导体中的电场和电流教案
导体中的电流分布与电场
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导体中的电流分布与电场在学习电学的过程中,我们经常会遇到导体中的电流分布和电场的概念。
导体是一种能够导电的材料,其中的电子能够自由移动,形成电流。
导体中的电场则是由电荷分布引起的力场。
导体中的电流分布与电场之间存在着密切的关系。
首先,让我们来了解导体中的电流分布。
当一个导体中有电势差存在时,电子就会在导体内部移动,形成电流。
然而,导体中的电流并不是均匀分布的,而是集中在导体表面附近的区域。
这是因为导体内部的电场为零,电子在内部受到的力是平衡的,无法形成流动的电流。
而导体表面附近的电场较强,能够将电子从高电势区域移动到低电势区域,从而产生电流。
因此,导体内部的电流密度远小于导体表面附近的电流密度。
导体中的电场与电流分布有着密切的联系。
电场是由电荷分布引起的力场,定义为单位正电荷所受到的力。
在导体表面附近,由于电荷分布相对较密集,导致电场强度较大。
而在导体内部,电荷分布较为均匀,所以电场强度较小。
当导体表面附近的电场强度足够大时,电子就会被电场力推到导体表面,形成电流。
因此,导体表面附近的电场强度与电流分布密切相关。
在某些特殊情况下,导体内部仍然存在电场。
当导体内部存在有电场时,电子会在导体内部受到电场力的作用而移动。
这种情况一般发生在导体中存在局部非均匀的电荷分布或者导体被连接在外部电源上。
在导体内部存在电场时,电子会受到电场力的作用,沿着电场线的方向移动。
由于导体内部电场的存在,导致电流不仅在导体表面附近存在,而且可以进一步在导体内部扩散。
因此,在某些情况下,导体内部可以出现较强的电流分布。
除了导体内部的电流分布与电场的关系,导体的几何形状和材料的导电性也会对电流分布和电场产生影响。
导体的几何形状会影响导体表面附近的电场强度,从而影响电流分布。
例如,当导体的形状变得尖锐时,导致电场集中在尖锐的部分,导致电流在尖锐部分更集中。
导体材料的导电性也会影响电流分布。
导电性较好的材料,如金属,可以更容易形成电流,导致电流分布更密集。
2.1导体中的电场和电流
![2.1导体中的电场和电流](https://img.taocdn.com/s3/m/41307f7c7375a417866f8f5d.png)
6/13/2020
课堂训练
1、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; 1A
2、某电解槽横截面积为0.5m2,若10s内沿相反 方向通过横截面的正负离子的电量均为10C, 则电解液中的电流为_______A. 2A
6/13/2020
3.2 A
3.决定电流大小的微观量
在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两 个截面B和C,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,每个电荷的电荷量为q,电 荷的定向移动速率为v 则在时间t内处于相距为 vt 的两截面B、C间的所有 自由电荷将通过截面C .
6/13/2020
取电子运动轨道上任一截面,在电子运动一周的
时间T内,通过这个截面的电量q=e,由圆周运动
的知识有: 2πR
T= 根据电流的定义
V
I
q t
ev
2R
6/13/2020
课堂训练
7、关于电流的方向,下列叙述中正确的是 C
A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移 动的方向
B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子, 电流方向不能确定
导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子.
v IM
SN Ae
7.5105m / s
6/13/2020
v sv vt
补充:三种速度的区别
自由电荷定 向移动速率
自由电荷定向移动形成电流,其中 电荷定向移动速率的数量级一般为 10-5m/s
无规则热运 动速率
导体中的自由电子在不停的做无规 则热运动,其速度与温度有关,常 温下电子热运动速率数量级为105m/s。
电场中导体感应电流与电场强度的测试实验报告
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电场中导体感应电流与电场强度的测试实验报告一、实验目的:1、观察电磁感应现象,掌握产生感应电流的条件。
2、锻炼学生动手能力,提高学生实验技能。
二、实验器材:电流表、原副线圈、蹄形磁铁、条形磁铁、滑动变阻器、导线若干、电池(电源)三、实验步骤实验1:直导线在磁场中:导体不动;导体向上或向下运动;导体向左或向右运动。
导体向上、向下运动;电表xxx,导体向左、向右运动;电表xxx。
结论:xxx电路中就有电流产生。
分析:导体的移动引起闭合电路面积的变化,从而引起磁通量的变化。
实验2:条形磁铁插入(拨出)螺线管。
线圈不动,磁铁动,电表xxx。
结论:说明无论是导体运动还是磁场运动,只要xxx;闭合回路中就有电流产生。
