【精品】高中物理选修3-1-优秀教案--2.1《电源和电流》

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高中物理选修3-1优质教案7：2.1电源和电流教学设计

2.1电源和电流
两个导体球，如果用一条导线将它们连接起来，
思考与讨论：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？
结论：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流.
思维拓展：电源的作用与抽水机相似就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置，使得导体两端保持电势差(电压)，电路中就会有持续的电流。

结论：电源能使电路中产生持续电流。

介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后
讨论与交流：
导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态？
请你用以上物理量表示电流I。

导线左端的自由电子经过时间t到达右端
自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为。

[精品]新人教版选修3-1高中物理2.1 电源和电流优质课教案

第二章恒定电流错误！未定义书签。

全章教内容分析本章介绍电路的基本概念和规律，在物发展史上，从静电到电流(动电)有一个辩证的发展过程，从内容上说，本章和上一章有着必然的内在联系。

首先，电路中的电压概念就是静电中的电势差，导体中的电场也是在静电场基础上引入的电流场(动态的恒定电场)，而自由电荷在导体中的定向移动，则简为带电粒子在电场力作用下的定向移动。

其次，无论电场还是电路，都共同遵守能量守恒这一物的基本规律。

从电、电动势、部分电路的电功和电热，到闭合电路欧姆定律、电的总功率、输出功率和内电路消耗的功率，都是能量守恒的具体体现。

本章是电实验的核心，教材提供了大量的探究性习素材，为生的自主习和解探究的基本方法创造了条件。

本章设计了四个生分组实验，即“测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)”“描绘小电珠的伏安特性曲线”“测定电的电动势和内阻”和“练习使用多用电表”，除此以外，还设计了若干演示实验及课内外做一做、设计与探究、调查与分析等内容，供课堂内外灵活使用。

课标要求1．内容标准(1)观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。

(2)初步了解多用电表的原。

通过实际操作会使用多用电表。

例1：以多用电表代替生用电表进行各种电实验。

例2：以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。

(3)通过实验探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。

(4)知道电的电动势和内阻，解闭合电路的欧姆定律。

(5)测量电的电动势和内阻。

(6)知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活和生产中的应用。

例3：观察常见电热器的结构，知道其使用要点。

(7)通过实验观察门电路的基本作用。

初步了解逻辑电路的基本原及其在自动控制中的应用。

(8)初步了解集成电路的作用。

关注我国集成电路等元器件研究的发展情况。

2．活动建议(1)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的IU特性曲线，对比它们导电性能的特点。

(2)用光敏二极管和微型话筒制作楼道灯的光控－声控开关。

人教版高二物理选修3-1第二章2-1电源与电流教学设计

2.1电源和电流教学案编号11【学习目标】1．明确电源在直流电路中的作用，了解导线中的恒定电场的建立2．知道电流的定义及单位、方向的规定，理解恒定电流的概念（重点） 3．理解电流形成的微观实质并学会推导电流的微观表达式（难点）学习过程一、认识电源1.如图所示，Ａ、Ｂ为带等量异种电荷的导体球，如果用一导线将其连接，请分析会出现什么现象。

原因是什么？这种现象能一直持续下去吗？最后的结果怎样？2.如何使电路中有持续电流？类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图，水池A 、B 的水面有一定的高度差，若在A 、B 之间用一细管R 连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A 运动到水池B 。

A 、B 之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。

类比：电源——抽水机电源的正极——水池A电源的负极——水池B提问：怎样才能使水管中有源源不断的电流呢?回答：可在A 、B 之间连接一台抽水机，将水池B 中的水抽到水池A 中，这样可保持A 、B 之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。

3.我们把图中P 称为______。

它的作用就是将自由电子从搬迁到，从而使A 、B 两端保持一定的，使电路中有电流。

二、恒定电场分析导线中的电场形成：导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。

其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。

此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。

因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。

姓名：班级：恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。

注意： 1、导线内的电场是由和等电路元件积累电荷共同产生的结果。

高中物理 2.1 电源和电流教案选修3-1

2.1 电源和电流【【教教学学目目标标】】1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立。

2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流。

3．从微观意义上理解电流的强弱与自由电子平均速率的关系。

【【重重点点难难点点】】1．明确电源在直流电路中的作用。

2．知道恒定电流的概念，从微观意义上理解电流的强弱与自由电子平均速率的关系。

【【教教学学方方法法】】讲练结合【【教教学学用用具具】】课件【【教教学学过过程程】】一、电源1、电源：就是能把自由电子从正极搬迁到负极的装置。

2、类比：抽水机二、恒定电场1、导线中的电场：导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

（1）电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。

（2）这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。

此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。

因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。

2、恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。

三、恒定电流1、电流的产生：电荷的定向移动形成电流。

2、电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向为电流的方向。

3、电流是标量。

4、恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。

5、电流：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。

q I t = （q ＝It ）6、单位：安培（I ） 1A ＝1C/s1A ＝103 mA ＝106 uA三、电流的微观表示1、设导体的横截面积为S ，密度为ρ，摩尔质量为M ，电子的电荷量为e ，电荷定向移动的速率为υ，则在时间t 内处于两截面B 、C 之间的所有自由电荷都将通过截面C ，故A A tSN e SN eq Ne MI nse t t t M ρυρυυ=====（n ——单位体积内的自由电荷数，金属导体中单位体积内的自由电子数可以着作跟单位体积内的原子数同一个数量级，即假设每个原子都能提供一个电子来充当自由电子。

