物理1 电源和电流教案

课题

§2.1电源和电流

设计教师

授课教师

时间

   年  月   日第     周

课型

新授课

课时

1课时

教学

目标

一、知识与技能

1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理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理量---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。

二、过程与方法

通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。 

三、情感态度与价值观

通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

重点

难点

重点：理解电源的形成过程及电流的产生。

难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。

教法

教具

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师生活动

引入新课：

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。

目标定向：理解电源的形成过程及电流的产生

1．电源

教师：（投影）教材图2.1－1，（如图所示）

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师生活动

分别带正、负电荷的A、B两个导体球，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。

【问题】如何使电路中有持续电流？（让学生回答—电源）

【问题】如何使电路中有持续电流？（让学生回答—电源）

类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图2—1，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定向运动，从水池A运动到水池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。

教师提问：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢?

让学生回答：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，从而使水管中有源源不断的水流。

归纳： 电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置）

2．导线中的电场：

教师：（投影）教材图2.1－3，（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。

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师生活动

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。

导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、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作定向移动，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、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源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，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。

通过“思考与讨论”让学生区分静电平衡和动态平衡。

恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。

3．电流（标量）

（1）概念：电荷的定向移动形成电流。

（2）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。

（3）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式：

电流的微观表示：

取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电量为q，则t时间内通过横截面C的电量Q是多少？电流I为多少？---引导学生推导

老师归纳： Q=nV=nvtSq     I=Q/t=nvqS    这就是电流的微观表示式。

（4）单位：安培（A），1 A =103mA = 106µA

（5）电流的种类

① 直流电：方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类：其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流；方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。

② 交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。

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课本例题

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通过例题分析让学生把电流与导线内自由电子的定向移动的速率联系起来，同时说明定向移动的速率和在导线中建立电场的速率是两个不同的概念。

知识点1.电流

［例１］关于电流，以下说法正确的是（　　　）

Ａ．通过截面的电荷量的多少就是电流的大小

Ｂ．电流的方向就是电荷的定向移动方向

Ｃ．在导体中，只要自由电荷在运动，就一定会形成电流

Ｄ．导体两端没有电压就不能形成电流

思路分析　根据电流的概念，电流是单位时间内通过截面的电荷量，知Ａ项错。规定正电荷定向移动方向为电流方向，知Ｂ项错。自由电荷持续的定向移动才会形成电流，Ｃ错，Ｄ对。

　　Ｄ

正确地理解概念，才是学好物理的关键。

【例2】在电解液中，若5s内沿相反方向通过面积为0.5m2的横截面的正负离子电荷量均为5C，则电解液中的电流是多大？

解：通过横截面得电荷量q 为正、负离子的电荷量绝对值之和，即q=5C×2=10C，由公式I=q/t=2A。

  2A

①误认为I=q/t中的q为通过单位面积的电荷量,实际上q与横截面的面积大小无关.

      ②将电解液导电等同于金属导体导电,误认为电荷量q=5C.

1、电子绕核运动可等效为一环形电流,设氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电荷量，则其等效电流为多大？

    ev/2r

2、某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（     ）

A.  0A   B.  0.8A  C.  1.6A   D.  3.2A

   D

上题中，若1s内有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子分别在阴极和阳极放电，电路中的电流是(    )

   B

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【例3】铜的原子量为m,密度为，每摩尔铜原子有n个自由电子，今有一根横截面为S的铜导线，当通过的电流为I时，电子平均定向移动的速率为（    ）

A.光速 c  B. I/neS    C.I/neSm  D. mI/nes

  D

教学日记：                            

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