(人教版)物理选修【3-1】《电源和电流》教学设计

教设计：高中课程标准物理（人教版）选修3-121电和电流（一）内容及解析1、内容：理解电的形成过程及电流的产生。

2、解析：通过类比和分析使生对电的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。

（二）目标及其解析1．让生明确电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。

（三）教问题诊断分析电作用的道理，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）、教支持条件分析通过对电、电流的习培养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问题。

（五）、教过程设计1、教基本流程先对本章的知识体系及意图作简要的概述新课讲述----第一节、导体中的电场和电流2、教情景1．电：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？（让生回答—电）类比：（把电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，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不断的电流呢?让生回答：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，从而使水管中有不断的水流。

归纳： 电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。

电源和电流重/难点重点：理解电源的形成过程及电流的产生。

难点：会灵活运用公式计算电流的大小。

重/难点分析重点分析：教材首先利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况 ,然后引导学生分析恒定电场形成的过程 ,并引出了电源和恒定电流的定义和物理意义。

教师引导学生分析思考 ,这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。

难点分析：电流的定义式：q= ,适用于任何电荷的定向移动形成的电流。

对于金属导It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510m/s ,更小于电场的传播速率10-m/s ,远小于电子热运动的平均速率58⨯m/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 , 310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。

突破策略1. 教学任务：电源的作用。

师生活动：投影下面的图片思考与讨论：分别带正、负电荷的A、B两个导体球 ,如果用一条导线将它们连接起来 ,A、B之间的电势差会发生什么变化？最后 ,A、B两个导体球会到达什么状态？导线中能否出现电流？这个电流有什么特点？结论：最终A、B两个导体球会到达静电平衡状态 ,导线中的电流只能是瞬时的。

思维拓展：如何使电路中有持续电流？类比：如图 ,水池A、B的水面有一定的高度差 ,假设在A、B之间用一细管连起来 ,那么水在重力的作用下定向运动 ,从水池A流动到水池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。

思考与讨论：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？结论：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。

思维拓展：电源的作用与抽水机相似就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置 ,使得导体两端保持电势差(电压) ,电路中就会有持续的电流。

2.1《电源和电流》教学设计一、教学概述所教学科：高中物理课题来源：人教版选修3-1第二章《恒定电流》第一节所需课时：1课时二、教学内容分析本节教材内容处于学完电场之后，开始学习电路知识之前，是电场与电路两部分知识的衔接章节，起承上启下作用。

这节课主要围绕“电流”这个概念的理解铺展开来，从“电流的形成”和“电流的大小”作为整节课的两大主线条。

与初中相比，本节课对电流的理解更要从微观角度来理解，属于理论层次，研究的内容学生看不见，也不容易理解，很抽象，对学生的综合应用能力要求比较高。

三、学生分析学生在学完静电场后，对电场力、电场力做功、电势（电势差）、电势能的概念已经有较深刻认识，除外也学过等势体上电荷的分布和转移情况，，此时引导学生理解电流式怎么形成的、电源的作用、引出恒定电流的定义及大小的描述符合学生心理特点。

基于思考怎样使抽象的知识变得更形象、可见、学生容易接受、且符合学生的特点，本节课我设计了“讲授与探究”的教学方式、类比的方法、形象直观的实验来激发学生的求知欲和学习物理的兴趣，同时也设计了两个矛盾冲突点让学生更深入理解微观电流的表达式，以及培养学生敢于质疑和敢于创新的精神。

