第一篇：2.1.2電源和電流、電動勢教學設計

《電源和電流、電動勢》教學設計

學校： 瀘源中學 學科： 物理 主備人： 王江才 備課組長： 鄭仕潮

一、內容及其解析

1．內容

本單元教學內容如下：

二、目標及其解析

1．目標

①了解電流的形成過程。

②了解電流的微觀機理及其定義式，知道電流的方向是如何規定的。

③了解電源在電路中的作用。了解電動勢的概念和單位。了解常見電池電動勢的大小。

2．解析

學生在學習了第一章的電荷、庫倫定理、電場以及電容等相關知識后，對電荷的產、電場的形成及其變化已經有了較深刻的認識，此刻不失時機的引導學生電流，是符合學生心里特點和認知規律的。本節首先向學生呈述了電流的形成過程，向同學們介紹了伏打和伽伐尼對發現電流所作的貢獻，然后引導學生分析電流是怎樣形成的，以及如何判斷電流的方向。并引出了電源和電動勢的定義，和單位。最后想同學介紹了日常生活中的電流和電源裝置。教師引導學生分析思考，這樣更能激發學生的求知欲和學習物理的興趣。

三、教學過程設

第一課時 電源和電流

課堂引入：學生看課本41頁，思考電流的形成，什么是電源，恒定電流的計算

教師歸納總結

一、電源

1.能把自由電子從正極搬到負極的裝置

2.作用: ①保持導體兩端的電勢差(電壓)②使電路有持續的電流.二、恒定電場

1.定義：由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的。2.特點：導體內電場線與導體平行；電場強度不隨時間變化 3.恒定電場與靜電場性質相同

三、恒定電流

1、恒定電流：大小、方向都不隨時間變化的電流。

2、電流：物理上把通過導體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用的時間t的比值稱為電流。表示電流強弱程度的物理量。

3、單位：安培（簡稱安），符號：A

4、公式：

5、說明 I?qt（1）電流方向的規定：規定正電荷定向移動的方向為電流方向。（2）金屬導體中電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。

（3）電解液中正、負離子定向移動方向雖然相反，但正、負離子定向移動形成的電流方向是相同的，此時： I?q1?q2t（4）電流強度雖然有大小和方向，但不是矢量，而是一個標量。

目標檢測：

關于電流,以下說法正確的是()A.通過橫截面的電荷量的多少就是電流的大小 B.負電荷定向移動的方向規定為電流的方向

C.在導體中,只要自由電荷在運動,就一定會形成電流 D.導體兩端沒有電壓就不能形成電流

E.根據I=Q/t可知I與Q成正比 F.電流有方向,電流是矢量

G.如果在任何相等的時間內通過導體橫截面的電荷量相等,則導體中的電流是恒定電流

H.電流的單位“安培”是國際單位制中的基本單位

四、電流的微觀意義 1.引入：

一個粗細均勻的，長為L的導體，兩端加一定電壓，導體中的自由電荷沿導體定向移動的速率為v，設導體的橫截面積為S，導體每單位體積內的自由電荷數為n，每個自由電荷所帶電量為q，求此導體中的電流是多少？

2.電流的微觀意義的應用

例：有一個橫截面積S=1mm2的銅導線，通過的電流I=1A。已知銅的密度為ρ=8.9×103kg/m3,銅的摩爾質量為6.4×10－2kg/mol,阿佛加德羅常數為NA= 6.02×1023mol-1，電子的電量為e。在這個問題中可以認為每個銅原子貢獻一個自由電子。求銅導線中自由電子定向移動的速率v？

3、三種微觀速度的區別

討論：如果認為電子的定向運動速率就是電流的傳導速率，和我們的生活經驗是否相符？怎樣解釋？

（1）電流傳導速率等于光速，電路一接通，導體中的電子立即受到電場力的作用而定向移動形成電流。（對整體而言）

（2）電子定向移動速率，其大小與電流有關，一般數量級10－5m/s。（對每個電子而言）

（3）電子的熱運動速率，任何微觀粒子都做無規則的運動，其速率與溫度有關，通常情況為105m/s。

五、典型例題討論

如圖示，電解液接入電路后，在tS內有n1個一價正離子通過溶液內截面S，有n2個二價負離子通過溶液內截面S，設e為元電荷，則以下關于通過該截面電流的說法正確的是（）

課堂小結

目標檢測

1.一條導線中的電流為1.6A，在1s內通過這條導線某一橫截面積的電子有多少個？

2.原子中的電子饒原子核的運動可以等效為環行電流。設氫原子的電子以速率v在半徑為r的圓周軌道上饒核運動，電子的電荷量為e，等效電流有多大？

3.（天津高考）在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設其初速度為零，經加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束。已知電子的電荷量為e、質量為m，則在剛射出加速度時，一小段長為△l的電子束的電子個數是（）

A.I?leSm2eUB.I?lem2eUC.1meS2eUB.IS?lem2eU第二課時 電動勢

課堂引入1：

如圖所示，在外電路，電流由電源正極流向負極，即從高電勢流到低電勢，電流在電源內部只能從負極流向正極，即從低電勢流到高電勢．根據電場知識可知，靜電力不可能使電流從低電勢流向高電勢，反而起阻礙作用．(1)是什么力把正電荷從電源的負極搬運到電源的正極？(2)電源中的能量是如何轉化的？

