高中物理电源和电流教案 新课标 人教版 选修1-1
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五、电流和电源-人教版选修1-1教案1. 教学内容本节课主要涉及电流、电源和欧姆定律的基本知识和概念。
2. 学习目标通过本节课的学习,学生应该能够:1.确定电流的概念以及其在电路中的实际应用;2.理解电源的基本概念和种类;3.掌握欧姆定律的基本公式和计算方法。
3. 教学重难点本节课的重点和难点在于:1.理清电流、电源,以及欧姆定律的内在关系;2.掌握欧姆定律的运用方法。
4. 教学方法本节课采用讲解、演示和实验相结合的教学方法。
通过讲解介绍电流、电源和欧姆定律的基本概念和公式,通过演示展示电路中电流和电源的示意图,通过实验演示欧姆定律的实际应用。
5. 课前准备为了保证课堂的教学效果,请完成以下准备工作:1.检查教室电路是否正常工作;2.准备演示用的电路组件和实验器材;3.提前安排好实验操作流程。
6. 课堂教学流程和内容6.1 课堂展示1.展示电路中的电源和电流示意图,介绍电源和电流的基本概念和关系;2.通过示意图展示不同种类的电源,比如干电池、可充电电池、交流电源等。
6.2 讲解1.介绍电流的概念和运动方式;2.介绍电源的种类和特点;3.介绍欧姆定律的基本公式和应用方法。
6.3 实验1.搭建一个简单的电路,测量电流和电阻,演示欧姆定律的实际应用方法;2.实验操作流程如下:1.准备好电路组件和实验器材;2.按照实验要求搭建电路;3.使用万用表测量电路中的电流和电阻;4.计算电路中的电流值;5.分析电流值与电阻的关系,验证欧姆定律。
6.4 总结1.小结本节课的重点内容;2.提出本节课需要注意的要点和难点;3.回答同学们提出的问题。
7. 课后作业为了巩固本节课的学习内容,请完成以下作业:1.阅读教科书第1章1.2-1.4小节;2.做完教科书上1.2-1.4小节中的例题和练习题;3.自己动手搭建一个简单的电路,测量电流和电阻,验证欧姆定律;4.总结本节课的重点内容和需要注意的要点。
8. 教学反思在本节课的教学过程中,我认为需要注意以下几点:1.师生互动:教师应该通过提问和引导,与学生进行积极互动,让学生更加深入地理解电路中的电流、电源和欧姆定律等概念;2.实验操作规范:在实验操作过程中,应该对操作流程和安全注意事项进行详细说明,确保学生能够正确、规范地进行实验操作;3.课后作业布置:为了巩固学生的学习成果,应该布置有针对性的课后作业,并及时反馈作业成果,以便及时进行纠正和补充。
第1节电源和电流学习目标核心提炼1.了解电流的形成条件,知道电源的作用和导体中的恒定电场。
2个概念——电源、电流2个公式——I=qt、I=nqs v 3个速率——电荷的定向移动速率电场的传导速率电荷的热运动速率2.理解电流的定义,知道电流的单位、方向规定,会用公式q=It分析相关问题。
3.从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。
一、电源1.电荷的移动与电流的形成如图1所示,A、B分别带正、负电荷,如果在它们之间连接一条导线R,导线R 中自由电子会在静电力的作用下定向移动,电子移动方向为B→A(选填“A→B”或“B→A”),导线中瞬间电流方向为A→B(选填“A→B”或“B→A”),此种情况下,导线R中的电流只是瞬时的。
图12.电源(1)定义:把电子从正极搬运到负极的装置。
(2)作用:①维持电路两端有一定的电势差。
②使电路中保持持续的电流。
二、恒定电流1.恒定电场(1)定义:由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场称为恒定电场。
(2)形成:当电路达到稳定时,导线中的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。
(3)特点:任何位置的电荷分布和电场强度都不随时间变化。
2.恒定电流(1)定义:把大小、方向都不随时间变化的电流,称为恒定电流。
(2)表达式:I=q t。
(3)物理意义:表示电流强弱程度。
(4)单位:国际单位制中的单位是安培,简称安,符号是A。
常用的单位还有:毫安(mA)、微安(μA)。
1 A=103 mA=106μA。
(5)方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
思考判断1.静电场中的电势、电势差与电场强度的关系,在恒定电场中同样适用。
(√)2.电流既有大小,又有方向,是矢量。
(×)3.电流的方向与电荷定向移动的方向相同。
(×)4.恒定电流的大小、方向均不变。
(√)5.由于I=qt,所以说I正比于q,反比于t。
(×)对电流的理解[要点归纳]1.电流的形成电荷的定向移动形成电流。
电源和电流一、教学目标(一)知识与技能1.知道什么是电源,明确电源在直流电路中的作用2.掌握恒定电场和恒定电流的形成过程3.知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流(二)过程与方法通过类比和分析,使学生更好地理解电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等(三)情感、态度与价值观1.通过运用模型法分析电流及电源,培养学生综合分析问题的能力2.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二、教学重难点教学重点:理解电源的形成过程及电流的产生教学难点:电源作用的机理,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。
三、教学过程(一)引入新课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。
)(二)进行新课复习回顾:1、电容器是用来储存电荷的装置。
2、任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体,都可以组成电容器。
3、电容器的充电:使电容器带上电荷的过程。
电容器的放电:使电容器失去电荷的过程。