四、教学目标（一）基本知识与技能1．知道电流产生的三种效应；2．知道电流形成的条件和机制；3．知道什么是恒定电流，记住电流的单位、方向的规定。

4．能够推导出电流的微观表达式。

（二）过程与方法1．通过自制的“电动驱车”和电容器的放电，引出本节课的课题以及电流产生的效应。

2．通过电容器放电使小灯泡发光及传感器对电流和电压的采集进行探究、讨论，得到电流的产生机制，并在实际问题求解中反思。

3．通过类比和探讨，得出计算电流的表达式，再通过给定情景和立体模型的建立，计算出电流的微观表达式。

4．通过两个矛盾冲突点的设置和实验的演示，使学生更深入地理解电流和导体中的电荷运动以及电场建立的关系。

（三）情感态度与价值观1．运用已有静电学知识对实际问题进行反思，从中体会得到结论和解释问题的快乐。

第二章第一节《电源和电流》教学设计一教材分析学生在学习了第一单元的静电场，对电场力做功，电势能的变化已经有了已经有了较深刻的认识，此刻不失时机的引导学生认识恒定电场，是符合学生心里特点。

教材首先利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况，然后引导学生分析恒定电场形成的过程，并引出了电源和恒定电流的定义，和物理意义。

教师引导学生分析思考，这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。

二教学目标1、知识与技能：①了解电源的形成过程。

②掌握恒定电场和恒定电流的形成过程2、过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。

3、情感与价值观：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，勇于探究与日常生活有关的物理问题。

三、教学重点、难点1、理解电源的形成过程及电流的产生。

2、会灵活运用公式计算电流的大小。

四学情分析恒定电流是研究电场的又一跨越，学生具备静电场的基础知识是学习恒定电场的基础和保证，学生参与了静电场的学习中，对电场研究有了重要性的一定认识，既充满期待，但是静电场的电势能，电场力做功，让学生觉得知识有些凌乱，因此，课堂教学中，可以采用教师引导学生分析，学生主动思考，师生共同总结（最好是教师先听学生的总结，再加以点评，这样既能发散学生的思维，调动学生的积极性，活跃课堂气氛，又能减少学生学习物理的恐惧感。

五、教学方法探究、讲授、讨论、练习六、课前准备投影片，多媒体辅助教学设备七课时：一课时八、教学过程教师活动学生活动设计意图（一）预习检查、总结疑惑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。

