資源簡介

11.1電源和電流----大單元分課時教學設計
課 題 人教版高中物理·必修·第三冊 第十一章 電路及其應用 第1節 電源和電流（第一課時）
課 型 新授課 復習課□ 試卷講評課□ 其他課□
授課班級 授課時間
教學內容分析 課標要求： 了解電源在電路中的作用，知道電流是怎樣形成的，并能進行相關分析和計算。 教材分析： 本節主要使學生們了解電源、恒定電場和恒定電流，并對電流的微觀解釋和新能源電動車中的電池做了簡單介紹。 本節課所采用的教材是人教版高中物理必修3第11章第1節的內容,作為本章的開篇，一是向學生們介紹電學產生了巨大的工程應用領域，使學生們意識到我們所學的內容與生活是息息相關的；二是擴展學生們對電場的認識，加強學生對物質觀的認識。
學情分析 知識儲備：學生在初中學習過電源、電流的概念，對電學有了基礎的了解。 能力基礎：本節內容以電源為切入點，首先以產生電流為目的，然后再引導學生思考產生持續電流的條件。當學生明白電源在電路中的作用后，再從電源過渡到恒定電場，并簡單對恒定電場與靜電場做一對比。 思維能力：針對學生情況，以恒定電場會產生恒定電流為本節的重點，結構合理，邏輯清晰，不致使學生從靜電場到電路的變化感到突兀。
核心素養 物理觀念：通過對電流的形成的學習，培養學生的物質觀念。 科學思維：從分析電源的作用入手，類比滑梯運動，培養學生應用類比方法和物理知識解決實際問題的能力。 科學探究：通過電流形成的微觀解釋的探究，理解電流形成的本質。 科學態度與責任：通過對恒定電場會產生恒定電流的了解，建立科學態度，激發學生探究知識熱情。
教學準備 多媒體課件 導學案
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
環節一：導入新課 活動一：展示學習目標
1.了解電流的形成條件、電源的作用和導體中的恒定電場。 2.理解電流的定義、定義式、單位及方向的規定，會用公式q＝It分析相關問題。 3.會推導電流的微觀表達式，從微觀的角度認識影響電流大小的因素。 1、讓學生明確學習目標，做到有的放矢； 課后根據目標，學生自我評價得失情況。
活動二：問題導入
二、情景引入 電閃雷鳴時，強大的電流使天空不時發出耀眼的閃光，但它只能存在于一瞬間，而手電筒中的小燈泡卻能持續光，這是為什么？ 1、PPT展示問題，引導學生思考。 2、板書：11-1 電源和電流 1、思考問題并嘗試回答問題。 1、評價學生回答情況。評價學生是否有對新課題的求知欲望。
環節二：新課教學 活動一：電源
1．電源定義：能把電子從A搬運到B的裝置。裝置P就是電源。 A、B就是電源的正負兩個極。 2.電源的作用：保持導體兩端的電勢差（電壓），使電路有持續的電流。 1、讓學生閱讀課本完成相關概念的學案填空。 2、PPT展示原子的電源圖片和視頻資料。 1、閱讀課本并回答問題。 2、觀察PPT展示的圖片和視屏資料。 1、對學生的閱讀情況和回答問題的情況進行評價。 2、對學生觀看圖片和視頻的情況進行評價。
活動二：恒定電流
