-2025学年高二教案物理（人教版2019）必修3第十一章111电源和电流教学设计

11.1《电源和电流》教学设计一、设计思想学习是在相似的基础上不断建构新知识的过程，在教学中应充分挖掘与将学的新知识相似度高的原有知识与经验，。由于电流看不到摸不着，电流的产生过程也比较抽象，类比作为科学研究重要方法，在本节课中被大量的应用。受通过研究可见的力的作用效果来研究抽象的力的启发，本节一开始就引导学生通过研究电流引发的可见效应来研究微观的电流，所以本节教学设计突出的特点就是注重科学方法的渗透。本章从电流开始延伸到电阻、电功、电功率、电热、电动势等概念及电路结构、电路规律，所以正确理解电流概念是进一步学习电路知识的基础，本节的主要内容是电流的产生和描述。本案例从对“电火花”的研究出发，先探究瞬时电流产生的条件，再分析导体内持续电流是怎么产生的，然后分析恒定电流是怎么形成的，进而说明怎样定量描述电流的强弱以及影响电流的微观因素，内容安排从现象到本质，从定性到定量，层层递进。本节的难点是恒定电流的产生及定义式中q的理解。本案例通过巧用类比，细化过程，从恒定电势差到恒定电场最后从理论和实验两个角度说明恒定电流的特点。有效的突破了难点。另外，当导体内同时有正、负离子做定向移动时，怎么计算q也是学生容易困惑的地方。二、学习目标一、物理观念1、理解电流和电源的概念；2、了解导体中的恒定电场和恒定电流；二、科学思维1、通过对比静电平衡条件，引导学生思考电路中的电场特点和电荷运动情况，培养学生的逻辑推理能力；2、能从微观视角和宏观表现分析电流的形成,对统计方法有初步了解;能对他人观点提出有依据的质疑。三、科学探究1、通过实例对比，通过类比的方法理解电源的作用，引导学生思考持续电流形成的原因，培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力；2、通过实验探究培养学生应用物理规律分析问题、解决问题的能力；四、科学态度与责任1、了解电源的作用，通过对常见电源的认识，体会电能的使用对人类生活和社会发展的影响。2、感受相似现象和规律，体悟物理世界的和谐美。三、课前准备课件，数字化实验仪器，自制教具,电路板，水果（盐水）电池材料、小电风扇、灯泡等四、重点难点重点：1．电流概念的建立和电流定义式。2．电流的微观表达。难点：1．恒定电流的产生及定义式中q的理解2．电流的微观表达。五、教学过程【教学活动过程设计】教学环节教学任务教师活动预测学生活动设计意图引发学生的思考，学生对将要学习的环节1单元引入内容有大致的了利用魔术“隔解。空取电”和学创设从生活实际出发，使学生认识到电生初中阶段形与人类生活密切相关，从而引出本成的认识“有情景单元的主题：电路及其应用。电源和闭合回路才有电流”引入的冲突,激发学生认真观察，积学生学习本课新课极思考,激发起学的兴趣,同时习本课的兴趣。培养学生的观新课引入察能力。通过魔术表演，激发学生学习兴趣，利用“不接电源，却有电流”的知识冲突，引出本节课题：电源和电流。[演示实验1]播放闪电视频后利用静电起电机制造“人工闪电”从人类对学生观察演示实验人类对电的研“电火花”并思考，积极回答究历程中对研究历程问题。“电火花”的出发，通过通过问题链，引发对电流产生所问题1：金属球分研究是关键一环节2演示实验需条件的探索。别积累正、负电荷,步。和问题链，问题1：用静电场知识说明电火花是电荷量较多后，就通过演示静电流产引出对电怎么形成的？会使两球之间产生引发学生思考。流产生条（继续摇动起电机）强电场使空气分子教师引导、交生条件件的探究。问题2：如果在两球之间接导线，导电离。产生瞬间电流、讨论，启线中会不会有电流？流。迪学生思维，问题3：你们怎么知道有电流？能看问题2：会有电流发展学生科学到电流吗？问题3：学生思考，方法的核心素问题4：初中都怎么研究电流的？