分析:条形磁铁的插入(拨出)引起螺线管处磁感应强度发生变化,从而引起磁通量的变化。
实验3:导体和磁场不发生相对运动,线圈电路接通、断开,滑动变阻器滑动片左、右滑动。
线圈电路接通、断开;电表指针xxx;滑动变阻器滑动片左、xxx 右滑动;电表指针xxx结论:说明,除了闭合回路的部分导线切割磁感线外,线圈中的xxx发生变化时,也能产生感应电流。
所以无论是导体做切割磁感线的运动,还是磁场发生变化,实质上都是引起穿过闭合电路的xxx发生变化。
分析:滑动变阻器阻值的改变引起内线圈电路电流的改变,电流在外线圈处产生磁感应强度发生变化,从而引起外线圈中磁通量的变化。
四、实验结论上述三个实验均表明:不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生。
这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流。
2015年高中物理 2.1导体中的电场和电流课件 新人教版选修
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学习如何确定电流的方向和计算电流的大小。
3
电流的表达式
通过欧姆定律,了解电流的表达式和相关研究。
导体中的电场和电流的关系
• 研究电场对导体内电荷的作用。 • 了解电流通过导体的条件和导体中的电场分布。 • 探索导体中电场和电流的相互影响。
导体中的电场和电流的应用
电路板设计
解释电路板设计中导体中电场和 电流的应用。
电镀工艺
了解电镀工艺中电场和电流的应 用。
电阻器的原理
研究电阻器中导体中电场和电流 的应用。
实验探究导体中的电场和电流
Hale Waihona Puke 1电子注方法测量电场
介绍电子注方法来测量导体中的电场分
导体材料的电导率测量
2
布。
学习如何测量导体材料的电导率。
3
安培计测量电流的大小
使用安培计来测量导体中的电流大小。
总结与回顾
1 电场和电流的重要性
等势面
研究等势面的特性,理解在等势 面上电势相等的原因。
导体的特性
导体的自由电子
了解导体中的自由电子的行为和分布。
导体的常见特性
探索导体的导电性、屏蔽效应、静电平衡等特性。
导体的特殊现象
研究导体中的感应现象、电势分布和电势能。
电流的基本概念
1
什么是电流
定义电流,介绍电流的基本概念。
2
电流的方向与大小
总结导体中的电场和电流 对电路和电器的重要性。
2 应用和实践
回顾导体中的电场和电流 的应用和实验探究。
3 深入学习的机会
提供深入学习导体中的电 场和电流的机会和资源。
2015年高中物理 2.1导体 中的电场和电流课件 新 人教版选修
初中物理电流教案模板
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教案标题:电流的概念与效应课时安排:2课时教学目标:1. 让学生了解电流的概念,理解电流的物理意义。
2. 使学生掌握电流的计量单位及换算。
3. 让学生通过实验观察电流的效应,了解电流在实际生活中的应用。
教学重点:1. 电流的概念及物理意义。
2. 电流的计量单位及换算。
3. 电流的效应。
教学难点:1. 电流的计算。
2. 电流的效应的理解。
教学准备:1. 实验室设备:电流表、电压表、灯泡、电阻等。
2. 教学工具:PPT、黑板、粉笔等。
教学过程:第一课时:一、导入(5分钟)通过提问方式引导学生回顾电荷、电压等基础知识,为新课的学习做好铺垫。
二、电流的概念与计量单位(15分钟)1. 讲解电流的概念:电流是电荷的定向移动形成的,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向。
2. 介绍电流的计量单位:安培(A),1A等于1秒内通过导体横截面的电荷量。
3. 电流的换算:1mA=10^-3A,1μA=10^-6A。
三、电流的效应(30分钟)1. 实验演示:让学生观察电流通过灯泡、电阻等元件时的现象,引导学生了解电流的热效应、化学效应和磁效应。
2. 讲解电流的效应:(1)热效应:电流通过导体时会产生热量,如电灯、电炉等。
(2)化学效应:电流通过导体时会发生化学变化,如电解、电镀等。
(3)磁效应:电流通过导体时会产生磁场,如电磁铁、发电机等。
四、课堂小结(10分钟)对本节课的内容进行总结,强调电流的概念、计量单位和效应。
第二课时:一、复习导入(5分钟)通过复习上节课的内容,引导学生进入本节课的学习。
二、电流的计算(20分钟)1. 讲解电流的计算公式:I=Q/t,其中I表示电流,Q表示电荷量,t表示时间。
2. 示例计算:让学生根据给定的电荷量和时间计算电流,并进行实际操作。
三、电流在实际生活中的应用(25分钟)1. 讲解电流在实际生活中的应用:如家用电器、工业生产等。
2. 让学生举例说明电流在生活中的应用,并进行讨论。
四、课堂小结(10分钟)对本节课的内容进行总结,强调电流的计算和实际应用。
高中物理恒定电流教案人教版选修3-1
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第二章、恒定电流第一节、导体中的电场和电流〔1课时〕一、教学目标〔一〕知识与技能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.从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
