内容正文:
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第十五章 电流和电路
第2节 电流和电路
素养目标
物理观念:知道电流的形成条件和方向的规定;了解导体和绝缘体;认识电源和电路元件符号;会画简单的电路图;知道电路的组成。
科学思维:学习观察实验现象,学习从现象中分析归纳规律的方法;学习画电路图,了解电路图是一种电学模型,并学会建构模型。
科学探究:通过实验认识通路、短路和短路,知道短路的危害,能运用相关知识进行推理。
科学态度与责任:通过学习电路的连接激发学生对身边有关电的问题探索的兴趣,树立学生安全操作的意识,培养学生的竞争意识和合作精神。
怎样使灯亮起来呢?
情境导入
衔接:我们观察有哪些实验仪器,仔细思考如何才能让小彩灯亮起来.
实验:利用以下器材分别使小灯泡发光、电动机转、蜂鸣器发声。
导线
新知探究
任务一 电流
注意:
1.不能把电池的两端用导线直接连在一起!
2.开关在接入电路时要断开!
衔接:现在我们就一起来实际动手操作一下,利用我们在手中的器材使小灯泡发光。(注意开关连接前要断开)……
你连接成功了吗?灯泡亮了说明了什么呢?
如果去掉电池后,灯泡、小电动机、蜂鸣器还能工作吗?
如果某一段导线断了,灯泡、小电动机、蜂鸣器还能工作吗?
你能总结出小灯泡工作所必要的条件吗?
新知探究
任务一 电流
衔接:看来大家都成功让小灯泡亮了起来。灯泡亮了说明什么呢?(灯泡中有持续不断的电荷通过),再问答后面两个问题……(可以操作演示)
那么是谁推动了电荷,使其不断地在灯泡中移动呢?(电池)
(此页之前可以给学生示范如何连接电路)
电流的形成:电荷的定向移动形成电流。
新知探究
任务一 电流
未通电时,自由电子的移动杂乱无章
通电后,自由电子定向移动,形成电流
视频 水流的形成
视频 电流的形成
衔接:看来,正是因为有了电池的推动,加上导线的连通,才使电路中的电荷源源不断地定向移动。电荷的定向移动就会形成电流。如何理解呢?我们来看一段视频。
刚才实验中小灯泡亮了起来、小电动机转了起来都是因为电路中有了电流。
还记得上节课金属导电靠的是什么吗?(自由电子)那么我们接通电流之后,这些自由电子……
除了负电荷能发生定向移动形成电流以外,还有没有其他情况呢?
把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向
新知探究
任务一 电流
视频 酸碱盐溶液中的电流方向
衔接:除了自由电子(也就是负电荷)能发生定向移动,形成电流。还有没有其他的情况呢?(应该有)
通过视频,我们可以知道正电荷也能发生定向移动,也能形成电流。还有可能是正负电荷同时向相反的方向发生定向移动。我们一般规定……。通常我们说电流方向都是指电源外部的。
那么在电源外部,电流是从正极出发,回到负极。内部呢?
1.正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
2.在电源外部,电流的方向是从电源正极经过用电器流向负极。
3.负电荷定向移动方向与电流方向相反。
新知探究
任务一 电流
衔接:经过探讨我们可以得出:……
问:自由电子的定向移动发向与电流方向相同还是相反?
实验:请你将LED接入电路中,闭合开关,观察LED是否发光,判断电流方向。
利用发光二极管判断电流的方向
新知探究
任务一 电流
视频 利用发光二极管判断电流的方向
衔接:请大家开始动手实验。
演示实验:
用金属棒连接时,验电器A的金属箔张开的角度减小,验电器B的金属箔由闭合变为张开。橡胶棒连接时,验电器A、B金属箔的张开的角度没有变化。
新知探究
任务二 导体和绝缘体
电荷能在塑料棒和金属棒中定向移动吗?
