高中物理电源和电流教案 新课标 人教版 选修1-1

电源和电流

教学过程：

1800年3月20日，意大利物理学家伏特宣布发明伏达电堆，这是最早的直流电源。从此，人类对电的研究从静电发展到流动电〔电流〕

1、电流

⑴电流的概念：

电荷的定向移动形成电流。

水在水管中沿着一定的方向流动，水管中就有了水流。电荷在电路中沿着一定的方向移动，电路中就有了电流。

在刚才的实验里，金属棒中的电荷是怎样移动的？是从A到B，还是从B到A？

重做实验，继续观察验电器A、B金属箔片X角的变化。可看到B的金属箔片X开到一定角度就不再增大了，A的金属箔片的X角也不再减小。实验说明电荷不再通过金属棒往验电器B上移动了，金属棒中不再有电流了。“这种瞬间电流在实际当中没有多大用处。

⑵维持持续电流的条件

演示实验：挂上磁性黑板，把背后粘有小磁元的电池、灯座、开关依次贴在磁性黑板上。打开开关，用导线将上述元件连接好。合上开关，小灯泡持续发光；打开开关，小灯泡熄灭。将干电池取走，合上开关，小灯泡也不发光。

引导同学思考：小灯泡持续发光，表示有持续电流通过小灯泡的灯丝。你能否通过上述实验找到维持小灯泡中有持续电流的条件？

①有电池。②合上开关。

⑶电流的方向

电荷有两种，电路中有电流时，发生走向移动的电荷可能是正电荷，也可能是负电荷。还有可能是正负电荷同时向相反方向发生定向移动。

规定：正电荷定向移动的方向为电流方向。

这个规定是在19世纪初，在物理学家刚刚开始研究电流时，并不清楚在不同的情况下究竟什么电荷在移动时做出的，而在后来的研究中发现，这样的规定并不影响研究电流的有关问题，并且在酸、碱、盐的溶液中就有正电荷的定向移动，因此这个规定一直沿用至今。

按照这个规定，在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极。

中的电流方向又如何？

2电源

能够持续提供电流的装置叫电源。大量用电器的电源，是发电厂里的发电机；发电机是将机械能转化为电能的装置。日常生活中和实验室里常用的电源，是干电池和蓄电池；干电

V K P 图一

A 池、蓄电池是将化学能转变成电能的装置。

干电池、蓄电池上有正极和负极，干电池的正极是碳棒，从外表看，即为带铜帽的一端；负极是锌筒〔展示干电池剖面实物〕。蓄电池的正、负极通常用“十〞“一〞号标在电池的上部。

演示实验：用蓄电池〔其中一组〕、小灯泡、开关、导线连接电路，合上开关，观察小灯泡发光情况。

启发：你在日常生活中都在哪些情况下使用过干电池？在哪些地方见过使用蓄电池？ 〈讨论与练习〉

如图1所示：验电器A 带正电，B 不带电。拿一根带

绝缘柄的金属棒把A 、B 两个验电器连接起来。这时B 带

什么电？在连接的瞬间，金属棒中做定向移动的是正电荷

还是负电荷？电流方向是从哪到哪？

出示小黑板设问引出课题

〔设问〕当图一中滑头P 向左滑动时，安培表和伏特表的读数如何变化？当电键K 断开后，安培表和伏特表读数又如何变化？

根据学生所具有的知识是很难给出正确的答案，老师

此时不必急于指出学生回答的正误。而是强调：〔板书〕要

用实验来寻找正确的答案！

按图一连接实物、进行演示、观测结果、给出结论。

安培表读数变大，伏特表读数变小； 安培表读数为零，

伏特表读数变大。

老师此时应指出：同学们不能正确回答的原因是因为受初中物理知识局限性的影响，要正确回答这些问题，就必须对电源内部进行研究。

⑴电源的作用：

①使外电路两端保持持续电压，维持电荷定向移动形成电流。

接着又进行设问：正电荷在电场力作用下从正极出来经外电路到达负极后，如何回到正极？通过对一些实例如：水的循环流动、小孩坐滑梯等分析，让学生总结出电源的第二个作用

②把其它形式的能转换成电能。

⑵电源电动势的定义：为了表征电源转换电能的能力，我们引入电动势这一概念。不同电源电动势不同，它们的大小可以用电压表直接测量。电动势等于没有接入电路时，电源两极间的电压。

图一中的能量转换关系：外电路中、电荷在静电力作用下由正极经R 到达负极，电能转换成内能，Q = IUt ；内电路中、定向运动的电荷同样受到构成电源的离子、分子的阻碍〔内电阻〕，也有电能转换成内能Q = I 2rt ；电源内部化学能转换成电能〔非静电力作功〕，E = q

E 。即：q E = IU t + I 2rt E = U + Ir

由上式可解释实验结果：当 T 不等于零时，I 越大，I r 变大，U 变小；当 I = 0 时，U = E 。当U = 1.5 V 时，说明电源把化学能转换成电能时，可以使一库仑的电量具有1.5焦的电能。U = 1.5V 时，说明把电能转换成热能时，可以使一库仑的电量放出1.5焦的电能。

根据图二回答以下两个问题：

〔1〕K 1 闭合时，V 的读数怎样变？

〔2〕K 1 、K 2 都断开V 测量的是什么？

4.小结

1.复习本节教材并完成本节练习。

2.小实验：自制一个水果电池。

找一根5厘米长的铜片或粗铜丝，再从废干电池上剪下一条2毫米宽的锌皮，刮净，把铜片和锌皮插入苹果或番茄、柠檬等水果里，就做成了一个水果电池。取两根导线，把它们的一端分别接在水果电池的两极上，另一端和舌头断续接触，注意两根导线不要碰着。这时舌头上有什么感觉？

图二