最新人教版高中物理选修31第二章《电源和电流》教学设计Word下载.docx

1、多媒体教学课件教学设计 （设计者：杨东升）教学过程设计主要教学过程教师活动学生活动一、引入新课【问题引入】展示：电闪雷鸣的图片.演示：小灯泡发光的实验.观察并讨论：电闪雷鸣时，强大的电流使天空发出耀眼的闪光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光，这是为什么呢？学生观察、思考、交流、总结.二、新课教学（一）电源【自主探究】问题1：电流形成的条件是什么？电荷的定向移动形成电流.说明：从宏观上看，电荷的热运动不能形成电流.问题2：导体中产生电流的条件是什么？导体的两端存在电势差.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来，A、B之间的电势差会发生什么

2、变化？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？结论：A、B之间电势差减小，最终A、B两个导体球会达到静电平衡，导线中的电流只能是瞬时的.问题3：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之间用一细管连起来，则水在重力的作用下发生定向运动，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，细管中只可能有一个瞬时水流.怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？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，从而使细管中有源源不断的水流.类比可知，电路中有持续电流的条件是导体两端

3、有电势差.问题：什么装置能把自由电子从正极搬迁到负极，使得导体两端保持电势差（电压），电路中有持续的电流.电源（设计意图：通过类比使学生知道电源的作用.）思考：电源在搬运电子的过程中，电子的电势能如何变化？电源发挥了怎样的作用？【归纳总结】1.能把自由电子从正极搬到负极的装置.2.作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路中有持续的电流.学生自主探究并归纳总结.小组讨论探究，学习体会并归纳总结.学生思考讨论，并总结归纳.（二）恒定电场在有电源的电路中，导线内部的电场强度有什么特点呢？电荷在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定，导线内的电场线保持和导线平行

4、.通过对恒定电场的介绍，为恒定电流的教学做好伏笔.）恒定电场是由稳定分布的电荷产生的稳定的电场.初步体会恒定电场的特点是一个动态平衡的过程，不是静止不变的.（三）恒定电流【合作探究】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什么特点呢？分析：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化.如果我们在这个电路中串联一个电流表，电流表的读数保持恒定.恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流.如何描述电流？（1）物理意义：表示电流的强弱程度.（2）定义：通过

5、导体横截面的电荷量q与通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流.（3）公式：I.（4）单位：安培（A），1 A1 C/s.常用单位：毫安（mA）、微安（A）.（5）方向：正电荷定向移动的方向.【延伸拓展】（1）适用于任何电荷的定向移动形成的电流.（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.导电时是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电荷量q表示通过横截面的正、负离子电荷量绝对值之和.（4）电流是标量，它的运算不遵循平行四边形定则.【巩固练习1】1.关于电流的方向，下列叙述中正确的是（）A.金属导体

6、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C.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2.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.在金属导体中，若10 s内通过横截面的电荷量为10 C，则导体中的电流为.电流等于通过导体横截面的与通过这些所用的的比值.4.某电解槽横截面积为0.5 m2，若10 s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电荷量均为1 C，则电解液中的电流为.在电解液中，电荷量是通过横截面的正、负离子电荷量绝对值的.【例题】有一

7、条横截面积S1 mm2的铜导线，通过的电流I1 A.已知铜的密度8.9103 kg/m3，铜的摩尔质量M6.4102 kg/mol，阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1，电子的电荷量e1.61019 C.求铜导线中自由电子定向移动的速率.通过例题的讲解，使学生了解电流的微观表达式.）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？三种速率的区别（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力的作用而定向移动形成电流.（对整体而言）（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般为每秒105米的数量级.（对每个电子而言）（3）电子热运动速率，任何微观粒子

8、都做无规则运动，其速度与温度有关，通常情况为每秒105米数量级.【巩固练习2】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C.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Iqt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，则通过该导体的电流是恒定电流C.电流有方向，是标量D.电流的单位“安培”不是国际单位制单位3.某电解质溶液，如果在1 s内共有5.01018个二价正离子和1.01019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？独立完成后，以小

9、组为单位进行展示.学生先自行推导，后倾听教师分析，做到理解题意.三、课堂小结认真总结概括本节内容，让学生把自己的体会说出来，并进行比较，分析优缺点.认真总结概括本节内容，并把自己本节的体会记录下来，与教师的总结进行比较，并查缺补漏.四、课后作业1.教材问题与练习13.2.完成学案自主探究.板书设计一、电源1能把自由电子从正极搬到负极的装置2作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路中有持续的电流二、恒定电场由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场三、恒定电流1大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流2电流表示电流的强弱程度通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流安

10、培（A），1 A1 C/s，常用单位：毫安（mA）、微安（A）正电荷定向移动的方向教学反思思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本.亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木，学生素质的培养就成了镜中花、水中月.通过对电路的操作性练习来认识电流与电路的关系、电源和用电器在电路中所起的作用.本着学生是学习的主体为指导原则，在学习的过程中采用实验法、观察法、分析归纳法、练习法等，培养学生的兴趣、观察能力、分析归纳能力、电学实验习惯，提高认识电路、连接电路、画电路图的能力.1.电流的微观表达式的推导（1）情景设置如图所示，粗细均匀的一

11、段导体AD，其长度为l，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为S，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q. （2）理论推导导体中的自由电荷总数：NnlS；总电荷量QNqnlSq.所有电荷都通过横截面D所需要的时间：t，所以导体中的电流：nqSv.由此可知，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动速率，以及导体的横截面积.2.充电电池充电电池，是充电次数有限的可充电的电池，配合充电器使用.市场上一般卖的是5号、7号的充电电池，但是也有1号充电电池.充电电池的好处是经济、环保、电量足，适合大功率、长时间使用的电

12、器（如随身听、电动玩具等）.充电电池的电压比型号相同的一次性电池低，AA电池（5号电池）是1.2伏，9 V充电电池实际上是8.4伏.现在充电次数一般能在1 000次左右.种类镍镉（NiCd）电压：1.2 V，使用寿命：500次，放电温度：20度60度，充电温度：045度.镍氢（NiMH）电池：1 000次，放电温度：10度45度，充电温度：10度45度.锂离子（Lilon）电池：3.6 V，使用寿命：锂聚合物电池：3.7 V，使用寿命：备注：锂电的改良型，没有电池液，而改用聚合物电解质，可以做成各种形状，比锂电池稳定.铅酸电池：12 V，使用寿命：200300次，放电温度：045度，充电温度：就是一般车用电瓶（它是以6个2 V串联成12 V的），免加水的电池使用寿命长达10年，但体积和容量是最大的.3.特征镍镉电池：有记忆效应，容量小.镍氢电池：记忆效应，小容量大.锂离子电池：无记忆效应，身薄容量大，因电极材料不同，电动势为3.6 V、3.7 V两种.锂电池的性能是现有各类电池中最好的一种