日期:2022-02-17
這是電源和電流教案,是優秀的物理教案文章,供老師家長們參考學習。
一、概述物理選修1-1電流和電源教案
電源和電流是高中物理1-1第二章第二節,是直流電的入門章節。本節課需要一課時。
要求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。知道恒定電流的概念和描述電流強弱程度的物理量---電流。通過對電源、電流的學習培養學生將物理知識應用于生活的生產實踐的意識,勇于探究與日常生活有關的物理學問題。
二、教學目標分析
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、情感態度與價值觀
通過對電源、電流的學習培養學生將物理知識應用于生活的生產實踐的意識,勇于探究與日常生活有關的物理學問題。
教學重點與難點:
重點:理解電源的形成過程及電流的產生。
難點:電源作用的道理,區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。
三、學習者特征分析
1.高中學生已經掌握了一些直流電的基本概念,原理和規律,知道它們的含義,和它們的前因后果,適用條件,以及相關概念之間的聯系和區別. 但定量描述自然科學的現象和規律,包括用物理知識處理物理問題,以及用簡單的圖,表和數據描述物理活動的特征還不是特別清楚。
對自然科學發展的成就和成果及其對社會發展的影響,通常這一條內容課本中是沒有的`,但常出現在報刊雜志和廣播電視等新聞媒體中。
2.科學概念,原理和規律都是由實驗推導出來的,教學過程中的實驗有助于加深學生對自然科學概念,原理和規律的理解, 學生具備一定的實驗能力,并能夠根據要求設計簡單的實驗方案.。
3學生能讀懂自然科學方面的資料,同時還要能讀懂圖示的物理意義,以及有關物理意義,以及有關物理量之間的定性與定量函數關系.
4、學生對自然科學基本知識有一定的應用能力,應用這些知識去指導自然科學的研究工作,社會的生產和人類的生活,必須懂得自然科學知識的實用性和社會價值,
四、教學策略選擇與設計
講授法,演示法,討論法,實驗法。
五、教學資源與工具設計
教學資源與工具包括兩個方面:一是為支持教師教的資源;二是支持學生學習的資源和工具,包括學習的環境、多媒體教學資源、特定的參考資料、參考網址、認知工具以及其他需要特別說明的傳統媒體。
如果是其他專題性學習、研究性學習方面的課程,可能還需要描述需要的人力支持及可獲得情況。
六、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發光?
通過現象對比,激發學生的求知欲。調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,
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之間的電勢差會發生什么變化?最后,A、B兩個導體球會達到什么狀態?R中出現了怎樣的電流?
學習目標
電源和電流課堂教案
1.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系。
學習重、難點
重點:理解電源的形成過程及電流的產生。
難點:電源作用的道理,區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。
學法指導
自主、合作、探究
學習過程
用案人自我創新
【自主學習】:
1.電源是能把電路中的 從正極搬到負極的裝置。
2.導線中的電場是由 、 等電路元件所積累的電荷在導線內共同形成的電場,導線內的電場保持和 平行。
3.由 分布的電荷所產生的穩定的電場,稱為恒定電場。
4.把 、 都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。
5.電流的 程度用電流這個物理量表示;規定 定向移動的方向為電流的方向;電流的單位是 ,符號是 ;公式為 。
6.電流的`分析與計算
(1)電流的方向:規定正電荷定向移動的方向為電流的方向。
(2)金屬導體中電流的方向與自由電子的定向移動方向相反。
(3)電解液中正、負離子定向移動的方向雖然相反,但正、負離子定向移動形成的電流方向是相同的,此時 中,q為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和。
(4)電流雖然有大小和方向,但不是矢量。
7.電流的微觀表達式 的應用
在電解液導電時,是正負離子向相反方向定向移動形成電流,在用公式I=q/t計算電流時應引起注意.
【例題與習題】
例1如圖驗電器A帶負電,驗電器B不帶電,用導體棒連接A、B的瞬間,下列敘述中錯誤的是( )
A、有瞬時電流形成,方向由A到B
B、A、B兩端的電勢不相等
C、導體棒內的電場強度不等于零
D、導體棒內的自由電荷受電場力作用做定向移動
例2在彩色電視機的顯像管中,從電子槍射出的電子在加速電壓U的作業下被加速,且形成的電流強度為I的平均電流,若打在熒光屏上的高速電子全部被熒光屏吸收。設電子的質量為m,電荷量為e,進入加速電場之前的速度不計,則在t秒內打在熒光屏上的電子數為多少?