1.恒定電場 （1）電荷和電場的分布不隨時間變化，即這種由穩定分布的電荷所產生的穩定的電場，叫作恒定電場。 （2）A、B 周圍空間的電場就是恒定電場，它是由電源、導線等電路元件所積累的電荷共同形成的。 注意：恒定電場不是靜電場，但靜電場中的一些規律同樣適用于恒定電場。 2.恒定電流 （1）把大小、方向都不隨時間變化的電流叫作恒定電流。 （2）電流 ①物理意義：表示電流強弱的物理量。電流就越大，單位時間內通過導體橫截面的電荷量越多。 ②定義：通過導體橫截面的電量q跟通過這些電量所用時間t的比值叫做電流。 ③公式：I —電流 、q —電荷量 ④單位：在國際單位制中，電流的單位是安培簡稱安，符號是 A。1A=1C/s 常用單位：毫安（mA）、微安（μA） 它們與安培的關系是：1 mA ＝ 10 -3 A 1 μA ＝ 10 -6 A ⑤方向：導體內正電荷定向移動的方向為電流的方向。 金屬導體中自由移動的電荷是自由電子，電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。 注意：電流雖然有方向，但電流是標量，它遵循代數運算法則，不遵循平行四邊形定則。 3.對公式 的理解 （1）q是時間t內通過某橫截面的電荷量，不是單位橫截面的電荷量。 用該式計算出的電流是時間t內的平均值。對于恒定電流，電流的瞬時值與平均值相等。 （2）電解液中正、負離子定向移動的方向雖然相反，但正負離子定向移動形成的電流方向是相同的，q為正電荷總電荷量和負電荷總電荷量的絕對值之和。 1、讓學生閱讀課本完成相關概念的學案填空。。 3、對學生的問答作出必要的引導和更正。 1、學生閱讀課文，認真研究，然后填空，對填不出的空重新看書理解并與同桌討論。 2、學生理解后記憶。 鍛煉學生的邏輯思維能力 幫助學生透徹理解公式的實質。
活動三：拓展學習 電流的微觀解釋
通常情況下，金屬中的自由電子不斷地做無規則的熱運動，它們朝任何方向運動的機會都一樣。 從宏觀上看，沒有電荷（自由電子）的定向移動，因而也沒有電流。 如果導體兩端有電勢差，導體中的自由電子就要受到靜電力的作用。除了做無規則的熱運動外，還要在靜電力的作用下定向移動，從而形成電流。 金屬導體中的電流跟自由電子的定向移動速率有關，下面就來推導它們之間的關系。 如圖設導體的橫截面積為 S ，自由電子數密度（單位體積內的自由電子數）為n，自由電子定向移動的平均速率為v電子電荷量為 e。 導體左端的自由電子到達右端 解：時間 t 內通過橫截面的電荷量 q＝ne（Svt）。 根據電流的公式 I＝q/t，得到電流和自由電子定向移動平均速率的關系：I=neSV 說明 ①根據電流的微觀表達式可以看出，電流決定于導體中單位體積內的自由電荷數、自由電荷的電荷量、自由電荷定向移動的速度，還與導體的橫截面積有關。 ②由I=neSV可以看出，同種導體橫截面積越大的位置，電荷定向移動的速率越小。 1、學生閱讀課文在教師的引導下推導電流的微觀表達式 1、閱讀課本并回答問題。 1、鍛煉學生邏輯思維能力，有助于學生的對電流的形成有個深刻理解。
活動四：STSE 電動汽車中的電池
1.純電動汽車使用的能源是什么？電池的材料是什么？ 純電動汽車使用的能源不是汽油，而是電能，提供電能的是鋰離子電池，鋰離子電池以碳材料為負極，以含鋰的化合物為正極。 2.說一說鋰離子電池的原理。 鋰離子電池以碳材料為負極，以含鋰的化合物為正極。在充電的過程中，通過化學反應，電池的正極有鋰離子生成，鋰離子通過電解液運動到電池的負極。負極的碳材料有很多微孔，到達負極的鋰離子就嵌在這些微孔中，嵌入的鋰離子越多，電池中充入的電荷量也就越多。當汽車開動時，在負極的鋰離子又會通過電解液返回正極，回到正極的鋰離子越多，則放出的電荷量也就越大。 鋰離子電池原理 1、讓學生閱讀課本，了解相關知識。 1、閱讀課本并回答問題。 1、對學生的閱讀情況和回答問題的情況進行評價。
環節三：例題講解
