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2019-2020年高二物理一輪復(fù)習(xí) 3-1 2.1《電源和電流》教學(xué)案 一教材分析 學(xué)生在學(xué)習(xí)了第一單元的靜電場，對電場力做功，電勢能的變化已經(jīng)有了已經(jīng)有了較深刻的認(rèn)識，此刻不失時機(jī)的引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識恒定電場，是符合學(xué)生心里特點。教材首先利用學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的等勢體上電荷的分布和轉(zhuǎn)移情況，然后引導(dǎo)學(xué)生分析恒定電場形成的過程，并引出了電源和恒定電流的定義，和物理意義。教師引導(dǎo)學(xué)生分析思考，這樣更能激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)物理的興趣。 二教學(xué)目標(biāo) 1、知識與技能：①了解電源的形成過程。②掌握恒定電場和恒定電流的形成過程 2、過程與方法：在理解恒定電流的基礎(chǔ)上，會靈活運(yùn)用公式計算電流的大小。 3、情感與價值觀：通過本節(jié)對電源、電流的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐的意識，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理問題。 三、教學(xué)重點、難點 1、理解電源的形成過程及電流的產(chǎn)生。 2、會靈活運(yùn)用公式計算電流的大小。 四 學(xué)情分析 恒定電流是研究電場的又一跨越，學(xué)生具備靜電場的基礎(chǔ)知識是學(xué)習(xí)恒定電場的基礎(chǔ)和保證，學(xué)生參與了靜電場的學(xué)習(xí)中，對電場研究有了重要性的一定認(rèn)識，既充滿期待， 但是靜電場的電勢能，電場力做功，讓學(xué)生覺得知識有些凌亂，因此，課堂教學(xué)中，可以采用教師引導(dǎo)學(xué)生分析，學(xué)生主動思考，師生共同總結(jié)（最好是教師先聽學(xué)生的總結(jié)，再加以點評，這樣既能發(fā)散學(xué)生的思維，調(diào)動學(xué)生的積極性，活躍課堂氣氛，又能減少學(xué)生學(xué)習(xí)物理的恐懼感。 五、教學(xué)方法 探究、講授、討論、練習(xí) 六、課前準(zhǔn)備 投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備 七 課時：一課時 八、教學(xué)過程 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 （一） 預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 人類通過對靜電場的研究不僅獲得了許多關(guān)于電現(xiàn)象的知識，而且形成了若干重要的電學(xué)概念和研究方法，成為電學(xué)理論的重要基礎(chǔ)。 但是，無論在自然界還是生產(chǎn)和生活領(lǐng)域，更廣泛存在著的是電荷流動所引起的效應(yīng)。那么，電荷為什么會流動？電荷流動服從什么規(guī)律，產(chǎn)生哪些效應(yīng)？這些效應(yīng)對人類的生產(chǎn)、生活方式和社會進(jìn)步又起著怎樣的作用呢？ 過渡：這節(jié)課就來學(xué)習(xí)有關(guān)電流的知識。 傾聽 傾聽，思考 點名本節(jié)課的主題，激發(fā)學(xué)生激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣 讓學(xué)生聯(lián)系實際，想想電流在生產(chǎn)中的應(yīng)用，并勾起學(xué)生對前面靜電場知識的回憶。 （二） 情景引入、展示目標(biāo) 為什么雷鳴電閃時，強(qiáng)大的電流能使天空發(fā)出耀眼的強(qiáng)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？ （三）合作探究、精講點播 【過渡】要回答這個問題，就要從電源的知識學(xué)起。 （一）、電源 （投影）教材圖2.1－1，（如圖所示） 分別帶正、負(fù)電荷的A、B兩個導(dǎo)體球，它們的周圍存在電場。如果用一條導(dǎo)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(dǎo)體球會達(dá)到什么狀態(tài)？R中出現(xiàn)了怎樣的電流？ （投影）教材圖2.1－2，（如圖所示） 提出問題：如果在AB之間接上一個裝置P，它能把經(jīng)過R流到A的電子取走，補(bǔ)充給B，使AB始終保持一定數(shù)量的正、負(fù)電荷，情況會怎樣呢？ 【師生互動，建立起電源的概念?！? 