【教案】 电源与电流 教学设计 -2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.docx

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1、电源和电流教学设计教材：人教版高中物理必修3第十一章第1节课时安排：2课时一、教材分析1.高中物理课程标准（2017版）要求了解电源在电路中的作用、恒定电流的定义式掌握电源的作用以及自由电子在电源中运动的方向；了解电流的微观表达式。2.本节内容在物理知识体系中的地位电源和电流是同学们走进电学实验的第一步，这一部分的知识点与之后的闭合电路欧姆定律联系紧密，与电路中能量的转化也是密不可分。在学生学习的过程中3.教材内容与体系安排本节课通过对观察闪电与小灯泡的区别来引起学生对电源作用的思考。通过类比抽水机的作用让同学们总结电源的作用以及恒定电流产生的条件。通过类比水流量得出恒定电流的定义式。最后通过

2、将跑操的学生类比成微观状态下导线中的定向移动的电子，给出条件单位体积中的自由电子数为n，引导学生求出体积v内的自由电子数，最后通过电流的定义式来求出微观状态下电流的表达式。二、学情分析1.知识层面学生在之前的学习中已经学习并掌握了功能的转化，在第十章已经了解了电场力做功电势能应该如何改变。2.能力层面学生已经学习过比值定义法，所以在电流定义式的导出上可以结合之前学过的知识。3.思维层面在电流的微观表达式的推导过程中会很抽象，虽然学生已具备一定的抽象思维，但学生任很难直观的了解到电子在微观中电子的运动情况，这时候需要老师搭台阶，多举例，帮助学生理解。三、教学目标1.物理观念（1）掌握对闭合电路中

3、电子移动方向和电流方向进行分析和归纳的方法；（2）通过实验和理论分析，理解探究 电流的微观表达式。2.科学思维（1）通过重力势能知识点的迁移了解电源的作用。（2）通过举例生活中的各种现象帮助学生理解电流的微观表达式，并推导出电流的微观表达式。3.科学探究（1）掌握对闭合电路中电子移动方向和电流方向进行分析和归纳的方法；（2）通过实验和理论分析，理解探究 电流的微观表达式。4.科学态度与责任（1）通过加深对电源和电流的认识，让生活中的用电更安全。（2）激发学生对科学的兴趣和热情，使他们了解现代前沿电源研究工作是研发体积更小、电容量更高、输出功率更高的电池。培养学生的科学探究精神。四、教学重难点1

4、.教学重点：通过启发式教学让学生通过比值定义法得到电流的定义式；2.教学难点：能根据电流的定义式求解电源的电容量、电流微观表达式。五、教法学法教法：启发式教学、探究式教学学法：合作探究法六、教学用具PPT七、教学流程图八、教学过程教学环节与教学内容教师活动学生活动设计意图情境创设导入新课【情境创设】【引导】教师播放电闪雷鸣的视频： 在视频中闪电划破苍穹，一瞬间将四周照亮，但是图片中的小灯泡却可以持续的将四周照亮。【提问】灯泡中是什么装置可以让小灯泡一直发光呢？【观察】闪电转瞬即逝，小灯泡一直发光。【思考】小灯泡中有电源。由生活现象出发，引起学生兴趣。装置类比知识迁移【探究电源作用】抽水机类比【

5、引导提问】装置中的水会怎样流动，水会源源不断地流动吗?水管中的水什么时候会停止流动？【提示讲解】A中的水位比B中的高，所以水会从A通过水管流向B,当两边水位相同的时候水管中的水将停止流动。【引导提问】如果我想通过添加一种装置让A中的水源源不断地流向B，同学们能否想一个办法解决这个问题？【继续提问】抽水机在将B中的水搬运到A中时怎么做功，重力怎么做功？【观察总结】水会从左边流向右边，直到两边水位相平为止。可以在右边加上一个抽水机让水源源不断地流。【思考回答】在抽水机工作的过程中，抽水机对水做正功，重力对水做负功，重力势能增加。培养学生发现问题解决问题的能力。知识迁移电源作用【学生思考】电源如何让