4、电容器的电容单位:法拉(F)1μF=10-6F 1pF=10-12F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?电流(标量)历史印迹:18世纪末,意大利医学教授伽伐尼发现,用相连的两种金属分别接触青蛙肌肉的两个位置,会引起肌肉的收缩。
认为这是一动物电现象。
意大利化学和物理学家伏打在重复了伽伐尼的实验后提出,产生电流的关键在于两种不同金属的连接,青蛙腿只是起到了检验作用,1800年伏打用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸片叠成电堆产生了电流,这个装置后来称为伏打电堆。
第五节、电流和电源教学目标:1、了解电流的微观机理及其定义式,知道电流的方向是如何规定的。
2、了解电源的发明对人类的生活产生的巨大的影响。
3、了解电源在电路中的作用。
了解电动势的概念和单位。
了解常见电池电动势的大小。
教学过程一、电流问:怎样才能产生电流?(电荷的定向移动)问:产生电流需要有什么样的条件呢?(①自由电荷②导体两端有电压)说明:金属中的自由电子,酸、碱、盐水溶液中的正、负离子,都是自由电荷,干电池、蓄电池、发电机等电源,它们在电路中的作用是保持导体上的电压。
问:如何规定电流的方向?(规定正电荷定向移动的方向为电流的方向)问:金属中自由电荷是电子,那么金属中的电流方向和电子运动的方向有何关系?(相反)问:导体中电流的流向如何?(在电源外部电流从正极流向负极,在内部是由负极流向正极)问:电流有强弱的不同,如何比较电流的强弱?(用通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值来描述电流的强弱)说明:我们把通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值定义为电流,用I表示,I=Q/t问:在国际单位制中,电流的单位是什么?(安培简称安,符号A )问:还有什么常用单位?(毫安mA 1mA=10-3A 微安μA 1μA=10-6A )二、电源和电动势说明:一个闭合电路由电源、用电器和导线、开关构成,问:那么电源的作用是什么呢?(使导体两端建立电场,电场力使导体中的自由电荷做定向运动,形成持续的电流)说明:生活中有各种各样的电源,不同的电源,两极间电压的大小不一样。
不接用电器时,常用干电池两极间的电压大约是l.5V ,铅蓄电池两极间的电压大约是2V 。
电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的.电源的这种特性,物理学中用电动势来描述,符号是E ,电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,电动势的单位与电压的单位相同,也是伏特。
问:从能量转化的角度看,电源的作用是什么?(把其他形式的能转化为电能,化学电池把化学能转化为电能,发电机把机械能转化为电能,太阳电池把太阳能转化为电能)第五节、电流和电源板书设计一、电流1、电荷的定向移动形成电流条件:①自由电荷②导体两端有电压2、规定正电荷定向移动的方向为电流的方向3、电流流向:电源外部正极流向负极,内部负极流向正极4、电流:通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值 I=Q/t国际单位:安培简称安,符号A常用单位:毫安mA 1mA=10-3A 微安μA 1μA=10-6A二、电源和电动势1、电动势E :电源没有接入电路时两极间的电压电动势由电源本身的性质决定的2、单位:伏特。
第一章电场电流第5节电流和电源【课前准备】【课型】新授课【课时】1课时【教学目标】知识与技能1.了解电流的微观机理及其定义式,知道电流方向是如何让规定的.2.了解电源的发明对人类的生活产生的巨大的影响.3.了解电源在电路中的作用.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.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.【教学重点、难点】教学重点理解电源的形成过程及电流的产生.教学难点电源作用的道理,电流的计算.【教学方法】探究、讲授、讨论、练习【教学过程】【新课导入】【引入】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?【展示】【问题】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?五、电流和电源1、电流【提问】电流是电荷定向移动形成的,电荷有正负电荷两种,人为规定电流有方向,电流方向怎么规定呢?【回答】正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动方向与电流方向相反【解说】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.【提问】电流的定义式是什么? 【回答】tq I 【提问】电流的单位有哪些?它们之间的关系是什么?【回答】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性质:电流是标量【展示】人体内电流2、电源和电动势【展示】【提问】用导线将电源连成最简单的电路,电路由哪几部分组成?【回答】电路由两部分组成,电源外部能看得见的部分,称为外电路;电源内部看不见的部分,称为内电路.【提问】电源的内部电场方向如何?【回答】从正极到负极.【提问】电子定向移动的方向和电流方向相反,对研究问题带来不变.按照正电荷定性移动的说法研究问题.电源外部,正电荷将怎样移动?【回答】从正极到负极. 正电荷从负极移动到正极,负极聚集大量正电荷.【提问】电源内部,正电荷将怎样移动?【回答】电源两端为了保持电势差,不断的把堆积在负极的正电荷移送到正极.