最新精编高中人教版选修31高中物理21 电源和电流公开课优质课教学设计Word格式.docx
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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）收集新型电热器的资料，了解其发热原。
（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）→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、电的总功率与输出功率）→电路的基本应用（电实验）。
知识结构图
教目标
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。
（2）知道电阻定律。
知道焦耳定律，解闭合电路欧姆定律。
（3）知道电的电动势和内电阻。
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，探究闭合电路中电内、外电压的变规律，测量电的电动势和内电阻。
（4）收集新型电热器的资料，了解其发热原。
（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，通过实际操作会使用多用电表。
尝试以多用电表代替生用电表进行各种电实验。
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内、外电压的变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习。
（5）通过了解常见家用电器的电路构造和工作原，体会电路知识在生活、生产中的重要作用。
情分析
本章的电流、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生初中过的电知识时间较久，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生知识体系的构建，让生在相近或重复中体会研究物问题的方法。
实验方面，生在初中已有了电路连接和电表使用的一般技能，对电路设计和电测量有了一定的知识和技能准备，便于电实验教的开展。
教要求与建议
1．注重知识间的内在联系，如能量主线、概念联系、电路结构、欧姆定律等等。
利用知识的内在联系帮助生建构知识体系。
2．强调类比方法，注重本章知识与生活、技术、社会的联系。
教中尽量体现“让物走进生活”，让生体会到物就在我们身边、习物是有用的。
要充分利用“做一做”“思考与讨论”“漫步”“说一说”等栏目，提高生习物的兴趣，调动生的参与热情。
3．充分利用教材中的探究题材，指导生开展自主探究与合作探究。
多让生参与实验，了解物知识和规律的获取过程和方法。
课时分配建议
1 电和电流
1课时
2 电动势
3 欧姆定律
4 串联电路和并联电路
2课时
5 焦耳定律
6 电阻定律
7 闭合电路的欧姆定律
8 多用电表
9 实验：
测定电池的电动势和内阻
10简单的逻辑电路
教分析
生在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生认识恒定电场，符合生心特点。
教材利用生已经过的等势体上电荷的分布和转移情况，引导生分析恒定电场形成的过程，并引出了电和恒定电流的定义和物意义。
教师引导生分析思考，这样更能激发生的求知欲和习物的兴趣。
教目标
1．让生明确电在直流电路中的作用，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量——电流。
3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
4．通过对电、电流的习，生会类比解电动势，培养生将物知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物问题。
教重点难点及突破
重点解电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。
本节课把电与抽水机进行类比解决了电的作用这个难点。
教方法与手段
课堂教中，采用教师引导生分析，生主动思考，师生共同总结或加以点评的方法，既能发散生的思维，调动生的积极性，活跃课堂气氛，又能减少生习物的恐惧感。
对于电的作用这一难点通过类比的方法使生更容易解。
教媒体
投影片，多媒体课件，电闪雷鸣的视频，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。
主要教环节与事件：
分任务、师生活动、设计说明。
导入新课
[事件1]
教任务：
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，激发生的求知欲。
调动生的习积极性。
结论：
小灯泡电路中有电。
推进新课
[事件2]
电的作用。
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，如果用一条导线将它们连接起，A、B之间的电势差会发生什么变？
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？
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。
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，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。
怎样才能使水管中有不断的水流呢？
可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有不断的水流。
电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。
电能使电路中产生持续电流。
[事件3]
导线中的电场
问题引导：
在有电的电路中，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，最终又会达到怎样的状态？
参考解释：
导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电正、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、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，另外的又补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。