重庆市万州区分水中学高中物理 第二章 第1讲 电源和电流教学案新人教版选修3-1[目标定位] 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.理解电流的定义，知道电流的单位、方向的确定，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．电源的定义电源是不断地把电子从正极搬运到负极从而维持正、负极之间一定电势差的装置．图2112．电源的作用从电荷移动角度看，电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，从而保持电路中有持续电流．电源P 在内部能把电子从正极A 搬运到负极B ，如图211所示． 二、恒定电流 1．恒定电场(1)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．(2)特点：任何位置的电场强度都不随时间发生变化． 2．恒定电流(1)定义：大小、方向都不随时间变化的电流叫恒定电流．(2)大小：单位时间内通过导体横截面的电荷量．电流表示电流强弱的物理量． 3．公式：I ＝q t.其中：I 表示电流，q 表示在时间t 内通过导体横截面的电荷量．4．单位：安培，符号A.其他单位：毫安(mA)、微安(μA).1 A ＝103mA ＝106μA. 5．方向：电流是标量，但有方向．电流方向是这样规定的：导体内正电荷定向移动的方向为电流方向．即电流方向与负电荷定向移动的方向相反．想一想 既然电荷的定向移动形成电流，那么“电流传导的速率”是不是电子从负极到达正极的速率呢？答案 电流的形成是电子在速率很大的无规则热运动上附加一个速率很小的定向移动，电路闭合时，瞬间在系统中形成电场，使导体中所有自由电荷在电场力的作用下共同定向移动，并不是电子瞬间从电源运动到用电器.一、对电源、电流的理解 1．电路、电源、电流电路：四个基本部分组成：电源、开关、导线和用电器． 电源：作用是在电路中提供持续的电压电流：导体中的自由电荷在电场力的作用下定向移动形成电流．2．形成持续电流的条件： (1)电路中有电源．(2)电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．例1 下列关于电源的说法正确的是( ) A ．电源就是电压B ．电源的作用是使电源的正负极保持一定量的正、负电荷，维持一定的电势差C ．与电源相连的导线中的电场是由电源正、负极上的电荷形成的D ．在电源内部正电荷由负极流向正极，负电荷由正极流向负极 答案 BD解析 在电源内部由非静电力将正电荷由负极搬到正极，将负电荷由正极搬到负极，使正、负极维持一定的电势差，电源不是电压，故A 错，B 、D 正确．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，故C 错． 二、对公式I ＝qt的理解与应用1．电流是标量：电流虽然有方向但是它遵循代数运算法则，所以电流不是矢量是标量． 2．电流定义式：I ＝q t.I ＝qt是电流的定义式，电流与电量无正比关系，电流与时间也无反比关系．“电量越大电流越大”，“时间越长电流越小”等这些说法都是错误的． 3．在应用I ＝q t计算时注意(1)各个物理量的单位都用国际制单位． (2)电量q 与时间t 要对应．(3)要分清形成电流的自由电荷的种类．对金属来讲，是自由电子的定向移动，电量q 为通过横截面的自由电子的电量．对电解液来讲，是正、负离子同时向相反方向定向移动的，电量q 为正、负离子电荷量绝对值之和．图212例2 在某种带有一价离子的水溶液中，正、负离子在定向移动，方向如图212所示．如果测得2 s 内分别有1.0×1018个正离子和1.0×1018个负离子通过溶液内部的横截面M ，则溶液中电流的方向如何？电流多大？ 答案 由A 指向B 0.16 A解析 水溶液中导电的是自由移动的正、负离子，它们在电场的作用下向相反方向定向移动．电学中规定，电流的方向为正电荷定向移动的方向，所以溶液中电流的方向与正离子定向移动的方向相同，即由A 指向B . 每个离子的电荷量是e ＝1.60×10－19C ．该水溶液导电时负离子由B 向A 运动，负离子的定向移动可以等效看做是正离子反方向的定向移动．所以，一定时间内通过横截面M 的电荷量应该是正、负两种离子电荷量的绝对值之和．I ＝q t ＝|q 1|＋|q 2|t＝1.0×1018×1.6×10－19＋1.0×1018×1.6×10－192A＝0.16 A.三、电流的微观意义图2131．建立模型：如图213所示，AD 表示粗细均匀的一段导体长为l ，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v ，设导体的横截面积为S ，导体每单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q .2．理论推导：AD 导体中的自由电荷总数：N ＝nlS .总电荷量Q ＝Nq ＝nlSq .所有这些电荷都通过横截面D 所需要的时间：t ＝l v.根据公式q ＝It 可得：导体AD 中的电流：I ＝Q t ＝nlSqlv＝nqSv .3．结论：从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率的大小，还与导体的横截面积有关． 4．区分三种不同的速率为S 的铜导线，通过电流为I 时，电子平均定向移动速率为( ) A ．光速c B ．I /(neS ) C ．ρI /(neSm ) D ．mI /(neS ρ)答案 D解析 假设电子的定向移动的速率为v ，那么在t 秒内通过导体横截面的自由电子数相当于在体积vt ·S 中的自由电子数，而体积为vtS 的铜的质量为vtS ρ，摩尔数为vtS ρ/m ，自由电子数为vtS ρn /m ，所以电量q ＝vtS ρne /m ，因电流I ＝q /t ＝vS ρne /m ，于是得：v ＝Im /(neS ρ)，故D 对，A 、B 、C 错．借题发挥 有许多同学会错选A ，这是对生活现象中：“电路一接通，很远处的用电器就能立即开始工作”的错误认识，这种现象的实质是因为电场以光速传播，而不是电荷运动过去，导体中的电荷定向移动的速率远小于光速．所以请同学们留意身边实际，注意正确地理解．对电源、电流的理解1．下列有关电源的电路中，导线内部的电场强度的说法中正确的是( ) A ．导线内部的电场就是电源所形成的电场B ．在静电平衡时，导线内部的场强为零，而导线外部的场强不为零，所以导线内部的电场不是稳定的C ．因为导线处于电源的电场中，所以导线内部的场强处处为零D ．导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，导线内的电荷处于平衡状态，电荷分布是稳定的，电场也是稳定的 答案 D解析 导线内部的电场是电源和导线堆积电荷所形成的两部分电场的矢量和，稳定后不同于静电平衡(内部场强处处为零)，而是场强大小恒定，方向与导线切线一致，是一种动态的平衡，故A 、B 、C 错，D 对．公式I ＝qt的理解与应用2．电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A ，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为( ) A ．1 500个 B ．9.375×1019个 C ．9.375×1021个 D ．