〔二〕过程与方法通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。
〔三〕情感态度与价值观通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识,勇于探究与日常生活有关的物理学问题。
三、重点与难点: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。
四、教学过程〔一〕先对本章的知识体系及意图作简要的概述〔二〕新课讲述----第一节、导体中的电场和电流1.电源:先分析课本图2。
1-1 说明该装置只能产生瞬间电流〔从电势差入手〕[问题]如何使电路中有持续电流?〔让学生回答—电源〕类比:〔把电源的作用与抽水机进行类比〕如图2—1,水池A、B的水面有一定的高度差,假设在A、B之间用一细管连起来,那么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。
教师提问:怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢?让学生回答: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。
归纳:电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。
〔从能量的角度看,电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置〕2.导线中的电场:结合课本图2。
1-4分析导线中的电场的分布情况。
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。
第12章第04节电场中导体教案02 人教版
![第12章第04节电场中导体教案02 人教版](https://img.taocdn.com/s3/m/43e6873a227916888486d766.png)
电场中的导体1.教学目标1.物理知识:1.了解导体导电机制、静电平衡状态、静电感应现象;2.理解电场中处于静电平衡状态下导体的特点;3.了解静电屏蔽现象。
1.通过观察演示实验及对实验现象的分析,引导学生运用所学知识进行分析推理,培养学生分析推理能力。
1.重点、难点分析1.静电场中静电平衡状态下导体的特性,即其电荷分布、电场分布、电势等,这是重点。
2.运用电场有关知识,分析、推理出实验现象的成因,这是难点。
1.教具1.演示静电感应起电机,感应电机(一对)、验电球、验电器(两个),带有绝缘支架金属球一个。
2.法拉第圆筒演示静电平衡导体,内部无净余电荷。
法拉第圆筒,验电器(一个),验电球,起电机。
3.静电屏蔽演示金属网罩(一个),带绝缘支架金属球,验电器。
1.主要教学过程1.复习提问,引入新课1.电场的重要性质是什么?对放入其中的电荷有力的作用。
2.导体的重要特征(或说导体导电的原因)是什么?导体内部有大量自由电荷。
3.把导体放入电场中,导体上的自由电荷处于电场中将受电场力作用,这时的导体与无电场时的导体相比有什么不同特征?引导学生分析:若是金属导体,自由电子在电场力作用下将发生定向移动使两端出现不同的电荷分布,从而引起导体的某些新的性质。
1.教学过程设计实验1 利用起电机使绝缘金属球带电,从而产生电场,把感应电机靠近A摆放,且接触良好。
将不带电验电球A先与B接触,再与验电器金属球D接触,如此反复,可见D金属箔张开。
同样,可让A与C接触,再与E接触,反复几次,可见E金属箔也张开。
由此可知B、C两端带电。
此时,若将A上电荷放掉,让A与C接触后与D接触,反复几次,可见D金属箔张角变小,可见B、C两端电荷异号。
1.静电感应1.什么叫静电感应:放在静电场中的导体,它的自由电荷受电场力作用,发生定向移动,从而重新分布,在其表面不同部分出现了正、负电荷的现象。
1.可根据同性相斥、导性相吸,指出本实验中距A近端(B端)有与A异号的电荷,距A远端(C端)电荷与A同号。
高二物理【选修1-1】教案(完整资料)
![高二物理【选修1-1】教案(完整资料)](https://img.taocdn.com/s3/m/8caef650d5bbfd0a795673fe.png)
物理选修1-1全册教案第一章电场电流第一节电荷库仑定律教学目标(一)知识与技能1.知道两种电荷及其相互作用.知道点电荷量的概念.2.了解静电现象及其产生原因;知道原子结构,掌握电荷守恒定律3.知道什么是元电荷.4.掌握库仑定律,要求知道知道点电荷模型,知道静电力常量,会用库仑定律的公式进行有关的计算.(二)过程与方法2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
3、类比质点理解点电荷,通过实验探究库仑定律并能灵活运用(三)情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质,认识理想化是研究自然科学常用的方法,培养科学素养,认识类比的方法在现实生活中有广泛的应用重点:电荷守恒定律,库仑定律和库仑力难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题,库仑定律的理解与应用。
