電流和電源》教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、《電流和電源》教學(xué)設(shè)計(jì) 一、 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。教材首先利用學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)的等勢(shì)體上電荷的分布和轉(zhuǎn)移情況，然后引導(dǎo)學(xué)生分析恒定電場(chǎng)形成的過(guò)程，并引出了電源和恒定電流的定義和物理意義。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。 二、 學(xué)情分析 恒定電流是研究電場(chǎng)的又一跨越，學(xué)生具備靜電場(chǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)是學(xué)習(xí)恒定電場(chǎng)的基礎(chǔ)和保證，學(xué)生參與了靜電場(chǎng)的學(xué)習(xí)中，對(duì)電場(chǎng)研究有了重要性的一定認(rèn)識(shí)，既充滿期待， 但是靜電場(chǎng)的電勢(shì)能，電場(chǎng)力做功，讓學(xué)生覺(jué)得知識(shí)有些凌亂，因此，課堂教學(xué)中，可以采

2、用教師引導(dǎo)學(xué)生分析，學(xué)生主動(dòng)思考，師生共同總結(jié)。 三、 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(lèi)比和分析使學(xué)生對(duì)電源的概念、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。 四、 教學(xué)重難點(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，

3、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。 五、 教學(xué)過(guò)程 1．電源： 先分析課本圖，說(shuō)明該裝置只能產(chǎn)生瞬間電流（從電勢(shì)差入手） 【問(wèn)題】如何使電路中有持續(xù)電流？（讓學(xué)生回答—電源） 類(lèi)比：（把電源的作用與抽水機(jī)進(jìn)行類(lèi)比）如圖2—1，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之間用一根細(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)：怎么樣才能使水管中有源源不斷的電流呢? 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

4、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)：（簡(jiǎn)單提一下） 結(jié)合課本圖，分析導(dǎo)線中的電場(chǎng)的分布情況。 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)

5、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(chēng)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(chēng)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： 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

6、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(lèi) 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(lèi)：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。 【問(wèn)題】如何用圖象表示直流電和交流電？ 分析課本例題（詳見(jiàn)課本，這里略） 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。 六、 板書(shū)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 1A=106μA