2022年高中物理 2-1 導體中的電場和電流教案 新人教版選修3-1

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1、2022年高中物理 2-1 導體中的電場和電流教案 新人教版選修3-1 一、教學目標 （一）知識與技能 1．讓學生明確電源在直流電路中的作用，理解導線中的恒定電場的建立 2．知道恒定電流的概念和描述電流強弱程度的物理量---電流 3．從微觀意義上看電流的強弱與自由電子平均速率的關系。 （二）過程與方法 通過類比和分析使學生對電源的的概念、導線中的電場和恒定電流等方面的理解。 （三）情感態(tài)度與價值觀 通過對電源、電流的學習培養(yǎng)學生將物理知識應用于生活的生產實踐的意識，勇于探究與日常生活有關的物理學問題。 三、重點與難點： 重點：理解電源的形成過程及電流的產生。 難

2、點：電源作用的道理，區(qū)分電子定向移動的速率和在導線中建立電場的速率這兩個不同的概念。 四、教學過程 （一）先對本章的知識體系及意圖作簡要的概述 （二）新課講述----第一節(jié)、導體中的電場和電流 1．電源： 先分析課本圖2。1-1 說明該裝置只能產生瞬間電流（從電勢差入手） 【問題】如何使電路中有持續(xù)電流？（讓學生回答—電源） 類比：（把電源的作用與抽水機進行類比）如圖2—1，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之間用一細管連起來，則水在重力的作用下定向運動，從水池A運動到水池B。A、B之間的高度差很快消失，在這種情況下，水管中只可能有一個瞬時水流。 教師提問：怎攔才能

3、使水管中有源源不斷的電流呢? 讓學生回答：可在A、B之間連接一臺抽水機，將水池B 中的水抽到水池A中，這樣可保持A、B之間的高度差，從而使水管中有源源不斷的水流。 歸納： 電源就是把自由電子從正極搬遷到負極的裝置。（從能量的角度看，電源是一種能夠不斷地把其他形式的能量轉變?yōu)殡娔艿难b置） 2．導線中的電場： 結合課本圖2。1-4分析導線中的電場的分布情況。 導線中的電場是兩部分電荷分布共同作用產生的結果，其一是電源正、負極產生的電場，可將該電場分解為兩個方向：沿導線方向的分量使自由電子沿導線作定向移動，形成電流；垂直于導線方向的分量使自由電子向導線某一側聚集，從而使導線的兩側出現正、

4、負凈電荷分布。其二是這些電荷分布產生附加電場，該電場將削弱電源兩極產生的垂直導線方向的電場，直到使導線中該方向合場強為零，而達到動態(tài)平衡狀態(tài)。此時導線內的電場線保持與導線平行，自由電子只存在定向移動。因為電荷的分布是穩(wěn)定的，故稱恒定電場。 通過“思考與討論”讓學生區(qū)分靜電平衡和動態(tài)平衡。 恒定電場：由穩(wěn)定分布的電荷所產生的穩(wěn)定電場稱恒定電場。 3．電流（標量） （1）概念：電荷的定向移動形成電流。 （2）電流的方向：規(guī)定為正電荷定向移動的方向。 （3）定義：通過導體橫截面的電量跟通過這些電量所用的時間的比值。定義式： 電流的微觀表示： 取一段粗細均勻的導體，兩端加一定的電壓，設

5、導體中的自由電子沿導體定向移動的速率為v。設想在導體中取兩個橫截面B和C，橫截面積為S，導體中每單位體積中的自由電荷數為n，每個自由電荷帶的電量為q，則t時間內通過橫截面C的電量Q是多少？電流I為多少？---引導學生推導 老師歸納：Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 這就是電流的微觀表示式。 （4）單位：安培（A），1 A =103mA = 106μA （5）電流的種類 ① 直流電：方向不隨時間而改變的電流。直流電分為恒定電流和脈動直流電兩類：其中大小和方向都不隨時間而改變的電流叫恒定電流；方向不隨時間改變而大小隨時間改變的電流叫脈動直流電。 ② 交流電：方向和

6、大小都隨時間做周期變化的電流。 【問題】如何用圖象表示直流電和交流電？ 分析課本例題（詳見課本，這里略） 通過例題分析讓學生把電流與導線內自由電子的定向移動的速率聯系起來，同時說明定向移動的速率和在導線中建立電場的速率是兩個不同的概念。 （三）小結：對本節(jié)內容做簡要小結 （四）鞏固新課：1、復習課本內容 2、完成P43問題與練習：作業(yè)1、2 3、作業(yè)紙 教后記： 1、 本節(jié)內容是新增加的，教師和學生都有一個熟悉的過程，要通過類比和分析使學生對電源的的概念、導線中的電場和恒定電流等方面的知識有個初步的理解。 2、 學生對于電流的微觀解釋，特別是電流的傳導速度和電子定向移動的速度的關系認識上有一定的難度。 3、 下節(jié)課要用一兩條例題強化學生對I=Q/t=nvqS的理解和運用。