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电源和电流
电源和电流1
一、概述
电源和电流是高中物理1-1第二章第二节，是直流电的入门章节。本节课需要一课时。
要求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。知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流。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。
二、教学目标分析
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。
教学重点与难点：
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。
三、学习者特征分析
1.高中学生已经掌握了一些直流电的基本概念,原理和规律，知道它们的含义,和它们的前因后果,适用条件,以及相关概念之间的联系和区别. 但定量描述自然科学的现象和规律,包括用物理知识处理物理问题,以及用简单的图,表和数据描述物理活动的特征还不是特别清楚。
对自然科学发展的成就和成果及其对社会发展的影响,通常这一条内容课本中是没有的,但常出现在报刊杂志和广播电视等新闻媒体中。
2.科学概念,原理和规律都是由实验推导出来的,教学过程中的实验有助于加深学生对自然科学概念,原理和规律的理解, 学生具备一定的'实验能力,并能够根据要求设计简单的实验方案.。
3学生能读懂自然科学方面的资料,同时还要能读懂图示的物理意义,以及有关物理意义,以及有关物理量之间的定性与定量函数关系.
4、学生对自然科学基本知识有一定的应用能力,应用这些知识去指导自然科学的研究工作,社会的生产和人类的生活,必须懂得自然科学知识的实用性和社会价值,
四、教学策略选择与设计
讲授法，演示法，讨论法，实验法。
五、教学资源与工具设计
教学资源与工具包括两个方面：一是为支持教师教的资源;二是支持学生学习的资源和工具，包括学习的环境、多媒体教学资源、特定的参考资料、参考网址、认知工具以及其他需要特别说明的传统媒体。
如果是其他专题性学习、研究性学习方面的课程，可能还需要描述需要的人力支持及可获得情况。
六、教学过程
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2.1-1，
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?
电源和电流2
教材分析
（1）教学内容：
本节课为人教社《物理》八年级上册第五章第二节内容。
（2）教材分析：
八年级物理教材充分体现新课程标准的理念。新教材在八年级第一学期最后一章安排了“电流和电路”的学习，本身体现了教材不过分强调学科的逻辑特点，而注重基于学以致用的兴趣，从学生认知规律和探究出发，设计教材结构，在学习了电流和电路后，接着安排了“家庭电路”，确实是从学生生活需要出发，做到了从生活走向物理，从物理走向社会。
“电流和电路”这一节开始用一个小实验，迈入电学门槛，教材用了贴近生活的三种用电器——灯泡、小电动机、音乐门铃，让学生“想想做做”，目的在于感知、领略电学的美妙之处（一按开关灯亮了，电动机转了，门铃响了），引发学生的兴趣，尝试成功的喜悦，产生强烈的求知欲，从而引入下文——灯亮是因为有电流流过灯泡。
学习电流方向后，教材简介了二极管的单向导电以及发光二极管，这个知识点的安插，是因为它的应用在日常生活中处处可见，只求学生了解，无需详细学习。但是，给我们达成情感、态度和价值观的目标提供了素材。
再如，电池的介绍，教材用彩色照片出示了“锌银”电池、“充电”电池、“手机”电池等。此类的知识可鼓励学生在生活中观察、上网学习、调查研究、查寻资料以拓宽学生的知识面。
教学目标
知识和技能
1、初步认识电流、电路及电路图，学会按实物电路连接图画出对应的电路图。
2、知道电流的形成及其条件，知道电流方向的.规定。
3、认识断路、通路、短路，知道电路的组成。
4、知道电源和用电器，能从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。
过程和方法
在动手实验的过程中，学习观察实验现象，学习从现象中分析归纳出规律的方法。
情感、态度、价值观
通过连接电路的活动，激发学生的学习兴趣，使学生乐于动脑筋找出新的连接电路的方法。
重点：
知道电流、电路的基本概念。能认识、使用电路图。
难点：
能认识、使用电路图。
教具准备：