选修3-1-2.1电流和电源教案(讲义)有答案

第二章恒定电流2.1《电源和电流》一、【学习与讨论】学点一：静电场和恒定电场静电场是静止电荷在周围空间所激发的电场．在静电场中如果有导体存在，导体内部的自由电子就会定向移动，当电荷在导体内做定向移动而形成恒定电流时，在导体内外存在的电场称为恒定电场，这是两种不同的电场，既有区别又有联系．两种电场的共性：(1)它们都是物质的一种客观存在形式，都储存着电能；(2)它们对处于其中的电荷都有静电力的作用；(3)在这两种电场中移动电荷时相应的静电力一般都要做功．两种电场的区别：(1)导体中要建立稳恒电流就必须将导体与电源相连接，形成一闭合的回路．而静电场的建立只需要有电荷存在；(2)静电平衡状态下的导体内部场强为零，而在稳恒电流条件下导体内部可以带电；(3)在一般情况下，静电场的电场线并不是电荷运动的轨迹线，但是导体中恒定电场的电场线就是电荷运动的轨迹线．学点二：导线中形成的恒定电场1．在导线中形成的恒定电场中，任何位置的电场强度都不随时间变化，其基本性质与静电场相同．2．产生恒定电流的电路中的电场是合电场(E )，它由两部分组成：一是电源的电场(E 0)；二是导线两侧的堆积电荷的电场(E ′)．3．恒定电流电路中的电场是稳定电场，即电路中的电荷分布是稳定的，但不是静态的绝对稳定，而是动态稳定，就电路中任一微元来讲，流走多少电荷，就补充等量的电荷.二、【探索与分析】1.由I ＝q t 能否说电流与电荷量成正比，与时间成反比？如何由I ＝q t推导电流的微观表达式I ＝nqSv ？两个公式有何关系？(1)I ＝q t的理解：此式为电流的定义式，不能说电流与电荷量成正比，与时间成反比． (2)I ＝nqS v 的推导：如图2－1－2所示，图2－1－2AD 表示粗细均匀的一段导体，长为l ，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S ，导体每单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q .AD 导体中的自由电荷总数：N ＝nlS .总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq .所有这些电荷都通过横截面D 所需要的时间：t ＝l v .根据公式q ＝It 可得：导体AD 中的电流：I ＝Q t ＝nlSq l /v＝nqS v . 由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速度的大小，还与导体的横截面积有关．(3)两个公式的关系：I ＝nqS v 是由I ＝q t推导而来的，从微观角度阐述了决定电流强弱的因素，能够说明为什么不能说电流正比于电荷量，反比于时间的原因．(4)应用I ＝q t计算时应注意以下两点： ①导体若为金属，则q 为自由电子带电荷量的绝对值．②导体若为电解液，则q 应为正负离子带电荷量的绝对值之和．【例1】已知电子的电荷量为e ，质量为m ，氢原子的核外电子在原子核的静电力吸引下做半径为r 的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？答案 e 22πr 2mkmr 解析所谓等效电流，就是把电子绕核运动单位时间内的电荷量通过圆周上各处看成是持续运动时所形成的电流，根据电流强度的定义即可算出等效电流的大小．截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量q＝e .则有：I ＝q t ＝e T再由库仑力提供向心力，有：k e 2r 2＝m 4π2T 2r 得 T ＝2πr e mr k 解得I ＝e 22πr 2mkmr 四、电流的微观表达式【例2】有一横截面积为S 的铜导线，流经其中的电流强度为I ，设每单位体积导线有n 个自由电子，电子的电荷量为q ，此时电子定向移动的速度为v ，在Δt 时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )A ．n v S ΔtB ．n v ΔtC ．I Δt /qD ．I Δt /Sq答案 AC 解析此题考查对电流强度公式I ＝q /t 的理解及电流强度的微观表达式I ＝nq v S 的理解．在Δt 时间内，以速度v 移动的电子在铜导线中经过的长度为v Δt ，由于铜导线的横截面积为S ，则在Δt 时间内，电子经过的导线体积为v ΔtS .又由于单位体积的导线有n 个自由电子，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为n v S Δt ，故A 正确．由于流经导线的电流为I ，则在Δt 时间内，流经导线的电荷量为I Δt ，而电子的电荷量为q ，则Δt 时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为I Δt /q ，故C 也正确.自学检测：1.导体中电流I 的表达式为I ＝nqS v ，其中S 为导体的横截面积，n 为导体每单位体积内的自由电荷数，q 为每个自由电荷所带的电荷量，v 是( )A ．导体运动的速率B ．电流传导速率C ．自由电荷定向移动的速率D ．电子热运动速率答案 C 解析从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动速度，还与导体的横截面积有关，故选C.电荷的定向移动形成电流，这个定向移动的速率都是电流微观表达式I ＝nqS v 中的v .2．下列说法中不正确的是( )A ．导体中有电荷运动就形成电流B ．电流的方向一定与负电荷的定向移动方向相反C ．对于导体，只要其两端有电压就有电流D ．国际单位制中电流的单位是安答案 A3．在电解液中，若5 s 内向相反方向通过两极间面积为0.5 m 2的某横截面的正、负离子的电荷量各为5 C ，则电解液的电流为________ A. 答案 2解析电解液中正负离子沿相反方向定向运动形成的电流方向是相同的，所以q 应为正、负离子电荷量绝对值之和．故I ＝q t ＝5×25A ＝2 A. 典型例题：题型一电流的微观表达式一根铜导线，横截面积为1.0 mm 2，载有1.0 A 的电流，已知铜导线内自由电子的密度n ＝8.5×1028个/m 3，每个电子电荷量为1.6×10－19 C ，试求：铜导线中自由电子定向移动的速度为多大？思维步步高电流强度的微观表达式的推导过程是什么？各个物理量的物理意义是什么？其中电子定向移动的速率和电流的传播速率是否相同？解析电流强度的微观表达式是I ＝nqS v ，其中已知I 、n 、q 、S ，得v ＝I nqS. 答案 7.4×10－5 m/s拓展探究如图所示，将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S 铝＝2S 铜．在铜导线上取一截面A ，在铝导线上取一截面B ，若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是( )A ．I A ＝I BB ．I A ＝2I BC ．I B ＝2I AD ．不能确定答案 A 解析这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导线的组成材料不同等等．但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I ＝q t可知电流强度相等．方法总结在理解电流的微观表达式时，一定要注意以下几个方面：①表达式中几个物理量的物理意义．②只有电子才能在金属导线中移动，而在电解液导电中则正负离子都可以移动．③电子移动的速率并不是通电的速率.题型二电流问题的拓展如图所示，由电源、定值电阻R 0和滑动变阻器R 构成一闭合电路，一粒子加速枪并接在R 0两端，在加速枪口O 正上方r 处的A 点真空区域有一固定的点电荷，带电荷量为＋Q .