9.375×1020个答案 C解析 q ＝It ，n ＝q e ＝It e＝9.375×1021个． 电流的微观意义图2143．如图214所示，一根横截面积为S 的均匀长直橡胶棒上带有均匀的负电荷，每单位长度上电荷量为q ，当此棒沿轴线方向做速度为v 的匀速直线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为( ) A ．qv B.q vC ．qvSD ．qv /S答案 A解析 1 s 内棒通过的长度l ＝vt ，总电荷量Q ＝ql ＝qvt . 由I ＝Q t ＝qvtt＝qv ，故选项A 正确．(时间：60分钟)题组一 对电源、电流的理解1．关于电流，下列叙述正确的是( ) A ．只要将导体置于电场中，导体内就有持续电流 B ．电源的作用可以使电路中有持续电流C ．导体内没有电流时，就说明导体内部的电荷没有移动D ．恒定电流是由恒定电场产生的 答案 BD2．在由电源、导线等电路元件所组成的电路中，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 ．导线处于静电平衡状态D ．导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低 答案 BD解析 在电源和导线中感应电荷的共同作用下，垂直导线方向的电场相互抵消，在导体中形成了沿导线方向的电场，即导线中的电场强度方向跟导线方向平行，B 正确、A 错误；导体内有电场，说明导体不是静电平衡状态，C 错误；沿电场方向电势逐渐降低，电场方向就是正电荷的受力方向，也就是电流的方向，即导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低，D 正确． 3．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，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端B ．电源内部，电流的方向是从高电势一端流向低电势一端C ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相同D ．电子运动形成的等效电流方向与电子运动方向相反 答案 AD解析 在电源的外部电路中，电流从正极流向负极，在电源内部，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，D 正确． 题组二 公式I ＝qt的理解与应用 4．关于电流的说法中正确的是( ) A ．根据I ＝q /t ，可知I 与q 成正比B ．如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流C ．电流有方向，电流是矢量D ．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位 答案 D解析 依据电流的定义式可知，电流与q 、t 皆无关，显然选项A 错误．虽然电流是标量，但是却有方向，因此在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量虽然相等，但如果方向变化，电流也不是恒定电流，所以，选项B 错误．电流是标量，故选项C 错误． 5．关于电流的下列说法中，正确的是( )A ．电路中的电流越大，表示通过导体横截面的电荷量越多B ．在相同时间内，通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流就越大C ．通电时间越长，电流越大D ．导体中通过一定的电荷量所用时间越短，电流越大 答案 BD图2156．如图215所示，电解池内有一价的电解液，t s 内通过溶液内截面S 的正离子数是n 1，负离子数是n 2，设元电荷为e ，则以下解释中正确的是( )A ．正离子定向移动形成电流方向从A →B ，负离子定向移动形成电流方向B →A B ．溶液内正负离子向相反方向移动，电流抵消C ．溶液内电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1etD ．溶液中电流方向从A 到B ，电流I ＝n 1＋n 2et答案 D解析 正电荷的定向移动方向就是电流方向，负电荷定向移动的反方向也是电流方向，有正负电荷反向经过同一截面时，I ＝q t 公式中q 应该是正、负电荷量绝对值之和．故I ＝n 1e ＋n 2et，电流方向由A 指向B ，故选项D 正确．图2167．如图216所示，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 ．I A ＝I B B ．I A ＝2I B C ．I B ＝2I A D ．不能确定 答案 A解析 这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导线的组成材料不同等等．但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I ＝q t可知电流相等．图2178．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 答案 AB解析 截取圆环的任一截面S ，如题图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T 内，通过这个截面的电荷量为Q ， 则有I ＝q t ＝Q T又T ＝2πω，所以I ＝Q ω2π，由上式可知，选项A 、B 正确．题组三 电流的微观意义9．导体中电流I 的表达式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 ．导体传导的速率 C ．电子热运动的速率 D ．自由电荷定向移动的速率 答案 D解析 从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、每个自由电荷的电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关，公式I ＝nqSv 中的v 就是自由电荷定向移动的速率．故选D.10．有甲 、乙两导体，甲的横截面积是乙的2倍，而单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，以下说法正确的是( ) A ．甲、乙两导体的电流相同 B ．乙导体的电流是甲导体的2倍C ．乙导体中自由电荷定向移动的速率是甲导体的2倍D ．甲、乙两导体中自由电荷定向移动的速率大小相等 答案 B解析 由于单位时间内通过乙导体横截面的电荷量是甲的2倍，因此通过乙导体的电流是甲的2倍，故A 错，B 对．由于I ＝nqSv ，所以v ＝InqS，由于不知道甲、乙两导体的性质(n ·q 不知道)，所以无法判断v ，故C 、D 错．11．已知电子的电荷量为e ，质量为m .氢原子的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？答案 e 22πr 2mkmr 解析 根据电流大小的定义式去求解，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 ＝Q T ＝e T ，再由库仑力提供向心力有：k e 2r 2＝m4π2T 2r .得T ＝2πremr k .解得I ＝e 22πr 2mkmr .。