【探索者】水果电池 水果电池的的发电原理是:两种金属片的电化学活性是不一样的,其中更活泼的那边的金属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子,由于产生了正电荷,整个系统需要保持稳定(或者说是产生了电场,电场造成下列结果),所以在组成原电池的情况下,由电子从回路中保持系统的稳定,这样的话理论上来说电流大小直接和果酸浓度相关,(如果是要表达为一个函数关系的话,那么这个函数其实是和离子强度有关的而且还是定量关系,和离子浓度有定性的关系),在此情况下,如果回路的长度改变,势必造成回路的改变,所以也会造成电压的改变.地电流地电流和地磁场有着非常密切的联系.地电流是地磁场产生的主要原因.地球内部的地核中有一层液态物质,主要成分是铁,也有少量的镍及其他元素,这层液态物质即可流动,又可导电,被称为导电流体.由于地球自转,导电流体发生运动,.如果起初在地核内有非常微弱的磁场,就会在导电流体中激发电流,经过非常复杂的相似于自激发电机的机制,磁场和电流的相互作用达到一定的稳定性,形成地电流和稳定的地磁场.【课时小结】本节主要学习了通过本节课的学习,我们知道了电流和电源的作用,即:电源之间便维持着一定的电势差 ,以及电流的定义: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:I=tq ,和此公式的实际应用. 【布置作业】课本P19,问题与练习1,2,3,4,5【板书设计】五 电流和电源1、电流电流的定义: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.q电流的定义式:I=t单位:安培(A)毫安(mA)和微安(μA).它们之间的关系1mA=10-3A;1μA=10-6A2、电源和电动势【教学后记】。
高中物理选修1,1《电流和电源》教案高中物理选修1-1《电流和电源》教案教学准备教学目标教学目标】1. 知道电源在直流电路中的作用2.知道恒定电流的定义、单位3.从微观角度理解导体中电荷定向移动与电流之间的关系。
教学重难点重点:电流的概念难点:从微观角度理解导体中电荷定向移动与电流之间的关系。
教学过程【自主预习】1.电源观察教材图2.1-1,A、B分别带正负电荷,如果在它们之间连接一条导线R,导线R自由电子会在静电力的作用下定向移动(电流),电子移动方向为(填A→B或B→A),若要保持持续的定向移动(电流),A、B需有一个装置,使A、B周围的空间始终存在一定的电场,能使A、B间维持一定的电势差的装置称为。
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,电荷的分布是稳定的,电场的分布也不会。
由的电荷所产生的的电场,称为恒定电场,3.恒定电流由于的作用,导体中自由电荷定向运动的速率,而运动过程中会与导体内不动的粒子从而减速,总体来说自由电荷定向运动的不随时间变化。
把、都不随时间的电流称为恒定电流。
I表示电流,q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量,它们间的关系式为:_______。
电流的单位为,简称,符号是,常用的电流单位还有和。
【典型例题】一、形成电流的条件【例1】如图验电器A带负电,验电器B不带电,用导体棒连接A、B的瞬间,下列叙述中错误的是( )A、有瞬时电流形成,方向由A到BB、A、B两端的电势不相等C、导体棒内的电场强度不等于零D、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动一、电流的定义【例2】已知电子的电荷量为e,质量为m,氢原子的核外电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动,则电子运动形成的等效电流大小为多少?二、电流的微观表达式【例3】有一横截面积为S的铜导线,流经其中的电流强度为I,设每单位体积导线有n个自由电子,电子的电荷量为q,此时电子定向移动的速度为v,在Δt时间里,通过导线横截面的自由电子数目可表示为( )A.nvSΔtB.nvΔtC.IΔt/qD.IΔt/Sq【例4】如图所示的电解槽中,如果在4s内各有8c的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB,那么⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向;⑵电解槽中的电流方向如何?⑶4s内通过横截面AB的电量为多少?⑷电解槽中的电流为多大?【课后练习】1.形成持续电流的条件是( )A.只要有电压加在物体的两端B.必须保持导体两端有电压C.只在导体两端瞬时加电压D.只要有大量的自由电荷2.在由电源、导线等电路元件所形成的电路中,以下说法正确的是 ( )A.导线中的电场强度处处为零B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行C.导线内各点的电势相等D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低3.以下说法正确的是( )A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大4.某电解池,如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面,那么通过这个截面的电流是( )A.0B.0.8AC.1.6AD.3.2A5.导体中电流I的表达式为I=nqSv,其中S为导体的横截面积,n 为导体每单位体积内的自由电荷数,q为每个自由电荷所带的电荷量,v是( )A.导体运动的速率B.电流传导速率C.自由电荷定向移动的速率D.电子热运动速率6.下列说法中不正确的是( )A.导体中有电荷运动就形成电流B.电流的方向一定与负电荷的定向移动方向相反C.对于导体,只要其两端有电压就有电流D.国际单位制中电流的单位是安7.将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来,已知截面积S铝=2S 铜.在铜导线上取一截面A,在铝导线上取一截面B,若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等,那么,通过这两截面的电流的大小关系是( )A.IA=IBB.IA=2IBC.IB=2IAD.