现有质量和带电荷量均不同的两种带负电的静止粒子，从加速枪的左端加速后从O 点进入＋Q 场区域，粒子射入枪口时速度方向垂直于AO 连线．(1)试证明若加速电压U 满足一定条件，两种粒子在＋Q 场区域都能做匀速圆周运动．(不计粒子的重力)(2)当滑动变阻器滑动头在某位置时，射出的带电粒子恰好做匀速圆周运动，若将P 向左移动一小段距离后，该种粒子从加速枪中射出后的运动轨迹变成什么形状？它的周期比圆周运动时长还是短？(只写明最后结论)思维步步高电子的射出加速枪之后的速度是多少？离开加速枪之后电子受力情况和运动情况如何？做圆周运动需要什么条件？解析 (1)设带电粒子电荷量为q ，质量为m ，射出速度为v . 由动能定理：qU ＝12m v 2 在库仑力作用下做匀速圆周运动，由向心力公式：k qQ r 2＝m v 2r 解得U ＝kQ 2r由U 满足条件看出：U 与带电粒子q 、m 无关．(2)椭圆，变短(类比行星运动可知) 答案见解析拓展探究计数器因射线照射，内部气体电离，在时间t 内有n 个二价正离子到达阴极，有2n 个电子到达阳极，则计数器中的电流为( )A ．0B ．2ne /tC ．3ne /tD ．4ne /t 答案 B方法总结类似于电流的问题可以按照电流问题的处理方法来进行处理.课堂检测：一、选择题1．下列叙述正确的是( )A ．通过导体某一截面的电荷量越多，电流越大B ．通电时间越短，电流越大C ．在单位时间内，通过导体某一截面的电荷量越多，电流越大D ．通过单位横截面积的电荷量越多，电流越大答案 C2．在示波管中，电子枪2 s 内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( )A ．4.8×10－6 AB ．3.0×10－13 AC ．9.6×10－16 AD ．3.0×10－6 A答案 A 解析电子枪2 s 内发射了6×1013个电子，则2 s 通过示波管横截面的电子数为6×1013个，因此电流I ＝6×1013×1.6×10－192A ＝4.8×－6 A. 3．一个半径为r (米)的细橡胶圆环，均匀地带上Q (库仑)的负电荷，当它以角速度ω(弧度/秒)绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为( )A ．Q B.Q 2π C.Qω2π D.2Qωπ答案 C 解析负电荷Q 均匀分布在橡胶环上，当环转动时，在环上任取一截面则一个周期T 内穿过此截面的电荷量为Q ，因此应用电流的定义式I ＝q t，再结合圆周运动相关的知识即可求解．T ＝2πω，I ＝q t ＝Q T ＝Qω2π. 4．某电解池，如果在1 s 内共有5×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是( )A ．0B ．0.8 AC ．1.6 AD ．3.2 A答案 D 解析由于电解液中，正、负两种离子的定向移动形成电流，故1 s 内流过某截面的电荷量为正、负离子所带电荷量的代数和，即q ＝(5×1018×2＋1.0×1019)×1.6×10－19 C ＝3.2 C ，故通过这个截面的电流为I ＝q t ＝3.21A ＝3.2 A. 5．关于导线中的电场，下列说法正确的是( )A ．导线内的电场线可以与导线相交B ．导线内的电场E 是电源电场E 0和导线侧面堆积电荷形成的电场E ′叠加的结果C ．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D ．导线中的电场是静电场的一种答案 B6．半径为R 的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q ，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流判断正确的是( )A ．若ω不变而使电荷量Q 变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍B ．若电荷量Q 不变而使ω变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍C ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大D ．若使ω、Q 不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小答案 AB 解析截取圆环的任一截面S ，如右图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量为Q ，则有：I=t q =T Q 又T=ωπ2，所以I=πω2Q 由上式可知，选项A 、B 正确． 7．下列说法中正确的是( )A ．导体中电荷运动就形成了电流B ．在国际单位制中，电流的单位是AC ．电流有方向，它是一个矢量D ．任何物体，只要其两端电势差不为零，就有电流存在答案 B解析自由电荷定向移动才形成电流，仅有电荷移动但不是定向移动则不行，故选项A 错误．形成电流的条件是导体两端保持有电压，且必须是导体而非任何物体，故选项D 错误．电流有方向，但它是标量，故选项C 错误．二、计算论述题8．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U 的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S 、电流为I 的电子束．已知电子的电荷量为e 、质量为m .求在刚射出加速电场时，一小段长为ΔL 的电子束内电子个数是多少？答案 I ΔL e m 2eU 解析根据动能定理eU ＝12m v 2① 根据电流定义公式q ＝It ＝ne ② 根据题意t ＝ΔL v ③解①②③得n ＝I ΔL e m 2eU9．某同学学习本节后认为电路接通后，自由电子从电源出发，以很大(可能接近光速)的定向移动速率，在金属导线中运动，很短时间到达用电器，所以不会看到开灯好长时间才见灯亮的现象，请利用下面有关资料探究该同学说法的正确性．横截面积S ＝1 mm 2铜导线，可允许通过电流为1 A ，铜在单位体积中自由电子数为8.5×1028个/m 3.答案见解析解析由电流的微观表达式I ＝neS v 知v ＝I neS ＝18.5×1028×1.6×10－19×10－6m/s ＝7.4×10－5 m/s 可见v ≪光速c ＝3×108 m/s ，以这样的速度传播1 m 长导线需用时t ＝17.4×10－5s ＝3.8 h ，显然与实际不符，其实是在恒定电场的作用下，电路中的电子几乎同时定向移动，即整个电路几乎同时形成了电流．10．在彩色电视机的显像管中，电子枪射出的电子在加速电压U 作用下被加速，且形成大小为I 的电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收，设电子的质量为m ，电荷量为e ，进入加速电场之前的初速不计．求：(1)时间t 内打在荧光屏上的电子数为多少？(2)荧光屏受到的平均作用力为多大？答案 (1)It e (2)I e2mUe 解析 (1)求时间t 内打在荧光屏上的电子数，关键是求出在这段时间打在荧光屏上的总电荷量Q ，单个电子的电荷量是e ，便可求得电子数N .在时间t 内打在荧光屏上的总电荷量是：Q ＝It . 单个电子的电荷量为e ，则打在荧光屏上的总电子数是：N ＝Q e ＝It e(2)求作用力的方法很多，如受力分析、根据运动和力的关系即牛顿运动定律等．对本题来说，我们可以较简单地求出电子在一段时间的平均加速度，由牛顿第二定律便可求出平均作用力．设电子在打到荧光屏之前的瞬时速度为v ，由能量守恒定律得：Ue ＝12m v 2，则v ＝ 2Ue m ，设电子与荧光屏作用的时间为T ，则这段时间内的总电子数为：N ′＝IT e在时间T 内电子的平均加速度为：a ＝v T ＝ 2Uem T由牛顿第二定律可得：F ＝m 总a ＝N ′ma ＝ITm 2Ue m eT ＝I e2mUe.。

