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1、2.1電源和電流 教學(xué)目標(biāo) 1、 知識與技能 1 .讓學(xué)生明確電源在直流電路中的作用，理解導(dǎo)線中的恒定電場的建立 2 .知道恒定電流的概念和描述電流強(qiáng)弱程度的物理量---電流 3 .從微觀意義上看電流的強(qiáng)弱與自由電子平均速率的關(guān)系。 2、 過程與方法 通過類比和分析使學(xué)生對電源的的概念、導(dǎo)線中的電場和恒定電流等方面的理解。 3、 情感態(tài)度與價(jià)值觀 勇于探究 同的概念 但它只能存在于 通過對電源、電流的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生將物理知識應(yīng)用于生活的生產(chǎn)實(shí)踐的意識， 與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問題。 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)：理解電源的形成過程及電流的產(chǎn)生。 難點(diǎn)：電源作用的道理，區(qū)

2、分電子定向移動的速率和在導(dǎo)線中建立電場的速率這兩個(gè)不 教學(xué)過程 教師活動：為什么雷鳴電閃時(shí)，強(qiáng)大的電流能使天空發(fā)出耀眼的強(qiáng)光， 一瞬間，而手電筒中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光？ 通過現(xiàn)象對比，激發(fā)學(xué)生的求知欲。調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。 過渡：要回答這個(gè)問題，就要從電源的知識學(xué)起。 1. 電源 教師：（投影）教材圖2.1—1,（如圖所示） 分別帶正、負(fù)電荷的A、B兩個(gè)導(dǎo)體球，它們的周圍存在電場。如果用一條導(dǎo)線R將它們連接起來，分析A、B周圍的電場、A、B之間的電勢差會發(fā)生什么變化？最后，A、B兩個(gè)導(dǎo)體球會達(dá)到什么狀態(tài)？R中出現(xiàn)了怎樣的電流？ 學(xué)生活動：在教師的引導(dǎo)下，分析A、B周圍的電

3、場、A、B之間的電勢差的變化情況。認(rèn)識到，最終 A、B兩個(gè)導(dǎo)體球會達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。理解導(dǎo)線R中的電流只能是瞬時(shí)的。 【問題】如何使電路中有持續(xù)電流？（讓學(xué)生回答一電源） 類比：（把電源的作用與抽水機(jī)進(jìn)行類比）如圖2—1,水池A、，施.1 B的水面有一定的高度差，若在A、B之間用一細(xì)管連起來，則水窒壁在重力的作用戶口^ 啊6叫 下定向運(yùn)動，從水池A運(yùn)動到水池BoA、B之間的|「 高度差很快消失，在這種情況下，水管中只可能有一個(gè)瞬時(shí)水流。Ei豆芽二： 教師提問：怎攔才能使水管中有源源不斷的水流呢？ 讓學(xué)生回答：可在A、B之間連接一臺抽水機(jī)，將水池B中的水抽到水池A中，這樣可保持

4、A、B之間的高度差，從而使水管中有源源不斷的水流。 歸納：電源就是把自由電子從正極搬遷到負(fù)極的裝置。（從能量的角度看，電源是一種 能夠不斷地把其他形式的能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置） 2. 導(dǎo)線中的電場： 教師：（投影）教材圖2.1—3,（如圖所示） [E2.1-3假訂在電參低? 處橫之柯理接椎網(wǎng) 如圖 介紹圖中各部分的意義，取出圖中方框中的一小段導(dǎo)線及電場線放大后進(jìn)行研究, 所示。 教師引導(dǎo)學(xué)生討論導(dǎo)線中的電場將如何變化， 最終又會達(dá)到怎樣的狀態(tài)。要把思維的過 程展現(xiàn)給學(xué)生。 導(dǎo)線中的電場是兩部分電荷分布共同作用產(chǎn)生的結(jié)果，其一是電源正、負(fù)極產(chǎn)生的電場，