看不见养，培养学生想个方法来判断导线中有无电流产问题4：电流表和的怀疑精神。生？用电器最终引导学生得出研究看不见的形成研究电流的方电流，需要观察看得见的效应的科法。学方法，激发学生亲自实验的热情。体验“制造”电流的快乐，通过学生[学生分组实验1]引发电流产生分组实验器材：导线、电池、电容器、小用条件的思考。“制造”瞬电器（风扇、音乐盒、电子表、灯泡）充分发挥学生时电流，利等的自主性，让用静电场利用电容器放电“制造”电流学生认真实验，在学生直观感受知识，通过问题链教师引导下思考并物理规律总结问题链引问题1：观察到什么现象？积极回答问题。的一般方法。发思考讨问题2：实验现象说明了什么？以静电场知识论，总结出问题3：用静电场知识解释电流为什为基础，探寻电流产生么是瞬时的？（结合PPT）电流产生最基的条件。学生讨论总结：电流产生的条件。本的原理，拓宽学生思维广度。环节3持续电流产生的条件电源

学生观察实验，积极思考教师提出的利用带电问题。通过学生解答金属球“点通过讨论交流，反馈，掌握学亮”日光灯问题1：情，利用问题的演示实[演示实验2]学生容易想到获得引出对看不见验，引出持学生配合演示带电金属球点亮工作持续的电流需要有的电流的第二续电流产电压是220伏日光灯管。持续的电势差。种研究方法生条件的此实验起到承上启下的作用：既是问题2：类比。探究，得出对前面所总结电流产生条件的验怎么能有持续的电课题另一证，又引出了对持续电流的探究。势差对学生来说就关键词电设疑：比较难了，因为这源。问题1：怎么才能获得持续的电流？部分内容比较抽问题2：怎样才能有持续的电势差？象。[演示实验3]利用水流类比看不见的电流。引导学生观察并思考，在电学发展史学生思考怎么才能获得持续的水得出持续水流产生上，人们对电通过类比流？得出持续电流产生的必要条件的条件。源的研究最初水流，总结电源。利用电流和水流的就是利用类比出持续电电源的作用：搬运电荷，维持导体相似性，通过知识的方法。而本流产生的两端的电势差。迁移，总结出持续节课内容比较必要条件，电流产生的必要条抽象，与生活了解电源件要有个类似水中的一些常见的作用。泵的装置电源。现象进行类比，大大的降低了学生理解难度。分组实验：前面是理论分学生进行实验，体析，紧接设计学生体验验着简单的几件材学生体验活利用水果料，就能“制造”动，不仅仅是电池和盐出持续电流让用电激发学生兴水电池，[学生分组实验2]器工作的神奇。趣，加深学生“制造”持器材：导线、水果、食用盐、自来水、的理解，也为续电流。镁片、铜片、小用电器（风扇、音后面电流的定乐盒、电子表、灯泡）等义埋下伏笔。利用原电池“制造”持续电流最后了解各组让哪些用电器工作（为电流强弱的描述埋下伏笔）。设疑：除了电池，还知道哪些是电源？演示实验时：学生演示活动认识常见[演示实验4]请一位肺活量大的同一位同学到前面演的目的是活跃电源电学利用风扇转动给平板充电。示，其他同学观察课堂气氛、拓池，利用风过渡：实验。展学生的思扇给平板如果要持续稳定的充电，就需要有维，电源不仅充电见识持续稳定的电流，从而引出对持续限于电池，也不同的电稳定的电流即恒定电流的探究。不仅限于直流源。电源。持续稳定顾名思义就是一直有，且不随时间变化。继续类比，看看持学生观察水流，思用水流类比，续稳定的水流有什么特点？考持续稳定的水流可以很自然的[演示实验5]的特点。得到持续稳定设疑:回答：的电流产生的用水舀子转移水，水流是否稳定？问题1：当容器两条件、产生原观察持续如果用抽水机呢？端接上水泵，我们因。知识的获环节4稳定的水发现水槽水位很快取的过程是学流的特点，就不再变化，这时生自主探究的持续稳通过类比两端的差恒定。过程，学生理得出持续问题2：不变。意味解起来也比较定的电稳定的电着每一个位置，有简单。流的产生多少水“流出”的流即恒条件及特同时就有多少水点。在用抽水机转移水形成持续水流的“流入”，水管里的定电流过程中，用水笔在水面上做标记。