高中物理选修3-1教案：2.1电源和电流教案

思考：微观电流表达式
I=nqsv
布置问题
提示学生回答问题
给出正确答案
梳理解题步骤
学生思考问题
给出正确答案
学生解释问题
板演正确步骤
完成知识目标
突破本节课难点
提升学生思考问题能力。
7分钟
4
目标
检测
环节
做检测习题
练习册，典型例题1变式1变式2
1、巡视学生做答。
2、公布答案。
3、评价学生作答结果。
1、试题作答
缺点：学生要提高认识电路、连接电路、画电路图的能力。
二、能力目标：
通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。
理由：根据普通高中物理课程标准的要求。
教具
教材、练习册、PPT。
教学
环节
教学内容
教师行为
学生行为
设计意图
时间课前Βιβλιοθήκη 三分钟（自主学习验收）校对课前自主学习答案，进行自我批改，更正。
巡视检查学生完成情况。
A．nvSt
B．nvt
C．It/q
D．It/Sq
B．nvt
C．It/q
D．It/Sq
1、布置问题
2、提出问题，补充，评价。
3、引导解题，引导给出解题方法
思考讨论，
学生相互交换意见，
学生回答问题，
其他同学补充
1、突出本节课重点内容
2、培养学生思考问题、解决问题的能力、小组合作能力
20分钟
3
总结提升环节
2、解释答案。
3、自我批改。
4、订正答案。
验收学习目标是否达成
5分钟
5
自主

人教版选修(3-1)《电源和电流》教案

人教版选修（3－1）《电源和电流》教案3-1第二章恒定电流§2.1电源和电流一、教学目标1.知识与技能（1）了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。

（2）理解电流的定义，知道电流的单位、方向的规定；理解恒定电流。

（3）从微观角度理解导体中电荷定向移动与电流之间的关系。

2.过程与方法（1）运用类比方法，利用抽水机类比电源，帮助学生理解电源的作用。

（2）初步体会动态平衡的思想。

（3）学习利用数学推导的探究方法，经历金属内自由电子定向移动速率的推导过程，帮助学生从微观角度理解电流。

3．情感态度与价值观根据学生刚学过的电场知识入手，分析、讨论问题，有效地将“场”和“路”的知识相联系，有利于培养学生不断运用学到的知识分析、解决实际问题的意识和能力。

二、重点与难点1.重点（1）理解电源的作用；电流的形成过程。

（2）恒定电场的概念；恒定电流的概念。

（3）电流的定义、方向；电流的微观表达式。

2.难点（1）利用动态平衡来理解恒定电场的概念（2）电流的微观表达式三、教学方法和教学辅助工具1.教学方法本节内容重在理论分析和推导，内容较抽象；并且是电场知识在电路中的运用，所以本节的教学方法采用理论分析、类比、数学建模、推导等方法。

本节内容不适合采用实验探究方法，故教学过程中没有演示实验和学生分组实验。

2.辅助工具多媒体课件，导学学案四、教学流程图五、教学过程1．引入：观察图片：闪电和手电筒发光。

问题：产生持续电流的条件是什么？学生：因为有电源！问题1：电源怎么产生持续电流？2.分析金属导体中电流的产生过程导体中电子的热运动不能产生电流。

形成电流的条件是：导体两端有电势差（电压）3.电源的作用短暂的电势差（电压）只会产生瞬时电流。

用抽水机类比电源：电源在其内部源源不断地把自由电子从正极搬到负极；保持导体两端的电势差，使电路中保持持续的电流。

问题2：导线有电流时的电场是什么样的？4.恒定电场导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

2.1 电源和电流高中物理选修3-1优秀教案优秀教学设计(3)

1 电源和电流
例题分析：
有一条横截面积S=1mm2的铜导线通过的电流I=1A,已知铜的密度ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量M=6.4×
1023mol-1,电子的电量e=-1.6×
问题2、在时间t内通过右端横截面的电荷量是多少？
问题3、把问题2所得结果代人I=q/t化简写出铜导线中自由电子定向移动的速率的表达式
课堂自主检测
检测导练（10分钟）
1．1毫安=__________安，1微安=__________安。

2、在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为_______A；
3．关于电源的作用,保持电路两端有，使电路中有持续的
4．对电流概念的正确理解是（）
A．通过导体的横截面的电量越多，电流越大
B．导体的横截面越大，电流越大
C．单位时间内通过导体横截面的电量越大，电流越大
D．导体中的自由电荷越多，电流越大
5．通过一个导体电流是5A,经过4min通过该导体一个截面的电量
是( )
A．20C B．50C C．1200C D．2000C
6．关于电流的说法正确的是（）
A．根据I=q/t可知，I与q成正比B．电流强度是一个标量，
C．导体中电荷运动就形成电流于相距为
截面
由电
截面。

在学
础上，
生分析
请学生把思路、法记录下来，
以后学习。

思考交流：
如果
定向
是电
率，
经验
怎样解释？
当堂
“
的方式当堂批改，
学习
言
反思本节课，
与探
与发
与讨
人合。

物理选修3-1§2.1电源和电流教案

§2.1电源和电流
【三维目标】
（一）知识与技能
1．明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立。

2．恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流
3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。