1、一根導線，分別通以不同電流，并保持溫度不變，當電流較大時，以下說法正確的是(　　) A.單位體積內自由電子數較多 B.自由電子定向移動的速率較大 C.自由電子的熱運動速率較大 D.電流的傳導速度較大 2、有甲、乙兩導體,甲的橫截面積是乙的2倍,而單位時間內通過橫截面的電荷量乙是甲的2倍,以下說法正確的是(　　) A.甲、乙兩導體的電流相同 B.乙導體的電流是甲導體的2倍 C.乙導體中自由電荷定向移動的平均速度是甲導體的2倍 D.甲、乙兩導體中自由電荷定向移動的平均速度大小相等 1、多媒體展示例題 2、讓學生自己先思考并用草稿紙寫出解題過程，巡視學生練習情況，抽兩位同學到展示自己的答案。 3、教師講解 1、在草稿紙上完成展示的練習。 2、認真聽老師講解練習。 1、評價學生的練習情況。 2、評價學生聽講解練習的情況。
環節四：課堂小結
引導學生小結，根據學生表述，查漏補缺，并有針對性地進行講解補充。 小組討論，發言總結本節課得失 1、評價學生的討論情況和發言情況。2、評價學生對本節課的掌握情況
環節五：作業設計
課后練習 第1、2、3、4、5題 指導學生完成練習，批改練習。 按要求完成練習。 從完成情況和書寫情況等方面進行評價。
環節六：主板書設計
§11.1 電源和電流 一、電源 1．定義：如圖所示，能把電子從A搬運到B的裝置。其中A、B為電源的兩個電極。 2．作用：使電路中的電流能夠持續存在。 二、恒定電流 1．恒定電場：穩定分布的電荷所產生的穩定的電場。 2．自由電荷定向運動的平均速率特點： 3．定義：大小、方向都不隨時間變化的電流。 4．電流 (1)物理意義：描述電流強弱程度的物理量。 (2)表達式：I＝q/ t。 (3)方向規定：把正電荷定向移動的方向規定為電流的方向。 (4)單位：安培 符號是A 1 mA＝10－3A、1μA＝10－6A。
教學反思
課 題 人教版高中物理·必修·第三冊 第十一章 電路及其應用 第1節 電源和電流（第二課時）
課 型 新授課□ 復習課□ 試卷講評課□ 其他課
授課班級 授課時間
教學內容分析 課標要求： 了解電源在電路中的作用，知道電流是怎樣形成的，并能進行相關分析和計算。 教材分析： 本節主要使學生們了解電源、恒定電場和恒定電流，并對電流的微觀解釋和新能源電動車中的電池做了簡單介紹。 本節課所采用的教材是人教版高中物理必修3第11章第1節的內容,作為本章的開篇，一是向學生們介紹電學產生了巨大的工程應用領域，使學生們意識到我們所學的內容與生活是息息相關的；二是擴展學生們對電場的認識，加強學生對物質觀的認識。
學情分析 知識儲備：學生已經學習過電源、電流的相關知識，對電學有了基礎的了解。 能力基礎：本節內容以電源為切入點，首先以產生電流為目的，然后再引導學生思考產生持續電流的條件。當學生明白電源在電路中的作用后，再從電源過渡到恒定電場，并簡單對恒定電場與靜電場做一對比。 思維能力：針對學生情況，以恒定電場會產生恒定電流為本節的重點，結構合理，邏輯清晰，不致使學生從靜電場到電路的變化感到突兀。
核心素養 物理觀念：通過對電流的形成的學習，培養學生的物質觀念。 科學思維：從分析電源的作用入手，類比滑梯運動，培養學生應用類比方法和物理知識解決實際問題的能力。 科學探究：通過電流形成的微觀解釋的探究，理解電流形成的本質。 科學態度與責任：通過對恒定電場會產生恒定電流的了解，建立科學態度，激發學生探究知識熱情。
教學準備 多媒體課件 導學案
活動設計
教學內容 教師活動 學生活動 評價任務
環節一：導入新課 活動一：展示學習目標