電源:通過非靜電力做功把其他形式的能轉化為電能的裝置 課堂引入2：

日常生活中我們經常接觸到各種各樣的電源，如圖所示的干電池、手機電池，它們有的標有“1.5 V”字樣，有的標有“3.7 V”字樣．

如果把1 C的正電荷從1.5 V干電池的負極移到正極，電荷的電勢能增加了多少？非靜電力做了多少功？如果把1 C的正電荷從3.7 V的手機電池的負極移到正極呢？哪個電池做功本領大？

電動勢在數值上等于非靜電力把1C正電荷在電源內從負極移送到正極所做的功 總結

二、電動勢

1．定義：非靜電力把正電荷從負極移送到正極所做的功w跟被移送的電荷量q的比值

2．定義式：E＝W/q，（E的大小與W和q無關，由電源自身的性質決定的）3.單位：伏特(V), 1V=1J/C 4.標量，電動勢只有大小，沒有方向

5.物理意義：描述電源把其他形式的能量轉化為電勢能的本領 目標檢測

1.關于電動勢E的說法中正確的是()A．電動勢E的大小，與非靜電力所做的功W的大小成正比，與移送電荷量q的大小成反比

B．電動勢E是由電源本身決定的，跟電源的體積和外電路均無關 C．電動勢E是表征電源把其他形式的能轉化為電能本領強弱的物理量 D．電動勢E的單位與電勢差的單位相同，故兩者在本質上相同

2.關于電動勢，下列說法中正確的是

()A．在電源內部把正電荷從負極移到正極，非靜電力做功，電勢能增加 B．對于給定的電源，移動正電荷非靜電力做功越多，電動勢就越大

C．電動勢越大，說明非靜電力在電源內部把正電荷從負極向正極移動時，單位電荷量做功越多

D．電動勢越大，說明非靜電力在電源內部把正電荷從負極移到正極時，移送的電荷量越多 例1 由六節干電池(每節的電動勢為1.5 V)串聯組成的電池組，對一電阻供電．電路中的電流為2 A，在10 s內電源做功為180 J，則電池組的電動勢為多少？從計算結果中你能得到什么啟示？

例2 如圖所示是兩個電池外殼的說明文字．圖中所述進口電池的電動勢是________ V；國產電池最多可放出________ mA?h的電荷量，若電池平均工作電流為0.03 A，則最多可使用_____h.圖中還提供了哪些信息：_____________________.目標檢測

1．(對電動勢概念的理解)關于電壓和電動勢，下列說法正確的是()A．電動勢就是電源兩極間的電壓

B．電壓和電動勢單位都是伏特，所以電壓和電動勢是同一物理量的不同叫法 C．電壓U＝W/q和電動勢E＝W/q中的W是一樣的，都是靜電力所做的功 D．電壓和電動勢有本質的區別，反映的能量轉化方向不同 2．(對電源的理解)關于電源，下列說法正確的是()A．當電池用舊之后，電源電動勢減小，內阻增大 B．當電池用舊之后，電源電動勢和內阻都不變 C．當電池用舊之后，電源電動勢基本不變，內阻增大 D．以上說法都不對

3．(非靜電力及其做功的特點)以下說法中正確的是()A．電源內部和外電路，正電荷都受靜電力作用，所以能不斷定向移動形成電流 B．靜電力與非靜電力都可以使電荷移動，所以本質上都是使電荷的電勢能減少 C．在電源內部正電荷能從負極到達正極是因為電源內部只存在非靜電力而不存在靜電力

D．靜電力移動電荷做功電勢能減少，非靜電力移動電荷做功電勢能增加 4．(電池容量的理解)電池容量就是電池放電時輸出的總電荷量，某蓄電池標有“15 A?h”的字樣，則表示()A．該電池在工作1 h 后達到的電流為15 A B．該電池在工作15 h 后達到的電流為15 A C．電池以1.5 A 的電流工作，可用10 h D．電池以15 A 的電流工作，可用15 h

第二篇：《電源與電流》教學設計與反思

《電源與電流》教學設計與反思

教學目標

（一）知識與技能

1、了解電源的形成過程。

2、掌握恒定電場和恒定電流的形成過程。

（二）過程與方法

在理解恒定電流的基礎上，會靈活運用公式計算電流的大小。

（三）情感、態度與價值觀

通過本節對電源、電流的學習，培養將物理知識應用于生活和生產實踐的意識，勇于探究與日常生活有關的物理問題。

教學重點、難點

理解電源的形成過程及電流的產生。會靈活運用公式計算電流的大小。

教學方法

探究、講授、討論、練習

教學手段

自制教具、多媒體輔助教學設備

教學活動

（一）引入新課

教師：人類通過對靜電場的研究不僅獲得了許多關于電現象的知識，而且形成了若干重要的電學概念和研究方法，成為電學理論的重要基礎。

過渡：從這節課開始我們要應用在上一章已經學過的有關內容，從新的角度來認識我們在初中學過的那些關于電路的知識。（板書課題：§2-1 電源和電流）

（二）進行新課

1、電源

[PPT]閃電圖片，萬家燈火的照片。

學生討論：這兩種電流的區別？（閃電的電流是瞬時的，生活的照明需要持續的電流）

[PPT]什么是電流？

電荷的定向移動形成電流

[PPT]如何讓電荷“定向移動”？

[PPT]

