【教案】電源與電流+教學設計高二上學期物理人教版(2019)必修第三冊_第1頁
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人教版高中物理必修三第十一章11.1電源與電流教學設計【教學設計思路】學情分析:在學習本節(jié)知識之前,學生已經(jīng)學習了電學的基本內(nèi)容,在初中也已經(jīng)學習簡單的電流的決定式及電源的基本概念,加之生活中的經(jīng)驗也讓學生對電源和電流有了基本的理解。教材分析:《電源和電流》是同學們走進電學實驗的第一步,這一部分的知識點與之后的閉合電路歐姆定律聯(lián)系緊密,與電路中能量的轉(zhuǎn)化也是密不可分。相較于老教材,本節(jié)在新教材中的知識點并沒有發(fā)生太大改變,主要注意突出以學生為主體。教學過程:教學目標物理觀念1、理解電源概念,知道電源的作用。2、通過實驗和理論分析,理解探究電流的微觀表達式3、掌握恒定電流的概念??茖W思維能將電源原理利用重力勢能相關(guān)知識進行遷移??茖W探究通過實驗和理論分析,理解探究電流的微觀表達式。科學態(tài)度與責任1、通過對本節(jié)的學習深入理解電源和電流,與生活中的電源與電流相聯(lián)系,感受物理與生活的息息相關(guān)。2、激發(fā)學生對物理知識的學習興趣,培養(yǎng)學生的科學探究精神。教學重點、難點重點:理解電源的作用,掌握電流的定義式及微觀表達式。難點:恒定電流的理解、微觀表達式的推導。教學資源ppt演示文稿教學方法設計啟發(fā)式教學、情景探究教學教學過程【鞏固】1.電場力做功與電勢能的關(guān)系2.電容的相關(guān)表達式【創(chuàng)設情境導入新課】一、視頻引入:播放閃電視頻;引導學生思考:閃電也是我們平時接觸的電,閃電可以帶來光,但是時間很短,怎么樣可以產(chǎn)生長時間的光呢?引導學生提到電源讓小燈泡持續(xù)發(fā)光【搭建平臺新課教學】一、電源1、燈泡為什么會發(fā)光?2、類比靜電感應原理,怎么樣才能讓電子持續(xù)定向移動?3、如果有一個人可以把移動過去的電荷在迅速搬回來是不是就可以成功?分析得到:需要一個“搬運電荷”的裝置。二、電源的工作原理1.類比抽水機2.定義:將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。3.作用:將電子由正極搬到負極三、電流1、電流的產(chǎn)生引導學生回答:初中已經(jīng)學過,自由電荷在導線上自由移動會產(chǎn)生什么?2、電流方向的判斷:(1)電子(負電荷)移到方向的反方向(2)正電荷移動的方向3、恒定電流理解1:類比:當人流量很多時,你想走快能走的快嗎?那大家的速度會趨于?理解2:當恒定電場形成時,導線中的電流方向和大小都保持不變,此時的電流稱為恒定電流4、電流定義式類比水流的大小推得:區(qū)分電流速度和電荷運動速度當我們關(guān)上電燈的開關(guān)時,燈泡立馬就亮了,此時說明電場建立了,這個建立的過程幾乎是瞬間的,接近于光速(電流速度)。但是此時電子并沒有瞬間全部進入電燈中,電子在慢慢定向移動(電荷運動速度)。(拓展:電子熱運動速度:105m/s)5、電流微觀定義式:問:若已知的是:電子速度v、導線橫截面積S、電子密度n,怎么求電流大小呢?設時間t,長度h=vt,則電荷量Q=Stvne(e為電子電荷量)故I=Q/t=neSv即:【鞏固提升知識運用】一、單選題1.關(guān)于電流,下列說法中正確的是()A.通過導體橫截面的電荷量越多,導體中的電流越大B.導體兩端沒有電壓時,導體中的自由電荷也在運動,所以導體中也有電流C.單位時間內(nèi)通過導體截面的電荷量越多,導體中的電流越大D.因為電流有方向,所以電流是矢量2.