人教版高中物理选修31教案第二章第1节电源和电流

1、人教版高中物理选修31教课方案第二章第1节电源和电流人教版高中物理选修31教课方案第二章第1节电源和电流PAGEPAGE5人教版高中物理选修31教课方案第二章第1节电源和电流PAGE第13课时第二章恒定电流第1节电源和电流【课前准备】【课型】新讲课【课时】1课时【教育三维目标】一知识与技术1让学生鲜亮电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的成立2知道恒定电流的看法和描绘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均匀速率的关系二过程与模式经过类比和解析使学生对电源的的看法、导线中的电场和恒定电流等方面的理解三感神情度与价值观经过对电源、电流的学习培育学生将物理知识应用于生

2、活的生产实践的意识，勇于研究与平常生活相关的物理学问题【教育要点难点】要点：理解电源的产生过程及电流的产生难点：电源作用的道理，分别电子定向挪动的速率和在导线中成立电场的速率这两个不同样的概念【教育模式】理论、类比研究、讨论解析.【教育过程】【引入】人类经过对静电场的研究不仅获取了很多对于电现象的知识，并且产生了几何重要的电学看法和研究模式，成为电学理论的重要基础。但是，不论在自然界还是生产和生活限制，更遍布存在着的是电荷流动所惹起的效应。那么，电荷为何会流动？电荷流感人从什么规律，产生哪些效应？这些效对付人类的生产、生活模式和社会进步又起着如何的作用呢？【展现】【问题】为何雷鸣电闪时，壮大的

3、电流能使天空发出刺眼的强光，但它只好存在于一瞬时，而手电筒中的小灯泡却能连续发光？电源和电流【过渡】马路上的行人和车辆向必定目标运动，产生“人流”和“车流”，自来水管中的水向必定目标流动就产生“水流”，与此周边似，导体中的电荷向必定目标挪动就产生了电流。电流的目标是如何规定的？如何判断电流的存在？如何比较电流的强弱？一、电源【展现】自由电子的定向运动使两个带电体成为等势体【发问】辩解带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的四周存在电场。假如用一条导线R将它们连接起来，解析A、B四周的电场、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中出现了如何的电流？【答复】A、B

4、四周的电场、A、B之间的电势差的变化，最后A、B两个导体球会达到静电均衡状态导线R中的电流只好是瞬时的.【展现】.+_+_+A+B_+_P【发问】假如在AB之间接上一个装置P，它能把经过R流到A的电子取走，增补给B，使AB素来保持必定数目的正、负电荷，状况会如何呢？【答复】因为p的作用AB之间便保持着必定的电势差，自由电子就能不停的由B经过R向A定向挪动，使电路中保持连续的电流.能把电子从A搬运到B的装置P就是电源.【思虑】电源P在把电子从A搬运到B的过程中，电子的电势能如何变化？电源发挥了如何的作用？【点拨】电场力做正功，导体中自由电子从电势低的一端移向电势高处,电势能减小;电源P在把电子从

5、A搬运到B,AB之间便保持着必定的电势差.二、恒定电流【过渡】在有电源的电路中，导线内部的电场强度有何特点呢？【展现】用导线与电源两极相连，拿出图中方框中的一小段导线及电场线，导线双侧累积的电荷将达到均衡状态，笔挺于导线目标上电场的重量将减为零，导线内的电场线保持和导线平行.电源的电场恒定不变，导线中达到静电均衡，导线内产生沿导线切线目标的恒定电场.电源电场和导线双侧的电荷得电场一起叠加的结果.【总结】有坚固分布的电荷所产生的坚固的电场，称为恒定电场.【概括】电荷的“坚固分布”是一个动向均衡的过程，不是静止不变的.【发问】在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中还能否合

6、用呢？【答复】恒定电场的基本特点与静电场同样，静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中还合用.【过渡】在恒定电场中自由电荷会遇到电场力的作用，而发生定向运动，从而产生电流，恒定电场中的电流有何特点，又如何描绘呢？【概括】因为恒定电场的作用，自由电荷定向运动的均匀速率不随时间变化，我们把大小、目标不随时间变化的电流称为恒定电流.【解说】电流的强弱就用电流这个物理量来描绘。电流的界说：物理上把经过导体横截面的电荷量q跟经过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流.用I表示电流.【发问】电流的界说式是什么？【答复】Iqt【发问】电流的单位有哪些？它们之间的关系是什么？【答复】在国际

7、单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A.电流的常用单位还有毫安mA和微安A.它们之间的关系是：1mA=10-3-6A；1A=10A性质：电流是标量【发问】电流是电荷定向挪动产生的，电荷有正负电荷两种，人为规定电流有目标，电流目标怎么规定呢？【答复】正电荷定向挪动的目标为电流目标，负电荷定向挪动目标与电流目标相反【发问】1A的物理意义是什么？【答复】假如在1s内经过导体横截面的电荷量是1C，导体中的电流就是1A.即1A=1C/s【拓展】电流的种类沟通电：目标和大小都随时间做周期变化的电流.直流电：目标不随时间而改变的电流.【推导】一段导体，其横截面面积为S，长度为L，此中单位体积的自由电荷

8、数为n，每个自由电荷的电量为q，自由电荷的定向挪动速度为v。那么，电荷挪动产生的电流是多少呢？可算出这段导体内的自由电荷所有定向经过该导体的时间tL；可推出vQnVqnSLqItnqSvtL/v【例题】有一条横截面积S=1mm2的铜导线，经过的电流I=1A。已知铜的密度33=8.910，铜kg/m的摩尔质量-2kg/mol，阿伏加德罗常数23-1，电子的电量-19M=6.410NA=6.6210mole=1.610C(假定每个铜原子只供给一个电子参加导电。求铜导线中自由电子定向挪动的速率【解析】设自由电子在导线内定向挪动的速率是v去一段导线以以以下图，自由电子从它的左端定向挪动到右端所用的时间

9、记为t,则这段导线的的长度为vt,体积为vtS,质量为vtS.这段导线中的原子数为nvtSNAM因为铜导线中每个铜原子贡献一个自由电子，所以这段铜导线中的自由电子数目与铜原子的数目同样，也等于n.因为时间t内这些电子所有经过右端横截面，所以经过横截面的的电荷量是qnevtSNAeMq把这个式子代入I，得tvSNAeIM解得vIMSNAe代入数值后得-5V=7.510m/s【互动】假如认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验能否吻合？如何解释？【点拨】电子定向挪动速率，其大小与电流相关，正常每秒为10-210-3m的数目级，电子定向挪动的速率约10-5m/s，8电流传导速率等于光速，为310m/s，电路一接通，导体中的电子立刻遇到电场力作用而定向挪动产生电流.【课时小结】经过本节课的学习，我们知道了电源和电源的作用，即：电源之间便保持着必定的电势差，恒定电场，恒定电流，以及电流的界说：物理上把经过导体横截面的电荷量q跟经过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流。用I表示电流，电流的界说式：I=q，和此公式的实质应用.t【部署作业】教材P43，问题与练习1,2,3【板书设计】1电源和电流一、电源：使电路中保持连续的电流，能把电子从A搬运到B的装置P就是电源。二、恒定电场：由坚固分布的电荷所产生的坚固的电场，称为恒定电场。三、恒定电流：恒定电场中的电流是恒定不变的