分別帶正、負電荷的A、B兩個導體球，它們的周圍存在電場。如果用一條導線R將它們連接起來，分析A、B周圍的電場、A、B之間的電勢差會發生什么變化？最后，A、B兩個導體球會達到什么狀態？R中出現了怎樣的電流？

學生活動：在教師的引導下，分析A、B周圍的電場、A、B之間的電勢差的變化情況。認識到，最終A、B兩個導體球會達到靜電平衡狀態。理解導線R中的電流只能是瞬時的。強調：電流消失的原因是因為導體A和B以及導線成為等勢體。

提出問題：如果在AB之間接上一個裝置P，它能把經過R流到A的電子取走，補充給B，使AB始終保持一定數量的正、負電荷，情況會怎樣呢？

引導學生討論、解釋可能會產生的現象。培養、鍛煉學生的思維能力。通過學生回答，發表見解，培養學生語言表達能力。

師生互動，建立起電源的概念。

[PPT]

一、電源（板書：

一、電源）

[PPT]電源的作用：保持導體兩端的電勢差（電壓），使電路中有持續的電流。

[演示實驗]自制教具演示瞬時電流和持續的電流。

過渡：從上一章我們所學的電場的知識，我們知道，在導體兩端形成電勢差，則在導體中一定形成電場，那么在電源作用下，導體中的電場有什么特點呢？

2、恒定電場（板書：

二、恒定電場）

詳盡的分析表明，導線內的電場，是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的，盡管這些電荷也在運動，但有的流走了，另外的又來補充，所以電荷的分布是穩定的，電場的分布也不會隨時間變化。這種由穩定分布的電荷所產生的穩定的電場，稱為“恒定電場”。

學生參與討論：宏觀上是穩定的，個體上是有變化的。

（板書：動態的穩定）

過渡：恒定的電場 → 電場強度不變 → 自由電子在各個位置的定向運動的速率不變 → 串一個電流表，讀數不變 → 恒定電流。

提出問題【學生討論】：為什么“速率不變”？

3、恒定電流（板書：

三、恒定電流）

[PPT]大小和方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流

教師引導，學生敘述：關于電流的定義是我們在初中已經學過的，我們再來回

憶一下。

[PPT]電流的定義、單位、方向、標量性。

電流的強弱就用電流這個物理量來描述。電流的定義：物理上把通過導體橫截面的電荷量q跟通過這些電荷量所用的時間t的比值稱為電流。用I表示電流。電流的定義式

I=

電流的單位有哪些？它們之間的關系是什么？

在國際單位制中，電流的單位是安培，簡稱安，符號是A。

電流的常用單位還有毫安（mA）和微安（μA）。

它們之間的關系是： 1 mA=10-3 A； 1μA=10-6 A

1A的物理意義是什么？

如果在1 s內通過導體橫截面的電荷量是1 C，導體中的電流就是1 A。即1A=1 C/s，但實際上在國際單位制中，安培（A）是基本單位，也就是說用電流的單位“安培”和時間的單位“秒”來定義電量的單位“庫侖”，即1C = 1A·s

［PPT］隨堂練習：

1、在金屬導體中，若10s內通過橫截面的電量為10C，則導體中的電流為

________A。

2、某電解槽橫截面積為0.5m2，若10s內沿相反方向通過橫截面的正負離子的電量均為10C，則電解液中的電流為_______A。

3.在加有電壓的一段粗細均勻的導體AD上選取兩個截面B和C，設導體的橫截面積為S．導體每單位體積內的自由電荷數為n，每個電荷的電荷量為q，電荷的定向移動速率為v，求該段導體內的電流.I=nqSv（要求學生筆記）

4、教材42頁例題，教師引導學生分析題意，構建物理模型，培養學生分析問題

解決問題的能力。

師生互動：討論，如果認為電子的定向運動速率就是電流的傳導速率，和我們的生活經驗是否相符？怎樣解釋？

（三）課堂總結

［PPT］課堂小結

（四）作業布置：完成練習冊相關內容

【教學過程結束】

《電源和電流》教學反思

本節課是電學第二章的開篇，從課題來看，是學生在初中已經學過的知識；但是從對教材的分析來看，這節課的很多內容，特別是對“電源”和“電流”的兩個概念的理解，上升到了理論的層次，特別是要用到學生在上一章《靜電場》中所學到的知識去對電源的作用和電流的形成重新認識，對學生的綜合應用能力的要求比較高，結合學生的特點，設計了“講授與探究”的教學方式。并自制了教具以加深學生對知識的再認識與理解。在教學活動結束后，通過與評委老師以及學生的交流，通過自我反思，形成以下幾點得失以自勉。一．認真分析教學內容，把握課堂講授深度。

在教材上本節課的篇幅及內容相對較少，但是要求學生要從新的角度去理解他們已經“知道”的東西，如果平鋪直敘的灌輸給他們，學生們沒法把剛學過的靜電場的知識和初中學過的關于電源和電流的知識統一起來。所以在教學中我設計了“從生活到課堂，從實踐到理論再到實踐”的引導過程。本節有三個知識點：電源、恒定電場、恒定電流。

