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1、陜西省藍(lán)田縣高中物理 第二章 恒定電流 第二章 恒定電流 2.1 電源和電流教案 新人教版選修3-1
教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教材內(nèi)容分析
本節(jié)課是人民教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理》選修3-1第二章《恒定電流》的第一節(jié)內(nèi)容,是電場知識和電路知識兩部分的緊密銜接,具有承上啟下的作用。本節(jié)課需要一個(gè)課時(shí)。
本節(jié)課從電場知識入手,通過分析討論有效地將“場”和“路”的知識相聯(lián)系,這樣的安排符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,有利于培養(yǎng)學(xué)生不斷運(yùn)用所學(xué)的知識來解決實(shí)際問題,從而培養(yǎng)學(xué)生的分析和解決問題的意識和能力,激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣。
二、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能目標(biāo):1、明確電源在直流電
2、路中的作用和導(dǎo)體中的恒定電場
??????? 2、知道恒定電流的概念描述電流的強(qiáng)弱程度的物理量——電流
??????? 3、從微觀的角度理解導(dǎo)體中的電荷定向移動和電流之間的關(guān)系
過程與方法:在理解電流形成的基礎(chǔ)上通過類比和分析使學(xué)生對電源的概念、導(dǎo) 線中的電流等方面有更好的理解,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考解決問題的能力。
情感態(tài)度價(jià)值觀:1、通過本節(jié)對電源電流的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生將物理知識應(yīng)用于實(shí)踐中的意識,使學(xué)生認(rèn)識到知識來源與實(shí)踐。
2、過本節(jié)的學(xué)習(xí)使學(xué)生學(xué)會多種解題方法,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣。
三、學(xué)習(xí)者特征分析
由于學(xué)生知識單一、比較粗淺、又充滿
3、好奇心,初中學(xué)過的電學(xué)知識時(shí)間比較久,所以在課堂上采用教師引導(dǎo)學(xué)生分析、學(xué)生主動思考、師生共同總結(jié)相結(jié)合的特點(diǎn),這樣既能發(fā)散學(xué)生的思維又能調(diào)動學(xué)生的積極性,從而活躍了課堂氣氛、減少了學(xué)生學(xué)習(xí)的恐懼感,增強(qiáng)了信心。
四、重難點(diǎn)及突破措施
重點(diǎn):1)電源的作用
2)恒定電場的概念
3)電流大小的計(jì)算
難點(diǎn):電源與抽水機(jī)進(jìn)行類比
重難點(diǎn)突破措施:
1)講解概念時(shí)采用教師引導(dǎo),學(xué)生分析,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,這樣既掌握了知識又活躍了課堂氣氛。
2)通過電源與抽水機(jī)進(jìn)行類比,盡量注重本節(jié)知識與生活、社會相聯(lián)系,這樣讓學(xué)生體會到物理就在我們身邊,把抽象的知識具體化。
五、教學(xué)策略選擇
4、與設(shè)計(jì)
1、通過對電源的介紹,促使學(xué)生了解生活中的電、激發(fā)學(xué)生學(xué)物理的興趣。
2、引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活之中的電現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和實(shí)踐動手能力。
3、通過類比的教學(xué)方法將抽象的物理概念具體化,使學(xué)生容易理解和掌握,促使學(xué)生積極參與學(xué)習(xí),便與教學(xué)。
六、教學(xué)環(huán)境與資源準(zhǔn)備
?PPT課件?多媒體輔助教學(xué)設(shè)備
七、教學(xué)過程
(一) 創(chuàng)設(shè)情節(jié)引入新課
通過上一章對靜電場的學(xué)習(xí),我們知道了許多關(guān)于電現(xiàn)象的知識,學(xué)習(xí)了重要的電學(xué)概念和研究方法。
教師展示“雷鳴電閃的視頻”,演示“小燈泡發(fā)光的實(shí)驗(yàn)”,
觀察并討論:雷鳴電閃時(shí),強(qiáng)大的電流使天空發(fā)出耀眼的閃光,但它只能存在于一瞬間,而手
5、電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光,這是為什么?
學(xué)生認(rèn)真思考,積極回答問題。通過現(xiàn)象對比調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,激發(fā)學(xué)生的求知欲。
結(jié)論:小燈泡電路中有電源。
(二) 講授新課
1. 電源
投影課本圖2.1—1,分析A,B,周圍的電場,A,B之間的電勢差的變化情況,認(rèn)識到自由電子的定向移動使兩個(gè)帶電體成為等勢體,說明該裝置只能產(chǎn)生瞬時(shí)的電流。
問題:如何使電路中有持續(xù)的電流?
讓學(xué)生回答:電源
類比:把電源的作用與抽水機(jī)進(jìn)行類比,
投影圖
教師說明:水池A,B的水面有一定的高度差,若在A,B之間用一細(xì)管R連起來,則水在重力的作用下定向運(yùn)動,從水池A運(yùn)動到水池B。AB之間的高度差很快
6、消失,水管中只可能有一個(gè)瞬時(shí)水流。
類比:
電源—抽水機(jī)
電源的正極—水池A
電源的負(fù)極—水池B
提問:怎樣才能使水管中有源源不斷的電流呢?