1.通過練習，了解電流的形成條件、電源的作用和導體中的恒定電場。 2.理解電流的定義、定義式、單位及方向的規定，掌握公式q＝It分的應用。 3.會用電流的微觀表達式I=neSV ，解決相關問題。 1、讓學生明確學習目標，做到有的放矢； 2、課后根據目標，學生自我評價得失情況。
活動二：提問引入
1.電源的定義：能把電子從A搬運到B的裝置。 2.電源的作用：保持導體兩端的電勢差（電壓），使電路有持續的電流。 3.恒定電流 （1）把大小、方向都不隨時間變化的電流叫作恒定電流。 （2）公式： （3）方向：導體內正電荷定向移動的方向為電流的方向。 4.金屬導體中電流的計算式： I=neSV 1、教師提問，帶領學生回顧電流和電流的相關知識。 2、板書：11.1 電源和電流 1、思考問題并嘗試回答問題。 1、評價學生回答情況。評價學生對基礎知識的掌握情況。
環節二：新課教學 活動一：核心要點1 對電流的理解
[觀察探究] 如圖所示，在裝有導電液體的細管中，有正、負兩種電荷向相反的方向運動，在時間t內通過細管某截面的正電荷為q1，通過此截面的負電荷為q2。 (1)確定通過導電液體中電流的方向； (2)計算導電液體中電流的大小。 答案： (1)電流方向為正電荷定向移動方向或負電荷定向移動方向的反方向，故導電液體中電流方向為由左向右。 (2)I＝|q1|＋|q2|t。 [探究歸納] 1.電流的形成 電荷的定向移動形成電流。當把導體和電源連接后，導體中形成恒定電場，導體中的自由電荷在靜電力的作用下定向移動形成電流。 (1)產生電流的條件：導體兩端有電壓。 (2)形成持續電流的條件：電路中有電源且電路閉合。 2.電流的方向 規定正電荷定向移動的方向為電流的方向，則負電荷定向移動的方向與電流的方向相反，金屬導體中自由移動的電荷是自由電子，故電流的方向與自由電子定向移動的方向相反。 3.電流的大小 (1)I＝qt是電流的定義式，I＝neSv是電流的決定式，故電流的大小與通過導體橫截面的電荷量以及通電時間無關。 (2)公式I＝qt求出的是電流在時間t內的平均值，對于恒定電流其瞬時值與平均值相等。 (3)q＝It是求電荷量的重要公式。 4.電流是標量 電流雖然有方向，但是它遵循代數運算法則，所以電流不是矢量而是標量。 1、通過PPT展示例題； 2、教師帶領學生分析、解決例題，并從解題過程中歸納總結相關知識。 1、學生閱讀例題，分析題目，并嘗試解決問題。 2、嘗試總結結論。 1、評價學生的分析、解決問題的能力。 2、評價學生對事物的歸納總結能力。
活動二：核心要點2 電流的微觀表達式
[要點歸納] 1.電流的微觀表達式的推導 金屬導體中的電流跟自由電子定向移動的速率有關，它們之間的關系可用下述方法簡單推導出來。 如圖所示，設導體的橫截面積為S，自由電子數密度(單位體積內的自由電子數)為n，自由電子定向移動的平均速率為v，則時間t內通過某一橫截面的自由電子數為nSvt。由于電子電荷量為e，因此，時間t內通過橫截面的電荷量q＝neSvt。根據電流的公式I＝qt，就可以得到電流和自由電子定向移動平均速率的關系式(即電流的微觀表達式)I＝neSv 導體左端的自由電子到達右端 2.對電流的微觀表達式I＝neSv的理解 (1)v表示自由電子定向移動的平均速率。自由電子在不停地做無規則的熱運動，其速率為熱運動的速率，電流是自由電子在熱運動的基礎上向某一方向定向移動形成的。 (2)I＝neSv是由I＝qt推導而來的，它從微觀的角度闡明了決定電流強弱的因素，同時也說明了電流I既不與電荷量q成正比，也不與時間t成反比。 (3)從微觀上看，電流的大小不僅取決于導體中單位體積內的自由電荷數、每個自由電荷的電荷量、電荷定向移動速率的大小，還與導體的橫截面積有關。 （例題)一橫截面積為S的銅導線，流過的電流為I，設每單位體積的導線中有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，通過導線橫截面的自由電子數目可表示為(　　) A.nvSΔt B.nvΔt C.IΔtq D.IΔtSq 方法歸納　 利用I＝nqSv分析問題應注意的三個方面 (1)各個物理量都要用國際單位。 (2)正確理解各符號的意義，特別是n表示導體中單位體積內的自由電荷數，v表示自由電荷定向移動速度的大小。 (3)若已知單位長度的自由電荷數為n，則電流的微觀表達式為I＝nqv 1、教師帶領學生回顧電流的微觀表達式的推到； 2、教師帶領學生對電流微觀表達式進行更進一步的理解； 3、通過PPT給出例題，引領學生分析、解決例題，并帶領學生總結解決問題的方法。 1、跟隨教師進一步理解電流的微觀表達式； 2、與小組成員合作探究，嘗試分析解決例題； 3、通過問題解決的過程，嘗試總結解決問題的方法。 1、評價學生的分析、解決問題的能力。 2、評價學生對事物的歸納總結能力。
活動三：核心要點3 三種不同速率的比較
[要點歸納] 自由電荷定向移動速率 自由電荷定向移動形成電流，其中電荷定向移動的速率一般為10－5 m/s的數量級。 無規則熱運動速率 導體中的自由電子在不停地做無規則運動，由于沿各個方向無規則運動的機會相等，故不能形成電流。常溫下自由電子熱運動的速率的數量級為105 m/s。 3、電場傳播速率(或電流傳導速率) 就是導體中建立電場的速率，等于光速，為3×108 m/s。閉合開關的瞬間，電路中各處以光速建立恒定電場，電路中各處的自由電子幾乎同時定向移動，整個電路也幾乎同時形成了電流。 帶領學生比較電子的定向運動速率、電流的傳導速率、電子熱運動的速率。 1、比較電子的定向運動速率、電流的傳導速率、電子熱運動的速率。 通過比較加深對電子的定向運動速率、電流的傳導速率、電子熱運動的速率的理解。
環節三：例題講解
1、下列說法中正確的是(　　) A.導體中電荷運動就形成了電流 B.在國際單位制中，電流的單位是安培(A) C.電流有方向，它是一個矢量 D.任何物體，只要其兩端電勢差不為零，就有電流存在 2、一段粗細均勻的導線的橫截面積為S，導線內自由電子的電荷量為e，導線單位長度內自由電子數為n，自由電子做無規則運動的速率為v，單位時間內通過某一橫截面的自由電子數為N。則導線中的電流為(　　) A.neSv B.nev C.N D.Ne 3、一根導線，分別通以不同電流，并保持溫度不變，當電流較大時，以下說法正確的是(　　) A.單位體積內自由電子數較多 B.自由電子定向移動的速率較大 C.自由電子的熱運動速率較大 D.電流的傳導速度較大 1、多媒體展示例題 2、讓學生自己先思考并用草稿紙寫出解題過程，巡視學生練習情況，抽兩位同學到展示自己的答案。 3、教師講解 1、在草稿紙上完成展示的練習。 2、認真聽老師講解練習。 1、評價學生的練習情況。 2、評價學生聽講解練習的情況。
環節四：課堂小結
引導學生小結，根據學生表述，查漏補缺，并有針對性地進行講解補充。 小組討論，發言總結本節課得失 1、評價學生的討論情況和發言情況。/2、評價學生對本節課的掌握情況
環節五：作業設計
環節六：主板書設計
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