在“電源”的教學活動中，通過多媒體的展示，從閃電的照片到“萬家燈火”的照片，創設提出問題的情景；從初中學過的“電流形成的原因”到剛剛學過的“電場對電荷的作用”，引領著學生一步步的深入到這節課的教學內容里，新舊知識的過渡環環相扣，學生的理解與認識順理成章。

在設計“恒定電場”教學過程時，我發現教材在這一部分有非常大的變化，對原來導體中的電場的形成不做講解。所以我也大膽的對這部分內容進行說明性講授，將學生的思路引入到對“恒定電場”的“動態的恒定”進行理解，順利完成這一知識點的教學要求。最后通過引導學生討論恒定電場對電荷的作用及其后果、電荷在恒定電場力作用下為什么做“勻速率”運動等問題，加深學生對“定向移動”的理解，把教學活動過渡到下一個知識點“恒定電流”。

在進行“恒定電流”的教學中，教材用了比較大的篇幅解析了一道在微觀條件下理解電流的例題。這個知識點歷來是一個難點，所以我在講解時關于“恒定電流”的定義、單位、方向、標量性等問題所用的時間相對較少，然后用了兩道有梯度的練習來讓學生對電流的定義加深印象，又設計了一道傳統的練習讓學生認識電流的微觀表達形式“I=nqSv”，最后才讓學生對書上的例題進行分析和解題。有了前面難度由淺入深的練習的鋪墊，學生對這道“難”題的理解也就“難題不難”了。

二．各種教學手段靈活應用。

在本節課的教學設計過程中，我發揮自己的特長，一方面制作了內容豐富，層次分明的多媒體課件；另一方面，為了課堂演示的需要，自己制作了電路實驗的示教板。同時，為了方便學生對實驗的觀察，在演示時使用了高分辨率的攝像頭，多種手段的采用，使課堂教學的效果明顯提高。

三、運用探究式教學，培養探究能力

我在整節課中，通過提出問題→猜想→理論分析→實驗演示→例題鞏固的方式逐步創設物理情景，讓學生從自然現象開始，提出物理問題，自己分析探究電荷在電場中的發生什么樣的移動，通過適當的引導讓學生討論為什么電荷在電場力的作用下做勻速率運動，再通過分層次的問題設計，理解電流的微觀表達形式，最后解決教材上的例題。這一教學過程充分體現了教師著意培養學生的科學探究，體現了新課標要求的“知識與技能、過程與方法以及情感態度價值觀”三位一體的課程功能。使學生的主體地位得到發揮。

課后認真反思，也有不太如意的地方。

一．時間安排不夠合理。前面關于“電源”部分的教學內容花的時間過多，后面講“電流”時顯得太匆忙，有前松后緊的感覺。

二、課堂小結不僅局限于知識點的小結，還要包含學法的小結，本人忽視了這一點。特別應該把這節課中對電流的微觀表達式的推導與理解的思維方式作一小結，逐步培養學生的探究能力和創造思維。

通過這一堂課的教學，與學生的交流互動中，我們共同體驗到了知識的傳授與獲取的快樂，這也是我作為一名教師所能享受的最大的幸福體驗。

第三篇：《2.1電源和電流》學案設計

《電源和電流》學案設計

云南昭通市鹽津縣第三中學 蔣顯翠

學時：1學時

一、學習目標

1．了解形成電流的條件，知道電源的作用和導體中的恒定電場。初步體會動態平衡的思想；

2．理解電流的定義，知道電流的單位、方向的規定；理解恒定電流；

3．經歷金屬導體內自由電子定向移動速率的推導過程，從微觀的角度理解導體中電荷的定向移動與電流之間的關系。

二、學習重點與難點

重點：理解電源的形成過程及電流的產生。

難點：電源作用的道理，區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。

三、自主學習過程

目標一：了解形成電流的條件，知道電源的作用和導體中的恒定電場。初步體會動態平衡的思想；

1．電流的形成思考討論：分別帶正、負電荷的A、B兩個導體球，它們的周圍存在電場。如果用一條導線R將它們連接起來，分析A、B周圍的電場、A、B之間的電勢差會發生什么變化？最后，A、B兩個導體球會達到什么狀態？R中出現了怎樣的電流？

導體中的 在電場力的作用下發生 形成電流。

倘若在A、B之間連接一個裝置P，作用是不斷地把電子從A搬運到B，使AB之間始終存在一定的電場，從而保持持續電流。

裝置P

2．電源的作用

，能把自由電子從正極搬到負極的裝置。

保持導體兩端的，使電路有。

3．形成電流的條件

①存在自由電荷

金屬導體── ；電解液──。

②導體兩端存在電壓

當導體兩端存在電壓時，導體內建立了電場，導體中的自由電荷在電場力的作用下發生定向移動，形成電流。

4．恒定電場

導線中的電場是由、等電路元件所積累的電荷在導線內共同形成的電場，導線內的電場保持和平行。盡管這些電荷也在運動，但有的流走了，另外的又來補充，所以電荷的分布是穩定的，電場的分布也穩定。由 產生穩定的電場稱為恒定電場（動態平衡）。

