2020-2021年高二物理恒定电流全章教案集

2019-2020年高二物理恒定电流全章教案集[本章概述]关于部分电路的知识初中已学过，本章在初中的基础上加以充实和提高。

闭合电路是新知识，要求学生切实掌握。

本章可分为四个单元：第一单元第一节至第四节讲述欧姆定律、电阻定律、电阻率，介绍半导体和超导现象。

第二单元第五节讲述电功和电功率。

第三单元第六节讲述闭合电路欧姆定律。

第四单元第七节讲述电流表和电压表以及电阻的测量。

§14.1 欧姆定律一、[素质教育目标]（一）知识教学点1.理解产生电流的条件．2.理解电流的概念和定义式I＝q／t，并能进行有关计算．3.了解直流电和恒定电流的概念．4.知道公式I＝nqvS，但不要求用此公式进行计算．5.熟练掌握欧姆定律及其表达式I＝U／R，明确欧姆定律的适用范围，能用欧姆定律解决有关电路问题．6.知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件．7.知道电阻的定义及定义式R＝U／I（二）能力训练点1.培养学生应用欧姆定律分析、处理实际问题的能力．2.培养学生重视实验、设计实验、根据实验分析、归纳物理规律的能力．3.培养学生用公式法和图像法相结合的解决问题的能力．（三）德育渗透点1.分析电流的产生有其内因和外因，引导学生研究自然科学时要坚持辩证唯物主义观点．2.欧姆定律由实验演绎得出，培养学生动手能力，培养学生严谨治学、务实求真的科学态度．3.处理实验数据有列表法和图像法．而图像法直观形象，渗透数学思维，要培养学生尊重实验结果，尊重客观规律．二、[重点、难点、疑点及解决办法]1.重点：正确理解欧姆定律并能解决实际问题．2.难点：电流概念的理解；电阻的伏安曲线．3.疑点：对电阻定义式R＝U／I，有同学误解为电阻由电压和电流决定．4.解决办法（1）在教师指导下学生参与演示实验，记录、分析数据，归纳结论，从感性到理性来认识、理解欧姆定律．（2）利用电化教学手段，突破难点．（3）对定义性公式和决定性公式要加以区别．三、[课时安排] 1课时四、[教具学具准备]小灯泡、学生电源、伏特表、安培表、待测电阻（约10－30Ω若干只）、滑动变阻器、晶体二极管、电键、导线若干．五、[学生活动设计]1.设问、举例，让学生积极参与，在复习初中知识基础上学习新知识．2.在教师指导下让学生设计演示实验，设计表格、图像，参与读数、记数，分析处理数据，归纳出欧姆定律．六、[教学步骤]（一）明确目标：（略）（二）整体感知本节知识在初中学习已有基础，高中在新的要求下再次学习，可见本节知识是研究电路问题的基础，并且其中渗透了科学研究方法和思维训练．因此，在学习中要充分发挥学生的主体作用．（三）重点、难点的学习与目标完成过程1.引入新课前面学习过电场知识，电场对放入其中的电荷有力的作用，促使电荷移动，电荷的定向移动就形成电流，这节课我们将在初中学习的基础上对电流作进一步的了解．2.新课教学（1）电流①什么是电流？大量电荷的定向移动形成电流．②电流形成的条件是什么？内因——有自由移动的电荷．金属中有自由移动的电子，电解液中有自由移动的离子．绝缘体中没有自由移动的电荷，其中不能形成电流．那么，为什么用电流表直接连接金属导体两端却没有读数？这是因为，导体中大量的自由电荷永不停息地做无规则的热运动，向各个方向运动的机会均等，不会出现大量自由电荷定向移动的现象，也就是说没有电流．要使大量自由电荷做定向移动，必须要有一种力，这种力就是电场力．[演示]按图1连接小灯泡发光．有电流流过小灯泡．外因－－导体两端存在电压．当导体与电源连接时，它的两端有了电压，导体中就有了电场，这样导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流．干电池、蓄电池、发电机等都是电源，它们的作用是保持导体两端的电压，使导体中有持续的电流．③电流的强弱－－用电流（I）表示：a．定义－－通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫电流，用I表示．b．表达式：c．单位：安培（A）d．电流的方向－－规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．e．电流是标量．④直流电：方向不随时间而改变的电流．恒定电流：方向和强弱都不随时间而改变的电流．（2）既然导体两端有电压，才有电流流过导体，那么导体中的电流与导体两端的电压有什么关系呢？[演示]先让学生设计电路示意图，然后用多媒体显示如图2所示，学生在教师指导下用导线连接实物，并要求学生注意电表的正负接线柱接法．对数据的处理除用列表法外，还可以用什么方法？图像法：先画直角坐标I－U，然后标刻度，按上述数据描点，连点成直线I，连点时要使尽量多的点落在一条直线上，不落在直线上的点，要对称地分布在直线两侧．取下R，换上R'，重做上述实验，可得另一条直线Ⅱ分析上述实验，得知：a．