人教版选修（3－1）《电源和电流》教案3-1第二章恒定电流§2.1电源和电流一、教学目标1.知识与技能（1）了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。

（2）理解电流的定义，知道电流的单位、方向的规定；理解恒定电流。

（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。

2.过程与方法（1）运用类比方法，利用抽水机类比电源，帮助学生理解电源的作用。

（2）初步体会动态平衡的思想。

（3）学习利用数学推导的探究方法，经历金属内自由电子定向移动速率的推导过程，帮助学生从微观角度理解电流。

3．情感态度与价值观根据学生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。

二、重点与难点1.重点（1）理解电源的作用；电流的形成过程。

（2）恒定电场的概念；恒定电流的概念。

（3）电流的定义、方向；电流的微观表达式。

2.难点（1）利用动态平衡来理解恒定电场的概念（2）电流的微观表达式三、教学方法和教学辅助工具1.教学方法本节内容重在理论分析和推导，内容较抽象；并且是电场知识在电路中的运用，所以本节的教学方法采用理论分析、类比、数学建模、推导等方法。

本节内容不适合采用实验探究方法，故教学过程中没有演示实验和学生分组实验。

2.辅助工具多媒体课件，导学学案四、教学流程图五、教学过程1．引入：观察图片：闪电和手电筒发光。

问题：产生持续电流的条件是什么？学生：因为有电源！问题1：电源怎么产生持续电流？2.分析金属导体中电流的产生过程导体中电子的热运动不能产生电流。

形成电流的条件是：导体两端有电势差（电压）3.电源的作用短暂的电势差（电压）只会产生瞬时电流。

用抽水机类比电源：电源在其内部源源不断地把自由电子从正极搬到负极；保持导体两端的电势差，使电路中保持持续的电流。

问题2：导线有电流时的电场是什么样的？4.恒定电场导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。

相似论、同化论指导下的教学设计《电源与电流》按语：人类个体的学习是在相似的基础上不断建构新知识的过程。

教学中应当充分了解和挖掘那些存在于学生头脑中与将学的新知识相似度高的原有知识与经验，作为新知识学习的同化固定点。

本节课中具体应用如下：1．以水泵为电泵（电源）的同化固定点，理解电源在电路中的作用；2．以静电场的性质和规律为恒定电场的同化固定点，演绎恒定电场的形成过程；3．以车流量大小为电流大小的同化固定点，建立电流科学概念；4．以熟悉的生活场景为抽象知识的同化固定点，达成对“三个速率”的理解。