（二）过程与方法
培养学生综合运用所学知识，联系前后分析电流和电源的基本知识。

（三）情感态度与价值观
1．渗透物理学方法的教育：运用模型法分析电流及电源。

2．培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。

【教学重点和难点】
重点：理解电源的形成过程及电流的产生。

难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。

【教学方法】
模型法、探究法
【教学过程】
小结
1、电源就是能把自由电子从正极搬到负极的装置。

2、由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。

3、大小方向都不随时间变化的电流称为恒定
电流。

4、电荷的定向移动形成电流。

人教版高中物理选修(3-1)-2.1《电源和电流》名师教案

相似论、同化论指导下的教学设计《电源与电流》徐祯金华第一中学浙江金华按语：人类个体的学习是在相似的基础上不断建构新知识的过程。

教学中应当充分了解和挖掘那些存在于学生头脑中与将学的新知识相似度高的原有知识与经验，作为新知识学习的同化固定点。

本节课中具体应用如下：1．以水泵为电泵（电源）的同化固定点，理解电源在电路中的作用；2．以静电场的性质和规律为恒定电场的同化固定点，演绎恒定电场的形成过程；3．以车流量大小为电流大小的同化固定点，建立电流科学概念；4．以熟悉的生活场景为抽象知识的同化固定点，达成对“三个速率”的理解。

本节课采取的教学策略和方法有，合理想象、适时引问、抽象建模、类比方法等。

其中引问是问题导引的一种很有特色的形式。

引问即引发质疑，发现问题，促进思考。

在新课学习中，有时学生并不能及时感知问题的存在，本节课中教师在了解学习内容的基础上，协助学生进行知识检索，激活已有的知识，使学生感知到问题的存在，同时引发对新问题的思考。

本节课中探究恒定电场的形成、恒定电流的形成及自由电子定向移动速率大小等问题的过程中，教师适时引问，帮助学生发现问题、解决问题。

一、核心素养通过《电源和电流》的类比法学习过程，使学生感受相似现象和规律，体悟物理世界的和谐美。

并能够欣赏逻辑思维的理性之美，培养对物理学的深层兴趣。

二、教学目标1．了解电源使电路形成电流的机制和恒定电场的建立。

2．知道电流方向的规定。

3．掌握电流的定义式，并会用来解决导线中的电流问题以及计算运动电荷所产生的等效电流。

4．能区分导体中自由电子的定向移动速率和建立电场的速率。

5．尝试利用水泵和电泵的相似性，通过类比的方法理解电源的作用。

6．尝试利用静电场和恒定电场的相似性，通过类比的方法了解恒定电场的建立过程。

7．尝试利用车流和电流的相似性，经历电流概念的建立过程。

8．经历建立柱体模型的过程，理解电流的微观表达式。

三、教学重、难点重点：1．电流概念的建立。

物理人教选修3-1教学设计：2-1 电源和电流含解析精

教学设计1电源和电流本节分析学生学习了第一章的静电场，对电场力做功、电势能的变化已经有了较深刻的认识，此刻不失时机地引导学生认识恒定电场，是符合学生心理特点的．教材首先利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况，然后引导学生分析恒定电场形成的过程，引出了电源和恒定电流的定义和物理意义．教师引导学生分析思考，这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣．学情分析学生已经基本掌握了学习物理的思维方法，如对比分析、抽象思维想象等．在学习本节内容之前学生还学习了静电场和导体静电平衡的知识，有一定的有关电场知识的基础．电源虽然在生活中是比较常见的，但是本节要讲授的是电源内部的工作原理和导线中的电流，是较为抽象的知识，比较容易理解．教学目标●知识与技能(1)了解电源的形成过程．(2)掌握恒定电场和恒定电流的形成过程．●过程与方法在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小．●情感、态度与价值观通过本节对电源、电流的学习，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题．教学重难点1．理解电源的形成过程及电流的产生原因．2．会灵活运用公式计算电流的大小．教学方法教师启发引导教学与探究法相结合，并辅以小组合作学习与多媒体教学相结合．教学准备多媒体教学课件．教学设计（设计者：杨东升）教学过程设计之间电势差减小，最终A、B两个导体球会达到静电平衡，导线中的电流只能是瞬时的.如何使电路中有持续电流？类比：如图，水池A、B的水面有一定的高度差，若在怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？、B之间连接一台抽水机，将水池中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使细管中有源源不断的水流.类比可知，电路中有持续电流的条件是导体两端有电势差.【自主探究】什么装置能把自由电子从正极搬迁到负极，体两端保持电势差（电压），电路中有持续的电流设计意图：通过类比使学生知道电源的作用电源在搬运电子的过程中，电子的电势能如何变化？电源发挥了怎样的作用？电荷在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定，导线内的电场线保持和导线平行.（设计意图：通过对恒定电场的介绍，为恒定电流的教学板书设计一、电源1．能把自由电子从正极搬到负极的装置2．作用：保持导体两端的电势差(电压)，使电路中有持续的电流二、恒定电场由稳定分布的电荷产生的稳定的电场称为恒定电场三、恒定电流1．大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流 2．电流(1)物理意义：表示电流的强弱程度(2)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 的比值叫做电流 (3)公式：I ＝qt(4)单位：安培(A)，1 A ＝1 C/s ，常用单位：毫安(m A)、微安(μA) (5)方向：正电荷定向移动的方向教学反思思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本.亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木，学生素质的培养就成了镜中花、水中月.通过对电路的操作性练习来认识电流与电路的关系、电源和用电器在电路中所起的作用.本着学生是学习的主体为指导原则，在学习的过程中采用实验法、观察法、分析归纳法、练习法等，培养学生的兴趣、观察能力、分析归纳能力、电学实验习惯，提高认识电路、连接电路、画电路图的能力.备课资料 ●1.电流的微观表达式的推导（1）情景设置如图所示，粗细均匀的一段导体AD ，其长度为l ，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S ，导体每单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q .（2）理论推导导体中的自由电荷总数：N ＝nlS ；总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq .所有电荷都通过横截面D 所需要的时间：t ＝l v ，所以导体中的电流：I ＝Q t ＝nlSqlv ＝nqS v .由此可知，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动速率，以及导体的横截面积.2.充电电池充电电池，是充电次数有限的可充电的电池，配合充电器使用.市场上一般卖的是5号、7号的充电电池，但是也有1号充电电池.充电电池的好处是经济、环保、电量足，适合大功率、长时间使用的电器（如随身听、电动玩具等）.充电电池的电压比型号相同的一次性电池低，AA 电池（5号电池）是1.2伏，9 V 充电电池实际上是8.4伏.现在充电次数一般能在1 000次左右.种类镍镉（Ni －Cd ）电压：1.2 V ，使用寿命：500次，放电温度：－20度～60度，充电温度：0～45度.镍氢（Ni －MH ）电池：1.2 V ，使用寿命：1 000次，放电温度：－10度～45度，充电温度：10度～45度.锂离子（Li －lon ）电池：3.6 V ，使用寿命：500次，放电温度：－20度～60度，充电温度：0～45度.锂聚合物电池：3.7 V ，使用寿命：500次，放电温度：－20度～60度，充电温度：0～45度.备注：锂电的改良型，没有电池液，而改用聚合物电解质，可以做成各种形状，比锂电池稳定.铅酸电池：12 V，使用寿命：200～300次，放电温度：0～45度，充电温度：0～45度.备注：就是一般车用电瓶（它是以6个2 V串联成12 V的），免加水的电池使用寿命长达10年，但体积和容量是最大的.3.特征镍镉电池：有记忆效应，容量小.镍氢电池：记忆效应，小容量大.锂离子电池：无记忆效应，身薄容量大，因电极材料不同，电动势为3.6 V、3.7 V两种.锂电池的性能是现有各类电池中最好的一种，体积小、重量轻、容量大.广泛用于数码相机、笔记本电脑、移动电话等电子产品中.铅蓄电池：电动势约为12 V，铅蓄电池可以反复充电使用，电解液是硫酸溶液，内阻很小，广泛用于汽车、摩托车中.铁锂电池：电力更足，更安全，也更轻，未来电动车的主要发展方向.一般，同种类型的充电电池，容量越大，体积越大，重量也较大.4.区别一次性电池俗称“用完即弃”电池，因为它们的电荷量耗尽后，无法再充电使用，只能丢弃.常见的一次性电池包括碱锰电池、锌锰电池、锂电池、银锌电池、锌空电池、锌汞电池和镁锰电池.可充电电池按制作材料和工艺上的不同，常见的有铅酸电池、镍镉电池、镍铁电池、镍氢电池、锂离子电池.其优点是循环寿命长，它们可全充放电200多次，有些可充电电池的负荷力要比大部分一次性电池高.普通镍镉、镍氢电池使用中，特有的记忆效应，造成使用上的不便，常常引起提前失效.普通电池是一次性使用的，而充电电池可以用充电器充电，反复使用.普通1、2、3、5、7号单体电池标称电压是1.5 V，而镍氢、镍镉充电电池标称电压是1.2 V，锂离子充电电池标称电压是3.7 V，铅酸蓄电池是2 V.。