实验 电荷在金属棒中的定向移动
实验现象:
衔接:那么其他的哪些物体容易传导电荷,哪些物体不容易传导电荷呢,我们一起来看一个实验。
验电器A的电荷量没有变化,验电器B仍不带电,说明橡胶棒不可以导电。
验电器B也带了电。有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B,说明金属棒可以导电。
新知探究
任务二 导体和绝缘体
衔接:带领学生分析现象。
金属
人体
大地
石墨
溶液
导体中存在大量的自由电荷
导体:容易导电的物体。
新知探究
任务二 导体和绝缘体
衔接:常见的导体有……
(金属内有大量自由电子)
橡胶
塑料
陶瓷
玻璃
绝缘体中存在少量的自由电荷
绝缘体:不容易导电的物体。
新知探究
任务二 导体和绝缘体
衔接:常见的绝缘体有……
观察你组装的几个电路,它们有什么共同之处吗?
都有电池、都有用电工作的装置,都有开关,都是用导线连接起来的。
新知探究
任务三 电路的构成
衔接:在明确了电流的方向后,同学们请回顾自己刚才组装好的几个电路,你们发现它们有什么共同之处吗?……
如果拆掉电池换别的电池,小灯泡还会亮吗?--引出电源
你认为这些结构分别有什么作用?
电源
用电器
开关
导线
电源:提供电能的装置。
用电器:消耗电能的装置。
开关:控制电路。
导线:输送电能。
电路:由电源、用电器、导线、开关组成的电流可以流过的路径叫作电路。
新知探究
任务三 电路的构成
衔接:通过电源,用电器、开关、导线组成。如图就是最简单的一个电路。
干电池
纽扣电池
蓄电池
硅光电池
锂电池
学生电源
各种各样的电源
新知探究
任务三 电路的构成
衔接:我们生活中有哪些电源呢?
各种各样的用电器
新知探究
任务三 电路的构成
笔记本电脑
洗衣机
电视机
吹风机
热水器
电热壶
衔接:我们周边有哪些用电器?
各种开关
闭合
断开
各种导线
导线
新知探究
任务三 电路的构成
单刀开关
按钮开关
声控开关
衔接:我们身边还有哪些开关呢?(注意讲解闭合和断开的状态。)
我们身边还有哪些导线呢?像电路板中的这样密密麻麻的也是一种导线。
活动:回顾你连接的电路,将它画在你的纸上。
真麻烦!
新知探究
任务四 电路图
衔接:上节课我们连接了很多电路图,现在老师要求你将你连接的电路画在作业本上。你觉得好画吗?(老师可以将电路连接好之后让学生动手试试,使他们感觉到这事不容易。)
就像蒙娜丽莎的油画一样,让你画这些细微的地方,你很难画好,也很难画得像,就算你很厉害你能把它画出来,也是比较费时间的。等你画好一节课可能就过去了。于是我们可以这样(出示蒙娜丽莎的简图),让别人知道这是蒙娜丽莎就足够了,我们的目的不是让别人欣赏而是让别人明白这是什么。所以我们可以简单地画出电路的简图。
实物图
电路图
新知探究
任务四 电路图
为了便于研究,人们通常用图形符号来表示这些元件。
用符号表示电路连接的图,叫作电路图。
衔接:对于像左边这样的图,我们把它叫做实物图。对于右边这样电路的简图我们就把他叫做电路图。(也就是用符号表示电路连接的图)
常用的电路元件符号如图:
电铃:
新知探究
任务四 电路图
实心点表示连通,不能漏掉,没有实心点表示交叉不相连的导线
电池长线表示正极,短线表示负极
断开:
闭合:
单刀双掷开关:
衔接:电路中有很多个元件,我们先来看看每一个元件具体应该怎么画。(这里讲到几种常见的)
电池正负极,正极长线,负极短线(无论多少电池,什么样的电池都画成这样)。
1.电路元件的符号要使用统一的符号,不能自造符号。
+-
画电路图要注意的问题:
2.要注意所画符号和实物的对应性。
新知探究
任务四 电路图
3.合理安排电路元件符号,使之均匀分布在电路中,元件符号避免画在电路的拐角处。
4.电路图最好呈长方形,导线要横平竖直,力求简洁、大小比例适中。
衔接:现在我们来看看下面的画法对不对。
活动:现在请同学们画出你之前连接的其他两个电路图。
M
新知探究
任务四 电路图
蜂鸣器
这里先让学生用电铃代替蜂鸣器
视频中大厦发生火灾的原因是什么?