板書：電源的定義 【過渡】在有電源的電路中，導(dǎo)線內(nèi)部的電場強(qiáng)度有何特點呢？ （二）、導(dǎo)線中的電場 （投影）教材圖2.1－3，（如圖所示） 【說明】圖中各部分的意義，取出圖中方框中的一小段導(dǎo)線及電場線放大后進(jìn)行研究，如圖2.1－4所示。 【說明】：教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用微元法和矢量疊加的方法，探究導(dǎo)線中電場的變化情況，分析出最終導(dǎo)線兩側(cè)積累的電荷將達(dá)到平衡狀態(tài)，垂直于導(dǎo)線方向上電場的分量將減為零，導(dǎo)線內(nèi)的電場線保持和導(dǎo)線平行。這里一定要強(qiáng)調(diào)，這是電源電場和導(dǎo)線兩側(cè)的電荷得電場共同疊加的結(jié)果。 【過渡】：在恒定電場中自由電荷會受到電場力的作用，而發(fā)生定向運(yùn)動，從而形成電流，恒定電場中的電流有何特點，又如何描述呢？ （三）、恒定電流 恒定電場中的電流是恒定不變的，稱為恒定電流（為什么？）。 電流的強(qiáng)弱就用電流這個物理量來描述。 電流的定義：物理上把通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用的時間t的比值稱為電流。用I表示電流。 【提問】電流的定義式是什么？ 【提問】回憶一下初中學(xué)過的知識，電流的單位有哪些？它們之間的關(guān)系是什么？ 【提問】1A的物理意義是什么？ ［投影］教材42頁例題 【師生互動】：討論，如果認(rèn)為電子的定向運(yùn)動速率就是電流的傳導(dǎo)速率，和我們的生活經(jīng)驗是否相符？怎樣解釋？ 【點評】：通過對結(jié)論的討論，深化對物理概念和規(guī)律的理解。 （四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測 讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。 布置作業(yè) 在教師的引導(dǎo)下，分析A、B周圍的電場、A、B之間的電勢差的變化情況。認(rèn)識到，最終A、B兩個導(dǎo)體球會達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。理解導(dǎo)線R中的電流只能是瞬時的。 思考：電源P在把電子從A搬運(yùn)到B的過程中，電子的電勢能如何變化？電源發(fā)揮了怎樣的作用？ 思考：在靜電場中所學(xué)的電勢、電勢差及其與電場強(qiáng)度的關(guān)系等，在恒定電場中還是否適用呢？ [來源:] 傾聽、理解 傾聽、思考 傾聽、理解 [來源:] 傾聽、理解 回答：I= 回答：國際單位制中，電流的單位是安培，簡稱安，符號是A。 電流的常用單位還有毫安（mA）和微安（μA）。它們之間的關(guān)系 1mA=10-3A； 1μA=10-6A 回答：如果在1 s內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是1 C，導(dǎo)體中的電流就是1 A。即1A=1 C/s 學(xué)生先自行推導(dǎo)，后傾聽教師分析，做到理解題意， 認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。 通過現(xiàn)象對比，激發(fā)學(xué)生的求知欲。調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。 引導(dǎo)學(xué)生討論、解釋可能會產(chǎn)生的現(xiàn)象。培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生的思維能力。通過學(xué)生回答，發(fā)表見解，培養(yǎng)學(xué)生語言表達(dá)能力。 引導(dǎo)學(xué)生討論導(dǎo)線中的電場將如何變化，最終又會達(dá)到怎樣的狀態(tài)。要把思維的過程展現(xiàn)給學(xué)生。 通過師生分析，建立起恒定電場的概念。引導(dǎo)學(xué)生理解電荷的“穩(wěn)定分布”是一個動態(tài)平衡的過程，不是靜止不變的。 教師引導(dǎo)學(xué)生分析題意，構(gòu)建物理模型，培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力。 總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 九【板書設(shè)計】 課題1 電源和電流 一、電源：使電路中保持連續(xù)的電流，能把電子從A搬運(yùn)到B的裝置P就是電源。 二、恒定電場：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定的電場，稱為恒定電場。 三、恒定電流：恒定電場中的電流是恒定不變的，稱為恒定電流 電流的定義：物理上把通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用的時間t的比值稱為電流。