干电池 灯泡 导线 开关 小电动机
教学过程
情景创设 导入新课
我最棒：用小灯泡、电源、开关导线，连接电路，使小灯泡亮，看谁最快最好！
注意：任何情况都不能把电源的两端直接连在一起！！！！
思考：你在实验中有什么收获和体会？有什么疑问？
自主学习 领悟新知
自学课本，你能完成下面的问题吗？
1、电流：上面实验中的灯泡会亮，是因为有电流流过它们。电流是怎样形成的？
（1）、电流：电荷的定向移动形成了电流。要出现电流，还需要：电池、发电机这样的 ；灯泡、电动机这样的 ； 的连接； 的控制。
（2）、电流的方向： 移动的方向规定为电流的方向。在电源外部，闭合电路中的电流方向是从电源 经过 流向 。
2、电路：
（1）电路的构成：xxx。
（2）电源的作用是：xxx；用电器的作用是：xxx。
你知道哪些是电源？
你还知道哪些是用电器？
什么是断路、通路、短路？
3、电路图：利用规定的 代替实物，把电路表示出来的就是电路图。
讨论：怎样画电路图美观？
合作探究、展示交流；
探究要求
利用两个小灯泡、一个开关、两节电池（带电池盒）和一些导线，怎样连接才能使灯泡发光，并能用开关控制小灯泡，比比看哪个小组连接的最快。
按照探究要求，边实验，边独立解决一下三个问题，将你的答案写在空白处，然后小组内相互交流相互补充，完善。在连接电路之前请先看老师有哪些提示。
友情提示：
⑴任何情况下都不能把电池的两端直接连在一起！
⑵在连接电路时，可以从电源的正极开始顺次连接。
⑶连接电路时，开关一定要断开，经检查无误后再闭合。
你要解答的问题：
问题1：请用笔画线代替导线把你连接的能使小灯泡发光的电路画下来。你在连接电路的过程中，是否遇到小灯泡不发光的现象呢？如果遇到，请你继续分析：在电路连接的过程中，有哪些情况可造成小灯泡不发光？
问题2：要使小灯泡持续发光，必须满足什么条件？
问题3：请根据左图给出的电路图，将右图中的实物用笔画线代替导线连接起来。
交流一：根据几位同学所画电路图，要求从正确性、美观性进行评价，评出最佳作品。
由此，请你总结出画电路图要注意哪些问题？
交流二：根据展示的几个电路，请你归纳出电路的几种状态：
反馈评价、拓展应用
1、观察手电筒的结构，画出它的电路图。
2、打开手电筒开关后，发现小灯泡并不发光，请参照示例猜想两种可能使小灯泡不发光的原因，并简单写出验证你猜想的方法。
示例：原因：可能电池用久了；验证方法：换上新电池
①原因： ；验证方法： ；
②原因： ；验证方法： ；
总结
请同学们整理、反思刚才的学习内容，用简短的语言完成知识网络，然后小组内交流完善。并提出对于本节课的学习还有什么疑惑？
电源和电流3
第二周是高二物理组研讨周，大家共同听了解鹏翔、李霞、王景军等老师的《电源和电流》一课。王校长参与了整个听课和评课过程。
陈红灵老师评课：
1、课程内容多，课时无法完成。
2、明确电源作用，用水位差类比，形象易理解，力争把电源理解透彻。在教学中可以用家庭中常见的水表类比。
谢鹏翔老师从初高中衔接方面说出了自己的感受，初中教材中有抽水机和电源的类比，水流和电流的对比。
李主任建议大家认真钻研课标，不要把问题讲难。
赵京南提出物理课堂应当多引入生活当中的例子，增加物理课堂的趣味性。
最后王校长作了总结：
1、重视初高中衔接，建议各位教师把初中教材学一遍，高中教学应该站在更高的高度上。并清醒认识到，哪些是自己的经验，哪些是根据已有经验提出的'新问题。
2、教学过程应该是螺旋式上升，充分体现新课程的理念，做到以学生为主体，教师主导的教学方式。
3、统一教学目标，统一重难点，经常引用生活中的例子进行类比，学生体会到生活当中就有物理。
4、教材整合。教师用教材教，但又不要拘泥于教材，可以有自己的思想。（王校长就本节课的教学设计指导了教材的整合。）
5、教师的语言应该精炼，逻辑性要强。
电源和电流4
一、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。
二、重点与难点：
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。
三、教学过程
（一）先对本章的知识体系及意图作简要的概述
（二）新课讲述————第一节、导体中的电场和电流
电源和电流5
一、电路的组成：
1、定义：把电源、用电器、开关、导线连接起来组成的电流的路径。
2、各部分元件的作用：
(1)电源：提供电能的装置;
(2)用电器：工作的设备;
(3)开关：控制用电器或用来接通或断开电路;
(4)导线：连接作用，形成让电荷移动的通路
二、电路的状态：通路、开路、短路
1、定义：
(1)通路：处处接通的电路;
(2)开路：断开的电路;
