《电源和电流》示范教案

1、2.1电源和电流教学目标1、 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。2、 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。3、 情感态度与价值观勇于探究同的概念但它只能存在于通过对电源、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，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教学过程教师活动

2、：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，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2.11,（如图所示）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？学生活动：在教师的引导下，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差的变化情况。认识到，最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态。理解导线R中的电流只能是瞬

3、时的。【问题】如何使电路中有持续电流？（让学生回答一电源）类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图21,水池A、，施.1B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水窒壁在重力的作用户口啊6叫下定向运动，从水池A运动到水池BoA、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。Ei豆芽二：教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的水流呢？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。（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能

4、量转变为电能的装置）2. 导线中的电场：教师：（投影）教材图2.13,（如图所示）E2.1-3假订在电参低?处横之柯理接椎网如图介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行研究,所示。教师引导学生讨论导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态。要把思维的过程展现给学生。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

5、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。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. 电流(标量)(1) 概念：电荷的定向移动形成电流。(2) 电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。(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：|=Qt电流的微观表示：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V。设想在导体中取两个横截面B和C,横截面积为S,导

6、体中每单位体积中的自由电荷数为n,每个自由电荷带的电量为q,则t时间内通过横截面C的电量Q是多少？电流I为多少?-引导学生推导老师归纳：Q=nV=nvtSqI=Q/t=nvqS这就是电流的微观表示式。(4) 单位：安培(A),1A=103mA=106站(5) 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。 交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。分析课本例题m白一条横戒面枳S=Imm：的铜导线，通过的电流/=JA,已知铜的密度=8.9xJO'kg/

7、nV.铜的摩尔质fitM=6.4x10；kg/mol.阿伏加德明常数A二成？*F、E二电子的电吊二一L6x10'*C.求铜号线中自由电子定向移动的速率。解设自由电子在导线内定向粹动的速率是取一段寻线（图二1-5）?自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为L则这所用线的回度为而体枳为g桢缺为S.这段导线中的"数为可以认为钢导线中平均平个铜原可成献个自由电！（般条件卜铜可视做册元素）.则遮段导线中的H由电数目与铜原子的数目相等.也等于七由于时间，内这些电子于部通过右端横截而？由此通过横截面的电荷景地,puSNA一 M松馈的自由电广始村时 血”到达仁岛.pSW -r = 7,5