物理电源和电流表格教学设计

这是一份物理电源和电流表格教学设计，共5页。教案主要包含了恒定电场，理论推导，练习探究等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
高中物理
年级
高一
学期
春季
课题
电源与电流
教科书
书 名：高中物理必修三教材
出版社：人民教育出版社 出版日期：2023年7月
教学目标
1.通过实例对比，引导学生思考持续持续电流形成的原因，了解电源的作用，认识常见的电源。
2.通过对比静电平衡条件，引导学生思考电路中电场的特点和电荷运动的情况，了解导体中的恒定电场和恒定电流。
3.通过实例分析，理解电流的定义，知道电流的单位。
4.阅读教材STSE材料，掌握电池容量的含义及其计算。
教学内容
教学重点：
1.电流的产生和描述。
2.从微观层面理解电流的形成。
教学难点：
1.恒定电流的产生。
2.电流定义式中q的理解。
教学过程
任务一：电源
引导学生思考问题讨论1：雷鸣电闪时,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?
学生回答：手电筒中有电池。
问题讨论2：如何产生持续的电流？
引导学生类比思考抽水机形成水流的调节
任务二：恒定电流
问题讨论1：导线中的电子为什么能够发生定向移动？
学生回答：受到电场力的作用。
问题讨论2：导线内电荷运动之后电场是否会发生变化？
引导学生思考，感应电荷会将产生一个垂直于导线方向的电场，将原电场垂直于导线方向的电场抵消。
【恒定电场】
问题讨论3：电荷在恒定电场作用下是否会不断加速？
引导学生思考或阅读教材，电子会与导线中的其他粒子发生碰撞，导致整体的速度是恒定的。
问题讨论4：如何验证导体内自由电子定向运动平均速率不变？
利用电流表才测量，看看导线中的电流是否是恒定的。
【电流】：
定义式：I=qt
单位：A（安培）
方向：正电荷的运动方向
练习：
（1）此时电流为多少I=？（2）此时电流为多少I=？（3）此时电流又为多少I=？
2A 2A 4A
思考探究：影响电流大小的微观因素？
带领学生思考：粒子带电量？粒子运动速度？单位体积内的粒子数？导体横截面积？
任务三：电流的微观表达式
粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，设导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子沿导体定向移动的速率为v，每个自由电子的电荷量为e。
【理论推导】：
时间 t 内通过某一横截面的自由电子个数：Nsvt
总电荷量：Nesvt
导体内的电流：Nesv
【练习探究】：
有一横截面积Ｓ＝1.00mm２ 的铜导线，单位体积中自由电子个数n＝1.0×1029m－３，电子的电荷量e=1.6×10-19 Ｃ，当通以电流为I=1.6A 的电流强度时，求电子定向移动的平均速率？
约为10−4m/s
按这个速率自由电子通过1米长的导线大概需要多长时间呢？
大约要数个小时
比较三个速率
自由电荷热运动的速率
105m/s
自由电荷定向移动的速率
10−4m/s
电场传递的速率
3×108m/s
任务四 ：电池的容量
思考：电池是否可以一直源源不断的放电呢？
电池容量：电池完全放出的电荷量
单位： mAh，Ah
练习探究：
阅读特斯拉电动汽车数据信息，如果该车以72Km/h速度行驶，大概可以行驶5h，请问该汽车以此速度工作时的工作电流是多少？电池续航是多大？
特斯拉电动汽车数据
***
电池类型
锂离子电池
电池容量
94A·h
电池类型
不可拆卸式电池
续航
300~400Km