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1、普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1人教版 普通高中课程标准实验教科书物理选修31人教版 第二章 恒定电流 本章为电学基础知识，它在初中学过的电学知识的基础上，进行了加深和扩展，主要讨论了电源的作用，电路的组成和结构，有关电流的规律和电流、电压及功率的分配以及电路中的能量转化关系等内容。其中像电流、电压、电阻、电动势等物理概念以及部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律、电阻的串并联等物理规律，既是电磁学的基础，也是处理电路问题应用频率最高的知识点，在学习中应深入理解，熟练掌握。 从历年高考试题来看，本章的高考热点有三个：一是考查电路的计算，包括电阻的计算，串并联电阻的计算，电功、电热的计算，闭
2、合电路欧姆定律的计算；二是电路分析，包括电容电路分析，电路变化动态分析，电功、电功率分配问题分析；三是电学实验，包括设计实验和进行实验灵活处理。 1观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。 2初步了解多用电表的原理。通过实际操作学会使用多用电表。 3通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。 4知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。 5测量电源的电动势和内阻。 6知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活、生产中的应用。 7通过实验，观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。 8初步了解集成电路的作用。关注我国集成电路以及元器件研究的发展
3、情况。 2.1 导体中的电场和电流 ? 第 1 页 共 8 页 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。 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。 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。 ? 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。 ? 分析归纳法、讲授法 ? 投影片，多媒体辅助教学设备 ? 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领域，更广泛
4、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） 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？ 第 2 页 共 8 页 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 教师：（投影）教材图2.11，（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
5、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2.12，（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。 师生互动，建立起电源的概念。
6、 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 第 3 页 共 8 页 教师：（投影）教材图2.13，（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2.14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
7、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 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跟通过这些电荷量所用的时间t的比第 4 页 共 8 页 值称为电流。用I表示电
8、流。电流的定义式是什么？ q学生：I= t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： 1 mA=10-3-6A； 1A=10A 教师：1A的物理意义是什么？ 学生：如果在1 s内通过导体横截面的电荷量是1 C，导体中的电流就是1 A。即1A=1 C/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。 第 5 页 共 8 页 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
9、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。 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。 ：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。 ? 【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
10、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 第 6 页 共 8 页 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。 ?1819【例2】某电解质溶液，如果在1 s内共有5.010个二价正离子和1.010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=1 s内，通过某横截面的二价正离子数为n，一价离子数为n，元电荷的12电荷量为e，则t时间内通过该横截面的电荷量为q=（2n+n）
11、e 121819(2n，n)e25.0101.010，q-1912电流强度为I=1.610A=3.2 A 1tt【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流多大？ 解析：取电子运动轨道上任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个截面的电量q=e，由圆周运动的知识有： 2,RT= v根据电流的定义式得： qevI=, t2,R? 书面完成P43“问题与练习”第1、2题；思考并回答第3题。 ? 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方
12、法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。 ? 伏打（17451827年）是著名的意大利物理学家。他于1745年2月出生在科摩，1774第 7 页 共 8 页 年担任科摩大学预科物理教授，同年他发明了起电盘。1779年又去帕维亚大学担任了物理教授职务.1791年被选为伦敦皇家学会会员。 1780年，著名医生伽伐尼在一个偶然的情况下发现，当起电盘放电时，如果用金属解剖刀触动靠近起电盘的蛙腿肌肉，蛙腿便会发生痉挛.这就是第一个伽伐尼电池.但是伽伐尼对此并不理解，他认为青蛙体内产生了“动物电”.伏打对此很感兴趣，经过一番研究，他发现蛙腿只是起了显示电流通
13、过的作用，所谓特殊的“动物电”是不存在的.伏打指出，伽伐尼实验中连接起来的是两种不同的金属（他称为第一类导体或干导体）和含液体的青蛙肌肉（他称为第二类导体或湿导体）。伏打把不同的金属板浸入一种电解液里，组成了第一个直流电源伏打电池.他用几个容器盛了盐水，把插在盐水里的铜板、锌板连接起来，电流就产生了。1800年3月20日伏打向伦敦英国皇家学会宣布了这个发现。 伏打于1827年3月5日逝世，后人为了纪念他的功绩，将电势差的单位取名为伏特。 推论1 经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点.一、情景设置 5.圆周角和圆心角的关系:如图所示，AD表示粗细均匀的一段导体l，两端加一定的电压，导体中的自由电
14、荷沿导体定向移动的速率为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，每个自由电荷的电荷量为q. （1）理解确定一个圆必备两个条件:圆心和半径,圆心决定圆的位置,半径决定圆的大小. 经过一点可以作无数个圆,经过两点也可以作无数个圆,其圆心在这个两点线段的垂直平分线上.AD-125.145.20加与减（三）4 P68-74- 1、第一单元“加与减(一)”。是学习20以内的退位减法，降低了一年级上学期孩子们学习数学的难度。退位减法是一个难点，学生掌握比较慢，但同时也是今后竖式减法的重点所在。所以在介绍的：数小棒、倒着数数、凑十法、看减法想加法、借助计数器这些方法中，孩子们喜欢用什么方
15、法不统一要求，自己怎么快怎么算，但是要介绍这些方法。l=tvtanA是一个完整的符号，它表示A的正切，记号里习惯省去角的符号“”；二、理论推导 二、学生基本情况分析：AD导体中的自由电荷总数：N=nlS。 64.24.8生活中的数3 P30-35总电荷量Q=Nq=nlSq tanA是一个完整的符号，它表示A的正切，记号里习惯省去角的符号“”；l所有这些电荷都通过横截面D所需要的时间：t= vQnlSq所以导体AD中的电流：I=,=nqSv. tl/v增减性：若a0，当x时，y随x的增大而增大。由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、电荷量、定向移动速率，还与导体的横截面积有关。 第 8 页 共 8 页