(3)短路：将导线直接连接在用电器或电源两端的电路。
2、正确理解通路、开路和短路
三、电路的基本连接方式：串联电路、并联电路
四、电路图(统一符号、横平竖直、简洁美观)
五、电工材料：导体、绝缘体
1、导体
(1)定义：容易导电的物体;
(2)导体导电的原因：导体中有自由移动的'电荷;
2、绝缘体
(1)定义：不容易导电的物体;
(2)原因：缺少自由移动的电荷
六、电流的形成
1、电流是电荷定向移动形成的;
2、形成电流的电荷有：正电荷、负电荷。酸碱盐的水溶液中是正负离子，金属导体中是自由电子。
七.电流的方向
1、规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向;
2、电流的方向跟负电荷定向移动的方向相反;
3、在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极。
八、电流的效应：
热效应、化学效应、磁效应
九、电流的大小：
I=Q/t
十、电流的测量
1、单位及其换算：主单位安(A)，常用单位毫安(mA)、微安(A)
2、测量工具及其使用方法：
(1)电流表;
(2)量程;
(3)读数方法
(4)电流表的使用规则。
十一、电流的规律：
(1)串联电路：I=I1+I2;(2)并联电路：I=I1+I2
方法提示：
1、电流表的使用可总结为(一查两确认，两要两不要)
(1)一查：检查指针是否指在零刻度线上;
(2)两确认：
①确认所选量程。
②确认每个大格和每个小格表示的电流值。
两要：一要让电流表串联在被测电路中;二要让电流从+接线柱流入，从-接线柱流出;③两不要：一不要让电流超过所选量程，二不要不经过用电器直接接在电源上。
在事先不知道电流的大小时，可以用试触法选择合适的量程。
2、根据串并联电路的特点求解有关问题的电路
(1)分析电路结构，识别各电路元件间的串联或并联;
(2)判断电流表测量的是哪段电路中的电流;
(3)根据串并联电路中的电流特点，按照题目给定的条件，求出待求的电流。
位移方向与速度方向
速度方向与位移方向没有直接关系，只有在没有返回(即向着一个方向运动)的直线运动中，速度的方向与位移的方向一定是相同。除此之外，速度方向与位移方向可能相同，也可能不同。例如，在竖直上抛运动中，物体上升时，速度方向(向上)与位移方向(向上)相同，下落过程中在落回抛出点前速度方向(向下)与位移方向(向上)相反，若过抛出点后还可以继续下落，则此后速度方向(向下)又与位移方向(向下)相同。因此要具体情况具体判断。
在曲线运动中，速度方向与位移方向大都不同。因为速度方向为轨迹的切线方向，与轨迹上任意两点的连线(位移)方向多数成不为零的角。
位移方向由运动的起点(你所选择的运动的开始点)指向运动的终点(即末时刻物体所在的点，起点只有一个，而末时刻则可以由问题确定，对应不同的时间段)。例如上述竖直上抛运动，起点是物体的抛出点，而终点则要看问题所给时间的长短，因为可以将整个运动过程分成几段。
电流公式
1、电流强度：I=Q电量/t
2、电阻：R=ρL/S
3、欧姆定律：I=U/R
4、焦耳定律：
(1)Q=I2Rt
(2)Q=UIt=Pt=UQ电量=U2t/R (纯电阻公式)
电源和电流6
目标：
1、了解电流的微观机理及其定义式，知道电流的方向是如何规定的。
2、了解电源的发明对人类的生活产生的巨大的影响。
3、了解电源在电路中的作用。了解电动势的概念和单位。了解常见电池电动势的大小。
过程
一、电流
问：怎样才能产生电流？（电荷的定向移动）
问：产生电流需要有什么样的条件呢？（①自由电荷②导体两端有电压）
说明：金属中的自由电子，酸、碱、盐水溶液中的正、负离子，都是自由电荷，干电池、蓄电池、发电机等电源，它们在电路中的`作用是保持导体上的电压。
问：如何规定电流的方向？（规定正电荷定向移动的方向为电流的方向）
问：金属中自由电荷是电子，那么金属中的电流方向和电子运动的方向有何关系？（相反）
问：导体中电流的流向如何？（在电源外部电流从正极流向负极，在内部是由负极流向正极）
问：电流有强弱的不同，如何比较电流的强弱？(用通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值来描述电流的强弱)
说明：我们把通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值定义为电流，用I表示，I＝Q/t
问：在国际单位制中，电流的单位是什么？（安培 简称安，符号A ）
问：还有什么常用单位？（毫安mA 1mA=10-3A 微安 μA 1μA=10-6A ）
二、电源和电动势