新知探究
任务五 通路 断路 短路
视频 大厦火灾新闻
衔接:上课前我们来看一段新闻。……
新闻中提到了一个词短路,发生火灾的原因正是因为短路,那么什么是短路呢?我们今天来学习一下。
通路:处处连通,用电器能够工作的电路。
新知探究
任务五 通路 断路 短路
衔接:之间很多同学连接过电路,但是有的同学连接的小灯泡却没有发光,有的同学的小电动机没有转动等等,这是为什么呢?难不成是灯或电动机等坏掉了?这就要说到电路的状态了。
断路:某处被断开,没有电流通过的电路。
新知探究
任务五 通路 断路 短路
衔接:某些同学的灯泡没有亮,可能是开关没闭合,也可能是接线处没有连接好,也可能是这根导线里面断掉了。还有可能是连接到了同一个接线柱。
断路状态下,“电流不出门”。电流很聪明,会提前观察是否断了。
短路:直接用导线将电源正负极相连的电路。
新知探究
任务五 通路 断路 短路
视频 电源短路
衔接:回顾导入的视频。出示几张短路引发的火灾图。(画出电流的路径)
新知探究
任务五 通路 断路 短路
电源被短路时会损坏电源,甚至引起火灾!
衔接:根据我们刚才讲解的电流流向的路径情况,那么以下情况也属于短路。(老师请手动画出电流路径,电流优先过导线)
演示实验:
短接:用导线直接接在用电器的两端,电流直接流经导线而绕过用电器。
新知探究
任务五 通路 断路 短路
实验 用电器短接
衔接:除了以上这三种电路状态,还有一种情况是这样的。……(演示,用电器被短接实验也可以让同学观看操作后动手体验)
短接又叫局部短路。
A
例 如图所示的四个电路中,符合电路基本组成条件且连接正确的是( )
B
C
D
C
新知探究
任务五 通路 断路 短路
电流和电路
电流
电路的构成
电荷的定向移动形成电流
电流形成的条件
方向:正电荷移动的方向
电源;闭合回路
课堂小结
导体和绝缘体
电路图
电路的状态
断路
通路
短路
短接
1.下列说法正确的是( )
A.把用电器和开关用导线连接起来就组成了一个电路
B.干电池、发电机、电风扇都是电源
C.电源接入电路时不用考虑正、负极
D.开关在连入电路时应该是断开的
D
课堂练习
2.下列有关电流的说法中正确的是( )
A.只有正电荷定向移动才能形成电流
B.若要使电路中有持续电流就需要有电源
C.正、负电荷同时向相反方向定向移动不能形成电流
D.金属导体中,自由电子定向移动的方向就是电流的方向
B
课堂练习
3.如图所示,验电器的金属球A、金属杆C、金属箔D通过部件B 固定在金属外壳上,则制作部件B 的材料必须是__________(选填“ 导体” 或“ 绝缘体”)。当带负电荷的橡胶棒接触验电器的一瞬间,电流的方向是____________
(选填“从A 到D”或“ 从D 到A”)。
绝缘体
从D到A
课堂练习
4. 如图所示,若断开开关S2 、闭合开关S1 ,则电路是_____路;若只闭合开关S2 ,则电路是_____路;若断开开关S1 、S2 ,则电路是_____路。
通
短
断
S1
S2
课堂练习
5.画出如图所示实物电路的电路图。
课堂练习
声 明
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