第二章恒定电流全章教案1.docx

1、第二章恒定电流全章教案12.1导体中的电场和电流教学目标：（一）知识与技能1、了解电源的形成过程。 2、掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。（二）过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。（三）情感、态度与价值观：通过本节对电源、电流的学习，培养将物理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理问题。教学重、难点：理解电源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。教学方法：探究、讲授、讨论、练习教学手段：投影片，多媒体辅助教学设备教学过程：（一）引入新课教师：人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研

2、究方法，成为电学理论的重要基础。但是，无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？过渡：这节课就来学习有关电流的知识。（板书课题：导体中的电场和电流）（二）进行新课教师活动：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，而手电筒中的小灯泡却能持续发光？通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。过渡：要回答这个问题，就要从电源的知识学起。1电源教师：（投影）教材图2.11，（如图所示）分别带正、负电荷的A、B两个

3、导体球，它们的周围存在电场。如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体球会达到什么状态？R中出现了怎样的电流？学生活动：在教师的引导下，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差的变化情况。认识到，最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态。理解导线R中的电流只能是瞬时的。教师：（投影）教材图2.12，（如图所示）提出问题：如果在AB之间接上一个装置P，它能把经过R流到A的电子取走，补充给B，使AB始终保持一定数量的正、负电荷，情况会怎样呢？引导学生讨论、解释可能会产生的现象。培养、锻炼学生的思维能力。通过学生回答，发表见解，培养学生

4、语言表达能力。师生互动，建立起电源的概念。思考：电源P在把电子从A搬运到B的过程中，电子的电势能如何变化？电源发挥了怎样的作用？过渡：在有电源的电路中，导线内部的电场强度有何特点呢？2、导线中的电场教师：（投影）教材图2.13，（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2.14所示。教师引导学生讨论导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态。要把思维的过程展现给学生。说明：教师要引导学生运用微元法和矢量叠加的方法，探究导线中电场的变化情况，分析出最终导线两侧积累的电荷将达到平衡状态，垂直于导线方向上电场的分量将减为零，导线内的电场线保持和导线平

5、行。这里一定要强调，这是电源电场和导线两侧的电荷得电场共同叠加的结果。通过师生分析，建立起恒定电场的概念。引导学生理解电荷的“稳定分布”是一个动态平衡的过程，不是静止不变的。思考：在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中还是否适用呢？过渡：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，又如何描述呢？3、恒定电流教师：恒定电场中的电流是恒定不变的，称为恒定电流（为什么？）。电流的强弱就用电流这个物理量来描述。电流的定义：物理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t的比值称为电流。用I表示电流。电流的定义式是

6、什么？学生：I=教师：回忆一下初中学过的知识，电流的单位有哪些？它们之间的关系是什么？学生：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。电流的常用单位还有毫安（mA）和微安（A）。它们之间的关系是： 1 mA=10-3A； 1A=10-6A教师：1A的物理意义是什么？学生：如果在1 s内通过导体横截面的电荷量是1 C，导体中的电流就是1 A。即1A=1 C/s投影教材42页例题，教师引导学生分析题意，构建物理模型，培养学生分 通过师生分析，建立起恒定电场的概念。引导学生理解电荷的“稳定分布”是一个动态平衡的过程，不是静止不变的。思考：在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，

7、在恒定电场中还是否适用呢？过渡：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，又如何描述呢？师生共同分析课本上的例题1。师生互动：讨论，如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？点评：通过对结论的讨论，深化对物理概念和规律的理解。（三）课堂总结、点评（四）实例探究关于电流的方向【例1】关于电流的方向，下列叙述中正确的是_C_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

8、移动方向相同，有时与负电荷定向移动方向相同电流是有方向的，电流的方向是人为规定的。物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。关于电流的计算【例2】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强度是多大？解析：设在t=1 s内，通过某横截面的二价正离子数为n1，一价离子数为n2，元电荷的电荷量为e，则t时间内通过该横截面的电荷量为q=（2n1+n2）e电流强度为I=1.610-19A=3.2 A【例3】氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R的圆轨道上做匀速圆周