高中物理选修新课标人教版选修3-1第二章2 1 电源和电流教案

第二章恒定电流2.1电源和电流【教学目标】1．知道电源在直流电路中的作用2．知道恒定电流的定义、单位3．从微观角度理解导体中电荷定向移动与电流之间的关系。

重点：电流的概念难点：从微观角度理解导体中电荷定向移动与电流之间的关系。

【自主预习】1.电源观察教材P41的图2.1-1，A、B分别带正负电荷，如果在它们之间连接一条导线R，导线R自由电子会在静电力的作用下定向移动(电流)，电子移动方向为（填A→B 或B→A），若要保持持续的定向移动(电流)，A、B需有一个装置，使A、B周围的空间始终存在一定的电场，能使A、B间维持一定的电势差的装置称为。

2.恒定电场导线内的电场是由、等电路元件所积累的电荷共同形成的，电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会。

由的电荷所产生的的电场，称为恒定电场，3.恒定电流由于的作用，导体中自由电荷定向运动的速率，而运动过程中会与导体内不动的粒子从而减速，总体来说自由电荷定向运动的不随时间变化。

把、都不随时间的电流称为恒定电流。

I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系式为。

电流的单位为，简称，符号是，常用的电流单位还有和。

【典型例题】一、形成电流的条件【例1】如图验电器A带负电，验电器B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列叙述中错误的是（）A、有瞬时电流形成，方向由A到BB、A、B两端的电势不相等C、导体棒内的电场强度不等于零D、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动一、电流的定义【例2】已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的核外电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？二、电流的微观表达式【例3】有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速度为v，在Δt时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )A．Δt B．ΔtC．IΔ D．IΔ【例4】如图所示的电解槽中，如果在4s内各有8c的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面，那么⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向；⑵电解槽中的电流方向如何？⑶4s内通过横截面的电量为多少？⑷电解槽中的电流为多大？【课后练习】1.形成持续电流的条件是( )A.只要有电压加在物体的两端B.必须保持导体两端有电压C.只在导体两端瞬时加电压D.只要有大量的自由电荷2.在由电源、导线等电路元件所形成的电路中，以下说法正确的是（）A.导线中的电场强度处处为零B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行C.导线内各点的电势相等D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低3.以下说法正确的是（）A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大4.某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面，那么通过这个截面的电流是( )A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A5.导体中电流I的表达式为I＝，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是( )A．导体运动的速率B．电流传导速率C．自由电荷定向移动的速率D．电子热运动速率6．下列说法中不正确的是( )A．导体中有电荷运动就形成电流B．电流的方向一定与负电荷的定向移动方向相反C．对于导体，只要其两端有电压就有电流D．国际单位制中电流的单位是安7.将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜．在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是( )A．＝B．＝2C．＝2 D．不能确定8．在示波管中，电子枪2 s内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为( ) A．4.8×10－6 A B．3.0×10－13 AC．9.6×10－16 A D．3.0×10－6 A9．一个半径为r(米)的细橡胶圆环，均匀地带上Q(库仑)的负电荷，当它以角速度ω(弧度/秒)绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为( )A．Q10．关于导线中的电场，下列说法正确的是( )A．导线内的电场线可以与导线相交B．导线内的电场E是电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态D．导线中的电场是静电场的一种11．半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流判断正确的是( ) A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小12．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e、质量为m.求在刚射出加速电场时，一小段长为ΔL的电子束内电子个数是多少？答案：例1.答案解析所谓等效电流，就是把电子绕核运动单位时间内的电荷量通过圆周上各处看成是持续运动时所形成的电流，根据电流强度的定义即可算出等效电流的大小．截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量q ＝e.则有：I＝＝再由库仑力提供向心力，有：＝r得T＝解得I ＝例2答案解析此题考查对电流强度公式I ＝的理解及电流强度的微观表达式I ＝的理解．在Δt 时间内，以速度v 移动的电子在铜导线中经过的长度为v Δt ，由于铜导线的横截面积为S ，则在Δt 时间内，电子经过的导线体积为v Δ.又由于单位体积的导线有n 个自由电子，在Δt 时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为Δt ，故A 正确．由于流经导线的电流为I ，则在Δt 时间内，流经导线的电荷量为I Δt ，而电子的电荷量为q ，则Δt 时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为I Δ，故C 也正确.例3解析：⑴电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动⑵电解槽中的电流方向向右⑶8C 的正电荷向右通过横截面，而8C 的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8C 正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16C ⑷由电流强度的定义416 t Q 4A 课后检测1。