有一橫截面積為S的銅導線,流經(jīng)其中的電流強度為I,設每單位體積的導線有n個自由電子,電子的電荷量為q,此時電子的定向移動速率為v,在Δt時間內(nèi)通過橫截面積的電子數(shù)目可表示為()A.SvΔt B.nvSΔt C.IqΔt D.3.如圖所示,電解池內(nèi)有一價的電解液,ts內(nèi)通過溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)是n1,負離子數(shù)是n2,設基元電荷為e,以下解釋中正確的是()A.正離子定向移動形成電流方向從A→B,負離子定向移動形成電流方向從B→AB.溶液內(nèi)正負離子向相反方向移動,電流抵消C.溶液內(nèi)電流方向從A→B,電流I=D.溶液內(nèi)電流方向A→B,電流I=4.如圖所示為一質(zhì)量分布均勻的長方體金屬導體,在導體的左右兩端加一恒定的電壓,使導體中產(chǎn)生一恒定電流,其電流的大小為I。已知金屬導體的橫截面積是S,導體單位長度的自由電子數(shù)為n,金屬內(nèi)的自由電子的電荷量為e,自由電子做無規(guī)則熱運動的速率為v0,則下列說法中正確的是()A.自由電子定向移動的速率為v0B.自由電子定向移動的速率為v=C.自由電子定向移動的速率為真空中的光速cD.自由電子定向移動的速率為v=二.多選題5.一段粗細均勻的金屬導體的橫截面積是S,導體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n,金屬內(nèi)的自由電子的電荷量為e,自由電子做無規(guī)則熱運動的速率為v0,導體中通過的電流為I,則下列說法中正確的有()A.自由電子定向移動的速率為v0B.自由電子定向移動的速率為v=C.電流的速率為電場傳播的速率,即為真空中的光速cD.自由電子定向移動的速率為v=6.如圖甲所示是電容器充、放電電路。配合電流傳感器,可以捕捉瞬間的電流變化,并通過計算機畫出電流隨時間變化的圖像。實驗中選用直流8V電壓,電容器選用電解電容器。先使單刀雙擲開關(guān)S與1端相連,電源向電容器充電,這個過程可瞬間完成。然后把單刀雙擲開關(guān)S擲向2端,電容器通過電阻R放電,傳感器將電流傳入計算機,圖像上顯示出放電電流隨時間變化的I-t曲線,如圖乙所示。以下說法正確的是()A.電解電容器用氧化膜做電介質(zhì),由于氧化膜很薄,所以電容較小B.隨著放電過程的進行,該電容器兩極板間電壓逐漸減小C.由傳感器所記錄的該放電電流圖像可以估算出該過程中電容器的放電電荷量D.通過本實驗可以估算出該電容器的電容值三解答題7.一條導線中的電流為,在內(nèi)通過這條導線某一橫截面的電荷量是多少庫侖?有多少個電子通過該橫截面?8.如圖所示,醫(yī)學上心室纖顫是一種可能危及生命的疾病。一種叫作心臟除顫器的設備,通過一個充電的電容器對心顫患者皮膚上的兩個電極板放電,讓一部分電荷通過心臟,使心臟完全停止跳動,再刺激心顫患者的心臟恢復正常跳動。如圖是一次心臟除顫器的模擬治療,該心臟除顫器的電容器電容為15μF,充電至8.0kV電壓,如果電容器在2.0ms時間內(nèi)完成放電,求:(1)這次放電有多少電荷量通過人體組織?(2)這次放電的平均電流大?。?/p>

9.已知電子質(zhì)量為9.1×10-31kg,帶電荷量為-1.6×10-19C,若氫原子核外電子繞核旋轉(zhuǎn)時的軌道半徑為0.53×10-10m,求電子繞核運動的線速度大小、動能、周期和形成的等效電流?!菊n堂小結(jié)知識更新】1.電源:電荷的搬運工2.電流:(1)方向:正電荷的移動方向(負電荷移動的反方向)。(2)恒定電流(3)定義式及其微觀推導式:I=Q/t=neSv板書設計11.1電源與電流一、電源二、電流類比抽水機1、方向2、恒定電流3、三個速度4、定義式及微觀推導式1、定義I=Q/t

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