11.1电源和电流 教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

11.1电源和电流（教案）一高中物理人教版（2019)必修第一册 【教材分析】 本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第11章第1节的内容，把电路知识与电场 知识紧密联系起来是这套教科书在电路知识呈现方面的一大特色.本节教材内容正是电场 与电路两部分知识的衔接，起承上启下的作用。例如，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，同时分析了连接在它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。 这种编排方式以学生刚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 学习本节知识有利于学生电磁学知识体系的构建，避免知识的割裂。 【学情分析】 1.知识层面 学生在之前的学习中已经学习并掌握了功能的转化，在第十章已经了解了电场力做功电势 能应该如何改变。 2.能力层面 学生已经学习过比值定义法，所以在电流定义式的导出上可以结合之前学过的知识。 3.思维层面 在电流的微观表达式的推导过程中会很抽象，虽然学生已具备一定的抽象思维，但学生任 很难直观的了解到电子在微观中电子的运动情况，这时候需要老师搭台阶，多举例，帮助 学生理解。 【教学日标】 1物理观念 (1)掌握对闭合电路中电子移动方向和电流方向进行分析和归纳的方法： (2)通过实验和理论分析，理解探究电流的微观表达式。 2科学思维 (1)通过重力势能知识点的迁移了解电源的作用。 (2)通过举例生活中的各种现象帮助学生理解电流的微观表达式，并推导出电流的微观 表达式。 3.科学探究 (1)掌握对闭合电路中电子移动方向和电流方向进行分析和归纳的方法： (2)通过实验和理论分析，理解探究电流的微观表达式。 4科学态度与责任 (1)通过加深对电源和电流的认识，让生活中的用电更安全。 (2)激发学生对科学的兴趣和热情，使他们了解现代前沿电源研究工作是研发体积更小、 电容量更高、输出功率更高的电池。培养学生的科学探究精神。 【教学重点】 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。 【教学难点】 电流概念的建立以及电流的微观表达。 【新课导入】 电学已经改变了我们的生活方式，并且产生了一个巨大的工程应用领域。 塞格雷 出示图片：意大利裔美籍物理学家塞格雷 今天我们就来学习电学的基础知识电源和电流。 思考：电闪雷鸣时，强大的电流使天空不时发出耀眼的闪光，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，这是为什么？ 手电筒中的小灯泡却能持续发光主要原因就是电路中有电源，今天我们就先从电源的知识 学起。 【新课讲解】 (一)电源 电源 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 H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？ 如图所示 抽水机 水池 【提问】如果在AB之间接上一个装置P,它能把经过H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。 1.电源的定义 ①定义：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），使电路有持续的电流。 【提问】形成电流的条件？ ①存在自由电荷 金属导体—自由电子 电解液一一正、负离子 ②导体两端存在电压 【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？ (一)恒定电流 恒定电流 【教师引导】A、B周围空间的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。 尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，电荷的分布是稳定的，不随时 间变化，电场的分布也不会随时间的变化。这种有稳定分布的电荷所产生的稳定的电场， 叫作恒定电场。 【教师补充】我们把大小、方向变化的电流叫作恒定电流。正电荷定向移动的方向规定 为电流的方向。单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流就越大。 【教师提问】如何理解食盐水中可以形成电流，食盐水中的电流和金属导体中的电流有什 么不同？ 回答：食盐水中的电流是离子定向移动形成的，金属导体中的电流是电子定向移动形成的。 【小结】1.金属导体中电流的计算 金属导体中的自由电荷只有自由电子，运用=qt计算时，9是某一时间内通过金属导体 横截面的电子的电荷量。 2.电解液中电流的计算 电解液中的自由电荷是正、负离子，运用I=qt计算时，q应是同一时间内正、负两种离 子通过横截面的电荷量的绝对值之和。 【教师补充】电流的微观表达式 1、微观模型 如图，粗细均匀的一段导体，长为，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