导体中的电场和电流

1 / 7 导体中的电场和电流 高中物理课堂教学教案 导体中的电场和电流 年月日 课题 2 / 7 导体中的电场和电流 课型 新授课（课时） 教学目标 （一）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。（二）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。（三）情感、态度与价值观 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。 教学重点、难点 理解电源的形成过程及电流的产生。会灵活运用公式计算电流的大小。 教学方法 探究、讲授、讨论、练习 教学手段 投影片，多媒体辅助教学设备 教学活动（一）引入新课 教师：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3 / 7 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。（板书课题：导体中的电场和电流）（二）进行新课教师活动：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？通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。过渡：要回答这个问题，就 要从电源的知识学起。 1电源 教师：（投影）教材图 1，（如图所示） 分别带正、负电荷的 A、 B 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、 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？学生活动：在教师的引导下，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。教师：（投影）教材图 2，（如图所示） 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？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。师生互4 / 7 动，建立起电源的概念。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？过渡：在有电源的电路中，导线内部的电场强度有何特点呢？ 2、导线中的电场 教师：（投影）教材图 3，（如图所示） 介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及 电场线放大后进行研究，如图 4 所示。教师引导学生讨论导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态。要把思维的过程展现给学生。说明：教师要引导学生运用微元法和矢量叠加的方法，探究导线中电场的变化情况，分析出最终导线两侧积累的电荷将达到平衡状态，垂直于导线方向上电场的分量将减为零，导线内的电场线保持和导线平行。这里一定要强调，这是电源电场和导线两侧的电荷得电场共同叠加的结果。通过师生分析，建立起恒定电场的概念。引导学生理解电荷的“ 稳定分布 ” 是一个动态平衡的过程，不是静止不变的。思考：在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中还是否适用呢？过渡：在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从而形成电流，恒定电场中的电流有何特点，又如何描述呢？ 3、恒定电流 教师：恒定电场中的电流是恒定不变的，称为恒定电流（为什么？）。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5 / 7 量所用的时间 t 的比值称为电流。用 I 表示电流。电流的定义式是什么？学生： I=教师：回忆一下初中学 过的知识，电流的单位有哪些？它们之间的关系是什么？学生：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（ A ）。它们之间的关系是：1mA=10-3A； 1A=10 -6A教师： 1A的物理意义是什么？学生：如果在 1s 内通过导体横截面的电荷量是 1c，导体中的电流就是 1A。即 1A=1c/s投影教材 42 页例题，教师引导学生分析题意，构建物理模型，培养学生分析问题解决问题的能力。 师生互动：讨论，如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是 否相符？怎样解释？点评：通过对结论的讨论，深化对物理概念和规律的理解。（三）课堂总结、点评 教师活动：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。学生活动：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。点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。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。（四）实例探究 关于电流的方向 6 / 7 【例 1】关于电流的方向，下列叙述中正确的是 _A金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向 B在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定c不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向 D电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同解析：正确选项为 c 电流是有方向的，电流的方向是人为规定的。物理上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一定与电流的方向相反。 关于电流的计算 【例 2】某电解质溶液，如果在 1s 内共有 1 018 个二价正离子和 1019 个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流强度是多大？解析：设在 t=1s 内，通过某横截面的二价正离子数为 n1，一价离子数为 n2，元电荷的电荷量为 e，则 t 时间内通过该横截面的电荷量为 q=（ 2n1+n2）e 电流强度为 I=10 -19A=【例 3】氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为 R 的圆轨道上做匀速圆周运动。已知电子的电荷量为 e，运动速率为 v，求电子绕核运动的等效电