导体中的电流与导体两端电压成正比，即I∝U，巳U2／I2>U1／I1.b．在同样电压情况下，U／I值大的电流小，U／I值小的电流大，即U／I值反映了导体阻碍电流的性质．①电阻定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻．定义式：R＝U／I对于同一个导体；不论电压和电流大小怎样变化，比值R是恒定的．不能从数学角度认为R与U成正比，与I成反比．单位：欧姆（Ω）1Ω＝1V／A②欧姆定律德国物理学家欧姆最早用实验研究了电流与电压、电阻之间的关系，得出了用他的名字命名的定律．定律内容：导体中的电流／跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．公式：I＝U／R单位：1A＝1V／Ω适用范围：金属导体、电解液．③导体的伏安特性如图3所示I／U图线叫做导体的伏安特性曲线，符合欧姆定律的导体的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线．具有伏安特性的电学元件叫做线性元件．提问：如图3所示，图中两条直线哪一条代表的电阻大？不符合欧姆定律的导体和器件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线，这种电学元件叫做非线性元件．（四）[总结、扩展]通过本节课的学习，使我们了解电流的形成需要有自由电荷和导体两端有电压，应用电场知识可以充分理解．在实验的基础上，我们知道欧姆定律的内容及其适用范围．同时还充分理解电阻R＝U／I的物理意义，它是定义式，不是决定式，不能用纯数学关系来理解物理公式，最后还了解金属导体的伏安特性曲线是一条通过原点的直线．(五)、作业与思考（一）作业题课本P153－154练习一：（1）一（5）题（二）思考题1.下列说法正确的是（）A．在导体中只要自由电荷在运动就一定会形成电流B．电流方向就是电荷定向移动的方向C．在电路中电流方向总是沿着从电势高到电势低的方向D．导体中形成电流的条件是在导体两端存在电势差即电压2.下列叙述中正确的是（）A．通过导体某一横截面积的电量越多，电流越大B．通过导体某一横截面积的电量越少，电流越小C．在单位时间内，通过导体某一横截面积的电量越多，电流越大D．通电的时间越短，电流越小3.对于欧姆定律，下面说法正确的是（）A．从关系式可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比B．从关系式可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比C．从关系式可知，当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零D．从关系式可知，当导体中的电流为零时，导体两端的电压也为零4.某用电器两端加6V电压，通过的电流为0.2A，如在电路中接5A的保险丝，该用电器两端的电压最多不能超过多少？（思考题答案：1.D 2.C 3.B 4.150V）六、[板书设计]§14.1欧姆定律一、电流1.什么是电流：大量电荷的定向移动形成电流2.电流形成的条件内因－－有自由移动的电荷外因－－导体两端存在电压3.电流的强弱及方向a．定义－－通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫电流，用I表示．b．表达式：c．单位：安培（A）d．电流的方向－－规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．e．电流是标量．4.直流电及恒定电流直流电：方向不随时间而改变的电流．恒定电流：方向和强弱都不随时间而改变的电流二、欧姆定律1.电阻(1)定义：导体两端电压与通过导体电流的比值，叫做这段导体的电阻．(2)定义式：R＝U／I(3)单位：欧姆（Ω）1Ω＝1V／A2.欧姆定律(1)定律内容：导体中的电流／跟导体两端的电压U成正比，跟导体的电阻R成反比．(2)公式：I＝U／R(3)单位：1A＝1V／Ω(4)适用范围：金属导体、电解液．3.导体的伏安特性七[课后小结及反思]§14.2 电阻定律电阻率一、[素质教育目标]（一）知识教学点1.理解电阻定律和电阻率，了解电阻率与温度的关系，能用电阻定律进行有关计算．2.知道半导体、超导体及其应用．（二）能力训练点1.培养学生分析解决三个变量之间关系的科学研究方法．2.通过实验研究，培养学生动手能力，学会如何获取知识、发展思维能力．（三）德育渗透点1.通过电阻率的学习，加强学生安全用电的意识．2.介绍我国在超导领域的研究走在世界前列，激发学生的爱国热情和奋发学习的精神．二、[重点、难点、疑点及解决办法]1.重点：电阻定律2.难点：电阻率3.疑点：超导现象的产生4.