例3如圖所示的電解槽中,如果在4s內各有8c的正、負電荷通過面積為0.8?的橫截面AB,那么
⑴在圖中標出正、負離子定向移動的方向;
⑵電解槽中的電流方向如何?
⑶4s內通過橫截面AB的電量為多少?
⑷電解槽中的電流為多大?
練習:
一段粗細均勻的金屬導體的橫截面積是S,導體單位長度內的自由電子數為n,金屬內的自由電子的電荷量為e,自由電子做無規則熱運動的速率為V0,導體中通過的電流為I,則下列說法中正確的有 ( )
A.自由電子定向移動的速率為V0
B.自由電子定向移動的速率為V=I/nes
C.自由電子定向移動的速率為真空中的光速c
D.自由電子定向移動的速率為V=I/ne
達標檢測
1.形成持續電流的條件是( )
A.只要有電壓加在物體的兩端 B.必須保持導體兩端有電壓
C.只在導體兩端瞬時加電壓 D.只要有大量的自由電荷
2.在由電源、導線等電路元件所形成的電路中,以下說法正確的是 ( )
A.導線中的電場強度處處為零 B.導線中的電場強度方向跟導線方向平行
C.導線內各點的電勢相等 D.導線內沿電流方向各點的電勢逐漸降低
3.以下說法正確的是( )
A.導體中的電流是正電荷的定向移動形成的
B.電荷定向移動的速率等于電流的傳導速率
C.單位時間內通過導體橫截面的電荷數越多電流越大
D.導體中越粗的地方單位時間內通過導體橫截面的電荷數越多電流越大
4.某電解池,如果在1s內共有5×1018個二價正離子和1×1019個一價負離子通過面積為0.1m2的某截面,那么通過這個截面的電流是( )
A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.2A
5.有一橫截面積為S的銅導線,流經其中的電流為I,設每單位體積的導線有n個自由電子,電子的電荷量為q,此時電子的定向移動速率為u,在t時間內,通過導線橫截面的自由電子數目可表示為( )
A.nuSt B.nut C. It/q D. It/Sq
7.下列敘述正確的是( )
A.導體中電荷運動就形成電流 B.電流是矢量
C.導體中有電流通過時,導體內部場強不為零
D.只有自由電子的定向移動才能形成電流
8. 示波管中,2s內有6×1013個電子通過橫截面大小不知的電子槍,則示波管中電流大小為( )
A.4.8×10-6A B.3×10-13A C.9.6×10-6A D.無法確定
9.我國北京正負電子對撞機的儲存環是周長為240 m的近似圓形軌道,電子電荷量e=1.6×10-19C,在整個環中運行的電子數目為5×1011,設電子的速度是3×107 m/s,則環中的電流是:( )
A.10mA B.1mA C.0.1mA D.0.01mA
10.如圖所示,a、b兩導體板組成一電容器,電容為C,帶電荷量為q,然后用一根虛線所示的導線連接,以下說法中正確的是( )
A.導線中有恒定的電流
B.導線中有短時間的電流
C.通過導線的電荷量為q
D.通過導線的電荷量為2q
11. 如圖所示,在電解槽中,如果在5s內共有2C正離子和2C負離子通過面積為S=0.1m2的某橫截面,那么5s內通過該橫截面積的電荷量為 ,通過該橫截面積的電流為 .
12..電子繞核運動可等效為一環形電流,設氫原子中的電子以速率v在半徑為r的軌道上運動,用e表示電子的電荷量,則其等效電流為多少?