用I表示電流。 電流的定義式： 單位：安培（A）毫安（mA）和微安（μA）。 它們之間的關(guān)系 1mA=10-3A； 1μA=10-6A 1A的物理意義:如果在1 s內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量是1 C，導(dǎo)體中的電流就是 十【教學(xué)反思】 通過連接電路的操作性練習(xí)來認(rèn)識電流與電路的關(guān)系,電源和用電器在電路中所起的作用。本著學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體為指導(dǎo)原則，在學(xué)習(xí)的過程中采用實驗法、觀察法、分析歸納法、練習(xí)法等，培養(yǎng)學(xué)生的興趣、觀察能力、分析歸納能力、電學(xué)實驗習(xí)慣，提高認(rèn)識電路、連接電路、畫電路圖的能力。 學(xué)校：臨清三中 學(xué)科：物理 第一節(jié)、電源和電流 學(xué)案導(dǎo)學(xué) 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) （一）知識與技能 1．明確電源在直流電路中的作用，理解導(dǎo)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(qiáng)弱程度的物理量---電流 3．從微觀意義上看電流的強(qiáng)弱與自由電子平均速率的關(guān)系。 （二）過程與方法 通過類比和分析對電源的的概念、導(dǎo)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(xué)習(xí)培養(yǎng)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(xué)問題。 二預(yù)習(xí)內(nèi)容： 1.電源是能把電路中的 從正極搬到負(fù)極的裝置。 2.導(dǎo)線中的電場是由 、 等電路元件所積累的電荷在導(dǎo)線內(nèi)共同形成的電場，導(dǎo)線內(nèi)的電場保持和 平行。 3.由 分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)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(guī)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 。 提出疑惑 課內(nèi)探究學(xué)案 學(xué)習(xí)目標(biāo) （一）知識與技能 1．明確電源在直流電路中的作用，理解導(dǎo)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(qiáng)弱程度的物理量---電流 3．從微觀意義上看電流的強(qiáng)弱與自由電子平均速率的關(guān)系。 （二）過程與方法 通過類比和分析對電源的的概念、導(dǎo)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(xué)習(xí)培養(yǎng)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(xué)問題。 學(xué)習(xí)過程 1.電流的分析與計算 (1)電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向。 (2)金屬導(dǎo)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(fù)離子定向移動的方向雖然相反，但正、負(fù)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(fù)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。 2.電流的微觀表達(dá)式的應(yīng)用 在電解液導(dǎo)電時，是正負(fù)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(yīng)引起注意. 例1如圖驗電器A帶負(fù)電，驗電器B不帶電，用導(dǎo)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(dǎo)體棒內(nèi)的電場強(qiáng)度不等于零 D、導(dǎo)體棒內(nèi)的自由電荷受電場力作用做定向移動 例2在彩色電視機(jī)的顯像管中，從電子槍射出的電子在加速電壓U的作業(yè)下被加速，且形成的電流強(qiáng)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(shè)電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，進(jìn)入加速電場之前的速度不計，則在t秒內(nèi)打在熒光屏上的電子數(shù)為多少？ 