选修3-12.1电源和电流教案

选修3-12.1电源和电流教案第一篇：选修3-1 2.1电源和电流教案选修3-1 电源和电流教案教材分析：本节教材内容有初中所学知识和高中所学静电场知识铺垫，开篇引入承接前一章所教静电场相关内容，由老师设问引导学生分析，若用用导线连接两个带异种电荷的导体，会产生瞬时电流，请学生思考如何产生持续的电流。

接下来先请学生观察两只在不同高度用水管相连的水杯，请同学回答如何在两只不同高度的水杯之间产生连续的水流，从而引入电源的概念，初步介绍电源在电流形成过程中的作用。

学情分析：已知初中所学知识和高中所学静电场知识铺垫未知1、了解电源的形成过程。

2、掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。

３、会灵活运用公式计算电流的大小。

想知利用水流类比理解恒定电流的形成，并能通过恒定电场的形成理解导体内电场的动态平衡。

难知理解电源的作用、导体内恒定电场的形成、恒定电流的形成。

错知教学过程：（一）引入新课教师：前面一章我们通过对静电场的学习不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，为我们进一步学习电学的其他内容奠定了重要基础。

这节课就来学习有关电流的知识。

（板书课题：导体中的电场和电流）（二）进行新课教师活动：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而我们教室的灯泡却能连续发光？（注：通过现象对比，激发学生的求知欲。

调动学生的学习积极性。

）过渡：要回答这个问题，首先请同学们阅读课本“电源”部分的第一节。

1．电源教师：（投影）教材图2.1－1，（如图所示）分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围存在电场。

如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体球会达到什么状态？R中出现了怎样的电流？学生活动：在教师的引导下，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差的变化情况。

认识到，最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态。

高二物理选修3-1教学设计：2.1电源和电流

3、会推导电流的微观表达式
重点
理解电源的形成过程及电流的产生。
难点
电源作用的道理||，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。
评价任务
对应学习目标||，针对性的学习任务（可选项）
导学过程
教师活动
学生活动
效果及问题预设
导
从静电场过度到恒定电场||，指出电荷的流动效应。
阅读教材P40导入部分。
从静电场过度到恒定电流
思
巡视学生完成情况||，并对各小组完成情况进行记录。
先阅读教材P41-P2页
然后完成导纲上深入学习部分
80%能够同过阅读及完成相应的推导和归纳
议
鼓励学生以小组为单位积极讨论||，交换答案。
迁移运用探究一【问题1】【问题2】||，探究二【问题1】
【探究2】完成困难较大
组内充分讨论
学情分析
学生刚学过电场||，从电场知识入手||，分析、讨论问题||，有效地将“场”和“路”的知识相联系||，有利于培养学生不断运用学到的知识分析、解决实际问题的意识和能力||，学习本节知识有利于培养学生不断运动学到的知识分析、解决实际问题的意识和能力。
学习目标
1、知道形成电流的条件
2、说出电流的定义、电流的单位、方向的规定、知道恒定电流
课题名称
电源和电流
授课时间
教师姓名
学生年级
高二
课时
1
课程标准描述
1.知道形成电流的条件
2.说出电流的定义、电流的单位、方向的规定、知道恒定电流
3.会推导电流的微观表达式
考试大纲描述
1级考点
教材内容分析
把电路知识和电场知识紧密联系起来||，承上启下||，用电场的知识分析了两个分别带正、负电荷的导体之间的电势差||，同时分析了链接在他们之间的导线中自由电子的定向移动情况||，从而描述了电源在电路中的作用。

高中物理选修3-1优质教案6：2.1 电源和电流教学设计

2.1 电源和电流一、内容及[解析]（一）内容：电流的概念，电流大小的计算式及其电流的决定式.（二）[解析]本节课的主要内容是关于电流的概念及电流大小的计算，其核心是电流大小的计算。

理解它关键就是要理解电流的决定式。

上一节主要介绍电势差与电场强度的关系。

本节计划用一课时。

教学的重点是对公式，并推广至环形电流。

1. 恒定电流在本章中起到一个承上启下的作用，特别恒定电流在电能焦耳热及闭合电路中具有引导作用。

2.本节首先要介绍的是电流的概念，之前学生没有了解，可以就用粒子流简单解释；让学生有一个初步认识。

二、教学目标及[解析]（一）目标：（1）知道电流的概念；（2）了解电流大小的计算式及其电流的决定式.（二）[解析]本节重点是理解电流的概念及电流的计算式和电流的决定式，采用控制变量法，类比法。

难点是电流微观表达式的分析三、问题诊断及分析问题：决定电流微观表达式的那些因素从哪儿去找？方法分析：控制变量法①导体中单位时间内能够通过截面C的自由电荷分布导体中单位时间内能够通过截面C的自由电荷分布在以截面C为底，速率v为长的导体中。

