《恒定电流》单元教材分析

第二章恒定电流
教材分析：
在恒定电流单元中，学生将比较全面地学习恒定电流、直流电路及其技术应
用、它与社会发展及人类文化的互动作用。

本单元的物理概念和规律是进一步学
习物理学的基础，是高中物理核心内容的一部分。

分四个小单元：
第一单元：电源、电流、电动势、内阻等基本概念，包括第1、2节；第二单元：欧姆定律、焦耳定律、电阻定律、串并联电路、闭合电路欧姆定律等基本规律，包括第3－7 节。

第三单元：多用电表使用、测电动势与内阻等基本实验，包括第8 、9 节。

第四单元：简单的逻辑电路，包括第10 节。

学情分析：
本学期我任教高一（2）、（4）、（6）、（8）、（10）、（12）班，其中（2）、（4）班为平行班，（6）、（8）、（10）班为重点班，（12）班为小班。

平行班学生物理基础稍差一些，讲新课适当慢一些，较难题目少做一些。

重点班、小班物理基础好一些，适当多布置一些中等难度的课外作业。

电流、电压、电阻、电功、电功率、欧姆定律等都是初中学过的知识，多属
于在复习的基础上提高，着重点应放在理解概念的物理意义和掌握规律的适用条
件上。

由于电路计算的公式多、变量多、变换形式多，学生又容易忽视公式适用
条件或转换条件，因而电路的计算，特别是闭合电路中外电路电阻变化对电路中
电流变化的影响是教学中的难点之一。

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，若在A、B之间用一细管连起来，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。

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。

恒定电流单元教材分析(一)恒定电流教材的地位1. 恒定电流在电磁学知识体系中的地位物理学有自己的实验基础和逻辑结构，有广泛的技术应用，它还是人类文化的重要组成部分，它的发展深刻地影响着我们的生产方式和生活方式。

电磁学的研究成果及其技术应用改变了我们的生活。

现代生活中处处都会遇到电磁学的知识。

在恒定电流单元中，学生将比较全面地学习恒定电流、直流电路及其技术应用、它与社会发展及人类文化的互动作用。

本单元的物理概念和规律是进一步学习物理学的基础，是高中物理核心内容的一部分。

2.《高中标准》设置选修系列3 的理念本系列课程模块侧重让学生较全面地学习物理学的基本内容，进一步了解物理学的思想和方法，较为深入地认识物理学在技术中的应用以及对经济、社会的影响。

选修3-1 模块的设置理念：本模块是选修模块，强调基础性、系统性、学科性。

普通高中物理课程标准必修两个模块加选修3系列5个模块中总共23个二级主题，由于在必修1 与2 两个模块中，涉及的只是力学内容，有关电磁学部分的7 个二级主题全部集中在选修3-1 至选修3-5 模块。

23个二级主题分布是：力学8 个，电磁学7 个，热学4 个，光学2 个，原子物理2 个。

电磁学有“场”和“路”两部分。

7 个二级主题中，涉及“路”有3 个二级主题。

“电路”这个二级主题安排在选修3-1 模块。

3. 人教版教材对恒定电流内容的安排人民教育出版社是以“恒定电流”作为这个二级主题的章标题。

这一章研究直流电路和简单的逻辑电路的基本知识，是高中电学有关电路的第一章，其基本内容是学习后面的“交变电流”和“传感器”两章的基础，特别是“交变电流”更是以直流电路为基础的。

另一方面，电路知识在生产和生活实际中有较大的实用价值，也是学习电工技术和电子技术的基础。

4. 学生学习恒定电流的知识基础通过初中物理学习学生已有基础是：1) 从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。

2) 通过实验探究电流、电压和电阻的关系。

关于《恒定电流》教学的几个问题瓯海区任岩松中学陈岳平参与新课程教学实践一年多时间以来，感觉新课程实验教材与老教材相比，确实如许多老师所说——使教师的教学工作增加了不小的负担，但也常常给人一种耳目一新的感受。

整体情况来看，物理学科与数学等其它学科相比较，从核心内容和体系结构看，是变化最小的，即基本上继承了原来的物理学科大纲和教材的主要优点。

但新课程实验教材更注重基础性、连贯性、探究性和实践性，对物理概念、规律的学习讲究“从实际出发，提出问题，合理简化，建立模型”的科学研究模式；知识呈现的顺序更符逻辑，知识点间的衔接更为自然，有利于学生系统了解规律的认知过程，学生对知识的掌握显得顺理成章，学生比较容易理解和接受，也容易更好地掌握规律；物理实验的地位更加明确，课外作业的功能更多纬度，物理概念的表述更为精准，教材结构和内容更趋统整。