目標二：理解電流的定義，知道電流的單位、方向的規定；理解恒定電流；

恒定電場電場強度不變

自由電子在各個位置的定向運動速率也不變

串聯一個電流表，讀數不會變（恒定電流）

1．由 分布的電荷所產生的穩定的電場，稱為恒定電場。

2．把、都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。

3．電流的 程度用電流這個物理量表示；規定 定向移動的方向為電流的方向；電流的單位是，符號是 ；公式為。

目標三：經歷金屬導體內自由電子定向移動速率的推導過程，從微觀的角度理解導體中電荷的定向移動與電流之間的關系。

1．請你在教師的引導下學習課本例題；

2．請你獨立完成教材“問題與練習”第2、3題。

3．請你推導：取一段粗細均勻的導體，兩端加一定的電壓，設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？

四、小結本節課的內容

_________________________________________________________。

五、課后鞏固

1．對于金屬導體，還必須滿足下列哪一個條件才能在導體中產生恒定的電流？（A．有可以自由移動的電荷

B．導體兩端有電壓；

C．導體內存在電場

D．導體兩端加有恒定的電壓

2．關于電流，下列說法中正確的是（）

A．通過導線截面的電量越多，電流越大）

A B．電子運動的速率越大，電流越大

C．單位時間內通過導體截面的電量越多，導體中的電流越大

D．因為電流有方向，所以電流是矢量

3．某電解池，如果在1s鐘內共有5×10個二價正離子和1．0×10個一價負離子通過某截面，那么通過這個截面的電流是（）

A．0A B．0．8A C．1．6A D．3．2A

4．導體中的電流是5μA，那么在3．2S內有______C的電荷定向移動通過導體的橫截面，相當于______個電子通過該截面。

5．設金屬導體的橫截面積為S，單位體積內的自由電子數為n，自由電子定向移動速度為v，那么在時間t內通過某一橫截面積的自由電子數為______；若電子的電量為e，那么在時間t內，通過某一橫截面積的電量為______；若導體中的電流I，則電子定向移動的速率為______。

6．某電解槽內，在通電的2s內共有3C的正電荷和3C的負電荷通過槽內某一橫截面，則通過電解槽的電流為______A。

7．在氫原子模型中，電子繞核運動可等效為一個環形電流。設氫原子中電子在半徑為r的軌道上運動，其質量、電量分別用m和e來表示，則等效電流I等于多少？

8．在彩色電視機的顯像管中，從電子槍射出的電子在加速電壓U作用下被加速，且形

19成電流為I的平均電流，若打在熒光屏上的高速電子全部被熒光屏吸收。設電子質量為m，電量為e，進入加速電場之前的初速不計，則t秒內打在熒光屏上的電子數為多少？

課后鞏固參考答案

1．D

2．C

3．D

4．1．6×10，1×10

5．nsvt，ensvt，I/ens

6．3；

7．8．

第四篇：《電源的電動勢和內阻 閉合電路歐姆定律》教學設計

《電源的電動勢和內阻 閉合電路歐姆定律》

教學設計

一、教學目標

知識與技能

（1）知道電動勢的概念，知道電動勢等于電源未接入電路（電源開路）時兩極間的電壓。

（2）知道電源的電動勢等于內、外電壓之和。

（3）理解閉合電路歐姆定律及其公式，并能用來解決相關問題。

過程與方法

（1）通過“探究電源是否有內阻”和“研究內、外電壓之間的關系”的實驗，感悟探究物理規律的科學思路和方法；

（2）通過閉合電路歐姆定律解決一些實際問題，培養學生運用物理知識解決實際問題的能力。情感態度與價值觀

（1）通過本節的學習活動，鼓勵學生勇于探究與日常生活相關的物理問題

（2）通過探究活動，培養學生嚴謹的科學態度和合作精神

二、教學重點

1、理解電動勢的物理意義

2、對閉合電路歐姆定律的理解和應用

3、探究過程，培養學生的科學思想和方法

三、教學難點：

1、閉合回路中電源電動勢等于電路上內、外電壓之和

四、教學方法

啟發式教學，探究式教學法，實驗教學法

五、教學用具

電源、開關、小燈泡、滑動變阻器、電壓表、化學電池、導線若干、多媒體、實物投影、學案

六、教學過程：

【演示實驗】【提出問題】

兩個相同的小燈泡分別接在兩節電池上，亮度不一樣，請思考一下：小燈泡亮度微弱的可能原因？請大家根據生活常識和初中所學的知識分析一下。【提問】

根據初中所學的知識，電源兩端電壓不變，小燈泡亮度微弱，說明電流小了，電壓相同，電流小，那說明電阻大，而這里只可能是電源引起的，說明電源可能有電阻。接下來，我們就先來具體研究電源。

一、電源

我們首先來看下，電源是什么呢？

圖1

圖2

圖3

這是初中學習的電路的一部分（圖1），小燈泡不會發光，因為沒有電源，也就是大家初中經常所說的沒有電壓（也就是沒有電勢差），而有電壓的東西很多，比如說大家學習的電容器，充滿電后兩極板間就有電壓，將電容器接到小燈泡上，小燈泡是否會發光呢？

電容器接上后，電子會發生定向移動，與正電荷中和，兩極板上電荷量要減少，根據電容器知識，電量減少，電壓就會減少，而且不止是一個電荷要中和，其他電荷也要中和，所以，即使小燈泡連上去，小燈泡也不會亮（最多亮一下），那電容器能成為電源嗎？【提問】

