《研究电流电压和电阻》教学设计

选修_3-1_第_三_章(单元)第_二_节课标（考纲）要求通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。教学设计编写人金阿鹏教学课题《研究电流、电压和电阻》课型新授课时1课时教材分析教材是以理性思考分析为主线，局部穿插实验来展开。教材将“类比、思想实验、科学想象、推理判断、数学推导”等理性思考的方法应用于电流、电压和电阻成因的分析与论证的全过程之中，突出了理性思考的重要作用。学情分析电流、电压和电阻是学习电路问题的基础，学生在初中已有了一定的了解，本课在此基础上做进一步的学习，让学生加深对电流、电压和电阻的认识。多媒体设计学生在学习电流时，展示电荷运动的动画，引导学生在头脑里做实验，用思想实验方法建立电流概念。学生在学习电流微观表达式时，展示电子在金属导体中定向运动的视频，能够把微观世界不可见的电子运动形象的模拟出来，有利于学生的理解和学习。学生在学习电解溶液中电流的计算时，配以学生较熟悉的图片，有利于学生对电流方向做出直观的判断。学生在学习电阻时，展示图片，引导学生通过科学想象，在头脑中建立相应的物理图景，应用思想实验和推理判断的思维方法来分析电阻的成因。本节课有两道例题和两道课堂练习题，文字书写量大，用PPT后可大大缩短书写时间，提高课堂效率。教学目标1、了解电流的形成过程。2、掌握电场和电流的形成过程。3、理解电压与电势的关系。4、知道电阻是怎样形成的。教学重点1、用电场的观点理解电流形成的条件。2、电流的概念和定义式。教学难点理解电流的概念和定义式I=q/t，并能进行有关计算。公式I=nqvs的推导和理解。教学方法问题串、讲授、探究、讨论、归纳教学过程设计教学流程教师活动学生活动设计意图引入新课我们在第二章对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了很多重要的电学概念和研究方法。但是，在生产生活领域，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？思考在静电场中学习的物理知识。回顾学生在静电场中学习到的概念和研究方法。进行新课研究电流、电压和电阻电流我们在初中已经知道，导体中的自由电荷朝一个方向移动就会形成“电荷流”，我们称它为电流。电流用什么符号表示？它的单位是什么？单位：安培，简称安，符号A。运用所学物理知识在头脑中试回答问题。提出本节课研究的课题，激发学生的学习兴趣。为了反映电流的强弱，物理学中把流过导体某一横截面的电荷量Q跟所用时间t的比值叫做电流。用I表示电流。电流的定义式是什么？电流的方向是怎样规定的？正电荷定向移动的方向为电流的方向；负电荷定向移动的反方向为电流的方向。学生在头脑里做实验，用思想实验方法建立电流概念。分别带等量异种电荷的A、B两个导体球，它们的周围存在电场。如果用一根导线将它们连接起来，分析导线中的电子会怎样运动？导线中的自由电荷为什么会定向移动形成电流？在教师的引导下，分析导线中电子的受电场力方向，并说明电子电势能的变化。理解导线中的电流只能是瞬时的。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。实例应用电流的微观表达【例1】一段粗细均匀的导体长为l,两端加一定的电压，自由电荷定向移动的速率为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，每个自由电荷量为q。学生通过科学想象，在头脑中建立相应的物理图景，应用推理判断来分析电流跟哪些因素有关。实例应用【例2】某电解质溶液，如果在1s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019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，则可计算t时间内通过该横截面的电荷量。通过对实例的运算，加深学生对电流定义式的理解。二、电压电路中的电压是怎么回事？引导学生回答，正电荷在电场力作用下从电势高的向电势低的地方运动。通过实验探究和理论分析，让学生认识到电压的降低特点。直流路中，a、b、c、d、e、f各点之间的电势高低顺序怎样排列？沿着电流的方向电势逐渐降低,同一导线中电势处处相等。通过学生回答，发表见解，培养学生语言表达能力。三、电阻电子元件有电流通过时会发热，这是什么原因呢？自由电子不断地与原子实碰撞，将它的一部分动能传递给原子实，使原子实的热振动加剧，导体的温度就升高了。因此，自由电子与原子实碰撞，形成对电子定向运动的阻碍作用，这是“电阻”产生的根本原因，也是电阻元件在通电时发热的原因。引导学生通过科学想象，在头脑中建立相应的物理图景，应用思想实验和推理判断的思维方法来分析电阻的成因。小结1.电流形成的条件：自由电荷、电场2.电流的微观表达式：I=nqsv3.沿着电流的方向电势逐渐降低,同一导线中电势处处相等。4.金属导体中的电阻是由于自由电子与原子实碰撞引起的。在教师引导，学生总结本节课所学所有内容。通过引学生对本节课小结，加深对所学知识点的理解和记忆。课堂练习1.下列关于电流的说法正确的是（）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学生回顾有关电流方向的规定，正电荷定向移动的方向为电流的方向；负电荷定向移动的反方向为电流的方向。考查本节课的基础内容，让学生在巩固基础知识、提高探究能力等方面都有较大的收获。2.现有一铜导线，横截面积为1mm2。若通过该铜导线的电流为2.4A，单位体积的自由电子数为8.4×1028解：根据I=nqsv可得，I=1.8×10-4m拓展学生的知识面，培养学生分析问题、解决问题的能力。作业：P63家