内容正文:
第2节 电流和电路 教学设计(第1课时)
课题
电流和电路
课时
第1课时
授课类型
新授课
授课教师
授课时间
教材
分析
本节是第十五章第2节(1课时)。教材由"用金属棒连接带电验电器A和不带电验电器B,电荷移动很快结束"的问题引出"怎样才能使电荷持续不断地流动";通过"想想做做"连接小灯泡、小电动机、蜂鸣器的电路,认识形成持续电流的条件——有电源且电路闭合;建立电流概念与电流方向的规定(正电荷定向移动的方向),并用发光二极管的单向导电性判断电流方向;认识导体与绝缘体;归纳电路的构成(电源、用电器、导线、开关);学习用国家统一规定的符号画电路图;辨析通路、断路、短路三种电路状态。
本节是学生接触电学"语言"的启蒙课:电流、电路、电路图是整个电学的基本概念与基本工具,会看、会画电路图是后续学习串联并联、电流规律乃至欧姆定律的基础。课标对应3.4.1"从能量转化的角度认识电源和用电器的作用"、3.4.4"会看、会画简单的电路图"。
电流概念与电流方向的规定、电路的构成与电路图是本课时的重点;电流方向的判断(尤其金属导体中实际是自由电子反向移动)与短路的辨析是本课时的难点。
学情
分析
1. 知识储备分析:学生已认识两种电荷及电荷的转移(第1节),知道验电器原理;生活中天天使用电器,对"电池、开关、电线"有直观印象,但从未从电路的角度系统认识。(依据教材前置章节推断)
2. 思维能力分析:电流不可见,学生易凭生活经验形成"电流被用电器消耗而减少""电流从正极流到负极就没有了"等错误前概念;把实物电路抽象成符号电路图,对抽象概括能力要求较高。(常见情形,待你确认)
3. 学习态度分析:"想想做做"中让灯泡发光、电动机转动、蜂鸣器发声,操作性强、成功感明显,学生参与热情高,但易出现连接错误甚至短路,需先学规范再动手。
核心素养
教学目标
物理观念:知道电荷的定向移动形成电流,知道电流方向的规定,能说出电路中电流的方向;从能量转化的角度认识电源(提供电能)和用电器(消耗电能)的作用;认识电路的构成和通路、断路、短路三种状态,知道电源短路的危害;认识导体和绝缘体。
科学思维:经历"实物电路→元器件符号→电路图"的抽象过程,体会电路图是对实际电路的有效抽象;用类比法(水流类比电流)帮助建立电流概念;辨析"电流是否被消耗"等问题,发展质疑批判能力。
科学探究:完成连接小灯泡、小电动机、蜂鸣器电路的"想想做做",归纳形成持续电流的条件;观察发光二极管的单向导电性并用它判断电流方向;观察"小灯泡被短路"的演示并解释现象。
科学态度与责任:牢记"不能把电池的两端用导线直接连在一起"等安全规范,养成规范连接电路的习惯;由手电筒、电子门铃等实例体会电路知识与生活技术的联系。
教学重点
1. 形成持续电流的条件,电流方向的规定;
2. 电路的构成,会看、会画简单的电路图;通路、断路、短路的辨认。
教学难点
1. 电流方向的判断:金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反(常见难点,待你确认);
2. 电路图与实物图的对应,及电源短路、用电器短路的辨析。
教学方法
实验探究法、演示法、讲授法
学习方法
观察法、类比法、练习法
教学准备
教师:多媒体课件(含教材图15.2-1~图15.2-8);演示器材——验电器两只、带绝缘柄的金属棒、发光二极管、电池、小灯泡、开关、导线若干。
学生:分组器材——电池(两节)、开关、小灯泡(带灯座)、小电动机、蜂鸣器、导线若干(每组一套)。
教学过程
二次备课
导入新课(5分钟)
【演示设疑】(教材图15.2-1)取两个相同的验电器A、B,使A带电、B不带电。用带绝缘柄的金属棒把A和B连接起来——A的金属箔张开角度减小,B的金属箔由闭合变为张开。
(教材截图:图15.2-1 用金属棒连接验电器)
【分析】这表明有一部分电荷通过金属棒从A移动到了B。但电荷的移动很快结束。
【提出问题】正在发光的电灯、转动的风扇都需要电荷持续不断地流动。怎样才能使电荷持续不断地流动呢?