本节课采取的教学策略和方法有，合理想象、适时引问、抽象建模、类比方法等。

其中引问是问题导引的一种很有特色的形式。

引问即引发质疑，发现问题，促进思考。

在新课学习中，有时学生并不能及时感知问题的存在，本节课中教师在了解学习内容的基础上，协助学生进行知识检索，激活已有的知识，使学生感知到问题的存在，同时引发对新问题的思考。

本节课中探究恒定电场的形成、恒定电流的形成及自由电子定向移动速率大小等问题的过程中，教师适时引问，帮助学生发现问题、解决问题。

一、核心素养通过《电源和电流》的类比法学习过程，使学生感受相似现象和规律，体悟物理世界的和谐美。

并能够欣赏逻辑思维的理性之美，培养对物理学的深层兴趣。

二、教学目标1．了解电源使电路形成电流的机制和恒定电场的建立。

2．知道电流方向的规定。

3．掌握电流的定义式，并会用来解决导线中的电流问题以及计算运动电荷所产生的等效电流。

4．能区分导体中自由电子的定向移动速率和建立电场的速率。

5．尝试利用水泵和电泵的相似性，通过类比的方法理解电源的作用。

6．尝试利用静电场和恒定电场的相似性，通过类比的方法了解恒定电场的建立过程。

7．尝试利用车流和电流的相似性，经历电流概念的建立过程。

8．经历建立柱体模型的过程，理解电流的微观表达式。

三、教学重、难点重点：1．电流概念的建立。

2．电流的定义式3．电流的微观表达。

第二章恒定电流全章教学内容分析本章介绍电路的基本概念和规律，在物理学发展史上，从静电到电流(动电)有一个辩证的发展过程，从内容上来说，本章和上一章有着必然的内在联系。

首先，电路中的电压概念就是静电学中的电势差，导体中的电场也是在静电场基础上引入的电流场(动态的恒定电场)，而自由电荷在导体中的定向移动，则简化为带电粒子在电场力作用下的定向移动。

其次，无论电场还是电路，都共同遵守能量守恒这一物理学的基本规律。

从电源、电动势、部分电路的电功和电热，到闭合电路欧姆定律、电源的总功率、输出功率和内电路消耗的功率，都是能量守恒的具体体现。

本章是电学实验的核心，教材提供了大量的探究性学习素材，为学生的自主学习和理解科学探究的基本方法创造了条件。

本章设计了四个学生分组实验，即“测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)”“描绘小电珠的伏安特性曲线”“测定电源的电动势和内阻”和“练习使用多用电表”，除此以外，还设计了若干演示实验及课内外做一做、设计与探究、调查与分析等内容，供课堂内外灵活使用。

课标要求1．内容标准(1)观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。

(2)初步了解多用电表的原理。

通过实际操作学会使用多用电表。

例1：以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。

例2：以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。

(3)通过实验探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。

(4)知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。

(5)测量电源的电动势和内阻。

(6)知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活和生产中的应用。

例3：观察常见电热器的结构，知道其使用要点。

(7)通过实验观察门电路的基本作用。

初步了解逻辑电路的基本原理及其在自动控制中的应用。

(8)初步了解集成电路的作用。

关注我国集成电路等元器件研究的发展情况。

2．活动建议(1)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的IU特性曲线，对比它们导电性能的特点。

