前后对照概要

课例前后对照深化理解- -《电流电压电阻和电功》单元教学设计《恒定电流》一章主要研究了部分电路和闭合电路的相关规律。

本课例是对描述电路的基本概念的阶段性总结，使学生在初中原有电路知识的基础上进一步深化理解，构建体系，为下一步更好的研究闭合电路奠定基础。

案例涉及的基本概念主要有：电流、电压、电阻、电功、电热、电功率等。

课例力求通过学生自主、协作的问题探究过程，激发自身潜能，形成知识的合理迁移，弄清概念的意义及相互联系。

同时，教师充分发挥自身的引导作用，通过合理的设置教学环节和问题，让学生能把知识连成网络，使学生对概念有一个系统认识、整体掌握。

通过学生的自主梳理和合作探究，进一步深化对概念的理解，让学生自觉发现误区和疑点、总结归纳，然后在教师的指导下建立概念的纵、横向联系，多方面提升学生的能力。

一、知识目标1．掌握电流定义式、微观表达式和决定式。

2．弄清电阻的定义式和决定式——电阻定律。

3．加深对电功、电功率和热功率的概念的理解，从能量转化的角度明确电功率和热功率的区别和联系。

二、能力目标1.通过自主检测培养学生主动、独立学习的能力。

2.提高对电路相关概念的理解、分析和计算能力。

3.培养学生依据已有知识归纳、辨析、总结新知识的能力。

三、情感目标1.通过学生的自主梳理、合作探究，营造和谐、互助、乐于探究的学习氛围。

让学生敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。

2.培养学生科学的思想方法，善于多角度思考问题。

物理概念是反映物理现象本质属性的思维形式，是构成物理知识的最基本单位。

只有把握不同概念的特点，选用恰当的教学方法，才能最大限度地让学生理解概念的内涵和外延，把握概念的实质，为灵活运用概念和规律打下坚实的基础。

本课例在选择教学方法时，首先让学生对已学习的物理概念进行自我回顾与梳理、前后对照辨析，体会概念的物理意义和认知程度，然后教师再结合学情，引导学生对概念进行深度剖析，并逐步完善，形成体系。

体现着“前后对照，深化理解”知识迁移过程。

同时，在教学的各个环节注重挖掘学生的内在潜能，突出其主体地位，以提高学生的自学能力，培养学生协作精神和科学素养。

总之，本案例注重从学生已有的知识出发，设计了很多自主合作、探究学习的活动，有利于学生的全面、长远发展。

师：前面我们学习了有关电路的哪些知识，涉及哪些物理概念？它们之间有着怎样的联系？这节课我们将进一步梳理和挖掘这些概念的内涵和外延，探究它们之间的区别和联系，以便形成知识网络，加深理解。

环节一知识梳理自我提高教师展示几个有针对性的问题，要求学生带着问题自我梳理重要概念，反馈学情。

教师在各学习小组间巡回指导、交流，及时发现问题，为下一步展开教学做好铺垫。

问题1。

什么是电流？怎样确定电流的大小？实例：一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，每米的电荷量为q．当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流是多大？问题2。

什么是电阻？电阻定律的内容是什么？实例：如图5-1所示是两根电阻丝通电后的I-U图线，由图可知，a、b的电阻分别为多大？若二者是用同种电阻丝制成的，则它们的长度之比是多少？图5-1 问题3。

什么是电功、电功率？什么是电热、热功率？实例：如图5-2图中虚线框内是一个未知电路，测得它的两端点a，b之间的电阻是R，在a，b之间加上电压U，测得流过这电路的电流为I。

则：图5-2（1）未知电路的电功率是多少？（2）未知电路的热功率是多少？（3）未知电路的热功率和电功率之间有什么关系？【设计意图】学生带着问题自主学习，能够提高注意力，调动学生学习的积极性，使自主学习更具有目的性，有利于提高学习效率，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。

通过本环节的教学，既让学生能通过自身的努力解决一些基本概念性问题，发挥主体作用，又为教师准确了解学情，展开针对性教学创设了条件。

环节二合作交流分组展示1．教师随机分配任务，组内派代表展示，教师在教室内巡视。

2．教师展示问题答案，了解答题情况。

要求学生组内展开讨论，对答案进行分析，找出错误的原因，并根据自我诊断的情况提出新的问题。

3．组内问题较多的地方要及时向老师提出质疑。

老师要做好记录，个别问题随时答疑、点评，集中问题留着集中探究，以便展开下一步的教学。

就疑难问题记录如下：（1）求电流时电量怎样确定？怎样正确应用电流的微观表达式？（2）影响电阻的因素到底有哪些？怎样正确理解电阻定律中各量的意义？（3）电功、电功率，电热、热功率的关系如何？怎样正确选择？【设计意图】本环节要让学生真正参与到课堂中来，突出了其学习的主体地位。