電容器因為不能持續提供電流而不能當作電源，怎樣才能將這個裝置轉化成電源呢？

若有一個裝置，可以講中和掉的正負電荷不斷分開，以增加兩極板上的電荷量，從而保持電壓不變，這個裝置就能當作一個電源。為什么自然狀況下不行呢？我們來看，兩極板間電場方向向右，而負電荷受到的電場力方向向左（圖4），自然狀態下，電荷不會向右運動，就像我們生活中一樣，俗話說“人往高處走，水往低處流”，要想把水從低處抽往高處，經常用到抽水機（圖5），在將水從低處抽往高處的過程中，需要消耗電能，克服水的重力做功，轉化成水的重力勢能，那對比一下，在電子從征集移向負極的過程中，電子的什么能增加了呢？（電勢能）增加的電勢能是哪里來的呢？如果是化學電池，就是化學能轉化為電勢能，如果是核電站，就是原子能轉化為電勢能，所以從能量轉化的角度，電源就是一個將其他形式的能轉化為電勢能的裝置。

1、電源

定義：將其他形式的能轉化為電勢能的裝置。

生活中有很多電源，比如說，衛星上經常用太陽能電池，鐘表上，經常用圖4

圖5

5號干電池，電瓶車上常用的鉛酸蓄電池，我們選擇這些電池是根據我們的能量需要的，也就是說，不同的電源將其它形式的能轉化為電勢能的本領是不一樣的，為了描述這個本領，在物理中，用電動勢來表示該本領。

2、電動勢

圖6（1）用來表示電源將其他形式的能轉化為電勢能本領大小的物理量。電動勢越大，表明電源把其他形式的能轉化為電勢能的本領越大。（2）大小：等于電源未接入電路（電源處于開路）時兩極間的電勢差，用字母E表示。

（3）注意：電源上標的電壓指的是電源的電動勢，一般是不會變化的！

知道了電源的基本知識，接下來，我們來看，電源真的有電阻嗎？我們看這個實驗，將滑動變阻器并聯在的電源上，在變阻器兩端并聯電壓表，電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，根據我們初中的知識，滑動變阻器兩端的電壓等于電源電壓，改變滑片的位置，電壓表示數不變，是否真的是這樣呢？老師這里準備了一套實驗器材，線路我已經連接了一部分，我們請一個同學來連接剩下的線路，并進行操作。【學生進行實驗】

從實驗中，我們可以看出，當滑動變阻器阻值減小的時候，變阻器

兩端電壓減小，而減少的這部分電壓，只可能是電源拿走了，因此，電 源有電阻。

3、電源的內阻

電流通過電源內部，電源內部也是一段電路，也有電阻，它被稱為

電源的內電阻，簡稱內阻。常用r表示。

圖7 用導線把電源、用電器連成一個電路，稱為閉合回路，我們把電源外部的用電器和導線構成外電路。把電源內部稱為內電路，既然電源有內阻，電流流過電源內部時，內阻上就有電壓，我們稱為內電壓，外電路上的電壓稱為外電壓，也叫做路端電壓，路端電壓很好測量，那內電壓呢？

我們這里的兩種都不能夠進行內電壓的測量，老師這里給大家介紹一種可以測量內電壓的裝置——化學電池，首先我們看下實驗的原理圖（圖10），它的正極是鋅板，負極是鉛板，里邊是稀硫酸，它的內部是開放的，用兩個探針分別靠近電源的正負極，連接電壓表就可以得到內電壓，探針要離極板足夠近，注意的是，電流在電源外部由正極流向負極，在電源內部由負極流向正極。通過滑動變阻器改變外電壓，這是實驗儀器。圖8

圖9

圖10

圖11

圖12

這個實驗較為復雜，老師事先連接好了，下面我將進行實驗，請一個同學來讀數，另一個同學來記錄一下，下邊的同學請在學案上記錄內外電壓的讀數。【實驗操作】

請大家觀察所記錄的數字，看下內外電壓有什么關系呢？【提問】

從大家記錄的數據可以看出，當外電壓減小的時候，內電壓增大，且

內、外電壓之和為定值，那大家猜測一下，這個定值等于什么呢？（學生很可能回答電動勢）【進行測量】大量的實驗和理論證明，內外電壓之和等于電動勢，即Ur+U路=E。

現在我們知道了電流流過閉合回路時，內、外電壓的關系，那么，閉合回路中的電流如何計算呢？我們先看一個大家熟悉的電路（圖12），大家先看下這個電路的電流如何計算。I=U/R，我們計算時用到的原理是歐姆定律，我們來回顧下歐姆定律的內容。【提問】那今天我們知道，電源有內阻，我們又該如何計算呢？I=E/（R+r）。這個式子