§2.1电源和电流
【三维目标】
（一）知识与技能
1．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．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
培养学生综合运用所学知识，联系前后分析电流和电源的基本知识。

（三）情感态度与价值观
1．渗透物理学方法的教育：运用模型法分析电流及电源。

2．培养学生综合分析问题的能力，体会物理知识的实际应用。

【教学重点和难点】
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。

【教学方法】
模型法、探究法
【教学过程】
小结
1、电源就是能把自由电子从正极搬到负极的装置。

2、由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。

3、大小方向都不随时间变化的电流称为恒定
电流。

4、电荷的定向移动形成电流。

选修3-1第二章第一节《电源和电流》教学设计一教材分析学生在学习了第一单元的静电场，对电场力做功，电势能的变化已经有了已经有了较深刻的认识，此刻不失时机的引导学生认识恒定电场，是符合学生心里特点。

教材首先利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况，然后引导学生分析恒定电场形成的过程，并引出了电源和恒定电流的定义，和物理意义。

教师引导学生分析思考，这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。

二教学目标1、知识与技能：①了解电源的形成过程。

②掌握恒定电场和恒定电流的形成过程2、过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。

3、情感与价值观：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，勇于探究与日常生活有关的物理问题。

三、教学重点、难点1 、理解电源的形成过程及电流的产生。

2、会灵活运用公式计算电流的大小。

四学情分析恒定电流是研究电场的又一跨越，学生具备静电场的基础知识是学习恒定电场的基础和保证，学生参与了静电场的学习中，对电场研究有了重要性的一定认识，既充满期待，但是静电场的电势能，电场力做功，让学生觉得知识有些凌乱，因此，课堂教学中，可以采用教师引导学生分析，学生主动思考，师生共同总结（最好是教师先听学生的总结，再加以点评，这样既能发散学生的思维，调动学生的积极性，活跃课堂气氛，又能减少学生学习物理的恐惧感。

五、教学方法探究、讲授、讨论、练习六、课前准备投影片，多媒体辅助教学设备七课时：一课时分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围化？电源发挥了存在电场。

如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、怎样的作用?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？（投影）教材图2.1 —2,（如图所示）LflM-2电薄提出问题：如果在AB之间接上一个装置P,它能把经过R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。

第二章恒定电流全章教学设计全章教学内容分析本章是电学实验的核心，教材提供了大量的探究性学习素材，为学生的自主学习和理解科学探究的根本方法创造了条件。

本章设计了四个学生分组实验，即“测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)〞“描绘小电珠的伏安特性曲线〞“测定电源的电动势和内阻〞和“练习使用多用电表〞，除此以外，还设计了假设干演示实验及课内外做一做、设计与探究、调查与分析等内容，供课堂内外灵活使用。

课标要求1．内容标准(1)观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。

(2)初步了解多用电表的原理。

通过实际操作学会使用多用电表。

例1：以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。

例2：以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。

(3)通过实验探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。

(4)知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。

(5)测量电源的电动势和内阻。

(6)知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活和生产中的应用。

例3：观察常见电热器的结构，知道其使用要点。

(7)通过实验观察门电路的根本作用。

初步了解逻辑电路的根本原理及其在自动控制中的应用。

(8)初步了解集成电路的作用。

关注我国集成电路等元器件研究的开展情况。

2．活动建议(1)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的IU特性曲线，比照它们导电性能的特点。

(2)用光敏二极管和微型话筒制作楼道灯的光控－声控开关。

(4)制作简单的门电路。

(5)利用集成块制作简单的实用装置。

知识版块及知识结构电路根本概念(电流、电压、电阻、电源)→电路根本结构(闭合电路与串、并联电路)→电路根本规律(局部电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律、电阻定律)→电路根本能量关系(电功与电热、焦耳定律、串、并联电路的功率分配、电源的总功率与输出功率)→电路的根本应用(电学实验)。