水处于动态平衡。设疑:问题3：水流稳定。的产生问题1：你观察到水位有什么特点？问题2：水的分布有什么特点？机制问题3：水流是否稳定？受此启发，要得到持续稳定的电流，要加稳压电源，使导体两端有恒定的电势差。电荷分布也应该是稳定的，但也是处在你来我走的运动中。过渡：电荷为什么运动？受到电场力学生积极思考，回恒定电场的特导体中的电场是怎样的？答问题。回忆静电点和恒定电流场的知识，总结恒的形成过程是PPT展示：定电场的特点，了本节课的重难对比静电场，得出导体中的电场是解恒定电场和静电点。恒定电场各处电荷共同激发的，因电荷分布场的异同。有了前面水流的概念及不变，导体中激发的电场也不随时的启发，很容特点。间发生变化。易得出电荷分布的特点。进而得出恒定电场的概念和特点，为恒定电流的理解打下基础。通过问题链过渡：学生积极思考，主问题1：动回答问题。利用数字传感自由电荷在恒定电场中具体的会做问题1：器测电流随时什么运动？。恒定电场对电荷施间变化的图自由电荷问题2：电荷会一直加速吗？加电场力，促使电像，非常直观在恒定电提示：导线中的微观粒子除了自由荷加速定向运动。的显示了恒定场下的运电子就别无它物了吗？还有正离子问题2：不会电流的特点。动分析，从等微观粒子。问题3：很多。电子突出了不随时实验和理问题3：微观粒子的数目多不多？它在前进过程中会与间变化，也就论两个角们对潮水般涌过来的电子有什么影这些不动的粒子发是稳定的特度电场恒响？生碰撞，从而减速。点。从理论和定电流的电荷就会加速一碰撞一加速一实验两个角度概念及特碰撞，这样电路里有大量电荷定向观察电流随时间变得出恒定电点。运动的平均速率是不变的。化的图像流，培养学生虽然暂时不知道电荷的平均速严谨缜密的思率与电流有什么关系，先留着悬念。维习惯。研究物理问题的途径：除了理论，还有实验。用数字传感器测了加稳压电源的简单电路的电流随时间变化的图像，得出恒定电流的概念。大小和方向都不随时间变化的电流叫恒定电流。本单元主要研究恒定电流。环节5电流的定义环节6电流的微观表达式

过渡：前面实验时，盐水电池能让小灯泡学生回忆思考，积从分组体验活亮起来，水果电池却没能让灯泡亮极回答问题。从生动的实验结果起来，这是为什么？加水果电池灯活实例中得到启和生活实例出电流的定泡里有没有电流？有电流为什么灯发，自主得出电流发，拉近物理义的得出没亮？电流较弱（小）的定义。回忆初中概念与学生之和理解，通引出电流的定义，从车流量出发，所学电流的方向、间的距离。拓过对电解通过类比，让学生自己给电流下定单位等，通过对电宽学生视野，液中的电义。解液中的电流计算启迪学生思流计算加加深对电流的理维，发展学生深对定义解。的核心素养。的理解。实例分析除金属里自由电子外，其他形式的电流，加深对电流概念的理解。过渡：电流的具体形式是很多的，只要有电荷的定向移动，就存在电学生猜想，根据经流。验，大部分同学觉完整经历建立设疑：既然自由电荷在定向移动，得电荷定向移动的微观模型的过就有一个移动速率的问题。猜猜导速率是光速。程，培养学生建立微观体中电子的定向运动速率更接近哪建模能力。模型，推导一个？根据动画直观的看动画演示电荷电流的微蜗牛爬：人骑车；飞机飞；光速。到通过截面的电定向移动过观表达式顺势引出对微观表达式的探究。荷，学生自主推导程，辅助学生引导学生建立微观模型，解决问题出电流的微观表达推导，加深了式。印象。形成了流体模型建立的一般方法。利用PPT动画，直观显示出模型，学生自主推导出电流的微观表达式。对微观表达式的理解学生理解了每个字1、回答了之前所留悬念，nqs确定，v母的含义，通过几对电流微不变则电流I不变。个实例，学生积极观表达式2、材料的导电性能和哪个量有关？思考回答，就理解的理解了微观表达式的含义。灯管里产生的环节7观察思考，形成物实际是交流理学研究的目的是电，但电流产魔术解解密魔术，寻找基本原理的观生的基本原理利用电流念。一样的，有持密和