教具:丝绸,玻璃棒,毛皮,硬橡胶棒,绝缘金属球,静电感应导体,通草球,多媒体课件教学过程:第1节电荷库仑定律(第1课时)(一)引入新课:多媒体展示:闪电撕裂天空,雷霆震撼着大地。
师:在这惊心动魄的自然现象背后,蕴藏着许多物理原理,吸引了不少科学家进行探究。
在科学史上,从最早发现电现象,到认识闪电本质,经历了漫长的岁月,一些人还为此付出过惨痛的代价。
下面请同学们认真阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节,了解我们人类对闪电的研究历史,并完成下述填空:电闪雷鸣是自然界常见的现象,蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩罚,直到1752年,伟大的科学家___________冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验,把天电引了下来,发现天电和摩擦产生的电是一样的,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。
师强调:以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危险去捕捉闪电,证实了闪电与实验室中的电是相同的。
《电动力学电子教案》3电流与电流密度
![《电动力学电子教案》3电流与电流密度](https://img.taocdn.com/s3/m/eeac852730126edb6f1aff00bed5b9f3f90f72eb.png)
3 恒定电场在静电场中,导体中没有电场,没有电荷的运动,导体是等位体,导体表面是等位面,我们所研究的是介质中的电场。
当导体中有电场存在时,导体中的自由电荷在电场力的作用下就会作定向运动,形成电流。
如果导体中的电场保持不变,那么,运动着的自由电荷在导体中的分布将达到一种动态平衡,不随时间而改变,这种运动电荷形成的电流称为恒定电流,维持导体中具有恒定电流的电场称为恒定电场。
处于恒定电场中的导体表面,将有恒定的电荷分布,它们将在导体周围的介质中引起恒定电场,其性质与静电场类似,遵从与静电场相同的规律。
所以,本章的重点在研究导电媒质中的恒定电场。
3.1 电流与电流密度3.1.1 电源与电动势要维持导线中有恒定的电流,导线中必须维持有恒定的电场。
恒定电场的产生和维持依靠相连接的外部电源。
(1) 电源与电动势定义:一种能将其他形式的能量转换为电能的装置称为电源。
要产生恒定电场,在导线中引起恒定电流,需要连接直流电源。
直流电源能将电源内的原子或分子的正、负电荷分开,使正电荷移向正极,负电荷移向负极。
显然,这种移动电荷的作用力不是电场的库仑力,我们称之为局外力,用f e 表示,设想作用在单位正的点电荷上的局外力是一种等效的电场作用的结果,定义局外场强t e q e q t /f E 0lim →= (3.1.1) 其单位为V/m (伏特/米)。
描述电源特性的电动势可定义为⎰⋅=⋅⎰=A B el e εl E l E d d (3.1.2) 它的单位是V (伏)。
(2) 电源内的电场在局外场强的作用下,于电源的A 、B 两极板上分别积累了正、负电荷,它们又在电源内部产生库仑电场E ,于是电源内部的合成场强为E E E +=e t (3.1.3) e E 和E 方向相反。
当外电路开路时,局外力不断移动正、负电荷,使库仑电场E 逐步增强,直到e E E =,达到了动态平衡0=+=E E E e t合成场强为零,电荷的移动结束。
部分电路欧姆定律教案
![部分电路欧姆定律教案](https://img.taocdn.com/s3/m/9495201c5ef7ba0d4a733bff.png)
龙文教育学科教师辅导讲义当电键接通或断开,改变电路结构,或者移动滑动变阻器滑键,改变某一部分电阻时,总电阻的变化规律满足:(1)当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路中总电阻一定增大(或减小); (2)若电键的通断使串联的用电器增多时,总电阻增大 ;若电键的通断使并联支路增多时,总电阻减小;(3)如果R 1+R 2=恒量,则R 1=R 2时并联的电阻最大;且R 1、R 2差别越大总电阻越小.如图所示,由R 1、R 2和R 组成双臂环路.当AR 1P 支路和AR 2P 支路总阻值相等时,R AB 最大;当P 滑到某端,使某一支路阻值最小时,R AB 最小.六、电功和电功率1.电功:实际是电场力做功,是电能转化成其它形式能(如热、磁、机械、光)的过程UIt qU W == 适用于一切电路R t U Rt I W /22== 适用于纯电阻电路2.焦耳定律:电流通过直流电阻为R 的导体时,t 时间内导体上产生的热量,即电热Q=I 2Rt3.电功和电热:当电流通过一段纯电阻电路时,电能全部转化为内能,电功等于电热W=Q 即UIt=I 2Rt 当电流通过一段非纯电阻电路(电动机、电解槽、蓄电池等)时,电能的一部分转化为内能,另一部分转化为其他形式的能,故电功W=UIt 大于电热Q=I 2Rt ,其它E Rt I UIt +=24.