知识结构图教学目标1．知识与技能(1)初步了解常见电路元件在电路中的作用。

第2章第1节电源和电流【知识与技能】1、了解电源的形成过程。

2、掌握恒定电场和恒定电流的形成过程【过程与方法】1、在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。

【情感态度与价值观】1、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，勇于探究与日常生活有关的物理问题。

【教学过程】★重难点一、对电流的理解★一、电源1．电源的定义电源是不断把负电荷从正极搬运到负极从而维持正负极之间存在一定电势差的装置。

2．电源的作用(1)从电荷移动角度看电源的作用就是移送电荷，维持电源正、负极间有一定的电势差，从而保持电路中有持续电流．电源在内部能把电子从正极A搬运到负极B，如图所示(2)从能量转化的角度看搬运电荷的过程就是克服静电力做功的过程，是将其他形式的能转化为电能的过程．【特别提醒】有电源不一定得到持续的电流，要得到持续的电流需要同时满足两个条件：(1)电路中有电源．(2)电路还必须是闭合的，即必须用导体将电源连接起来．所以只有电源，电路不闭合也不会有持续电流．二、恒定电场1．形成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合电场．2．特点导线内的电场线和导线平行；电荷的分布是稳定的；导线内的电场是沿导线切线方向的稳定电场．三、对电流的理解1．电流的形成条件(1)产生电流的条件：导体两端有电压。

(2)形成持续电流的条件：导体两端有持续电压。

2．电流的方向规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，金属导体中自由移动的电荷是自由电子，故电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。

3．电流的大小(1)I＝qt是电流的定义式，I＝nqSv是电流的决定式，故电流的大小与通过导体横截面的电荷量以及通电时间无关。

(2)q＝It是求电荷量的重要公式，而公式I＝qt求出的是电流在时间t内的平均值，对于恒定电流其瞬时值与平均值相等。

(3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，应用I＝qt时，q为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。

选修 3-1第二章第一节《电源和电流》教课方案一教材剖析学生在学习了第一单元的静电场，对电场力做功，电势能的变化已经有了已经有了较深刻的认识，现在不失机机的指引学生认识恒定电场，是切合学生内心特色。

教材第一利用学生已经学过的等势体上电荷的散布和转移状况，而后指引学生剖析恒定电场形成的过程，并引出了电源和恒定电流的定义，和物理意义。

教师指引学生剖析思虑，这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。

二教课目的1、知识与技术：①认识电源的形成过程。

②掌握恒定电场和恒定电流的形成过程2、过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵巧运用公式计算电流的大小。

3、感情与价值观：经过本节对电源、电流的学习，培育将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于研究与平时生活相关的物理问题。

三、教课要点、难点1、理解电源的形成过程及电流的产生。

2、会灵巧运用公式计算电流的大小。

四学情剖析恒定电流是研究电场的又一超越，学生具备静电场的基础知识是学习恒定电场的基础和保证，学生参加了静电场的学习中，对电场研究有了重要性的必定认识，既充满期望，可是静电场的电势能，电场力做功，让学生感觉悉识有些纷乱，所以，讲堂教课中，能够采用教师指引学生剖析，学生主动思虑，师生共同总结（最好是教师先听学生的总结，再加以评论，这样既能发散学生的思想，调换学生的踊跃性，活跃讲堂氛围，又能减少学生学习物理的惧怕感。

五、教课方法研究、讲解、议论、练习六、课前准备投电影，多媒体协助教课设施七课时：一课时八、教课过程教师活动（一）预习检查、总结迷惑人类经过对静电场的研究不单获取了很多对于电现象的知识，并且形成了若干重要的电学观点和研究方法，成为电学理论的重要基础。

可是，不论在自然界仍是生产和生活领域，更宽泛存在着的是电荷流动所惹起的效应。

那么，电荷为何会流动？电荷流动听从什么规律，产生哪些效应？这些效应付人类的生产、生活方式和社会进步又起着如何的作用呢？过渡：这节课就来学习相关电流的知识。