云南省德宏州潞西市芒市中学高中物理 2.1 电源和电流教案 新人教版选修31.doc

1 2 12 1 电源和电流电源和电流 一 内容及解析 一 内容及解析 1 内容 理解电源的形成过程及电流的产生 2 解析 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 二 目标及其解析 二 目标及其解析 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 三 教学问题诊断分析 三 教学问题诊断分析 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 四 四 教学支持条件分析 教学支持条件分析 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 五 五 教学过程设计 教学过程设计 1 1 教学基本流程 教学基本流程 先对本章的知识体系及意图作简要的概述 新课讲述 第一节 导体中的电场和电流第一节 导体中的电场和电流 2 2 教学情景 教学情景 1 1 电源 电源 先分析课本图 2 1 1 说明该装置只能产生瞬间电流 从电势差入手 问题 如何使电路中有持续电流 让学生回答 电源 类比 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 教师提问 怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢 让学生回答 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 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 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 2 导线中的电场 导线中的电场 结合课本图 2 1 4 分析导线中的电场的分布情况 导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果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 2 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 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 3 电流 电流 标量 1 1 概念 电荷的定向移动形成电流 概念 电荷的定向移动形成电流 2 2 电流的方向 规定为正电荷定向移动的方向 电流的方向 规定为正电荷定向移动的方向 3 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 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 t q i 电流的微观表示 电流的微观表示 问题问题 3 3 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 速率为速率为 v v 设想在导体中取两个横截面 设想在导体中取两个横截面 b b 和和 c c 横截面积为 横截面积为 s s 导体中每单位体积中的自由电 导体中每单位体积中的自由电 荷数为荷数为 n n 每个自由电荷带的电量为 每个自由电荷带的电量为 q q 则 则 t t 时间内通过横截面时间内通过横截面 c c 的电量的电量 q q 是多少 电流是多少 电流 i i 为多少 为多少 4 4 单位 安培 单位 安培 a a 1 1 a a 10 103 3mama 10106 6 a a 5 5 电流的种类 电流的种类 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 电流叫脉动直流电 交流电 方向和大小都随时间做周期变化的电流 交流电 方向和大小都随时间做周期变化的电流 问题问题 4 4 如何用图象表示直流电和交流电 如何用图象表示直流电和交流电 六 目标检测 六 目标检测 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 设计意图 设计意图 检测目标完成情况 a a 组题组题 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 设计意图设计意图 对学生进行基础知识练习 b b 组题组题 3 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 0b 0 8ac 1 6ad 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 5 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 6 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 6ab 3 10 13ac 9 6 10 6ad 无法确定 设计意图 设计意图 提高学生对基础知识的学习 c c 组题组题 7 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 8 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 设计意图 设计意图 提高部分学生