9、运动。已知电子的电荷量为e，运动速率为v，求电子绕核运动的等效电流多大？解析：取电子运动轨道上任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个截面的电量q=e，由圆周运动的知识有：T= 根据电流的定义式得：I=练习：完成练习册上的相应的题目。2.2电动势教学目标：（一）知识与技能：理解电动势的概念，掌握电动势的定义式。（二）过程与方法：通过本节课教学，使学生了解电池内部能量的转化过程，加强对学生科学素质的培养，。（三）情感、态度与价值观：了解生活中的电池，感受现代科技的不断进步。教学重、难点：电动势的概念，对电动势的定义式的应用。电池内部能量的转化；电动势概念的理解。教学方法：探究、讲授、讨论、练

10、习教学手段：各种型号的电池，手摇发电机，多媒体辅助教学设备教学过程：（一）引入新课教师：引导学生回顾上节课学习的“电源”的概念。在教材图2.1-2中电源的作用是什么？教师：（投影）（如图所示）学生思考，选出代表回答：电源能够不断地将电子从A搬运到B，从而使A、B之间保持一定的电势差；电源能够使电路中保持持续电流。教师：电源P在把电子从A搬运到B的过程中，电子的电势能如何变化？从另一个角度看，电源又发挥了怎样的作用？学生思考，选出代表回答：电子的电势能增加了。电源为电路提供了电能。教师：自然界中的能量是守恒的，电源为电路提供了电能，必然会有其他形式的能量减少，从能量转化和守恒的角度，你认为电源是

11、个怎样的装置呢？学生思考，选出代表回答：电源是把其他形式能转化为电能的装置。过度：电源又是如何把其他形式能转化为电能的呢？不同的电源把其他形式的能转化为电能的本领一样吗？这个本领用什么来描述呢？（二）进行新课1、电源教师：（投影）教材图2.2-1（如图所示）教师：（1）用导线将电源连成最简单的电路，电路由哪几部分组成？（2）导线中的电场是什么电场？电流是怎样形成的？特点如何？为什么？学生思考，回答：（1）电路由两部分组成，电源外部能看得见的部分，称为外电路；电源内部看不见的部分，称为内电路。（2）导线中的电场是恒定电场。导线中的自由电子在电场力的作用下从电源正极向负极定向运动，形成电流。导线中

12、的电流是恒定电流，因为导线中的电场是恒定电场，所以电子定向运动的速率是不变的，电流大小恒定。教师：自由电子在导线中定向运动，电场力做什么功？电子的电势能如何变化？学生：正功；减少。教师：自由电子定向运动的速率是不变的，能量还守恒吗？该怎样理解？学生：守恒。自由电子与带正电的离子相互碰撞，在定向运动过程中受到阻力作用，电子要不断克服阻力做功，其动能向热能转化。教师总结：大家说的对，概括地说，在电源外部，电场力对自由电子做正功，是电能转化为其他形式能，这个过程中消耗了电能。这些电能又是哪里来的呢？学生：电源把其他形式能转化为电能。教师：根据前面的分析，大家讨论一下，电源是如何把其他形式能转化为电能

13、的呢？学生思考，分组讨论，选出代表回答。点评：给学生创造思考、探究的空间，培养学生的探究精神和学习热情，培养学生交流合作的品质。通过学生的回答，培养表达能力。学生代表回答：在电源内部也存在电场，电场方向也是从正极指向负极。根据电荷守恒定律，电源必须把自由电子不断地从正极搬运到负极，自由电子必须克服电场力做功，这就需要有“非静电力”作用于电子。这个“非静电力”是电源提供的。也就是说，电源通过非静电力做功，使电荷的电势能增加了。教师点评、总结，引导学生建立起电源的概念：电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。教师：出示干电池、手摇发电机，提出问题：干电池、手摇发电机都可以做电源，这些电