但是，不论教材的设置如何完美，也不可能使全部内容完全适用每所学校、每个学生，在教学实践中还可能会出现这样那样的问题。

同时，教师个人的理解不同，也使得教学呈现千差万别的实际效果。

毕竟，个人的能力是有限的，教学实践中常常会遇到一些个人无法解决的问题，需要大家一起探讨。

在这里，笔者有几个在选修3-1第2章教学过程中遇到的问题，需要与大家一起商榷。

一．关于“电势降落”概念在物理研究中，有时候因为研究的需要而对同一物理事实在针对不同研究重点时采用不同的概念名词，如：电压与电势差、电势降落这三个概念名词。

在第7节《闭合电路的欧姆定律》中，教材还是和课改前一样，为说明电动势的意义而引入“电势降落”概念，并且在教材第60页配图2.7-2说明该关系。

学生在学习电流的形成后，对外电路研究时比较容易理解这个概念；但在电源内部分析时，就遇到了很大的障碍：电源内部电流从负极流向正极，而电源的正极电势比负极电势高，电源内部的电势呈现“升中有降”的规律。

虽然引入这个概念对学生分析电路的结构也有一定的帮助，但毕竟现在对电路结构方面要求不高。

第1单元 基本概念和定律一、.电流条件：1、导体两端有持续的电压 2、有可以自由移动的电荷金属导体――自由电子 电解液――正负离子 气体――正负离子、自由电子 方向：正电荷的定向移动的方向导体中电流由高电势流向低电势， 电流在电源外部由正极流向负极 二、电流强度——（I 标量）——表示电流的强弱。

通过导体某一截面的电量q 跟通过这些电量所用时间的比值，叫电流强度，简称电流。

1、定义式：tqI =适用于任何电荷的定向移动形成的电流。

单位：1 C / s = 1 A 1 A ＝ 10 3mA 1 mA ＝ 10 3μA注意：在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I ＝q ／t 计算电流强度时应引起注意。

2、电流的微观表达式已知：粒子电量q 导体截面积s 粒子定向移动的速率v 粒子体密度（单位体积的粒子的个数）n推导： nqsv I tsvtnq t q I =⇒==对于金属导体有I=nqvS （n 为单位体积内的自由电子个数，S 为导线的横截面积，v 为自由电子的定向移动速率，约10 -5m/s ，远小于电子热运动的平均速率105m/s ，更小于电场的传播速率3×108m/s ），这个公式只适用于金属导体，千万不要到处套用。

三、欧姆定律1、内容：导体中的电流强度跟导体两端的电压U 成正比，跟导体的电阻R 成反比2、公式：RU I =3、R 电阻，1V / A ＝ 1Ω 1 K Ω ＝ 1000Ω 1 M Ω ＝ 1000K Ω由本身性质决定4、适用范围：对金属导体和电解液适用，对气体的导电不适用5、电阻的伏安特性曲线：注意I-U 曲线和U-I 曲线的区别。

还要注意：当考虑到电阻率随温度的变化时，电阻的伏安特性曲线不再是过原点的直线。

四.电阻定律——导体电阻R 跟它的长度l 成正比，跟横截面积S 成反比。

sl R ρ= （1）ρ是反映材料导电性能的物理量，叫材料的电阻率（反映该材料的性质，不是每根具体的导线的性质）。

一、预习目标初步把握实验原理、目的要求、实验仪器和方法步骤。

二、预习内容在准备做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验之前，先让学生课前预习，让所有学生对所要做的实验有个初步的了解，提出几个典型问题思考讨论:（1）什么是小灯泡的伏安特性曲线？（2）要描绘出小灯泡的伏安特性曲线，必须测出小灯泡的哪些电学参量？只测一组行吗？需要哪些器材?（3）要测小灯泡两端的电压和流过小灯泡的电流，应采用怎样的电路图？电压表、电流表的量程选择如何？（4）滑动变阻器采用分压式接法还是限流式接法？（5）实验需记录几组数据，数据如何进行处理?写出初步的实验设计。

一、教学目标：知识与技能1．知道伏安法测电阻的原理以及误差的来源，会根据给定器材选用正确电路。

2、知道滑动变阻器限流式接法和分压式接法各自的特点，知道本实验应选用分压式接法的原因。

3、掌握电流表、电压表的使用及读数方法，能熟练地进行电路实物连线。

4、能根据所测数据正确地作出伏安特性曲线，并能分析所得曲线的物理意义。

过程与方法1、能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。

2、通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。

3、学习运用图象处理实验数据的方法。

4、进一步培养学生动手操作能力和分析能力。

情感、态度与价值观通过实验验证体会学习的快乐，激发学习的兴趣；通过亲身实践，培养学生的观察、实践能力以及合作精神。

二、教学方法：探究、讲授、讨论、实验三、教学过程:（一）确立实验方案过程问题：你设计了怎样的电路描绘小灯泡的伏安特性曲线？各小组展示设计的电路图讨论：1、安培表采用什么连接方式好？理由是什么？2、滑动变阻器采用什么连接方式好？理由是什么？引导学生思考讨论完善实验设计，确定实验方案。

课件出示正确的实验电路图。

（二）实验探究过程：引导学生明确完成实验的操作步骤和注意事项。

1、熟悉器材,说明各部分的用途——进一步明确实验原理。

针对设计好的实验电路图，选择实验所需的器材，了解小灯泡、滑动变阻器的规格，电压表、电流表的量程等。

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，若在A、B之间用一细管连起来，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。

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。