人教版高中物理选修2-1第一章第2节电源教案

第二节《电源》教学设计 一、教材分析 学生在学习了第一节的电场。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 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一电流 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。 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、学情分折 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 比，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，这样既能激发学生的思维，调动学生的 积极性，活跃课果堂气氛，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，水果电池实验器材 七课时：一课时 八、教字过程 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 倾听 倾听，思考 点名本节课 的主题，激 发学生学 习物理的兴 趣， 让学生联系 实际，想想 电流在生产 中的应用， 并勾起学生 对前面静电 场知识的回 忆。 (二)情景引入，展示目标 为什么雷吗电闪时，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，而手电简中的小 灯泡却能持续发光? 过渡：要回答这个问题，就要从电源的知识学起，让 我们先回忆一下初中就学过的电流吧。 （三）合作总结，精讲点拨 1、电流(标量) (1)概念：电荷的定向移动形成电流。 (2)电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向 (3)定义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。定义式 I=q/t (4)单位：安培(A),1A=1000mA=1000000uA (5)电流的种类 ①直流电：方向不随时间而改变的电流。直流电分为 恒定电流和脉动直流电两类：其中大小和方向都不随 时间而改变的电流叫恒定电流方向不随时间改变而 大小随时间改变的电流叫脉动直流电 ②交流电：方向和大小翻随时间做周期变化的电流 提问：怎样才能产生持续的电流呢？ 2、电源 （1）电源的工作原理 投影图 阅读书第 7 页 第 一 部 分：电流 小组讨论总 结相关内容 学生到黑板 总结小组归 纳内容 其它组进行 补充总结 在教师的引 通过现象对 比，激发学 生 的 求 知 欲。 调动学生的 学 习 积 极 性。 锻炼学生归 纳 总 结 能 力，提高小 组 学 习 效 率。 分别带正、负电荷的 AB 两个导体球，它们的周围存 在电场。如果用一条导线 R 将它们连接起来，分析 A、 B 周围的电场会发生什么变化?最后 AB 两个导体球会 达到什么状态?R 中出现了怎样的电流? 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。】 板书：电源的定义 导下，分析 A、B 周围的 电场、A、B 之间的电势 差的变化情 况。认识 到，最终 A、 B 两个导体 球会达到 静电平衡状 态。理解导 线 R 中的电 流只能是瞬 时的。 思考：电源 P 在把 电子从 A 搬 运到 B 的过 程中，电子 的电势能如 何变化?电 源发挥了 怎样的作 用? 引导学生讨 论、解释可 能会产生的 现象。培养、 锻炼学生的 思维能力。 通过学生回 答，发表见 解，培养学 生语言表达 能力。 （2）描述电源的参量 【过渡】生活中有各种各样的电池它们有什么不同 呢？我们用什么物理量来描述呢？ 例举生活中的电源引导学生理解电动势概念的提出。 电动势 （演示水果电池实验，探究影响电动势因素） 不同的电源把其他形式的能量转化为电能的本领 是不同的，物理学中我们用电动势来表示电源的这种 本领。 1 电动势越大说明这个电源将其它形式 能转化为 电能的本领也越大。 ②单位：伏特（V)， 电动势与电压意义不同，它是 专门表征电源特性的物理量，与电路无关。 内阻：电源内部的导体都有电阻，这部分电阻叫做电 源的内阻。 电源的内阻在使用过程中变化较大，一般不在外壳上 标出。 容量：电池的容量越大，产生的电能越多，使用的时 间越长。单位 A.h mA.h （3）电池发展历史 伏打电池：1800 年伏打制成了世界上第一个电池。(不 到 0.5V) 干电池：碳锌电池(1.5V)、积层电池、碱性电池(容 量大) 锌汞电池（纽扣电池)：体积小电压稳定耐高温，含 汞污染环境。 铅蓄电池：可反复使用，约 2V,内阻小。 镍镉电池和镍氢电池：约 1.2V，镉污染严重正逐步停 止使用，镍氢电池没有记忆性容量更大。 锂电池：容量最大，是电池史上的飞跃 让学生根据 生活经验提 出自己的想 法，讨论与 电源相关的 可能物理量 观看水果电 池的演示实 验，猜测、 理解影响电 动 势 的 因 素。 阅 读 书 第 10 页 电 池 通过实验激 发学生学习 兴趣，培养 探索精神。 太阳能电池：环保科技，还在发展。 （四）反思总结、当堂检测 让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总 结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板 上的小结内容教师要放开，让学生自己总结所学内 容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识 框 架 。 典例讲练 如果导线中的电流为 1 mA，那么 1 s 内通过导体横截 面的自由电子数是多少？若“220 V 60 W”的白炽 灯正常发光时的电流为 273 mA，则 20 s 内通过灯丝 的横截面的电子数目是多少个？ 【思路点拨】 根据公式 q＝It 计算，注意单位的统 一，记住每个电子所带电荷量 e＝1.6×10－19 C. 【精讲精析】 q＝It＝1×10－3×1 C＝1×10－3 C， 设电子的数目为 n ，则：n＝q e ＝ 1×10－3 1.6×10－19 ＝6.25×1015 个． 当“220 V 60 W”的白炽灯正常发光时， I＝273 mA. 历史，总结 电池的发展 过程 认真总结概 括 本 节 内 容，并把自 己这节课的 体 会 写 下 来、比较黑 板上的小结 和自己的 小结，看谁 的更好，好 在 什 么 地 方。 感受科技的 发展历程， 培养爱国爱 科 学 的 精 神。 教引导学 生分析题 意，构建物 理模型，培 养学生分析 问题解决问 题的能力。 q＝It＝273×10－3×20 C＝5.46 C. 设电子的数目为 N，则 N＝q e ＝ 5.46 1.6×10－19≈3.4×1019 个． 【答案】 6.25×1015 个 3.4×1019 个 【借题发挥】 (1)金属导体中导电的是自由电子， 自由电子所带电荷量 e＝1.6×10－19 C. (2)当自由电子定向移动通过导体横截面时，若通过 的自由电子个数为 n，则 q＝It＝ne. 变式训练 1 一硫酸铜电解槽的横截面积为 2 m2，在 0.04 s 内若相向通过同一横截面的铜离子和硫酸根 离子分别为 5.625 ×1018 个和 4.735×1018 个，则 电解槽中的电流是多大？方向如何？ 解析：电解槽中的电流是铜离子和硫酸根离子分别向 相反的方向运动形成的．所以电流的方向与铜离子定 向移动的方向相同． 铜离子和硫酸根离子都是二价离子，每个离子的电荷 量为 q1＝q2＝2×1.6×10－19 C. 所以 I＝q t＝n1q1＋n2q2 t ＝ 5.625×1018＋4.735×1018× 2×1.6×10－19 0.04 A ≈83 A．方向与铜离子定向移动的方向相同． 学生自己分 析 小 组 讨 论，上黑板 演示答题过 程。 培养学生独 立思考问题 能力，养成 小组合作观 念，规范答 题过程。 九、板书设计 1.2 电源 一、电流 二、电源 三、电池历史 定义 电动势 伏打电池 定义式 内阻 干电池 方向 容量 等…… 十【教学反思】 通过连接电路的操作性练习来认识电流与电路的关系，电源和用电器在电路中所 起的作用。本着学生是学习的主体为指导原则，在学习的过程中采用实验法、观 察法、分析归纳法、练习法等，培养学生的兴趣、观察能力、分析归纳能力、电 学实验习惯，提高认识电路、连接电路、画电路图的能力。 单位