14、源中的非静电力相同吗？所起的作用相同吗？谈谈你的看法。学生思考，分组讨论，选出代表回答。干电池中的非静电力是化学作用，手摇发电机的非静电力是电磁作用，前者把化学能转化为电能，后者把机械能转化为电能。非静电力虽然不同，但从能量转化的角度看，他们所起的作用是相同的，都是把其他形式能转化为电能。点评：再次加深学生对概念的理解。教师：电源有好多种，他们在把其他形式能转化为电能的本领相同吗？举例说明。学生举例：手电筒、家用照明电灯、汽车上的照明电灯等，亮度不同。教师：在物理学上，该如何描述电源的这种本领呢？（承上启下，过渡到下一问题）2、电动势教师：引导学生从静电力对电荷做功，电荷电势能增加的角度建立起

15、电动势的概念。思考问题：是不是静电力对电荷做的功越多，静电力做功的本领越大？该如何描述静电力做功的本领？学生思考，分组讨论，选出代表回答。静电力对电荷做功的多少与电荷的数量有关，不能用做功多少来反映做功的本领。静电力把相同数量的电荷从电源的一个极搬运到另一极，做功越多，电荷获得的电势能就越多，可以用静电力做功与电荷量的比值来反映静电力做功的本领。教师：电动势也是用比值定义的物理量，请把电动势的定义完整地说出来。并写出电动势的定义式。说明给物理量符号的意义和单位。学生思考，得出电动势的定义，并写出电动势的定义式。如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么W与q的比值，叫做电源的电动势。用E表

16、示电动势，则： 式中W，q的单位分别是焦耳（J）、库仑（C）；电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，是伏特（V）。电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。教师：电动势E的单位与电势、电势差的单位相同，电动势和电势差的物理意义有何不同呢？学生思考，分组讨论，选出代表回答。电动势：。W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能（或其它形式能）， E表示移动单位正电荷消耗化学能（或其它形式能），反映电源把其它形式能转化为电能的本领）。电压：。W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能，电压表示移动单位正电荷消耗的电势能。反映把电势能转化为其它形式能的本领。电动

17、势表征电源的性质，电势差表征电场的性质。教师指出：电源内部也是由导体组成的，也存在电阻。这个电阻叫做电源的内阻，大小由电源自身特点决定。内阻和电动势都是反映电源特性的物理量。（三）课堂总结、点评（四）实例探究对电源电动势的理解【例1】下列关于电源的说法，正确的是（ BD ）A电源向外提供的电能越多，表示电动势越大。B电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时，非静电力所做的功C电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大D电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大对电动势定义式的应用【例2】铅蓄电池的电动势为2 V，一节干电池的电动势为1.5V，将铅蓄电池和干电池

18、分别接入电路，两个电路中的电流分别为0.1A和0.2A。试求两个电路都工作20 s时间，电源所消耗的化学能分别为多少？哪一个电源把化学能转化为电能的本领更大？ 解析：对于铅蓄电池的电路，20 s时间内通过的电荷量为q1=I1t=2 C，对于干电池的电路，20 s时间内通过的电荷量为q2=I2t=4C，由电动势的定义式得电源消耗的化学能分别为JJ电动势反映电源把其他能转化为电能本领的大小，电动势越大，电源本领越大。故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大。作业：1、课下阅读课本第44页阅读材料生活中的电池2、课下阅读课本第45页“做一做”，各学习小组对常用可充电电池进行调查，形成书面材料，同学之间

19、进行交流。3、完成P46“问题与练习”第1、2、3题。2.3欧姆定律教学目标：（一）知识与技能1、知道什么是电阻及电阻的单位。2、.理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题。3、知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件。（二）过程与方法1、通过演示实验探究电流大小的决定因素，培养学生的实验观察能力。2、运用数学图象法处理物理问题，培养学生运用数学进行逻辑推理的能力。（三）情感、态度与价值观：通过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的建立，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格。重点：欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题。难点：伏安特性曲线的物理