电功率:P=W/t=UI 适用于一切电路 P=I 2R=U 2/R 适用于电热5.额定电压与实际电压、额定功率与实际功率(1)额定电压指用电器正常工作时的电压,这时用电器消耗的功率为额定功率.但有时加在用电器上的电压不等于额定电压,用电器不能正常工作,这时加在用电器上的电压就称之为实际电压,用电器消耗的功率为实际功率.要注意,在一些问题中“额定”和“实际”往往不相等.(2)用电器接入电路时的约定:①纯电阻用电器接入电路中,若无特别说明,应认为其电阻不变;②用电器的实际功率超过额定功率时,可认为它将被烧毁;③没有注明额定的用电器接入电路时,认为其工作的物理量均小于其额定值,能安全使用.(3)纯电阻电路中,几个电阻串联阻值大的功率大,并联时阻值小的功率大.七、等效法处理混联电路稍复杂混联电路的等效化简方法1.电路化简原则(1)无电流的支路化简时可去除;(2)等电势的各点化简时可合并;(3)理想导线可任意长短;(4)理想电流表可认为短路,理想电压表可认为断路;(5)电压稳定时电容器认为断路.2.常用等效化简方法(1)电流分支法: a .先将各结点用字母标上; b .判定各支路元件的电流方向(或可能方向);c .按电流流向,自左到右将各元件、结点、分支逐一画出;d .加工整理.(2)等势点排列法: a .将各结合点用字母标出; b .判定各结点电势的高低;c .将各结点电势高低自左到右排列,再将各结点之间支路画出;d .加工整理.八、电路故障的分析方法电路故障是指电路不能正常工作.故障的种类很多,但主要是因断路或短路所造成的故障,可用电压表或电流表进行检查.也可用假设法,已知电路发生某种故障可将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分发生故障,运用电流定律进行正向推理,再与题述现象进行比较,得出结论.九、分压电路和限流电路1.分压电路图1、限流电路图2图2图1调节范围:(1)分压电路:电压E ~0;电流L R E ~0,均与 R O 无关. (2) 限流电路:电压E E R R R L L ~0+;电流 LL R E R R E ~0+,均与 R O 有关.例题例一有一横截面积为S 的铝导线,当有电压加在该导线上时,导线中的电流强度为I 。
高中物理欧姆定律教案(优秀9篇)
![高中物理欧姆定律教案(优秀9篇)](https://img.taocdn.com/s3/m/86aed3435bcfa1c7aa00b52acfc789eb162d9e4c.png)
高中物理欧姆定律教案(优秀9篇)欧姆定律教案篇一一、教学目标知识与技能:掌握解欧姆定律,并能运用欧姆定律解决简单的电路问题。
过程与方法:通过对欧姆定律的探究学习,学会“控制变量法”研究问题,并加强了电路实验的操作能力。
情感、态度与价值观:通过本节内容的学习和实验操作,培养实事求是的科学态度,体会到物理与生活密切联系。
二、教学重难点重点:欧姆定律的概念和表达式。
难度:实验探究欧姆定律的过程和欧姆定律的应用。
三、教学过程环节一:新课导入多媒体展示:教师用多媒体展示城市夜晚灯光璀璨,霓虹灯闪烁的情景,引导学生注意观察场景中灯光的变化,学生根据知识经验能得出变化的灯光是由电流的变化引起的。
教师引导:进一步引导学生思考电路中的电流是如何轻易改变的?以及电流、电压和电阻之间到底存在这怎样的关系?进而引出课题——《欧姆定律》。
环节二:新课讲授探究实验:电流跟电阻电压的关系提出问题:电压能使电路产生电流,电阻表示导体对电流的阻碍作用。
那么,电压、电阻是怎样影响电流的大小呢?教师引导学生通过实验,探究电流与电压、电阻的关系。
猜想与假设:学员根据之前所学电压和电阻的概念和特点,可能会猜想电流跟导体两端电压成正比,跟导体的电阻成反比。
制定计划与设计实验:首先设计实验电路,教师通过向学生提出问题,请学生思考讨论,完成实验方案的制定。
①电流与电阻和电压均有关系,如何确定电流的变化是由电压还是电阻引起的?(控制变量法)②如何保持电阻不变,而改变电阻两端的电压?(电阻不变,更换电池数量或改变滑动变阻器阻值)③如何保持电压不变,而改变导体电阻?(更换不同阻值的电阻,并改变滑动变阻器的阻值,使电阻两端电压保持不变)④为了更好的找到规律,应该如何测量实验数据?(测量多组实验数据)学生根据之前学习有关电压和电阻的知识,交流谈论问题答案,确定实验方案。
教师总结得出要探究电流跟电压、电阻的关系,可以分成两个课题分别探究。
课题一:控制电阻不变,改变电阻两端电压,探究电流与电压的关系;课题二:控制电阻两端电压不变,改变电阻,探究电流与电阻的关系。
电场中的导体教案
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2、问题 2:当我们把导体放入电场中,导体上的自由 电荷处于电场中将受电场力作用,这时的导体与无电场 时的导体相比有什么不同特征?引导学生分析.
教师总结:若是金属导体,自由电子在电场力作 用下将发生定向移动使两端出现不同的电荷分布,从而 引起导体的某些新的性质. 二、新课内容:
1、演示实验视频(内容参考视频资料),最好教师 演示实验.需要注意的问题可以参考教学建议.