不能确定8.在示波管中,电子枪2 s内发射了6×1013个电子,则示波管中电流的大小为( )A.4.8×10-6 AB.3.0×10-13 AC.9.6×10-16 AD.3.0×10-6 A9.一个半径为r(米)的细橡胶圆环,均匀地带上Q(库仑)的负电荷,当它以角速度ω(弧度/秒)绕中心轴线顺时针匀速转动时,环中等效电流的大小为( )A.QB.Q2πC.Qω2πD.2Qωπ10.关于导线中的电场,下列说法正确的是( )A.导线内的电场线可以与导线相交B .导线内的电场E是电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果C.导线侧面堆积电荷分布是稳定的,故导线处于静电平衡状态D.导线中的电场是静电场的一种11.半径为R的橡胶圆环均匀带正电,总电荷量为Q,现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动,则由环产生的等效电流判断正确的是( )A.若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍,则等效电流也将变为原来的2倍B.若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍,则等效电流也将变为原来的2倍C.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,等效电流将变大D.若使ω、Q不变,将橡胶环拉伸,使环半径增大,等效电流将变小12.在显像管的电子枪中,从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场,设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束.已知电子的电荷量为e、质量为m.求在刚射出加速电场时,一小段长为ΔL的电子束内电子个数是多少?答案:例1.答案e22πr2mkmr解析所谓等效电流,就是把电子绕核运动单位时间内的电荷量通过圆周上各处看成是持续运动时所形成的电流,根据电流强度的定义即可算出等效电流的大小.截取电子运动轨道的任一截面,在电子运动一周的时间T内,通过这个截面的电荷量q=e.则有:I=qt=eT再由库仑力提供向心力,有:ke2r2=m4π2T2r得T=2πre mrk解得I=e22πr2mkmr例2答案AC解析此题考查对电流强度公式I=q/t的理解及电流强度的微观表达式I=nqvS的理解.在Δt时间内,以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为vΔt,由于铜导线的横截面积为S,则在Δt时间内,电子经过的导线体积为vΔtS.又由于单位体积的导线有n个自由电子,在Δt 时间内,通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvSΔt,故A正确.由于流经导线的电流为I,则在Δt时间内,流经导线的电荷量为IΔt,而电子的电荷量为q,则Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为IΔt/q,故C也正确.例3解析:⑴电源与电解槽中的两极相连后,左侧电极电势高于右侧电极,由于在电极之间建立电场,电场方向由左指向右,故正离子向右移动,负离子向左移动⑵电解槽中的电流方向向右⑶8C的正电荷向右通过横截面AB,而8C的负电荷向左通过该横截面,相当于又有8C正电荷向右通过横截面,故本题的答案为16C⑷由电流强度的定义I= =4A课后检测1。
第五节电流和电源教学目标:一、了解电流的微观机理及其概念式,明白电流的方向是如何规定的。
二、了解电源的发明对人类的生活产生的庞大的影响。
3、了解电源在电路中的作用。
了解电动势的概念和单位。
了解常见电池电动势的大小。
教学进程一、电流问:怎样才能产生电流?(电荷的定向移动)问:产生电流需要有什么样的条件呢?(①自由电荷②导体两头有电压)说明:金属中的自由电子,酸、碱、盐水溶液中的正、负离子,都是自由电荷,干电池、蓄电池、发电机等电源,它们在电路中的作用是保持导体上的电压。
问:如何规定电流的方向?(规定正电荷定向移动的方向为电流的方向)问:金属中自由电荷是电子,那么金属中的电流方向和电子运动的方向有何关系?(相反)问:导体中电流的流向如何?(在电源外部电流从正极流向负极,在内部是由负极流向正极)问:电流有强弱的不同,如何比较电流的强弱?(用通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值来描述电流的强弱)说明:我们把通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值定义为电流,用I表示,I=Q/t问:在国际单位制中,电流的单位是什么?(安培简称安,符号A )问:还有什么常用单位?(毫安mA 1mA=10-3A 微安μA1μA=10-6A )二、电源和电动势说明:一个闭合电路由电源、用电器和导线、开关构成,问:那么电源的作用是什么呢?(使导体两端建立电场,电场力使导体中的自由电荷做定向运动,形成持续的电流)说明:生活中有各种各样的电源,不同的电源,两极间电压的大小不一样。
不接用电器时,常用干电池两极间的电压大约是,铅蓄电池两极间的电压大约是2V 。
电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的.电源的这种特性,物理学中用电动势来描述,符号是E ,电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,电动势的单位与电压的单位相同,也是伏特。