教學目標
教學目標】
1. 知道電源在直流電路中的作用
2.知道恒定電流的定義、單位
3.從微觀角度理解導體中電荷定向移動與電流之間的關系。
教學重難點
重點:電流的概念
難點:從微觀角度理解導體中電荷定向移動與電流之間的關系。
教學過程
【自主預習】
1.電源
觀察教材圖2.1-1,A、B分別帶正負電荷,如果在它們之間連接一條導線R,導線R自由電子會在靜電力的作用下定向移動(電流),電子移動方向為 (填A→B或B→A),若要保持持續的定向移動(電流),A、B需有一個裝置,使A、B周圍的空間始終存在一定的電場,能使A、B間維持一定的電勢差的裝置稱為 。
2.恒定電場
導線內的電場是由 、 等電路元件所積累的電荷共同形成的,電荷的分布是穩定的,電場的分布也不會 。
由 的電荷所產生的 的電場,稱為恒定電場,
3.恒定電流
由于 的作用,導體中自由電荷定向運動的速率 ,而運動過程中會與導體內不動的粒子 從而減速,總體來說自由電荷定向運動的 不隨時間變化。把 、 都不隨時間 的電流稱為恒定電流。
I表示電流,q表示在時間t內通過導體橫截面的電荷量,它們間的關系式為:_______。電流的單位為 ,簡稱 ,符號是 ,常用的電流單位還有 和 。
【典型例題】
一、形成電流的條件
【例1】如圖驗電器A帶負電,驗電器B不帶電,用導體棒連接A、B的瞬間,下列敘述中錯誤的是( )
A、有瞬時電流形成,方向由A到B
B、A、B兩端的電勢不相等
C、導體棒內的電場強度不等于零
D、導體棒內的自由電荷受電場力作用做定向移動
一、電流的定義
【例2】 已知電子的電荷量為e,質量為m,氫原子的核外電子在原子核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運動,則電子運動形成的等效電流大小為多少?
二、電流的微觀表達式
【例3】 有一橫截面積為S的銅導線,流經其中的電流強度為I,設每單位體積導線有n個自由電子,電子的電荷量為q,此時電子定向移動的速度為v,在Δt時間里,通過導線橫截面的自由電子數目可表示為(
)
A.nvSΔt
B.nvΔt
C.IΔt/q D.IΔt/Sq
【例4】如圖所示的電解槽中,如果在4s內各有8c的正、負電荷通過面積為0.8㎡的橫截面AB,那么⑴在圖中標出正、負離子定向移動的方向;
⑵電解槽中的電流方向如何?
⑶4s內通過橫截面AB的電量為多少?
⑷電解槽中的電流為多大?
【課后練習】
一、教學目標
(一)知識與能力
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)情感態度與價值觀
通過對電源、電流的學習培養學生將物理知識應用于生活的生產實踐的意識,勇于探究與日常生活有關的物理學問題。
二、教學重難點
(一)教學重點
1.理解電源的形成過程及電流的產生;
2.電源和電動勢的概念。
(二)教學難點
電源作用的道理,區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。
三、教學過程
(一)引入新課
【師】為什么雷鳴電閃時,強大的電流能使天空發出耀眼的強光,但它只能存在于一瞬間,而手電筒中的小燈泡卻能持續發光?
【設計意圖】通過現象對比,激發學生的求知欲,調動學生的學習積極性。
【師】要回答這個問題,就要從電源的知識學起。
(二)電源
《電流與電源》教案
【師】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之間的電勢差會發生什么變化?最后A、B兩個導體球會達到什么狀態?R中出現了怎樣的電流?
【生】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。理解導線R中的電流只能是瞬時的。
【師】如何使電路中有持續電流?
【類比】(把電源的作用與抽水機進行類比)
《電流與電源》教案
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。
【師】怎攔才能使水管中有源源不斷的水流呢?
【生】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變為電能的裝置。)
(三)恒定電場
導線中的電場是兩部分電荷分布共同作用產生的結果:
其一是電源正、負極產生的電場,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導線某一側聚集,從而使導線的兩側出現正、負凈電荷分布。
其二是這些電荷分布產生附加電場,該電場將削弱電源兩極產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,而達到動態平衡狀態。此時導線內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定的,故稱恒定電場。
恒定電場:由穩定分布的電荷所產生的穩定電場稱恒定電場。
(四)電流
1.概念:電荷的定向移動形成電流。
2.電流的方向:規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:《電流與電源》教案
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,設導體中的自由電子沿導體定向移動的速率為v。設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為n,每個自由電荷帶的電量為q,則t時間內通過橫截面C的電量Q是多少?電流I為多少?
【結論】
Q=nV=nvtSq
I=Q/t=nvqS
這就是電流的微觀表示式。
4.單位:安培(A),1A=103mA=106µA
5.電流的種類
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。
交流電:方向和大小都隨時間做周期變化的電流。
以上就是福建教師招聘考試網整理的《電流與電源》教案,通過例題分析,讓學生把電流與導線內自由電子的定向移動的速率聯系起來,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。
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