【设计意图】由电荷的短暂移动引向"持续电流",用问题驱动新课。
新课讲授(28分钟)
一、电流(10分钟)
【想想做做】(分组,教材图15.2-2)用电池、开关、导线先后连接小灯泡、小电动机、蜂鸣器,使它们分别发光、转动、发声,并受开关控制。提醒:绝不能把电池的两端用导线直接连在一起!
(教材截图:图15.2-2 连接电路的主要器材)
【归纳】小灯泡等工作时,有电荷持续流过它们。要使电荷持续流动,必须有电池(提供电能),还要用导线把它们与电池连接成闭合的电路。
【教师讲解】电荷的定向移动形成电流。金属导体中发生定向移动的可能是正电荷、负电荷或正、负电荷同时向相反方向移动。物理学家把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。电路闭合时,在电源外部,电流的方向是从电源正极经用电器流向负极(出示图15.2-3)。
(教材截图:图15.2-3 电流的方向)
【想想做做】将发光二极管(LED)接入电路,观察其发光与接法的关系:电流只有从LED正极流入、负极流出时LED才导通发光,故根据LED发光与否可以判断电路中是否有电流及电流方向。
二、导体和绝缘体(6分钟)
【教师讲解】用金属丝连接灯泡会发光,用橡皮筋连接则不发光。容易导电的物体叫导体,如金属、人体、大地、石墨、食盐水溶液;不容易导电的物体叫绝缘体,如橡胶、玻璃、塑料。
【分析】金属中部分电子可脱离原子核的束缚而自由移动,叫自由电子。金属导电靠的就是自由电子;接上电源后,自由电子发生定向移动(方向与电流方向相反)。
三、电路的构成和电路图(6分钟)
【归纳】电路的构成:电源(提供电能的装置,如电池、发电机)、用电器(消耗电能的装置,如灯泡、电动机)、导线、开关。只有电路闭合时,电路中才有电流。
【教师讲解】为便于研究,人们用统一规定的符号表示电路元器件(出示图15.2-6),用符号表示电路连接的图叫电路图。电路图是对实际电路的有效抽象(出示图15.2-7)。
(教材截图:图15.2-6 几种常用的元器件及其符号)
四、通路 断路 短路(6分钟)
【教师讲解】正常接通、用电器能够工作的电路叫通路;电路某处被切断、没有电流通过叫断路;不经过用电器直接用导线连接电源正负极叫电源短路——电路中电流很大,可能烧坏电源,绝不允许!若电路接通但某用电器两端被导线直接连通,则该用电器被短路而不能工作。
【演示实验】(教材图15.2-8)两个小灯泡、两节干电池、一个开关组成电路,闭合开关两灯发光;把导线接在其中一个小灯泡两端——该灯熄灭、另一灯仍发光。
(教材截图:图15.2-8 小灯泡被短路)
【分析】电流通过外加导线"绕过"了小灯泡,小灯泡被短路而熄灭。
【设计意图】以学生动手体验建立电流概念,用类比与讲解结合突破"电流方向"难点,通过演示与辨析掌握三种电路状态。
课堂小结(4分钟)
【师生共同梳理】①电流——电荷的定向移动;方向规定——正电荷定向移动的方向;电源外部电流从正极流向负极;LED可判断电流方向。②导体与绝缘体。③电路构成——电源、用电器、导线、开关;只有电路闭合时才有电流。④电路图——用统一符号表示电路连接。⑤三种电路状态——通路、断路、短路(电源短路绝不允许)。
课堂练习
课堂练习(8分钟)
1.(课本"练习与应用"第1题)在图15.2-9乙中用笔画线连接电路,使玩具电风扇工作,并标出电流方向。(答案要点:电池、开关、电风扇串联成闭合电路;电源外部电流从正极经风扇流向负极。)
2.(课本第3题)观察手电筒结构图,按下按键时电路怎样接通?画出电流路径和手电筒的电路图。(答案要点:按键闭合开关,电流从电池正极经灯泡、按键回负极。)
3.(课本第5题)找出图15.2-13甲、乙中接错而使小灯泡和电源被短路的导线,画"×"。(答案要点:不经过用电器直接连通电源正负极的那根导线。)
板书设计
第2节 电流和电路
一、电流:电荷的定向移动;方向=正电荷定向移动的方向(电源外部:正极→用电器→负极)
二、导体与绝缘体
三、电路:电源、用电器、导线、开关;电路图
四、通路、断路、短路(电源短路绝不允许)
作业设计
作业设计
1.(课本第2题)把电子门铃、电源和开关连接起来使门铃工作,并画出电路图。
2.(课本第4题)改正图15.2-12中接错的导线,使小电动机能转动,并在三根导线上标明电流方向。
教学反思
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