问:从能量转化的角度看,电源的作用是什么?(把其他形式的能转化为电能,化学电池把化学能转化为电能,发电机把机械能转化为电能,太阳电池把太阳能转化为电能)第五节、电流和电源板书设计一、电流1、电荷的定向移动形成电流条件:①自由电荷②导体两头有电压二、规定正电荷定向移动的方向为电流的方向3、电流流向:电源外部正极流向负极,内部负极流向正极4、电流:通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值 I=Q/t国际单位:安培简称安,符号A常用单位:毫安mA 1mA=10-3A 微安μA1μA=10-6A二、电源和电动势1、电动势E :电源没有接入电路时两极间的电压电动势由电源本身的性质决定的2、单位:伏特。
电流和电源考纲要求1、电流,欧姆定律,电阻和电阻定律Ⅱ2、电阻率与温度的关系Ⅰ3、半导体及其应用,超导及其应用Ⅰ4、电阻的串,并联,串联电路的分压作用,并联电路的分流作用Ⅱ5、电功和电功率,串联,并联电路的功率分配Ⅱ6、电源的电动势和内电阻,闭合电路的欧姆定律,路端电压Ⅱ7、电流、电压和电阻的测量;电流表、电压表和多用电表的使用、伏安法测电阻Ⅱ知识网络:单元切块:按照考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即:基本概念和定律;串并联电路、电表的改装;闭合电路欧姆定律。
其中重点是对基本概念和定律的理解、熟练运用欧姆定律和其他知识分析解决电路问题。
难点是电路的分析和计算。
教学目标:1.掌握电流、电阻、电功、电热、电功率等基本概念;2.掌握部分电路欧姆定律、电阻定律3.知道电阻率与温度的关系,了解半导体及其应用,超导及其应用教学重点:部分电路欧姆定律、电阻定律教学难点:部分电路欧姆定律、电阻定律的应用教学方法:讲练结合,计算机辅助教学 教学过程:一、基本概念和定律 1.电流电流的定义式:tqI =,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。
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。
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.电阻定律导体的电阻R 跟它的长度l 成正比,跟它的横截面积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)。
单位是Ω m 。
(2)纯金属的电阻率小,合金的电阻率大。
⑶材料的电阻率与温度有关系:①金属的电阻率随温度的升高而增大(可以理解为温度升高时金属原子热运动加剧,对自由电子的定向移动的阻碍增大。
《电源和电流》【知识与能力目标】1.让学生明确电源在直流电路中的作用,知道描述电流强弱程度的物理量---电流2.知道电流的计算公式并会做简单的分析和计算。
【过程与方法目标】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。
【情感态度价值观目标】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。
【教学重点】理解电源的形成过程及电流的产生。
【教学难点】电源作用的道理,电流的计算。
多媒体课件等。
1.电源:【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1.5-4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。
其二是这些电荷分布产生附加电场,该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场,直到使导线中该方向合场强为零,而达到动态平衡状态。
此时导线内的电场线保持与导线平行,自由电子只存在定向移动。
因为电荷的分布是稳定的,故称恒定电场。
恒定电场:由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。
天津高中选修1-1物理教案第二章电场电流第四讲电流和电源、电流的热效应一、电流:电荷的定向移动形成电流(1)形成电流的条件:①要有自由移动的电荷,如:金属导体中有可以自由移动的电子、电解质溶液中有可以自由移动的正、负离子;②导体两端要有电压,即导体内部存在电场。
(2)电流的大小:通过导体横截面积的电量Q与所用时间t的比值。
其表达式:I=Q/t。
(3)电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
但电流是标量。
(4)电流的单位:安培,符号为A。
毫安(10-3A),微安(10-6A)人体生物电流二、电源和电动势电源:电源的作用就是为导体两端提供电压,电源的这种特性用电动势来表示。
电动势是用来描述电源本身性质的物理量,等于电源没有接入电路时两极间的电压。
不同电源的电动势一般不同。
从能量的角度看,电源就是把其它形式的能转化为电能的装置,电动势反映了电源把其它形式的能转化为电能的本领。
电动势符号E,单位为伏特V。
三、电流的热效应电流通过导体时能使导体的温度升高,电能转化成内能,这就是电流的热效应。
(1)焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比。
其表达式:Q=I2Rt,(2)热功率:在物理学中,把电热器在单位时间内消耗的电能叫做热功率。
其表达式:P=I2R,对于纯电阻电路还可以表示为:P=UI=I2R=U2/R。
物理学史:①意大利伽伐尼,发现了生物电现象,揭开了电流的产生。
②伏打于1800年春发明了能够提供持续电流的“电堆”——最早的直流电源。
他的发明为科学家们由静电转入电流的研究创造了条件,揭开了电力应用的新篇章。
③美国发明家爱迪生和英国化学家斯旺为代表的一批发明家,发明和改进了电灯,改变了人类日出而作、日没而息的生活习惯【1】下列叙述正确的有( BD )A.导体中电荷运动就形成电流B.电流的单位是安培C.电流是一个标量,其方向是没有意义的D.对于导体,将其两端接到电源的两极上,导体内就可形成恒定电场,电场作用于自由电荷形成恒定电流【2】关于电流的方向,下列说法中正确的是( )A.电源供电的外部电路中,电流的方向是从正极一端流向负极一端B.在电源内部,电流的方向是从正极一端流向负极一端C.电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D.电容器充电时,电流从负极板流出,流入正极板在闭合电路中,电源电动势类似于抽水机的功能.抽水机能从低处往高处送水,高处的水流向低处,在抽水机的作用下低处的水能送到高处.在电源的外部电路中,电流从电源正极流向负极,在电源的内部,电流从负极流向正极,电源正极电势高于负极电势,所以A 正确,B错误.电子带负电,电子运动形成的电流方向与电子运动的方向相反,C错误.电容器充电时,电子流入负极板,所以电流从负极板流出,流入正极板,D正确。