说明：一个闭合电路由电源、用电器和导线、开关构成，
问：那么电源的作用是什么呢？（使导体两端建立电场，电场力使导体中的自由电荷做定向运动，形成持续的电流）
说明：生活中有各种各样的电源，不同的电源，两极间电压的大小不一样。不接用电器时，常用干电池两极间的电压大约是l.5V ，铅蓄电池两极间的电压大约是2V 。电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的．电源的这种特性，物理学中用电动势来描述，符号是E ，电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，电动势的单位与电压的单位相同，也是伏特。
问：从能量转化的角度看，电源的作用是什么？（把其他形式的能转化为电能，化学电池把化学能转化为电能，发电机把机械能转化为电能，太阳电池把太阳能转化为电能）
第五节、电流和电源
板书设计
一、电流
1、电荷的定向移动形成电流
条件：①自由电荷 ②导体两端有电压
2、规定正电荷定向移动的方向为电流的方向
3、电流流向：电源外部正极流向负极，内部负极流向正极
4、电流：通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值 I＝Q/t
国际单位：安培 简称安，符号A
常用单位：毫安mA 1mA=10-3A 微安 μA 1μA=10-6A
二、电源和电动势
1、电动势E ：电源没有接入电路时两极间的电压
电源和电流7
首先是引入新课，我们往往都认为引入新课一定要采取一些新奇吸引人的手段或情境，其实，对于电源和电流的入门课，最简单的最贴近实际生活的就是最有效的入门，我从谈谈身边的用电器入手来引入新课，学生感觉到现在以及以后很长一段时间要研究的知识就是和我们联系非常紧密的知识，而且，这个知识并不象平时家长所教育的那么可怕。
其次是对于重难点的'处理：
1、电流的形成
用课件来展示电流的形成过程，让电流这个抽象的知识变的形象化。非常有助于学生对电流形成过程的理解。
2、电流的方向
通过上课发现电源外部电流的方向在讲完电路以及电路图后再介绍更好，这样还可以及时地设置相应的练习，例如：指出电路中电流的方向以及标出电路中电流方向的习题等。
采用先让学生探索，教师再纠错的教学方法，能起以下几方面作用：
1.能充分曝露学生学习上的问题，使教学更有针对性。
2.不约束学生的思维，适合中学生好表现的年龄特点，有助于激发学生的求知欲，培养终身探索的兴趣。
3.避免学生以为学生内容简单而掉以轻心。
4.让学生在探索并解决问题过程中，体味成功的快乐。
通过这节课，我感觉到教师注重教学中的变化。开始我们备课考虑的因素不同，我们设计的教学方法会因这个因素而侧重。当我们了解到学生存在的一些问题是没有备课中没有重视的。我们在上课时就要机智地去处理，随着因素的改变要改变自己的教学。
电源和电流8
电源和电流
学习目标
1．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。
学习重、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。
学法指导
自主、合作、探究
学习过程
用案人自我创新
【自主学习】：
1．电源是能把电路中的 从正极搬到负极的装置。
2．导线中的电场是由 、 等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的电场，导线内的电场保持和 平行。
3．由 分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
4．把 、 都不随时间变化的电流称为恒定电流。
5．电流的 程度用电流这个物理量表示；规定 定向移动的方向为电流的方向；电流的单位是 ，符号是 ；公式为 。
6．电流的分析与计算
(1)电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
(2)金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反。
(3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时 中，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。
(4)电流虽然有大小和方向，但不是矢量。
7．电流的微观表达式 的应用
在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I=q／t计算电流时应引起注意.