②单位时间内能够通过截面C的自由电荷数N＝nV＝nvS③单位时间内能够通过截面C的电荷量Q＝Nq＝nqvS④电流的微观表达式I＝Qt＝nqvS四、教学支持条件分析五．教学过程创设情景，实例引入：1、电流(1)概念：电荷的定向移动形成电流。

(2)产生电流的条件①内因：要有能够自由移动的电荷──自由电荷。

②外因：导体两端存在电压──在导体内建立电场。

干电池、蓄电池、发电机等都是电源，它们的作用是提供并保持导体的两端的电压，使导体中有持续的电流。

(3)电流的方向：正电荷的定向移动方向为电流方向。

总结：在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。

在电解质溶液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同，与负离子定向移动的方向相反。

(4)电流①定义：通过导体横截面的电荷量q 跟通过这些电荷量所用的时间t 的比值称为电流。

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选修３-1
第二章
第一节《电源和电流》教学设计
一教材分析
学生在学习了第一单元的静电场,对电场力做功，电势能的变化已经有了已经有了较深刻的认识,此刻不失时机的引导学生认识恒定电场，是符合学生心里特点。

教材首先利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况,然后引导学生分析恒定电场形成的过程,并引出了电源和恒定电流的定义，和物理意义。

教师引导学生分析思考,这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。

二教学目标
1、知识与技能：①了解电源的形成过程。

②掌握恒定电场和恒定电流的形成过程
2、过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。

3、情感与价值观:通过本节对电源、电流的学习,培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题。

三、教学重点、难点
１、理解电源的形成过程及电流的产生。

２、会灵活运用公式计算电流的大小。

四学情分析
恒定电流是研究电场的又一跨越，学生具备静电场的基础知识是学习恒定电场的基础和保证，学生参与了静电场的学习中，对电场研究有了重要性的一定认识，既充满期待，
但是静电场的电势能,电场力做功,让学生觉得知识有些凌乱,因此,课堂教学中，可以采用教师引导学生分析，学生主动思考，师生共同总结(最好是教师先听学生的总结，再加以点评，这样既能发散学生的思维,调动学生的积极性,活跃课堂气氛,又能减少学生学习物理的恐惧感。

五、教学方法
探究、讲授、讨论、练习六、课前准备
投影片,多媒体辅助教学设备七课时：一课时
八、教学过程
【过渡】要回答这个问题，就要从电源的知识学起。

(一）、电源
（投影)教材图2.1－1，(如图所示）
分别带正、负电荷的A、B两个导体球,它们的周围存在电场。

如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后,A、Ｂ两个导体球会达到什么状态?Ｒ中出现了怎样的
电流?
（投影）教材图2.1－2，（如图所示)
提出问题：如果在AB之间接上一个装置Ｐ,它能把经过Ｒ流到A的电子取走,补充给B，使AB始终保持一定数量的正、负电荷,情况会怎样呢?
【师生互动，建立起电源的概念。

】
板书：电源的定义
【过渡】在有电源的电路中，导线内部的电场强度有何
特点呢？
（二）、导线中的电场
（投影）教材图2．1-3,(如图所示)
个导体球会达到
静电平衡状态。

理
解导线R中的电
流只能是瞬时的。

思考:电源Ｐ在把
电子从A搬运到B
的过程中,电子的
电势能如何变
化？电源发挥了
怎样的作用?
思考:在静电场中
所学的电势、电势
差及其与电场强
度的关系等，在恒
定电场中还是否
引导学生讨
论、解释可
能会产生的
现象。

培养、
锻炼学生的
思维能力。

通过学生回
答，发表见
解,培养学
生语言表达
能力。

引导学生讨
论导线中的
电场将如何
变化,最终
又会达到怎
【说明】图中各部分的意义,取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行研究,如图2.1－4所示。

【说明】:教师要引导学生运用微元法和矢量叠加的方法,探究导线中电场的变化情况，分析出最终导线两侧积累的电荷将达到平衡状态，垂直于导线方向上电场的分量将减为零，导线内的电场线保持和导线平行。

这里一定要强调，这是电源电场和导线两侧的电荷得电场共同
叠加的结果。

【过渡】：在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从而形成电流，恒定电场中的电流有
何特点,又如何描述呢?
(三)、恒定电流
恒定电场中的电流是恒定不变的，称为恒定电流（为
什么？)。

电流的强弱就用电流这个物理量来描述。

电流的定义：物理上把通过导体横截面的电荷量ｑ跟通过这些电荷量所用的时间t的比值称为电流。

用I
表示电流。

适用呢?
倾听、理解
倾听、思考
样的状态。

要把思维的
过程展现给
学生。

通过师生分
析,建立起
恒定电场的
概念。

引导
学生理解电
荷的“稳定
分布”是一
个动态平衡
的过程,不
是静止不变
的。

【师生互动】:讨论，如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符?怎样解
释？
【点评】:通过对结论的讨论，深化对物理概念和规律的
理解。

（四)反思总结、当堂检测
让学生概括总结本节的内容。

请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小
结内容。

教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的
回答：如果在1 ｓ内通过导体横截面的电荷量是1 Ｃ，导体中的电流就是1 A。

即１
A=1 C/ｓ
学生先自行推导,后倾听教师分析，做到理解题意，
九【板书设计】
课题1 电源和电流
一、电源:使电路中保持连续的电流，能把电子从A搬运到Ｂ的装置P就是电源。

二、恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。

三、恒定电流:恒定电场中的电流是恒定不变的,称为恒定电流
电流的定义：物理上把通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用的时间t的比
值称为电流。

用I表示电流。

电流的定义式：
单位：安培(A）毫安(mＡ)和微安(μA）。

它们之间的关系１mA＝10－3A; 1μA=10－６A
1A的物理意义:如果在1 ｓ内通过导体横截面的电荷量是1 Ｃ，导体中的电流就是
十【教学反思】
通过连接电路的操作性练习来认识电流与电路的关系,电源和用电器在电路中所起的作用。

本着学生是学习的主体为指导原则,在学习的过程中采用实验法、观察法、分析归纳法、练习法等，培养学生的兴趣、观察能力、分析归纳能力、电学实验习惯，提高认识电路、连接电路、画电路图的能力。