第五节、电流和电源教学目标:1、了解电流的微观机理及其定义式,知道电流的方向是如何规定的。
2、了解电源的发明对人类的生活产生的巨大的影响。
3、了解电源在电路中的作用。
了解电动势的概念和单位。
了解常见电池电动势的大小。
教学过程一、电流问:怎样才能产生电流?(电荷的定向移动)问:产生电流需要有什么样的条件呢?(①自由电荷②导体两端有电压)说明:金属中的自由电子,酸、碱、盐水溶液中的正、负离子,都是自由电荷,干电池、蓄电池、发电机等电源,它们在电路中的作用是保持导体上的电压。
问:如何规定电流的方向?(规定正电荷定向移动的方向为电流的方向)问:金属中自由电荷是电子,那么金属中的电流方向和电子运动的方向有何关系?(相反)问:导体中电流的流向如何?(在电源外部电流从正极流向负极,在内部是由负极流向正极)问:电流有强弱的不同,如何比较电流的强弱?(用通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值来描述电流的强弱)说明:我们把通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值定义为电流,用I表示,I=Q/t问:在国际单位制中,电流的单位是什么?(安培简称安,符号A )问:还有什么常用单位?(毫安mA 1mA=10-3A 微安μA 1μA=10-6A )二、电源和电动势说明:一个闭合电路由电源、用电器和导线、开关构成,问:那么电源的作用是什么呢?(使导体两端建立电场,电场力使导体中的自由电荷做定向运动,形成持续的电流)说明:生活中有各种各样的电源,不同的电源,两极间电压的大小不一样。
不接用电器时,常用干电池两极间的电压大约是l.5V ,铅蓄电池两极间的电压大约是2V 。
电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的.电源的这种特性,物理学中用电动势来描述,符号是E ,电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,电动势的单位与电压的单位相同,也是伏特。
问:从能量转化的角度看,电源的作用是什么?(把其他形式的能转化为电能,化学电池把化学能转化为电能,发电机把机械能转化为电能,太阳电池把太阳能转化为电能)第五节、电流和电源板书设计一、电流1、电荷的定向移动形成电流条件:①自由电荷②导体两端有电压2、规定正电荷定向移动的方向为电流的方向3、电流流向:电源外部正极流向负极,内部负极流向正极4、电流:通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值 I=Q/t国际单位:安培简称安,符号A常用单位:毫安mA 1mA=10-3A 微安μA 1μA=10-6A二、电源和电动势1、电动势E :电源没有接入电路时两极间的电压电动势由电源本身的性质决定的2、单位:伏特。
人教版高二上册物理电流和电源说课稿范文:选修1-
1(第一章)
同学们现在正处于高二阶段,这是一个高中最为关键的时期。
高中频道为大家准备了高二上册物理电流和电源说课稿范文,欢迎阅读与选择!
各位老师.各位评委
大家好
我说课的内容是人教版八年级上册第五章第二节:《电流和电路》。
一. 教材分析
我们的生活处处离不开电,而电流对于学生来说既神秘又陌生。
第五章是最基本的电流和电路知识,为以后学生学习和生活中处理电学问题奠定基础。
本节课是学生第一次学习电流的知识,从前后联系来看,学生在第一节学习了电荷定向移动及导体和绝缘体的知识,可以更好的理解本节课内容。
而在本节课里学生要知道电流的形成和方向,知道电路的构成,这又为后面学习串并联电路及整个电路学打下了基础。
二. 学生情况分析
八年级学生刚刚接触物理,有强烈的好奇心并希望亲自尝试,因此在教学中可。
物理选修1-1——电场(一)电荷、电荷守恒定律1、两种电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷:一个元电荷的电量为 1.6×10-19C ,是一个电子所带的电量。
说明:任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电:使物体带电叫起电,使物体带电的方式有三种 ①摩擦起电,摩擦的两个物体带上等量异种电荷②接触起电,电荷重新分配,与带电体表面形状有关,尖细部位电荷集中,平缓部位电荷稀疏。
③感应起电,不带电的物体靠近(不接触)带电的物体,不带电的物体上出现电荷移动,遵守电荷守恒定律4、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分,系统的电荷总数是不变的. 注意:电荷的变化是电子的转移引起的;完全相同的带电金属球相接触,同种电荷总电荷量平均分配,异种电荷先中和后再平分。
(二)库仑定律1. 内容:真空中两个点电荷之间相互作用的电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2. 公式:221r q q k F k =9.0×109N·m 2/C 2 3.适用条件:(1)真空中; (2)点电荷.点电荷是一个理想化的模型,在实际中,当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时,就可以把带电体视为点电荷.点电荷很相似于我们力学中的质点.(三)电场1.实际存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质.电荷间的作用总是通过电场进行的。
2.电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3.电场可以由存在的电荷产生,也可以由变化的磁场产生。