6、导线中的电流源源不断地流？【引导提问】有没有一种装置像抽水机一样可以让电子通过导线源源不断地向A流动呢？【引导回答】P装置是电源，它的作用是将自由电子在电源内部从正极搬运到负极。在搬运过程中非静电力克服静电力做功将其它形式的能量转化为电势能。【交流思考】可以也装一个类似抽水机的装置。从物理角度分析问题，培养学生科学素养。【引导总结】大家一起来总结一下电源的作用有哪些？【引导提问】我们来总结一下电源的作用是什么？【概念引入】所以，从搬运电荷的角度来讲，电源的作用是将自由电子从负极搬运到正极；从做功的角度来讲，电源的作用是将其他形式的能转化成电势能。【思考回答】从搬运电荷的角度来讲，电源的作用是将

7、自由电子从负极搬运到正极。从做功的角度来讲，电源的作用是将其他形式的能转化成电势能。通过归纳总结得出电源作用，加强学生对事物的认识。恒定电流以及电流的定义式【引导思考】当导线上通往正极的自由电子数和电源中移向负极的电子数相同会产生怎样的现象？【目的】得到恒定电流的概念。【引导提问】当导线上通往正极的自由电子数和电源中移向负极的电子数相同会产生怎样的现象？【引导回答】当导线上通往正极的自由电子数和电源中移向负极的电子数相同时，正极和上的自由电子分布不变，此时产生恒定电场。【引导思考】当恒定电场形成时，导线中的电流会有怎样的特点呢？【引导回答】当恒定电场形成时，导线中的电流方向和大小都保持不变，此

8、时的电流称为恒定电流。【思考】需要测量单位时间内流出水的体积。【思考】流量公式：Q=vt。通过类比一步步让学生思考自己得出电流的表达式。得到恒定电流公式。【题问】请大家根据水流公式推导电流公式；【回答】知道了电流的电荷量，和通过横截面积的时间t可以得到电流公式：I=qt。培养学生类比迁移的和能力。电流的微观表达式【课题导入】当我们研究微观状态下电流的表达式时，我们可以精确到每个电子的运动。那么在这种情况下电流的表达式又是怎样的呢？【引导提问】如果我们把导线放大很多倍，这个时候可以看到导线中电子的运动，如果电子运动的速度为v。此时的速度v会是电场建立的速度v吗？会是分子热运动的v吗？【引导回答】

9、当我们关上电灯的开关时，灯泡立马就亮了，此时说明电场建立了，这个建立的过程几乎是瞬间的，接近于光速。但是此时电子并没有瞬间全部进入电灯中。【总结】电荷量运动的速度v是所有电子运动的速度平均值，电流速度接近光速。【回答】电流速度和电子移动速度不一样。电流速度比电子运动速度快。荷量运动的速度v是所有电子运动的速度平均值，电流速度接近光速。培养学生逻辑推理能力我们如何推导出微观状态下电流的定义式？已知物理量：n：单位体积中自由电子数e：自由电子电荷量S：导体的横截面积v: 自由电子定向移动平均速率【引导提问】如果我们知道水流速度为v，水管的横截面积为s，我们如何求体积呢?【引导提问】同样的，我们如果知到电子速度v，导线横截面积s，时间t，也可以得到体积V=vts，但是如果要得到电荷量q还需要知道：n、e、S、V请大家推导微观状态下的电流表达式？【回答】【思考】需要知道水流速度v，水管横截面积s，时间t，体积V=vts。【思考】培养学生类比迁移的和能力。九、板书设计十、课前反思本节课重点是电流的定义式，需要带领学生理解公式的得出，并且要带领学生做例题；电流的微观表达式是难点也是重点，需要带领学生理解，理解过程中会有困难，可以给学生搭台阶帮助理解。在教学过程中学生的理解能力可能跟不上，在课堂上语言可以更精炼一些，语速也可以再慢一些，可以多安排习题学科网（北京）股份有限公司