1、问题 1:导体的重要特征是什么,为什么它可以 导电?
(对于这个问题,教师可以让学生进行思考) 教师讲解:我们知道电场的重要性质就是对放入其 中的电荷有力的作用,这节课我们要学习的就是电场对 放入其中的导体的作用.(展示如下图片)
教师继续展示图片,同时讲解导体之所以能够导
电是因为导体内部有大量自由电荷(关于该点可以让学生 简单回答)
另外可以借助媒体再现使学生对实验过程、现象更好的 掌握.
3、关于演示实验的建议: 实验前做好实验的准备,如:应用法拉第圆筒演示静 电平衡导体,其内部应确定无净余电荷. 在为学生讲解时注意强调实验的目的,不要让学生死 记硬背实验的结论,可以通过习题加深对结论的理解.
教学设计示例 一、教学用具
金属网罩(一个),验电器(两个),法拉第圆筒, 验电球,起电机.枕形导体(可以分开)、带有绝缘支架 的金属球一个,放映机,投影仪,幻灯片. 二、教学过程 主要教学过程 (一)复习提问,引入新课
2.1导体中的电场和电流教案
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高中物理课堂教学教案年月日课题§2.1导体中的电场和电流课型新授课(课时)教学目标(一)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。
(二)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。
(三)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。
教学重点、难点理解电源的形成过程及电流的产生。
会灵活运用公式计算电流的大小。
教学方法探究、讲授、讨论、练习教学手段投影片,多媒体辅助教学设备教学活动(一)引入新课教师:人类通过对静电场的研究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,成为电学理论的重要基础。
但是,无论在自然界还是生产和生活领域,更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。
那么,电荷为什么会流动?电荷流动服从什么规律,产生哪些效应?这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢?过渡: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,而手电筒中的小灯泡却能持续发光?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,就要从电源的知识学起。
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。
理解导线R中的电流只能是瞬时的。
教师:(投影)教材图2.1-2,(如图所示)学生活动提出问题:如果在之间接上一个装置P,它能把经过R流到A的电子取走,补充给B,使始终保持一定数量的正、负电荷,情况会怎样呢?引导学生讨论、解释可能会产生的现象。
高二物理电流教案5篇
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高二物理电流教案5篇高二物理电流教案篇1教学目标:1.通过类比理解电流的概念,知道电流的单位。
2.知道电流表的用途的符号,会将电流表正确接入电路,会正确选择电流表的量程和正确读数。
3.在实验探究中,培养学生实事求是的科学态度,认识交流与合作的重要性。
重点、难点:本节课重点是电流的概念、单位、电流表的使用;难点是将电流表正确接入电路。
教学准备:演示用器材:教学电流表一只、学生电流表一只、小灯泡两只、电源一个、开关一个、导线若干、电流表活动挂图。
学生用器材:学生电流表一只、小灯泡一个、电源一个、开关一个、导线若干。
教学设计:教师活动学生活动说明:一、电流是什么?①复习提问:电流是如何形成的?电流的方向是怎样规定的?②引入新课:电流不但有方向,而且有大小,这节课我们就来探究电流的大小。
(板书课题)③教师提问:电流看不见、摸不着,怎样判断导体中电流的大小?④教师讲解:水管中的水,向一定方向流动,形成“水流”,与此类似,导体中的电荷向一定方向移动,就会形成电流。
电流同水流一样也有大小,物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷的量来表示电流的强弱。
板书:电流。
⑤指导学生阅读“信息窗”,了解常见电器的电流大小,并选择其中几个进行单位换算。
回忆,回答思考、回答认真听讲、领会阅读、思考电流定义的引出不必太复杂,用水流类比的方法学生很容易接受。
二、怎样使用电流表?①教师展示电流表实物,告知学生通常用电流表测量电流的大小,电流表在电路图中的符号是A。
②让学生观察学生用电流表,进行分组讨论,然后回答教材P72探究电流表的使用方法⑴—⑸条。
③教师检查探究结果,然后利用电流表活动挂图再次演示电流表的读数。
④提出问题:怎样才能把电流表正确接入电路呢?⑤指导学生阅读教材中的“电流表使用说明”和观察教材P73图13—36,了解电流表的使用规则。
⑥组织学生以组为单位进行电流表的连接,并画出相应的电流图,教师巡视指导。
⑦教师组织学生归纳总结电流表的连接然后进行示范,强调注意事项。
电磁场与电磁波仿真设计-----导体中的电流仿真
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成绩评定表课程设计任务书目录1.课程设计的目的与作用------------------------------------------------------ 11.1设计目的:----------------------------------------------------------- 11.2设计作用:----------------------------------------------------------- 12.设计任务及所用Maxwell软件环境介绍---------------------------------------- 22.1设计任务:----------------------------------------------------------- 22.2 Maxwell软件环境:--------------------------------------------------- 23.电磁模型的建立------------------------------------------------------------ 34.电磁模型计算及仿真结果后处理分析------------------------------------------ 75.设计总结和体会------------------------------------------------------------ 86.参考文献:---------------------------------------------------------------- 91.课程设计的目的与作用1.1设计目的:电磁场与电磁波课程理论抽象、数学计算繁杂,将Maxwell软件引入教学中,通过对典型电磁产品的仿真设计,并模拟电磁场的特性,将理论与实践有效结合,强化学生对电磁场与电磁波的理解和应用,提高教学质量。
