2.1.2电源和电流、电动势教学设计

第一篇：2.1.2电源和电流、电动势教学设计

《电源和电流、电动势》教学设计

学校： 泸源中学 学科： 物理 主备人： 王江才 备课组长： 郑仕潮

一、内容及其解析

1．内容

本单元教学内容如下：

二、目标及其解析

1．目标

①了解电流的形成过程。

②了解电流的微观机理及其定义式，知道电流的方向是如何规定的。

③了解电源在电路中的作用。了解电动势的概念和单位。了解常见电池电动势的大小。

2．解析

学生在学习了第一章的电荷、库伦定理、电场以及电容等相关知识后，对电荷的产、电场的形成及其变化已经有了较深刻的认识，此刻不失时机的引导学生电流，是符合学生心里特点和认知规律的。本节首先向学生呈述了电流的形成过程，向同学们介绍了伏打和伽伐尼对发现电流所作的贡献，然后引导学生分析电流是怎样形成的，以及如何判断电流的方向。并引出了电源和电动势的定义，和单位。最后想同学介绍了日常生活中的电流和电源装置。教师引导学生分析思考，这样更能激发学生的求知欲和学习物理的兴趣。

三、教学过程设

第一课时 电源和电流

课堂引入：学生看课本41页，思考电流的形成，什么是电源，恒定电流的计算

教师归纳总结

一、电源

1.能把自由电子从正极搬到负极的装置

2.作用: ①保持导体两端的电势差(电压)②使电路有持续的电流.二、恒定电场

1.定义：由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。2.特点：导体内电场线与导体平行；电场强度不随时间变化 3.恒定电场与静电场性质相同

三、恒定电流

1、恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。

2、电流：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的比值称为电流。表示电流强弱程度的物理量。

3、单位：安培（简称安），符号：A

4、公式：

5、说明 Iqt（1）电流方向的规定：规定正电荷定向移动的方向为电流方向。（2）金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反。

（3）电解液中正、负离子定向移动方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时： Iq1q2t（4）电流强度虽然有大小和方向，但不是矢量，而是一个标量。

目标检测：

关于电流,以下说法正确的是()A.通过横截面的电荷量的多少就是电流的大小 B.负电荷定向移动的方向规定为电流的方向

C.在导体中,只要自由电荷在运动,就一定会形成电流 D.导体两端没有电压就不能形成电流

E.根据I=Q/t可知I与Q成正比 F.电流有方向,电流是矢量

G.如果在任何相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等,则导体中的电流是恒定电流

H.电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位

四、电流的微观意义 1.引入：

一个粗细均匀的，长为L的导体，两端加一定电压，导体中的自由电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，每个自由电荷所带电量为q，求此导体中的电流是多少？

2.电流的微观意义的应用

例：有一个横截面积S=1mm2的铜导线，通过的电流I=1A。已知铜的密度为ρ=8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量为6.4×10－2kg/mol,阿佛加德罗常数为NA= 6.02×1023mol-1，电子的电量为e。在这个问题中可以认为每个铜原子贡献一个自由电子。求铜导线中自由电子定向移动的速率v？

3、三种微观速度的区别

讨论：如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？

（1）电流传导速率等于光速，电路一接通，导体中的电子立即受到电场力的作用而定向移动形成电流。（对整体而言）

（2）电子定向移动速率，其大小与电流有关，一般数量级10－5m/s。（对每个电子而言）

（3）电子的热运动速率，任何微观粒子都做无规则的运动，其速率与温度有关，通常情况为105m/s。

五、典型例题讨论

如图示，电解液接入电路后，在tS内有n1个一价正离子通过溶液内截面S，有n2个二价负离子通过溶液内截面S，设e为元电荷，则以下关于通过该截面电流的说法正确的是（）

课堂小结

目标检测

1.一条导线中的电流为1.6A，在1s内通过这条导线某一横截面积的电子有多少个？

2.原子中的电子饶原子核的运动可以等效为环行电流。设氢原子的电子以速率v在半径为r的圆周轨道上饶核运动，电子的电荷量为e，等效电流有多大？

3.（天津高考）在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束。已知电子的电荷量为e、质量为m，则在刚射出加速度时，一小段长为△l的电子束的电子个数是（）

A.IleSm2eUB.Ilem2eUC.1meS2eUB.ISlem2eU第二课时 电动势

课堂引入1：

如图所示，在外电路，电流由电源正极流向负极，即从高电势流到低电势，电流在电源内部只能从负极流向正极，即从低电势流到高电势．根据电场知识可知，静电力不可能使电流从低电势流向高电势，反而起阻碍作用．(1)是什么力把正电荷从电源的负极搬运到电源的正极？(2)电源中的能量是如何转化的？

电源:通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置 课堂引入2：

日常生活中我们经常接触到各种各样的电源，如图所示的干电池、手机电池，它们有的标有“1.5 V”字样，有的标有“3.7 V”字样．

如果把1 C的正电荷从1.5 V干电池的负极移到正极，电荷的电势能增加了多少？非静电力做了多少功？如果把1 C的正电荷从3.7 V的手机电池的负极移到正极呢？哪个电池做功本领大？

