教案-----电路中的基本物理量

教案-----电路中的基本物理量

教案电路中的基本物理量

教学目的：

知识目标：

（1）熟悉基本电路的组成和作用

（2）理解电压、电流、电动势的概念

（3）掌握电压、电流方向的判别

（4）理解电阻的定义和作用

技能目标：

熟识万用表测量电压、电流、电位的方法教学重点、难点：

教学重点：电压、电流、电位、电动势、电阻概念的理解

教学难点：（1）电压、电流方向的判别

（2）电动势概念的理解

课型：讲练结合

教学分析：

本次课先由一个手电筒电路引入电路的组成和作用，通过对电流、电压、电动势的实际测试，根据测试的结果来体验分析电流、电压、电位、电动势的存在和方向。再辅以理论讲解来阐明电流、电压、电动势的概念及电流、电压参考方向的应用和电流、电压实际方向的判别。

复习、提问：

（1）手电筒电路是怎么工作的？

（2）你认为电压、电流有方向吗？什么情况下有方向呢？

教学过程：

一、电路的组成和作用

导入：（先在黑板上画一手电筒电路的示意图如1（a））

（c）

图1 手电筒电路手电筒大家都很熟悉，由电池、开关、灯泡、导线四部分组成。电池给灯泡供电，但只有在开关闭合的前提下，才会发亮。所以电池相当于电源，灯泡是供电的对象，称为负载，开关决定着灯亮与灭，所以开关便是控制元件，导线连接整个电路，使其为一闭合回路。电源、负载、控制元件、回路为组成电路的四要素。所以手电筒电路的电路模型如图1（c）。

1、电路组成的四要素：

（1）电源（2）负载（3）控制元件（4）回路

2、电路的作用：

（1）能量的传输和转换。如手电筒电路，灯泡发光，电池能转换为光能和热能。

（2）信号的传递和处理。如扩音机电路，如图（b），放大器用来放大电信号，而后传

递到扬声器，把电信号还原为语言或音乐，

实现“声-电-声”的放大、传输和转换作用。

前面我们了解了电路的组成和作用，然而描述一个电路的特性光以上这些是不够的，还需要一些其他的物理量来描述电路的特征。电流、电压、电动势便是描述电路特征的最基本的物理量。下面先通过实际测试来体验一下这些物理量的存在及他们的方向。

二、电流

这一小节的教学方法：（1）先让学生按照教师给定的方法测试试验电路1中流过电阻的电流，让学生先感性认识电流存在的形式，再理论分析电流的定义及计算。（2）再让学生用同样的测试方法反向测量，指针式万用表表笔反偏（数字式显示负值），使学生感性认识直流电流是有方向的，再理论分析电流方向的确定。

先测量试验电路1中流过电阻的电流大小。让学生感受电流在电路中存在的形式。 再从理论层面上分析：

（一）电流

1、定义：由电荷（带电粒子）有规则的定向运动而形成。

若在1秒内通过导体横截面的电子所带的电荷数为1库仑（1C ），则导体中的电流为1安培（1A ）。

（1）交流电流：在dt 时间内，通过导体横截

面S 的电荷为dq ，则电流为

（2）直流电流：电流的大小和方向不随时间变化而变化。

dt dq i

2、电流的单位：

安培，缩写为安，符号为A 。其它还有uA 、mA 等。 1uA=10-3mA=10-6A

在原先测试的基础上，将红、黑表笔反测，记录此时电流值，让学生分析电流的方向性。

从两次测试结果可以发现，一次为正、一次为负，说明电流是有方向的。负的这次说明与实际方向相反了。

再从理论的层面上来分析：

3、电流的方向

规定正电荷运动的方向为电流的方向。

在计算和分析时，可先选择一个参考方向，再根据计算结果来判别电流的方向。若计算 得到的电流值是正值，则说明电流的实际方向和参考方向一致；反之亦然。（参考方向可先任意确定）

电流的参考方向表示方法：（1）标“+”“-”表示，如图2（a ）示；（2）箭头表示，如图2（b ）表示。

图

（a ）

图（b ）

图2

4、形成持续电流的条件

（1）要有电源

（2）要有闭合路径 t

q I

三、电压

这一小节的教学方法：（1）先让学生按照教师给定的方法测试试验电路1中电阻两端的电压，让学生先感性认识电压存在的形式，再理论分析电压的定义及计算。（2）再让学生用同样的测试方法反向测量电珠两端电压，指针式万用表表笔反偏（数字式显示负值），使学生感性认识直流电压是有方向的，再理论分析电压的方向的确定。

先测量试验电路1中，电阻两端电压大小。让学生感受电压在电路中存在的形式。

再从理论层面上分析：

（一）电荷

电荷是电子和质子的最基本特性，符号Q。静电是由于物质中存在净正电荷或净负电荷而产生的。图3为电荷的吸引和排斥示意图。

图3电荷的吸引和排斥

（二）电压

1、定义：电荷的电势差在电学名词中称为电压。符号为U。电压定义为单位正电荷（Q），在电场力作用下，沿外电路从一点移到另一点所做的功。

功的单位为焦耳（J），电荷的单位为库仑（C）。

2、电压的单位：伏特，符号为V。另外还有KV，mV等。

1mV=10-3V=10-6KV

例1 如果移动10C的电荷需要消耗50J的能量，求电压是多少？

解：

由此可见，电场力做功越多，电压就越大，所以电压是衡量电场力移动电荷做功本领大小的物理量。

在原先测试的基础上，将红、黑表笔反测，记录此时电压值，让学生感受分析电压的方向。

从两次测试结果可以发现，一次为正、一次为负，说明电压是有方向的。负的这次说明与实际方向相反了。

再从理论的层面上来分析：

2、方向：规定为由高电位端指向低电位端。（可结合水流来对比讲解）

3、在计算和分析时，可先选择一个参考方向，

再根据计算结果来判定。若计算得到的电

压值是正值，则说明电压的实际方向和参考方向一致；反之亦然。（参考方向是可由自己任意假定的）

电压的参考方向表示方法：（1）标“+”“-”表示，如下图4（a）示；（2）箭头表示，如下图4（b）表示。