高中物理实验电场教案
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高中物理实验电场教案
实验目的:通过实验探究电场的产生及性质。
实验材料:
1. 电磁感应实验装置
2. 电荷计
3. 导线
4. 电源
实验步骤:
1. 将电磁感应实验装置放在实验台上,并连接好电源。
2. 将导线通过电磁感应实验装置中的环形导轨,使其绕着环形导轨做匀速圆周运动。
3. 通过电荷计可以测量出导线上所带正电荷的大小。
4. 记录下导线在不同位置所带正电荷的大小,并观察其变化情况。
实验原理:
当导线在电磁感应实验装置中运动时,产生磁场和电场。
在导线的运动过程中,磁场和电场会相互作用,导致导线上带有正电荷。
通过电荷计的测量,可以发现导线上带电荷的大小与导线的位置有关,这表明电场的产生与位置有关。
实验结果分析:
通过实验可以得到导线在不同位置所带正电荷的变化情况。
实验结果表明,导线上所带正电荷的大小与导线的位置有关,这证明了电场的产生与位置有关。
拓展实验:
1. 尝试改变导线的速度,观察导线上带电荷的大小有何变化。
2. 尝试改变电磁感应实验装置中的磁场强度,观察导线上带电荷的大小有何变化。
结论:
通过实验可以得知,电场的产生与导线的位置、速度以及磁场强度等因素有关。
实验结果表明,电场是一种与位置有关的场,通过实验可以探究电场的产生及性质。
高二物理第二章 电流 学案
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第一节导体中的电场和电流【新课标要求】1.理解电源的形成过程。
2.掌握恒定电场的形成过程。
3.理解恒定电流的形成过程,掌握计算电流的大小并灵活运用公式。
4.掌握电流的微观表达式。
5.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学问题。
【新课预习】电源:有A、B两个导体,分别带正、负电荷,如果在它们之间接一条导线R,,导线R 中的自由电子便会在的作用下定向运动,B失去电子,A得到电子,周围电场迅速减弱,A 、B之间的电势差很快消失,两导体成为一个等势体,达到静电平衡。
倘若在A、B之间连接一个装置P,它能源源不断地把经过导线R流到A的电子取走,补充给B,使A、B始终保持一定数量的正、负电荷,这样,A、B周围始终存在一定得电场,使A、B之间便维持着一定的电势差。
由于这个电势差,导线中的自由电子就能不断地在静电力作用下由B经过R向A定向移动,使电路中保持持续的电流。
能把电子从A搬运到B的装置P就是。
1、导线中的电场:(1)导线中电场的形成:导线本身由许多带电粒子组成,当它和电源连接后,在电源两极晟的正、负电荷激发的电场作用下,导线的表面以及导线的接头处会有电荷积累,正是这些电荷激发了导线内外地电场,也正是依靠这些电荷才保证导线内部的场强沿导线方向。
(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。
尽管这些电荷也在运动,但有的流走了,另外的又来补充,所以电荷的分布式稳定的,电场的分布也不会随时间变化。
这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场,称为。
3、恒定电流:(1)定义:、都不随时间变化的电流。
(2)电流:表示电流强弱程度的物理量。
(3)单位:安培,符号(A)其他单位:毫安(mA)、微安(μA),且1A=103 mA=106μA (3)公式:q= It, I表示电流,q表示在时间t通过导体横截面积的电荷量。
变形公式:I=q/t。
注:①电流方向的规定:规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
8、《导体中的电场和电流、电动势、欧姆定律、电路》
![8、《导体中的电场和电流、电动势、欧姆定律、电路》](https://img.taocdn.com/s3/m/fc13483a87c24028915fc392.png)
8、《导体中的电场和电流、电动势、欧姆定律、串联电路和并联电路》1.导体中的电场和电流(1)概念:电荷的形成电流。
(2)产生电流的条件①内因:要有电荷。
②外因:导体两端存在──在导体内建立电场。
(3)电流的方向:电荷的定向移动方向为电流方向。
(4)电流①定义:跟的比值称为电流。
②公式:I= (量度式)③单位:在国际单位制中,电流的单位是,简称,符号是。
④测量仪器:在实际中,测量电流的仪器是。
(5)直流与恒定电流①直流:叫做直流。
②恒定电流:电流叫做恒定电流。
(6)下面有关导体电流的说法中,正确的是( )A.导体中的电流,一定是自由电子的定向移动形成的B.导体中的电流,一定是正电荷的定向移动形成的C.方向不随时间而变化的电流就是恒定电流D.导体两端有电压,导体中必有电流(7)关于公式I=q/t,下列说法中正确的是( )A.式中的q表示单位时间内通过导体横截面的电量B.q表示通过导体单位横截面积的电量C.比值q/t能表示电流的强弱D.比式表明电流强度跟通过导体横截面积的电量成正比,跟通电时间成反比2、电动势(1)电源:是一种的装置。
(2)不接用电器时,电源两极间电压的大小由决定。
(3)电动势:等于电源电压。
(4)物理意义:表征电源把本领。
(5)关于电动势下列说法中正确的是:()A.电源电动势等于电源正负极之间的电势差B.在电源内部只有其他形式的能量转化为电能C.电源电动势总等于内、外电路上的电压之和,所以它的数值与外电路的组成有关 D.电源电动势总等于电路中通过一库仑的正电荷时,电源提供的能量3、欧姆定律(1)内容:。
(2)公式:I=(3)适用条件:(4)导体的伏安特性曲线①纵轴表示电流I,用横轴表示电压U,画出的I—U图线叫做导体的伏安特性曲线。
②图线斜率的物理意义:在I—U图中,图线的斜率表示(5)电阻Array①定义:导体对电流的作用,叫做导体的电阻。