5、可將該電場分解為兩個(gè)方向：沿導(dǎo)線方向的分量使自由電子沿導(dǎo)線作定向移動，形成電流；垂直于導(dǎo)線方向 的分量使自由電子向?qū)Ь€某一側(cè)聚集，從而使導(dǎo)線的兩側(cè)出現(xiàn)正、負(fù)凈電荷 分布。其二是這些電荷分布產(chǎn)生附加電場，該電場將削弱電源兩極產(chǎn)生的垂直導(dǎo)線方向的電 場，直到使導(dǎo)線中該方向合場強(qiáng)為零，而達(dá)到動態(tài)平衡狀態(tài)。此時(shí)導(dǎo)線內(nèi)的電場線保持與導(dǎo) 線平行，自由電子只存在定向移動。因?yàn)殡姾傻姆植际欠€(wěn)定的，故稱恒定電場。 通過“思考與討論”讓學(xué)生區(qū)分靜電平衡和動態(tài)平衡。 恒定電場：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場稱恒定電場。 3. 電流(標(biāo)量) (1) 概念：電荷的定向移動形成電流。 (2) 電流的方

6、向：規(guī)定為正電荷定向移動的方向。 (3) 定義：通過導(dǎo)體橫 截面的電量跟通過這些電量所用的時(shí)間的比值。定義式：|=Q t 電流的微觀表示： 取一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體，兩端加一定的電壓，設(shè)導(dǎo)體中的自由電子沿導(dǎo)體定向移動的速 率為V。設(shè)想在導(dǎo)體中取兩個(gè)橫截面B和C,橫截面積為S,導(dǎo)體中每單位體積中的自由電 荷數(shù)為n,每個(gè)自由電荷帶的電量為q,則t時(shí)間內(nèi)通過橫截面C的電量Q是多少？電流I為多少?---引導(dǎo)學(xué) 生推導(dǎo) 老師歸納：Q=nV=nvtSqI=Q/t=nvqS這就是電流的微觀表示式。 (4) 單位：安培(A),1A=103mA=106站 (5) 電流的種類 ① 直流電：方向

7、不隨時(shí)間而改變的電流。直流電分為恒定電流和脈動直流電兩類：其 中大小和方向都不隨時(shí)間而改變的電流叫恒定電流；方向不隨時(shí)間改變而大小隨時(shí)間改變的 電流叫脈動直流電。 ② 交流電：方向和大小都隨時(shí)間做周期變化的電流。 分析課本例題 m 白一條橫戒面枳S=Imm：的銅導(dǎo)線，通過的電流/=JA,已知銅的密度》=8.9xJO'kg/nV.銅的摩爾質(zhì)fitM=6.4x10；kg/mol.阿伏加德明常數(shù)A二成？*]〔F、E二電子的電吊『二一L6x10'*C.求銅號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)定向粹動的速率是％ 取一段尋線（圖二1-5）?自由電子從它的左端定向移動到

8、右端所用的時(shí)間記為 L則這所用線的回度為而體枳為g楨缺為㈣S.這段導(dǎo)線中的"數(shù)為 可以認(rèn)為鋼導(dǎo)線中平均平個(gè)銅原可成獻(xiàn)個(gè)自由電！‘（般條件卜銅可視做冊元 素）.則遮段導(dǎo)線中的H由電『數(shù)目與銅原子的數(shù)目相等.也等于七 由于時(shí)間，內(nèi)這些電子于部通過右端橫截而？由此通過橫截面的電荷景地 ,puSNA 一 M 松饋的自由電廣始村時(shí) 血”到達(dá)仁島. pSW - r = 7,5 x 10 ' mA pviS tf=時(shí)=---A 把這個(gè)式子代人，=?，得 從中解出 代人數(shù)值后得 通過例題分析讓學(xué)生把電流與導(dǎo)線內(nèi)自由電子的定向移動的速率聯(lián)系起來，向移動的速同時(shí)說明定 率和在導(dǎo)線中建立電場的速率是兩個(gè)不同的概念