圖12

圖13

就是我們要學習是下一個內容—閉合電路歐姆定律的表達式，請大家對比歐姆定律，嘗試著用文字描述一下呢【學生表述】

二、閉合電路歐姆定律

1、內容：在外電路為純電阻的閉合回路中，電流的大小跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比

2、表達式：I?E R?r3、適用條件：外電路是純電阻電路

接下來我們來看下閉合電路歐姆定律如何應用，首先，請大家嘗試著用解釋我們課前的實驗，電池用舊了，內阻會變得很大

我們再看另一個教材上的實驗，請大家嘗試理論分析一下，一次閉合開關，小燈泡亮度會如何變化【提問】【進行實驗，驗證猜想】

圖14 接下來，我們來練習一下公式的運用

例題：如圖所示電路，電源電動勢為1.5V，內阻為0.12Ω，外電路的電阻為1.38Ω，求電路中的電流和路端電壓。

練習：在如圖所示的電路中，R1=14Ω，R2=9Ω，當開關S切換到位置1時，電流表的示數為I1=0.2A；當開關S切換到位置2時，電流表的示數為I2=0.3A，求電源電動勢E和內電阻r。

【本課小結】

【課后探究】若給你一個電壓表、一個電阻箱、導線若干、開關，如何測量一節干電池的電動勢和內阻？

七、板書設計：

§2.4電源的電動勢和內阻 閉合電路歐姆定律

一、電源

1、電源

2、電動勢

（1）定義（2）大小（3）注意：

3、電源的內阻

二、閉合電路歐姆定律

1、內容：

2、表達式

3、適用條件

第五篇：1.5電流和電源_教學設計_教案

教學準備

1.教學目標

教學目標】

1． 知道電源在直流電路中的作用 2．知道恒定電流的定義、單位

3．從微觀角度理解導體中電荷定向移動與電流之間的關系。

2.教學重點/難點

重點：電流的概念

難點：從微觀角度理解導體中電荷定向移動與電流之間的關系。

3.教學用具 4.標簽

教學過程 【自主預習】 1.電源

觀察教材圖2.1-1，A、B分別帶正負電荷，如果在它們之間連接一條導線R，導線R自由電子會在靜電力的作用下定向移動(電流)，電子移動方向為

（填A→B或B→A），若要保持持續的定向移動(電流)，A、B需有一個裝置，使A、B周圍的空間始終存在一定的電場，能使A、B間維持一定的電勢差的裝置稱為。

2.恒定電場

導線內的電場是由

、等電路元件所積累的電荷共同形成的，電荷的分布是穩定的，電場的分布也不會

。由

的電荷所產生的 的電場，稱為恒定電場，3.恒定電流

由于

的作用，導體中自由電荷定向運動的速率

，而運動過程中會與導體內不動的粒子

從而減速，總體來說自由電荷定向運動的 不隨時間變化。把

、都不隨間

的電流稱為恒定電流。

I表示電流，q表示在時間t內通過導體橫截面的電荷量，它們間的關系式為:_______。電流的單位為

，簡稱

，符號是

，常用的電流單位還有

和

。【典型例題】

一、形成電流的條件

【例1】如圖驗電器A帶負電，驗電器B不帶電，用導體棒連接A、B的瞬間，下列敘述中錯誤的是（）

A、有瞬時電流形成，方向由A到B

B、A、B兩端的電勢不相等

C、導體棒內的電場強度不等于零

D、導體棒內的自由電荷受電場力作用做定向移動

一、電流的定義

【例2】 已知電子的電荷量為e，質量為m，氫原子的核外電子在原子核的靜電力吸引下做半徑為r的勻速圓周運動，則電子運動形成的等效電流大小為多少？

二、電流的微觀表達式

【例3】 有一橫截面積為S的銅導線，流經其中的電流強度為I，設每單位體積導線有n個自由電子，電子的電荷量為q，此時電子定向移動的速度為v，在Δt時間里，通過導線橫截面的自由電子數目可表示為()A．nvSΔt

B．nvΔt C．IΔt/q

D．IΔt/Sq 【例4】如圖所示的電解槽中，如果在4s內各有8c的正、負電荷通過面積為0.8㎡的橫截面AB，那么⑴在圖中標出正、負離子定向移動的方向； ⑵電解槽中的電流方向如何？

⑶4s內通過橫截面AB的電量為多少？

⑷電解槽中的電流為多大？

【課后練習】

1.形成持續電流的條件是()A.只要有電壓加在物體的兩端 B.必須保持導體兩端有電壓 C.只在導體兩端瞬時加電壓 D.只要有大量的自由電荷

2.在由電源、導線等電路元件所形成的電路中，以下說法正確的是（A.導線中的電場強度處處為零

B.導線中的電場強度方向跟導線方向平行 C.導線內各點的電勢相等

D.導線內沿電流方向各點的電勢逐漸降低 3.以下說法正確的是（）

A.導體中的電流是正電荷的定向移動形成的 B.電荷定向移動的速率等于電流的傳導速率 C.單位時間內通過導體橫截面的電荷數越多電流越大

D.導體中越粗的地方單位時間內通過導體橫截面的電荷數越多電流越大）4.某電解池，如果在1s內共有5×1018個二價正離子和1×1019個一價負離子通過面積為0.1m2的某截面，那么通過這個截面的電流是()A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.2A 5.導體中電流I的表達式為I＝nqSv，其中S為導體的橫截面積，n為導體每單位體積內的自由電荷數，q為每個自由電荷所帶的電荷量，v是()A．導體運動的速率 B．電流傳導速率