【例题与习题】
例1如图验电器A带负电，验电器B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列叙述中错误的是（ ）
A、有瞬时电流形成，方向由A到B
B、A、B两端的电势不相等
C、导体棒内的电场强度不等于零
D、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动
例2在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U的作业下被加速，且形成的电流强度为I的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。设电子的质量为m，电荷量为e，进入加速电场之前的速度不计，则在t秒内打在荧光屏上的电子数为多少？
例3如图所示的电解槽中，如果在4s内各有8c的正、负电荷通过面积为0.8?的横截面AB，那么
⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向；
⑵电解槽中的电流方向如何？
⑶4s内通过横截面AB的电量为多少？
⑷电解槽中的电流为多大？
练习：
一段粗细均匀的金属导体的横截面积是S，导体单位长度内的自由电子数为n，金属内的自由电子的电荷量为e，自由电子做无规则热运动的速率为V0，导体中通过的电流为I，则下列说法中正确的有 ( )
A．自由电子定向移动的速率为V0
B．自由电子定向移动的速率为V=I/nes
C．自由电子定向移动的速率为真空中的光速c
D．自由电子定向移动的速率为V=I/ne
达标检测
1.形成持续电流的条件是( )
A.只要有电压加在物体的两端 B.必须保持导体两端有电压
C.只在导体两端瞬时加电压 D.只要有大量的自由电荷
2.在由电源、导线等电路元件所形成的电路中，以下说法正确的是 （ ）
A.导线中的电场强度处处为零 B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行
C.导线内各点的电势相等 D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低
3.以下说法正确的是（ ）
A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的
B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率
C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大
D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大
4.某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的`某截面，那么通过这个截面的电流是( )
A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.2A
5.有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I，设每单位体积的导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子的定向移动速率为u，在t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为（ ）
A．nuSt B．nut C. It/q D. It/Sq
7.下列叙述正确的是( )
A.导体中电荷运动就形成电流 B.电流是矢量
C.导体中有电流通过时，导体内部场强不为零
D.只有自由电子的定向移动才能形成电流
8. 示波管中，2s内有6×1013个电子通过横截面大小不知的电子枪，则示波管中电流大小为( )
A.4.8×10-6A B.3×10-13A C.9.6×10-6A D.无法确定
9.我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为240 m的近似圆形轨道，电子电荷量e=1.6×10-19C，在整个环中运行的电子数目为5×1011，设电子的速度是3×107 m/s，则环中的电流是：（ ）
A．10mA B．1mA C．0.1mA D．0.01mA
10.如图所示，a、b两导体板组成一电容器，电容为C，带电荷量为q，然后用一根虚线所示的导线连接，以下说法中正确的是（ ）
A.导线中有恒定的电流
B.导线中有短时间的电流
C.通过导线的电荷量为q
D．通过导线的电荷量为2q
11. 如图所示，在电解槽中，如果在5s内共有2C正离子和2C负离子通过面积为S=0.1m2的某横截面，那么5s内通过该横截面积的电荷量为 ，通过该横截面积的电流为 ．
12．.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，则其等效电流为多少?
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