(四)电场强度E1.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度,表示该处电场的强弱2.表达式:E=F/q(定义式)单位是:N/C或V/m;E=kQ/r2(导出式,真空中的点电荷,其中Qk是产生该电场的电荷)3.方向:与该点正电荷受力方向相同,与负电荷的受力方向相反;电场线的切线方向是该点场强的方向;场强的方向与该处等势面的方向垂直.4.在电场中某一点确定了,则该点场强的大小与方向就是一个定值,与放入的检验电荷无关,即使不放入检验电荷,该处的场强大小方向仍不变.5.电场强度是矢量,电场强度的合成按照矢量的合成法则.(平行四边形法则和三角形法则)(五)电场线是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线,客观并不存在.1.切线方向表示该点场强的方向,也是正电荷的受力方向.2.从正电荷出发到负电荷终止,或从正电荷出发到无穷远处终止,或者从无穷远处出发到负电荷终止.3.疏密表示该处电场的强弱,也表示该处场强的大小.4.匀强电场的电场线平行且距离相等.5.电场线永不相交也不闭合,6.电场线不是电荷运动的轨迹.。
一、电流形成电流的条件我们在初中已经学过,电荷的定向移动形成电流.因此,要形成电流首先就要有能自由移动的电荷——自由电荷.但是,只有自由电荷还是不能形成电流的.在通常的情况下,导体中的自由电荷不停地做无规则的热运动,在同一时刻朝任何方向运动的都有.对于导体的任意一个截面来说,任意时刻从两侧穿过它的自由电荷都相等(图2-1).在这种情况下,导体中的自由电荷没有定向移动,因而没有电流.如果把导体的两端分别接到电池的两极上,导体中就会有电流.图2-2中的灯泡发光,就是由于把它的两端分别接到了干电池的两极上,灯丝中有电流通过的缘故.我们知道,电池的两极间有电压,即有电势差.当导体的两端与电池的两极接通时,它的两端也有了电压,导体中就有了电场.这样,导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动,形成了电流.所以,导体中产生电流的条件是:导体两端存在电压.用手电筒照明时,需要手电筒持续发光;使用电动机时,需要它连续运转.也就是说,我们通常需要持续的电流.为了使导体中有持续的电流,必须使导体两端保持持续的电压.手电筒电路里,持续的电压是由干电池提供的.汽车电路里,持续的电压是由蓄电池、发电机提供的.干电池、蓄电池、发电机都是电源.在电路中,电源的作用就是保持导体两端的电压,使电路有持续的电流.电流强度在单位时间内,通过导体横截面的电荷多,电流就强,电荷少,电流就弱.如果在时间t内通过导体横截面的电量是q,比值通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值,叫做电流强度.简称电流.电流的符号是I,在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安,符号是A.如果在1秒内通过导体横截面的电量是1库,导体中的电流就是1安.电流的常用单位还有毫安(mA)和微安(μA).1mA=10-3A,1μA=10-6A.电流可能是正电荷的定向移动,也可能是负电荷的定向移动,还可能是正负电荷同时向相反方向的移动.习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.在金属导体中,电流的方向与自由电子的定向移动的方向相反(图2-3).而在电解液中,电流的方向与正离子定向移动的方向相同,与负离子定向移动的方向相反.方向不随时间而改变的电流叫直流.方向和强弱都不随时间而改变的电流叫恒定电流,通常所说的直流常常是指恒定电流.。
物理选修1-1电流和电源教案物理选修1-1电流和电源教案一、概述电源和电流是高中物理1-1第二章第二节,是直流电的入门章节。
本节课需要一课时。
要求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。
知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流。
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。
二、教学目标分析一、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。
教学重点与难点: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。
三、学习者特征分析1.高中学生已经掌握了一些直流电的基本概念,原理和规律,知道它们的含义,和它们的前因后果,适用条件,以及相关概念之间的联系和区别. 但定量描述自然科学的现象和规律,包括用物理知识处理物理问题,以及用简单的图,表和数据描述物理活动的特征还不是特别清楚。
对自然科学发展的成就和成果及其对社会发展的影响,通常这一条内容课本中是没有的`,但常出现在报刊杂志和广播电视等新闻媒体中。
2.科学概念,原理和规律都是由实验推导出来的,教学过程中的实验有助于加深学生对自然科学概念,原理和规律的理解, 学生具备一定的实验能力,并能够根据要求设计简单的实验方案.。
3学生能读懂自然科学方面的资料,同时还要能读懂图示的物理意义,以及有关物理意义,以及有关物理量之间的定性与定量函数关系.4、学生对自然科学基本知识有一定的应用能力,应用这些知识去指导自然科学的研究工作,社会的生产和人类的生活,必须懂得自然科学知识的实用性和社会价值,四、教学策略选择与设计讲授法,演示法,讨论法,实验法。
电源和电流
教学过程:
1800年3月20日,意大利物理学家伏特宣布发明伏达电堆,这是最早的直流电源。
从此,人类对电的研究从静电发展到流动电〔电流〕
1、电流
⑴电流的概念:
电荷的定向移动形成电流。
水在水管中沿着一定的方向流动,水管中就有了水流。
电荷在电路中沿着一定的方向移动,电路中就有了电流。
在刚才的实验里,金属棒中的电荷是怎样移动的?是从A到B,还是从B到A?