C．自由電荷定向移動的速率 D．電子熱運動速率

6．下列說法中不正確的是()A．導體中有電荷運動就形成電流

B．電流的方向一定與負電荷的定向移動方向相反 C．對于導體，只要其兩端有電壓就有電流 D．國際單位制中電流的單位是安

7.將左邊的銅導線和右邊的鋁導線連接起來，已知截面積S鋁＝2S銅．在銅導線上取一截面A，在鋁導線上取一截面B，若在1 s內垂直地通過它們的電子數相等，那么，通過這兩截面的電流的大小關系是()

A．IA＝IB

B．IA＝2IB C．IB＝2IA

D．不能確定

8．在示波管中，電子槍2 s內發射了6×1013個電子，則示波管中電流的大小為()A．4.8×10－6 A

B．3.0×10－13 A C．9.6×10－16 A

D．3.0×10－6 A 9．一個半徑為r(米)的細橡膠圓環，均勻地帶上Q(庫侖)的負電荷，當它以角速度ω(弧度/秒)繞中心軸線順時針勻速轉動時，環中等效電流的大小為()A．Q

B.Q2π

C.Qω2π

D.2Qωπ 10．關于導線中的電場，下列說法正確的是()A．導線內的電場線可以與導線相交

B ．導線內的電場E是電源電場E0和導線側面堆積電荷形成的電場E′疊加的結果

C．導線側面堆積電荷分布是穩定的，故導線處于靜電平衡狀態 D．導線中的電場是靜電場的一種

11．半徑為R的橡膠圓環均勻帶正電，總電荷量為Q，現使圓環繞垂直環所在平面且通過圓心的軸以角速度ω勻速轉動，則由環產生的等效電流判斷正確的是()

A．若ω不變而使電荷量Q變為原來的2倍，則等效電流也將變為原來的2倍 B．若電荷量Q不變而使ω變為原來的2倍，則等效電流也將變為原來的2倍 C．若使ω、Q不變，將橡膠環拉伸，使環半徑增大，等效電流將變大 D．若使ω、Q不變，將橡膠環拉伸，使環半徑增大，等效電流將變小 12．在顯像管的電子槍中，從熾熱的金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設其初速度為零，經加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束．已知電子的電荷量為e、質量為m.求在剛射出加速電場時，一小段長為ΔL的電子束內電子個數是多少？ 答案：

例1.答案 e22πr2mkmr 解析 所謂等效電流，就是把電子繞核運動單位時間內的電荷量通過圓周上各處看成是持續運動時所形成的電流，根據電流強度的定義即可算出等效電流的大小． 截取電子運動軌道的任一截面，在電子運動一周的時間T內，通過這個截面的電荷量q＝e.則有：I＝qt＝eT 再由庫侖力提供向心力，有：ke2r2＝m4π2T2r得 T＝2πre mrk 解得I＝e22πr2mkmr 例2答案 AC 解析 此題考查對電流強度公式I＝q/t的理解及電流強度的微觀表達式I＝nqvS的理解．在Δt時間內，以速度v移動的電子在銅導線中經過的長度為vΔt，由于銅導線的橫截面積為S，則在Δt時間內，電子經過的導線體積為vΔtS.又由于單位體積的導線有n個自由電子，在Δt時間內，通過導線橫截面的自由電子數目可表示為nvSΔt，故A正確．由于流經導線的電流為I，則在Δt時間內，流經導線的電荷量為IΔt，而電子的電荷量為q，則Δt時間內通過導線橫截面的自由電子數目可表示為IΔt/q，故C也正確.例3解析：⑴電源與電解槽中的兩極相連后，左側電極電勢高于右側電極，由于在電極之間建立電場，電場方向由左指向右，故正離子向右移動，負離子向左移動

⑵電解槽中的電流方向向右

⑶8C的正電荷向右通過橫截面AB，而8C的負電荷向左通過該橫截面，相當于又有8C正電荷向右通過橫截面，故本題的答案為16C ⑷由電流強度的定義I= =4A 課后檢測

1。D 2.BD 3.C 4.D 5.答案 C 解析 從微觀上看，電流決定于導體中單位體積內的自由電荷數、電荷量、定向移動速度，還與導體的橫截面積有關，故選C.電荷的定向移動形成電流，這個定向移動的速率都是電流微觀表達式I＝nqSv中的v.6.答案 A 7.答案 A 解析 這個題目中有很多干擾項，例如兩個截面的面積不相等，導 線的組成材料不同等等．但關鍵是通過兩截面的電子數在單位時間內相等，根據I＝qt可知電流強度相等． 8.答案 A 解析 電子槍2 s內發射了6×1013 個電子，則2 s通過示波管橫截面的電子數為6×1013個，因此電流I＝6×1013×1.6×10－192 A＝4.8×－6 A.9.答案 C 解析 負電荷Q均勻分布在橡膠環上，當環轉動時，在環上任取一截面則一個周期T內穿過此截面的電荷量為Q，因此應用電流的定義式I＝qt，再結合圓周運動相關的知識即可求解．T＝2πω，I＝qt＝QT＝Qω2π.10.答案 B 11.答案 AB 解析 截取圓環的任一截面S，如右圖所示，在橡膠圓環運動一周的時間T內，通過這個截面的電荷量為Q，則有：I= =

又T=，所以I=

由上式可知，選項A、B正確． 12.答案 IΔLem2eU 解析 根據動能定理eU＝12mv2① 根據電流定義公式q＝It＝ne② 根據題意t＝ΔLv③ 解①②③得n＝IΔLem2eU