由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。
[事件4]
恒定电流
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？
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。
如果我们在这个电路中串联一个电流表，电流表的读保持恒定。
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的电流称为恒定电流。
[事件5]
电流强弱的描述——电流。
如何表示恒定电流的强弱呢？
电流的定义：
物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的比值称为电流。
用I表示电流。
电流定义式：
I＝。
单位：
国际单位：
安培（A），1A＝1/。
常用单位：
毫安（A）、微安（μA）。
电流的方向：
规定为正电荷定向移动的方向。
（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]
电流的应用。
1．在金属导体中，若10内通过横截面的电荷量为10，则导体中的电流为______；
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，电流方向不能确定
．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同
电流方向与正电荷定向移动的方向______，与负电荷定向移动的方向______。
3．某电解槽横截面积为052，若10内沿相反方向通过横截面的正负离子的电荷量均为1，则电解液中的电流为______。
在电解液中，电荷量是通过截面的正、负离子电荷量绝对值______。
答案：
11A 电荷量 电荷量 时间
2． 相同 相反
3．02A 之和
[事件7]
电流的微观表达式。
在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷为，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v。
请你用以上物量表示电流I。
在时间内通过导体某截面的电荷量为：
Q＝（vS）q
所形成的电流为：
I＝Q/＝qSv。
例题1有一条横截面积S＝12的铜导线，通过的电流I＝1A。
已知铜的密度ρ＝89×
103g/3，铜的摩尔质量M＝64×
10－2g/，阿伏加德罗常NA＝602×
1023－1，电子的电荷量＝－16×
10－19。
求铜导线中自由电子定向移动的速率。
解：
设自由电子在导线内定向移动的速率是v
取一段导线（如图）
导线左端的自由电子经过时间到达右端
自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为，则这段导线的长度为v，体积为vS，质量为ρvS。
这段导线中的原子为＝NA
可以认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子（一般条件下铜可视作一价元素），则这段导线中的自由电子目与铜原子的目相等，也等于。
由于时间内这些电子全部通过右端横截面，因此通过横截面的电荷量是q＝＝NA
把这个式子代入I＝，得I＝
从中解出v＝
代入值后得v＝75×
10－5/。
你认为计算出的电子定向运动速率与我们的生活经验是否相符？
怎样解释？
电子的定向运动速率与导线中电场的速率不同。
课堂巩固与反馈
[事件8]
形成性测试：
生独立完成。
时间：
5分钟。
1．下列叙述中正确的有（ ）
A．导体中电荷运动就形成电流
B．电流的单位是安
．电流是一个标量，其方向是没有意义的
D．对于导体，如果两端电势差不为零，则电流一定不为零
2．关于电流，下列说法正确的是（ ）
A．根据I＝可知I与q成正比
B．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流
．电流有方向，电流是标量
D．电流的单位“安培”不是国际单位制
3．某电解质溶液，如果在1内共有50×
1018个二价正离子和10×
1019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流是多大？
1B 2 332A
[事件9]
引导生从知识、方法、情感的角度小结本节课的活动。
认真总结概括本节内容，让生把自己这节课的体会说出，并进行比较，看谁的更好，好在什么地方。
1．复习本节教材和笔记。
2．完成课本课后问题与练习。
一、电：
使电路中保持连续的电流，能把电子从A搬运到B的装置P就是电。
二、恒定电场：
由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
三、恒定电流：
恒定电场中的电流是恒定不变的，称为恒定电流。
电流的定义式：
I＝，单位：
安培（A）、毫安（A）、和微安（μA）。
1．怀表变卵石
安培思考问题专心致志，据说有一次，安培正慢慢地向他任教的校走去，边走边思索着一个电问题。
经过塞纳河的时候，他随手拣起一块鹅卵石装进口袋。
过一会儿，又从口袋里掏出扔到河里。
到校后，他走进教室，习惯地掏怀表看时间，拿出的却是一块鹅卵石。
原，怀表已被扔进了塞纳河。
2．马车车厢作“黑板”
还有一次，安培在街上散步，走着走着，想出了一个电问题的算式，正为没有地方运算而发愁。
突然，他见到面前有一块“黑板”，就拿出随身携带的粉笔，在上面运算起。
那“黑板”原是一辆马车的车厢背面。
马车走动了，他也跟着走，边走边写；
马车越越快，他就跑了起，一心一意要完成他的推导，直到他实在追不上马车了才停下脚步。
安培这个失常的行动，使街上的人笑得前仰后合。
追着马车做题 享受思考快乐
3．“电中的牛顿”
安培将他的研究综合在《电动力现象的论》一书中，成为电磁史上一部重要的经典论著。
麦克斯韦称赞安培的工作是“上最光辉的成就之一，还把安培誉为“电中的牛顿”。
安培还是发展测电技术的第一人，他用自动转动的磁针制成测量电流的仪器，以后经过改进称电流计。
安培在他的一生中，只有很短的时间从事物工作，可是他却能以独特的、透彻的分析，论述通电导体的磁效应，因此我们称他是电动力的先创者。
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