例3如圖所示的電解槽中，如果在4s內(nèi)各有8c的正、負(fù)電荷通過面積為0.8㎡的橫截面AB，那么 ⑴在圖中標(biāo)出正、負(fù)離子定向移動的方向； ⑵電解槽中的電流方向如何？ ⑶4s內(nèi)通過橫截面AB的電量為多少？ ⑷電解槽中的電流為多大？ 三反思總結(jié) 通過連接電路的操作性練習(xí)來認(rèn)識電流與電路的關(guān)系,電源和用電器在電路中所起的作用。本著學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體為指導(dǎo)原則，在學(xué)習(xí)的過程中采用實驗法、觀察法、分析歸納法、練習(xí)法等，培養(yǎng)學(xué)生的興趣、觀察能力、分析歸納能力、電學(xué)實驗習(xí)慣，提高認(rèn)識電路、連接電路、畫電路圖的能力。 四當(dāng)堂檢測： 1.形成持續(xù)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(dǎo)體兩端有電壓 C.只在導(dǎo)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(dǎo)線等電路元件所形成的電路中，以下說法正確的是 （ ） A.導(dǎo)線中的電場強(qiáng)度處處為零 B.導(dǎo)線中的電場強(qiáng)度方向跟導(dǎo)線方向平行 C.導(dǎo)線內(nèi)各點的電勢相等 D.導(dǎo)線內(nèi)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(dǎo)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(dǎo)速率 C.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷數(shù)越多電流越大 D.導(dǎo)體中越粗的地方單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷數(shù)越多電流越大 4.某電解池，如果在1s內(nèi)共有51018個二價正離子和11019個一價負(fù)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 課后練習(xí)與提高 1.下列敘述正確的是( ) A.導(dǎo)體中電荷運(yùn)動就形成電流 B.電流是矢量 C.導(dǎo)體中有電流通過時，導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)不為零 D.只有自由電子的定向移動才能形成電流 2. 示波管中，2s內(nèi)有61013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.4.810-6A B.310-13A C.9.610-6A D.無法確定 3.我國北京正負(fù)電子對撞機(jī)的儲存環(huán)是周長為240 m的近似圓形軌道，電子電荷量e=1.610-19C，在整個環(huán)中運(yùn)行的電子數(shù)目為51011，設(shè)電子的速度是3107 m/s，則環(huán)中的電流是：（ ） A．10mA B．1mA C．0.1mA D．0.01mA 4.如圖所示，a、b兩導(dǎo)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(dǎo)線連接，以下說法中正確的是（ ） A.導(dǎo)線中有恒定的電流 B.導(dǎo)線中有短時間的電流 C.通過導(dǎo)線的電荷量為q D. 通過導(dǎo)線的電荷量為2q 答案： 例1解析：A、B兩個導(dǎo)體，由A帶負(fù)電，在A導(dǎo)體周圍存在指向A的電場，故B端所在處的電勢應(yīng)高于A端電勢；另外導(dǎo)體棒中的自由電荷在電場力的作用下，發(fā)出定向移動，由于導(dǎo)體棒中的自由電荷為電子，故移動方向由A指向B，電流方向應(yīng)有B到A。 答案A 例2解析：本題已知的物理量很多，有同學(xué)可能從電子被電場加速出發(fā)，利用動能定理來求解，如這樣做，將可求得電子打到熒光屏的速度，并不能確定打到熒光屏上的電子數(shù)目，事實上，在任何相等時間里，通過電子流動的任一橫截面的電荷量是相等的，熒光屏是最后的一個橫截面，故有t時間里通過該橫截面的電量Q=It，這樣就可得到t時間里打在熒光屏上的電子數(shù)目，n= 例3解析：⑴電源與電解槽中的兩極相連后，左側(cè)電極電勢高于右側(cè)電極，由于在電極之間建立電場，電場方向由左指向右，故正離子向右移動，負(fù)離子向左移動 ⑵電解槽中的電流方向向右 ⑶8C的正電荷向右通過橫截面AB，而8C的負(fù)電荷向左通過該橫截面，相當(dāng)于又有8C正電荷向右通過橫截面，故本題的答案為16C ⑷由電流強(qiáng)度的定義I==4A 同步檢測：1。D 2.BD 3.C 4.D 拓展提高答案：1B 2BD 3C 4D 5A