让学生能够互相倾听别人对问题的不同解释，并主动与他人合作、交流，在相互表达与倾听中，即可多角度的理解概念，又可培养学生的团队精神。

同时，本环节也有利于加强生生、师生之间的思想交流。

教师在本环节要细心观察思考，及时发现学生暴露出的思维盲点、知识缺陷，以便于有效展开下一步的教学。

环节三疑点透析点拨升华针对疑难问题补充如下问题情景，通过教师引导、组内讨论、师生合作探究，进一步强化对较难概念的对比认识。

最终通过“对应情境”达到“围绕核心”的突破。

这样既发挥了学生学习的主动性、和积极性，又突出了本节课的知能目标，提升对概念的理解。

问题一：正确理解、应用电流的三个表达式（1）定义式：tq I =，适用于任何电荷的定向移动形成的电流。

（2）微观表达式：I=nqvS ，n 为单位体积内的自由电子个数，S 为导线的横截面积，v 为自由电子的定向移动速率。

适用于金属导体。

（3）决定式（欧姆定律）：RU I =，适用于金属和电解液导电，不适用于气体导电。

问题探究1.电子绕原子核运动可等效为一环形电流。

设氢原子中电子沿半径为r 的圆形轨道运动，已知电子质量为m ，电量为e 。

（1）其等效电流I 多大？（2）如果电子绕氢原子核做圆周运动的轨道半径增大为原来的4倍，则电子的等效电流变为原来的多少倍？方法点拨：对周期性运动的电荷，可选择一个周期利用t q I =确定其等效电流。

问题探究2.有一条横截面积S=1mm 2的铜导线，通过的电流为1A ，已知铜的密度为8.9×103Kg/m 3,铜的摩尔质量为6.4×10-2Kg/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol -1,电子的质量为-1.6×10-19C,在这个问题中可以认为导线中每个铜原子贡献一个自由电子.铜线中自由电子定向移动的速率是多少？方法点拨：当涉及形成电流的电荷的微观量描述时，可应用微观表达式I=nqvS 建立宏观量和微观量的联系。

电流的表述不同，应用情景也不尽相同。

问题二 电阻的决定式和定义式（1）R ＝U/I 与R ＝ρl /S 的比较电阻率、电阻是不同的两个物理概念，不能混淆。

电阻率的大小由导体材料和温度决定，跟导体长度l 和横截面积S 无关。

不能根据，错误地认为电阻率跟导体的横截面积S 成正比，跟导体长度l 成反比。

ρ是材料的电阻率，R 反映了导体阻碍电流的性质。

（3）电阻的伏安特性曲线：注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。

还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。

问题探究3.关于导体电阻率的认识，你认为下列说法正确吗？1.导体中有电流时才有电阻，没有电流时也就没有电阻；2. 由R=U/I可知，电压也大，导体的电阻越大，电流越大，导体的电阻越小；3. 将一根导线等分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一。

方法点拨：导体的电阻只跟导体的几何形状和材料性质有关，跟导体是否通电、电流的大小均无关，电阻率的大小和导体几何形状无关。

只跟材料性质和温度有关。

问题探究4．变电站用铜导线向1km外的用户供电,变电站输出电压为238V，若输电线中的电流是5A，为使用户获得的电压不低于220V，应选用横截面积最小为多大的导线? (铜的电阻率ρ=1.8×10-8Ωm)方法点拨：电阻定律经常和欧姆定律结合起来解决综合性问题，这恰恰体现了电阻的两种不同表述。

问题三：电功和电功率的区别与联系方法点拨：对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），由于电能除了转化为电热以外还同时转化为机械能或化学能等其它能，所以电功必然大于电热：W>Q，这时电功只能用W=UIt 计算，电热只能用Q=I 2Rt计算，两式不能通用。

问题探究5.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同，都为R，设通过它们的电流强度相同（电动机正常运转），则在相同的时间内：（1）电炉和电动机消耗的热功率哪个大？（2）电炉和电动机消耗的电功率哪个大？（3）电炉和电动机两端的电压相等吗？图5-3方法点拨：对非纯电阻元件，电功和电热不相等，只有真正搞清内部的能量转化，才能从本质上区分两个概念，选择合理的公式讨论问题。

问题探究6：有一起重用的直流电动机，如图5-3所示，其内阻r ＝0.8Ω，线路电阻R ＝10Ω，电源电压U ＝150V ，伏特表示数为U 0＝110V ，求：（1）通过电动机的电流；（2）输入到电动机的功率P 入；（3）电动机的发热功率P r ，电动机的机械功率。

方法点拨：本问题将电路分析和功率问题结合起来，具有一定的综合性。

当电路中含有非纯电阻元件时，确定其两端的电压和电流时解决问题的关键，而这两个量的求解往往是通过对其他纯电阻电路的分析而间接获取的。

切勿对含非纯电阻的部分电路利用欧姆定律。

【设计意图】本环节要求在教师的引导下让学生自发地相互点评、质疑并自我纠错，培养学生敢于坚持正确观点，勇于修正错误的科学态度。

在大家的疑问，惊奇和欣喜中获得新知，有一种学习上的成就感。

教师通过对针对性问题的透析加深学生对概念的理解，有效地提高了学习效率。

环节四 构建结构 系统把握教师让学生自主回顾已学过的《恒定电流》概念及相互关系，对遗漏或不完整的知识教师要适时引导，逐步总结出本单元的知识结构及逻辑关系，再一次深化对概念的理解。

延伸延伸【设计意图】本环节教师同样要发挥学生学习的积极性和主动性，让学生把琐碎的概念逐步形成知识结构及逻辑关系，而不是教师一股脑的抛给学生。

这样可以让学生更清楚地知道各概念之间的区别与联系，使学生对本单元概念的掌握更加系统化、条理化。

环节五 拓展深化 思考探究为了加强和提高学生分析和解决实际问题的能力，教师展示探究性的问题，供学生研究和小组讨论。

思考探究：某电动自行车的铭牌上的技术参数如下表所示．质量为M ＝70kg 的人骑此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力f 恒为车和人总重的k ＝0.02倍．取g ＝10m/s2，想一想：（1）此车的永磁毂电机在额定电压下正常工作时的效率。

（2）仅在电机以额定功率提供动力的情况下，人骑车行驶的最大速度。