重做实验,继续观察验电器A、B金属箔片X角的变化。
可看到B的金属箔片X开到一定角度就不再增大了,A的金属箔片的X角也不再减小。
实验说明电荷不再通过金属棒往验电器B上移动了,金属棒中不再有电流了。
“这种瞬间电流在实际当中没有多大用处。
⑵维持持续电流的条件
演示实验:挂上磁性黑板,把背后粘有小磁元的电池、灯座、开关依次贴在磁性黑板上。
打开开关,用导线将上述元件连接好。
合上开关,小灯泡持续发光;打开开关,小灯泡熄灭。
将干电池取走,合上开关,小灯泡也不发光。
引导同学思考:小灯泡持续发光,表示有持续电流通过小灯泡的灯丝。
你能否通过上述实验找到维持小灯泡中有持续电流的条件?
①有电池。
②合上开关。
⑶电流的方向
电荷有两种,电路中有电流时,发生走向移动的电荷可能是正电荷,也可能是负电荷。
还有可能是正负电荷同时向相反方向发生定向移动。
规定:正电荷定向移动的方向为电流方向。
这个规定是在19世纪初,在物理学家刚刚开始研究电流时,并不清楚在不同的情况下究竟什么电荷在移动时做出的,而在后来的研究中发现,这样的规定并不影响研究电流的有关问题,并且在酸、碱、盐的溶液中就有正电荷的定向移动,因此这个规定一直沿用至今。
按照这个规定,在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极。
中的电流方向又如何?
2电源
能够持续提供电流的装置叫电源。
大量用电器的电源,是发电厂里的发电机;发电机是将机械能转化为电能的装置。
日常生活中和实验室里常用的电源,是干电池和蓄电池;干电
V K P 图一
A 池、蓄电池是将化学能转变成电能的装置。
干电池、蓄电池上有正极和负极,干电池的正极是碳棒,从外表看,即为带铜帽的一端;负极是锌筒〔展示干电池剖面实物〕。
蓄电池的正、负极通常用“十〞“一〞号标在电池的上部。
演示实验:用蓄电池〔其中一组〕、小灯泡、开关、导线连接电路,合上开关,观察小灯泡发光情况。
启发:你在日常生活中都在哪些情况下使用过干电池?在哪些地方见过使用蓄电池? 〈讨论与练习〉
如图1所示:验电器A 带正电,B 不带电。
拿一根带
绝缘柄的金属棒把A 、B 两个验电器连接起来。
这时B 带
什么电?在连接的瞬间,金属棒中做定向移动的是正电荷
还是负电荷?电流方向是从哪到哪?
出示小黑板设问引出课题
〔设问〕当图一中滑头P 向左滑动时,安培表和伏特表的读数如何变化?当电键K 断开后,安培表和伏特表读数又如何变化?
根据学生所具有的知识是很难给出正确的答案,老师
此时不必急于指出学生回答的正误。
而是强调:〔板书〕要
用实验来寻找正确的答案!
按图一连接实物、进行演示、观测结果、给出结论。
安培表读数变大,伏特表读数变小; 安培表读数为零,
伏特表读数变大。
老师此时应指出:同学们不能正确回答的原因是因为受初中物理知识局限性的影响,要正确回答这些问题,就必须对电源内部进行研究。
⑴电源的作用:
①使外电路两端保持持续电压,维持电荷定向移动形成电流。
接着又进行设问:正电荷在电场力作用下从正极出来经外电路到达负极后,如何回到正极?通过对一些实例如:水的循环流动、小孩坐滑梯等分析,让学生总结出电源的第二个作用
②把其它形式的能转换成电能。
⑵电源电动势的定义:为了表征电源转换电能的能力,我们引入电动势这一概念。
不同电源电动势不同,它们的大小可以用电压表直接测量。
电动势等于没有接入电路时,电源两极间的电压。
图一中的能量转换关系:外电路中、电荷在静电力作用下由正极经R 到达负极,电能转换成内能,Q = IUt ;内电路中、定向运动的电荷同样受到构成电源的离子、分子的阻碍〔内电阻〕,也有电能转换成内能Q = I 2rt ;电源内部化学能转换成电能〔非静电力作功〕,E = q
E 。
即:q E = IU t + I 2rt E = U + Ir
由上式可解释实验结果:当 T 不等于零时,I 越大,I r 变大,U 变小;当 I = 0 时,U = E 。
当U = 1.5 V 时,说明电源把化学能转换成电能时,可以使一库仑的电量具有1.5焦的电能。
U = 1.5V 时,说明把电能转换成热能时,可以使一库仑的电量放出1.5焦的电能。
根据图二回答以下两个问题:
〔1〕K 1 闭合时,V 的读数怎样变?
〔2〕K 1 、K 2 都断开V 测量的是什么?
4.小结
1.复习本节教材并完成本节练习。
2.小实验:自制一个水果电池。
找一根5厘米长的铜片或粗铜丝,再从废干电池上剪下一条2毫米宽的锌皮,刮净,把铜片和锌皮插入苹果或番茄、柠檬等水果里,就做成了一个水果电池。
取两根导线,把它们的一端分别接在水果电池的两极上,另一端和舌头断续接触,注意两根导线不要碰着。
这时舌头上有什么感觉?
图二。