②定义式:③单位:国际单位是,简称,符号是。
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导体中的电场和电流教
案
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第一节导体中的电场和电流
教学目标:
(一)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。
(二)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。
(三)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。
教学重点:理解电源的形成过程及电流的产生。
教学难点:会灵活运用公式计算电流的大小。
教学方法:探究、讲授、讨论、练习
教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备
教学过程:
(一)引入新课
教师:人类通过对静电场的研究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,成为电学理论的重要基础。
但是,无论在自然界还是生产和生活领域,更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。
那么,电荷为什么会流动电荷流动服从什么规律,产生哪些效应这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢过渡: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)新课教学
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,而手电筒中的小灯泡却能持续发光
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,就要从电源的知识学起。
1.电源
教师:(投影)教材图-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。
理解导线R 中的电流只能是瞬时的。
教师:(投影)教材图-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。
师生互动,建立起电源的概念。
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
过渡:在有电源的电路中,导线内部的电场强度有何特点呢
2、导线中的电场
教师:(投影)教材图-3,(如图所示)
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进行研究,如图-4所示。
教师引导学生讨论导线中的电场将如何变化,最终又会达到怎样的状态。
要把思维的过程展现给学生。
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。
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。
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适用呢
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
3、恒定电流
教师: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。
电流的定义式是什么
q
学生:I=t
教师:回忆一下初中学过的知识,电流的单位有哪些它们之间的关系是什么
学生:在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安,符号是A。
电流的常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
它们之间的关系是: 1 mA=10-3A; 1μA=10-6A
教师:1A的物理意义是什么
学生: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1A=1 C/s
[投影]教材42页例题,教师引导学生分析题意,构建物理模型,培养学生分析问题解决问题的能力。
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。
(三)课堂总结、点评
教师活动: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。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
(四)实例探究
关于电流的方向
【例1】关于电流的方向,下列叙述中正确的是_______
A.金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B.在电解质溶液中有自由的正离子和负离子,电流方向不能确定
C.不论何种导体,电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D .电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同,有时与负电荷定向移动的方向相同
解析:正确选项为C 电流是有方向的,电流的方向是人为规定的。
物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。
关于电流的计算
【例2】某电解质溶液,如果在1 s 内共有×1018个二价正离子和×1019个一价负离子通过某横截面,那么通过电解质溶液的电流强度是多大
解析:设在t=1 s 内,通过某横截面的二价正离子数为n 1,一价离子数为
n 2,元电荷的电荷量为e ,则t 时间内通过该横截面的电荷量为q=(2n 1+n 2)e
电流强度为I=t q =t e n n )(221+=1100.1100.5219
18⨯+⨯⨯××10-19A=3.2 A
【例3】氢原子的核外只有一个电子,设电子在离原子核距离为R 的圆轨道上做匀速圆周运动。
已知电子的电荷量为e ,运动速率为v ,求电子绕核运动的等效电流多大
解析:取电子运动轨道上任一截面,在电子运动一周的时间T 内,通过这个截面的电量q=e ,由圆周运动的知识有: T=v R
π2
根据电流的定义式得: I=R ev t q π2=
作业:书面完成P43“问题与练习”第1、2题;思考并回答第3题。