20、意义。教学方法：探究、讲授、讨论、练习教学手段：电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导体A、B（参考教材图2.3-1）、晶体二极管、投影片、多媒体辅助教学设备教学过程：（一）引入新课同学们在初中已经学过了欧姆定律的一些基础知识，今天我们要在初中学习的基础上，进一步学习欧姆定律的有关知识。（二）进行新课1、欧姆定律教师：既然在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？下面我们通过实验来探究这个问题。演示实验：投影教材图2.3-1（如图所示）教师：请一位同学简述如何利用如图所示的实验电路来研究导体A中的电流跟导体两端的电压的关系?学生：合上电键S，改变

21、滑动变阻器上滑片P的位置，使导体两端的电压分别为0、2.0 V、4.0 V、6.0 V、8.0 V，记下不同电压下电流表的读数，然后通过分析实验数据，得出导体中的电流跟导体两端电压的关系。教师：选出学生代表，到讲台上读取实验数据。将得到的实验数据填写在表格中。换用另一导体B，重复实验。投影实验数据如下U/V00.501.001.502.002.50I/A导体AI/A导体B教师：同学们如何分析在这次实验中得到的数据？学生：用图象法。在直角坐标系中，用纵轴表示电压U，用横轴表示电流I，根据实验数据在坐标纸上描出相应的点。根据这些点是否在一条直线上，来研究导体中的电流跟它两端的电压的关系。教师：请一

22、位同学上黑板作U-I图线。其他学生在练习本上作。学生：作图，如图所示。教师：这种描点作图的方法，是处理实验数据的一种基本方法，同学们一定要掌握。分析图象，我们可以得到哪些信息？学生：对于同一导体，U-I图象是过原点的直线，电压和电流的比值等于一个常数。这个比值可以写成：R=对于不同的导体，这个比值不同，说明这个比值只与导体自身的性质有关。这个比值反映了导体的属性。师生互动，得出电阻的概念：电压和电流的比值R=，反映了导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻。教师：将上式变形得：I=上式表明：I是U和R的函数，即导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，这就是我们初中学过的欧姆定律。教

23、师：介绍德国物理学家欧姆和欧姆定律的建立，从而对学生进行思想品德教育。讨论：根据欧姆定律I=得R=，有人说导体的电阻R跟加在导体两端的电压U成正比，跟导体中的电流I成反比，这种说法对吗？为什么？学生：这种说法不对，因为电阻是导体本身的一种特性，所以导体的电阻与导体两端的电压及导体中的电流没有关系。教师：电阻的单位有哪些？学生：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是 。常用的电阻单位还有千欧（k）和兆欧（M）：1 k=103 1 M=106 教师：1 的物理意义是什么？学生：如果在某段导体的两端加上1 V的电压，通过导体的电流是1 A，这段导体的电阻就是1 。所以1 =1 V/A教师：

24、要注意欧姆定律的适用条件：纯电阻电路，如金属导体和电解液。对于含有电动机等的非纯电阻电路不适用。投影例题例：某电阻两端电压为16 V，在30 s内通过电阻横截面的电量为48 C，此电阻为多大？30 s内有多少个电子通过它的横截面？解析：由题意知U=16 V，t=30 s，q=48 C，电阻中的电流I=1.6 A 据欧姆定律I=得，R=10 n=3.01020个故此电阻为10，30 s内有3.01020个电子通过它的横截面。说明使用欧姆定律计算时，要注意I、U、R的同一性（对同一个导体）。2、导体的伏安特性教师：用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的IU图线叫做导体的伏安特性曲线。如图所示，

25、是金属导体的伏安特性曲线。学生讨论：在IU曲线中，图线的斜率表示的物理意义是什么？总结：在IU图中，图线的斜率表示导体电阻的倒数。即k=。图线的斜率越大，电阻越小。教师：伏安特性曲线是过坐标原点的直线，这样的元件叫线性元件。师生活动：用晶体二极管、电压表、电流表、滑动变阻器、电键连成如左下图所示的电路，改变电压和电流，画出晶体二极管的伏安特性曲线，右下图所示，可以看出图线不是直线。教师：伏安特性曲线不是直线，这样的元件叫非线性元件。（三）课堂总结、点评（四）实例探究欧姆定律的应用【例1】两电阻R1、R2的伏安特性曲线如右图所示，由图可知：（1）这两电阻的大小之比R1R2为_A_A.13 B.3

