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2019-2020年高中物理 電源和電流教案2 新人教版選修3 教學目標 一、知識與技能 1．讓學生明確電源在直流電路中的作用，理解導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弱程度的物理量---電流 3．從微觀意義上看電流的強弱與自由電子平均速率的關(guān)系。 二、過程與方法 通過類比和分析使學生對電源的的概念、導線中的電場和恒定電流等方面的理解。 三、情感態(tài)度與價值觀 通過對電源、電流的學習培養(yǎng)學生將物理知識應(yīng)用于生活的生產(chǎn)實踐的意識，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學問題。 教學重點與難點： 重點：理解電源的形成過程及電流的產(chǎn)生。 難點：電源作用的道理，區(qū)分電子定向移動的速率和在導線中建立電場的速率這兩個不同的概念。 教學過程 教師活動：為什么雷鳴電閃時，強大的電流能使天空發(fā)出耀眼的強光，但它只能存在于一瞬間，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)學生的求知欲。調(diào)動學生的學習積極性。 過渡：要回答這個問題，就要從電源的知識學起。 1．電源 教師：（投影）教材圖2.1－1，（如圖所示） 分別帶正、負電荷的A、B兩個導體球，它們的周圍存在電場。如果用一條導線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兩個導體球會達到什么狀態(tài)？R中出現(xiàn)了怎樣的電流？ 學生活動：在教師的引導下，分析A、B周圍的電場、A、B之間的電勢差的變化情況。認識到，最終A、B兩個導體球會達到靜電平衡狀態(tài)。理解導線R中的電流只能是瞬時的。 【問題】如何使電路中有持續(xù)電流？（讓學生回答—電源） 類比：（把電源的作用與抽水機進行類比）如圖2—1，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之間用一細管連起來，則水在重力的作用下定向運動，從水池A運動到水池B。A、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瞬時水流。 教師提問：怎攔才能使水管中有源源不斷的水流呢? 讓學生回答：可在A、B之間連接一臺抽水機，將水池B中的水抽到水池A中，這樣可保持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．導線中的電場： 教師：（投影）教材圖2.1－3，（如圖所示） 介紹圖中各部分的意義，取出圖中方框中的一小段導線及電場線放大后進行研究，如圖所示。 教師引導學生討論導線中的電場將如何變化，最終又會達到怎樣的狀態(tài)。要把思維的過程展現(xiàn)給學生。 導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、負極產(chǎn)生的電場，可將該電場分解為兩個方向：沿導線方向的分量使自由電子沿導線作定向移動，形成電流；垂直于導線方向的分量使自由電子向?qū)Ь€某一側(cè)聚集，從而使導線的兩側(cè)出現(xiàn)正、負凈電荷分布。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)生的垂直導線方向的電場，直到使導線中該方向合場強為零，而達到動態(tài)平衡狀態(tài)。此時導線內(nèi)的電場線保持與導線平行，自由電子只存在定向移動。因為電荷的分布是穩(wěn)定的，故稱恒定電場。 通過“思考與討論”讓學生區(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（標量） （1）概念：電荷的定向移動形成電流。 （2）電流的方向：規(guī)定為正電荷定向移動的方向。 （3）定義：通過導體橫截面的電量跟通過這些電量所用的時間的比值。定義式： 電流的微觀表示： 取一段粗細均勻的導體，兩端加一定的電壓，設(shè)導體中的自由電子沿導體定向移動的速率為v。設(shè)想在導體中取兩個橫截面B和C，橫截面積為S，導體中每單位體積中的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷帶的電量為q，則t時間內(nèi)通過橫截面C的電量Q是多少？電流I為多少？---引導學生推導 老師歸納：Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 這就是電流的微觀表示式。 （4）單位：安培（A），1 A =103mA = 106A （5）電流的種類 ① 直流電：方向不隨時間而改變的電流。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間而改變的電流叫恒定電流；方向不隨時間改變而大小隨時間改變的電流叫脈動直流電。 ② 交流電：方向和大小都隨時間做周期變化的電流。 分析課本例題 通過例題分析讓學生把電流與導線內(nèi)自由電子的定向移動的速率聯(lián)系起來，同時說明定向移動的速率和在導線中建立電場的速率是兩個不同的概念。 來源：