解决办法①对于重点，主要是通过师生共同演示实验探索，用科学的方法分析、归纳出定律，加深学生对重点知识的理解．②对于难点，通过比较电阻率与电阻两个概念的物理意义，使学生明确电阻是反映导体本身属性，电阻率是反映材料本身属性．③对于疑点主要通过录像、多媒体课件来加强感性认识．三、课时安排1课时四、教具、学具准备电阻定律示教板（含金属丝）、学生电源、电流表、伏特表、滑动变阻器、电键、导线、火柴、小灯泡、废弃的“220V40W”白炽灯、幻灯片、幻灯机、多媒体课件．五、学生活动设计1.采用设问：导体的电阻如何测定？引导学生从已有的知识出发，设计电路，并提出课题，发挥学生的主体作用．2.在对电阻定律的探索过程中，让学生充分动手动脑，培养学生实践能力、分析能力．3.在介绍电阻率概念时，让学生解释现实生活中有关问题，引导学生理论联系实际．六、教学步骤（一）明确目标：（略）（二）整体感知本节知识不是本章的重点，但却是本章乃至电学的基础知识之一，要让学生明白，要区分一个物理概念的定义式和决定式，要首先关注物理概念的物理意义，然后才是数学关系．（三）重点、难点的学习与目标完成过程1.设问，引入新课公式R＝U／I的含义是什么？如何测定电阻（让学生自己设计电路）？从上节课知识可知，－个导体的电阻只是恒定的，与两端电压及流过的电流无关，那么它由什么因素决定呢？2.新课教学（1）探索规律——电阻定律①及可能与哪些因素有关？（材料、长度、横截面积、温度……）②解决方法——控制变量法．③演示实验幻灯投影电路图如图1（a）所示．图1（a）图1（b）A．出示电阻定律示教板、不同材料金属丝．B．师生共同连接电路，先让E、F分别接A、a，测得一组数据（U、I）记入表中，然后把a、b用短导线连接，E、F分别接A、B，又得一组数据（U、I），再把A、B用一短线连接，E、F分别接A、a，又得一组数据（U、I）．C．换用E、F分别接不同材料金属丝C、c，又得一组数据（V、I）．D．分析数据名称U／V I／A R／Ωs、l（A、a单）s、2l（A、B串接）2s、l（A、B并接）同材料铬镍锰铜s、l（C、c单）（a）先定性观察：R与材料、长度、横截面积有关．（b）推理（L——长度S——横截面积ρ——比例系数）（2）电阻定律①内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比．②表达式（3）电阻率——ρ（上述的比例常量）①物理意义：ρ与导体的材料有关，是－个反映材料导电性能的物理量，在数值上它等于用该材料制成的1m长、横截面积为1m2的导体电阻值．②单位：欧·米（Ω·m）（幻灯投影书上P155在20℃时几种导体材料的电阻率）引导学生结合生活实际，了解为了电业工人的安全，为使在相同电压下电流小，通常选用电阻率较大的橡胶、木头等制造电工用具把套．③电阻率与温度的关系上述几种材料的电阻率是在20℃时测得的，表明电阻率与温度有关．（演示）（幻灯投影电路图）图2闭合开关S，用火柴点燃来加热白炽灯灯丝后再移开，发现小灯泡L先变暗后又慢慢变亮．可见材料的电阻率随温度变化而变化，金属的电阻率随温度升高而增大，可制成电阻温度计，但有些合金的电阻率几乎不受温度的影响，可制成标准电阻．（四）总结、扩展本节课主要通过猜想→探索→归纳出定律的以学生为主体的研究过程，既注重了学生能力的培养，又得出了电阻定律，并且能区分电阻的定义式和决定式，能感知电阻率与温度的关系，能了解半导体的特性及超导体的诱人发展前景．七、作业与思考（一）作业题课本P158练习二第（1）（2）（3）（4）题（二）思考题1.如图3中两导体a、b的伏安特性图线可以断定（）图3A．导体a的电阻比b的电阻大B．导体b的电阻比a的电阻大C．a的电阻率一定比b的大D．b的电阻率一定比a的大2.两根同种材料制成的导线，质量之比为2：1，长度之比为3：1，则它们的电阻之比为（）A．1：4 B．4：1 C．2：9 D．9：23.如图4为滑线变阻器的示意简图，a、b、c、d为四个接线柱，当滑动片P由线圈的c端滑向d端时，为使电路中的电阻由小变大，应将变阻器的哪两个接线柱连入电路（）A．a和b B．c和d C．b和c D．a和d图44.有一根粗细均匀的电阻丝，当加1V电压时，通过电阻丝的电流为4A，现把电阻丝均匀拉长，然后加上1V电压，这时通过的电流为0.5A，则电阻丝拉长后的长度应是原长的倍．5.导体两端电压为6V时，1分钟通过导体横截面电子数为1.5×1020个，此导体的电阻应为Ω．（思考题答案：1.B 2.D 3.B 4.2 5.15）八、板书设计§14.2 电阻定律电阻率一、演示实验，探索规律二、电阻定律1、内容：在温度不变时，导体的电阻R与它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比．2、表达式：三、电阻率1单位：欧·米2物理意义：反映材料导电性能的好坏九[课后小结及反思] §14.3 半导体及其应用教学目标：1、知道什么是半导体。