26、1 C.1 D.1（2）当这两个电阻上分别加上相同电压时，通过的电流之比为_B_A.13 B.31 C.1 D.1【例2】若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4 A.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大?解析：对欧姆定律理解的角度不同，求解的方法也不相同.本题可以有三种解法：解答一：依题意和欧姆定律得：，所以I01.0 A又因为，所以A解答二：由得A又，所以A解答三：画出导体的IU图像，如图所示，设原来导体两端的电压为U0时，导体中的电流强度为I0.当时，I=I00.4 A当UU0时，电流为I2.由图知 所以I01.0 I2202.0 A 说明：（1）用I

27、U图像结合比例式解题，显得更直观、简捷。物理意义更鲜明。（2）导体的电阻是导体自身的一种属性，与U、I无关，因而，用此式讨论问题更简单明了。 作业：书面完成P48“问题与练习”第2、34、题；思考并回答第1、5题。2.4串联电路和并联电路教学目标：（一）知识与技能1、了解串联和并联电路的连接方式，掌握串并联电路的电流和电压特点。2、掌握电组的串并联的计算。3、知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。4、了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。5、理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值。（二）过程与方法知道常用的电压表和电流

28、表都是由小量程的电流表改装而成的。通过分压电阻和分流电阻阻值的计算，培养学生应用所学物理知识解决实际问题的能力。（三）情感、态度与价值观通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，引导学生关心实际问题，有志于把所学物理知识应用到实际中去。教学重点：熟练掌握串并联电路的特点；电组的串并联的计算。教学难点：表头G改装成大量程电压表V和电流表A的原理，并会计算分压电阻和分流电阻。教学方法：讲授、讨论、练习教学手段：投影片、多媒体辅助教学设备 教学活动（一）引入新课教师：在初中我们已经学过有关串联和并联的知识，这节课我们要深入研究串并联电路中各部分的电流、电压及电阻的关系。（二）进行新课1、串联电路和

29、并联电路的电流教师：（投影）教材图2.4-1和图2.4-2（如图所示） 引导学生推导出串联电路和并联电路的电流规律。学生阅读教材，进行推导：（1）在恒定电流的电路中各出电荷的分布是稳定的，因此，在相等时间内，通过串联电路各部分的电荷量必须相等，故有串联电路各处的电流相等。即 （2）在并联电路中，要保持电路各处电荷量分布稳定不变，相同时间内流过干路0点的电荷量必须等于各支路1、2、3各点的电荷量之和。因此，串联电路的总电流等于各支路电流之和。即 2、串联电路和并联电路的电压教师： 在图2.4-1中，用、分别表示电路中1、2、3各点的电势，用、分别表示0与1、1与2、2与3、0与3的电势差。引导学

30、生推导出串联电路和并联电路的电压规律。学生阅读教材，进行推导：（1）串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和。即 +=（2）并联电路的总电压与各支路电压相等。用U1、U2、U3代表图2.4-2中三个电阻两端的电压，即有 =3、电阻的串联和并联教师活动：（投影）教材图2.4-3和图2.4-4（如图所示） 引导学生推导出串联电路和并联电路的电阻规律。学生阅读教材，进行推导：（1）串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。即对于多个电阻的串联 （2）并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。即 对于多个电阻的串联 思考与讨论：（1）n个相同的电阻R0并联，总电阻等于多少？（2）若干不同的电阻并联，总电阻与其中最小的电阻的大小关系如何？4、电压表和电流表学生：利用表头能够测量的最大电流和最大电压分别是多大？教师：常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。（投影）利用多媒体介绍表头的满偏电流Ig、内阻Rg和满偏电压Ug。（1）满偏电流Ig