回答:在A,B之間連接一臺抽水機(jī),使A,B之間由高度差,從而使水管中有源源不斷的水流。
教師投影課本2.1—2,師生共同分析。
結(jié)論:P能把電子從A搬運(yùn)到B,就是電源,它的作用是將電子從A,B兩端保持一定,使電路中有電流,其中A,B就是兩個(gè)電極。
2. 恒定電流
1) 恒定電場
教師說明:導(dǎo)線內(nèi)的電場,是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運(yùn)動,但有的流失了,另外的用來補(bǔ)充,所以電荷的分布是穩(wěn)定的,不隨時(shí)間
7、變化,電場的分布也不會隨時(shí)間變化。
PPT展示:有穩(wěn)定的分布電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場,成為恒定電場。
注意:(1)在恒定電場中,任何位置的電荷分布和電場強(qiáng)度都不隨時(shí)間變化。
(2)在靜電場中所講的電勢,電勢差及其與電場強(qiáng)度關(guān)系等,在恒定電場中同樣適用。
(3)自由電荷定向運(yùn)動的平均速率不隨時(shí)間變化。
學(xué)生練習(xí)(PPT展示)
關(guān)于導(dǎo)線中的電場,下列說法正確的是()
A導(dǎo)線內(nèi)的電場線可以與導(dǎo)線相交。
B導(dǎo)線內(nèi)的電場是由電源電場和導(dǎo)線側(cè)面堆積電荷形成的電場疊加的結(jié)果。
C導(dǎo)線側(cè)面堆積電荷分布是穩(wěn)定的,故導(dǎo)線處于靜電平衡狀態(tài)。
D導(dǎo)線中的電場是靜電場的一種。
2)恒定電流
8、
回憶初中學(xué)過的知識,請同學(xué)們回答下列問題:
第一:形成電流的條件是什么?
學(xué)生回答:A存在自由電荷。
B導(dǎo)體兩端存在電源。
第二:電源的作用是什么?
學(xué)生回答:提供持續(xù)的電壓
PPT展示:
恒定電流:大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流。
教師總結(jié):
電流的強(qiáng)弱程度用電流這個(gè)物理量表示。
PPT展示:
(1) 概念:電荷的定向移動形成電流。
(2) 電流的方向:規(guī)定正電和定向移動的方向?yàn)殡娏鞯姆较颉?
(3) 定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量跟這些電量所用的時(shí)間的比值叫做電流。定義式:
I=Q/t
(4) 單位:國際單位制中,是安培,簡稱安,符號A。
(5)
9、常用單位還有毫安(mA)和微安(μA)
1mA=10A????1μA=10A
(三) 講解例題(PPT展示)
例、有一條橫截面積S=1mm的銅導(dǎo)線,通過的電流I=1A,已知銅的密度ρ=8.9x10Kg/m,銅的摩爾質(zhì)量是M=6.4x-10 Kg/mol,阿伏加得羅常數(shù)N=6.02x10kg/mol,電子的質(zhì)量e=-1.6x10c,在這個(gè)問題在可以認(rèn)為導(dǎo)線中每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子。求銅導(dǎo)線中自由電子定向移動的速率。
解:設(shè)自由電子在導(dǎo)線內(nèi)定向移動的速率為
取一段導(dǎo)線,自由電子從它的左端定向移動到右端所用的時(shí)間記為t則這段導(dǎo)線的長度為t,體積為tS,質(zhì)量為ρtS,這段導(dǎo)線中
10、的原子數(shù)為
n= N
由于導(dǎo)線中每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子,所以這段導(dǎo)線中的自由電子數(shù)目與銅原子數(shù)目形同也等于n
因?yàn)闀r(shí)間t內(nèi)這些電子全部通過右端橫截面因此通過橫截面的電荷量是
q=ne= Ne
又因?yàn)镮=q/t得I=
所以=
代入數(shù)值后得=7.5 x10m/s
(四) 課堂小結(jié)(PPT展示)
1、 電源就是能把自由電子從正極搬到負(fù)極的裝置。
2、 有穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場稱為恒定電場。
3、 大小,方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流。
4、 電荷的定向移動形成電流。
(五) 板書設(shè)計(jì)
電源和電流
一、 電源
使電路中保持連續(xù)的電流,能把電子從A搬運(yùn)到B的裝置P就是電源。
二、 恒定電流
1、 恒定電場:
有穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場稱為恒定電場。
2、 恒定電流:
大小、方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流。
3、 電流:
電荷的定向移動形成電流。
定義式:
I=Q/t
國際單位:安培(A)
常用單位:毫安和微安。
(六) 作業(yè):
課本P43的“問題與討論”
八、教學(xué)評價(jià)?設(shè)計(jì)本節(jié)課是以學(xué)生為主體,本著培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、觀察能力、分析歸納能力的原則,所以在學(xué)習(xí)過程中采用觀察法、提問法、分析歸納法、類比法、練習(xí)法等使學(xué)生從生活走向物理嘗試了成功的喜悅,同時(shí)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的求知欲、培養(yǎng)了濃厚的興趣。