电动势在数值上等于非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功 总结

二、电动势

1．定义：非静电力把正电荷从负极移送到正极所做的功w跟被移送的电荷量q的比值

2．定义式：E＝W/q，（E的大小与W和q无关，由电源自身的性质决定的）3.单位：伏特(V), 1V=1J/C 4.标量，电动势只有大小，没有方向

5.物理意义：描述电源把其他形式的能量转化为电势能的本领 目标检测

1.关于电动势E的说法中正确的是()A．电动势E的大小，与非静电力所做的功W的大小成正比，与移送电荷量q的大小成反比

B．电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关 C．电动势E是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 D．电动势E的单位与电势差的单位相同，故两者在本质上相同

2.关于电动势，下列说法中正确的是

()A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电势能增加 B．对于给定的电源，移动正电荷非静电力做功越多，电动势就越大

C．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移动时，单位电荷量做功越多

D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移到正极时，移送的电荷量越多 例1 由六节干电池(每节的电动势为1.5 V)串联组成的电池组，对一电阻供电．电路中的电流为2 A，在10 s内电源做功为180 J，则电池组的电动势为多少？从计算结果中你能得到什么启示？

例2 如图所示是两个电池外壳的说明文字．图中所述进口电池的电动势是________ V；国产电池最多可放出________ mA•h的电荷量，若电池平均工作电流为0.03 A，则最多可使用_____h.图中还提供了哪些信息：_____________________.目标检测

1．(对电动势概念的理解)关于电压和电动势，下列说法正确的是()A．电动势就是电源两极间的电压

B．电压和电动势单位都是伏特，所以电压和电动势是同一物理量的不同叫法 C．电压U＝W/q和电动势E＝W/q中的W是一样的，都是静电力所做的功 D．电压和电动势有本质的区别，反映的能量转化方向不同 2．(对电源的理解)关于电源，下列说法正确的是()A．当电池用旧之后，电源电动势减小，内阻增大 B．当电池用旧之后，电源电动势和内阻都不变 C．当电池用旧之后，电源电动势基本不变，内阻增大 D．以上说法都不对

3．(非静电力及其做功的特点)以下说法中正确的是()A．电源内部和外电路，正电荷都受静电力作用，所以能不断定向移动形成电流 B．静电力与非静电力都可以使电荷移动，所以本质上都是使电荷的电势能减少 C．在电源内部正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力

D．静电力移动电荷做功电势能减少，非静电力移动电荷做功电势能增加 4．(电池容量的理解)电池容量就是电池放电时输出的总电荷量，某蓄电池标有“15 A•h”的字样，则表示()A．该电池在工作1 h 后达到的电流为15 A B．该电池在工作15 h 后达到的电流为15 A C．电池以1.5 A 的电流工作，可用10 h D．电池以15 A 的电流工作，可用15 h

第二篇：《电源与电流》教学设计与反思

《电源与电流》教学设计与反思

教学目标

（一）知识与技能

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。

（二）过程与方法

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。

（三）情感、态度与价值观

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。

教学重点、难点

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。

教学方法

探究、讲授、讨论、练习

教学手段

自制教具、多媒体辅助教学设备

教学活动

（一）引入新课

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。

过渡：从这节课开始我们要应用在上一章已经学过的有关内容，从新的角度来认识我们在初中学过的那些关于电路的知识。（板书课题：§2-1 电源和电流）

（二）进行新课

1、电源

[PPT]闪电图片，万家灯火的照片。

学生讨论：这两种电流的区别？（闪电的电流是瞬时的，生活的照明需要持续的电流）

[PPT]什么是电流？

电荷的定向移动形成电流

[PPT]如何让电荷“定向移动”？

[PPT]

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。强调：电流消失的原因是因为导体A和B以及导线成为等势体。

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。

[PPT]

一、电源（板书：

一、电源）

[PPT]电源的作用：保持导体两端的电势差（电压），使电路中有持续的电流。

[演示实验]自制教具演示瞬时电流和持续的电流。

过渡：从上一章我们所学的电场的知识，我们知道，在导体两端形成电势差，则在导体中一定形成电场，那么在电源作用下，导体中的电场有什么特点呢？

2、恒定电场（板书：

二、恒定电场）

详尽的分析表明，导线内的电场，是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的，尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会随时间变化。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为“恒定电场”。

学生参与讨论：宏观上是稳定的，个体上是有变化的。

（板书：动态的稳定）

过渡：恒定的电场 → 电场强度不变 → 自由电子在各个位置的定向运动的速率不变 → 串一个电流表，读数不变 → 恒定电流。

提出问题【学生讨论】：为什么“速率不变”？

3、恒定电流（板书：

三、恒定电流）

[PPT]大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流

教师引导，学生叙述：关于电流的定义是我们在初中已经学过的，我们再来回

忆一下。

[PPT]电流的定义、单位、方向、标量性。

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的比值称为电流。用I表示电流。电流的定义式

I=

电流的单位有哪些？它们之间的关系是什么？

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（μA）。

它们之间的关系是： 1 mA=10-3 A； 1μA=10-6 A

1A的物理意义是什么？

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，但实际上在国际单位制中，安培（A）是基本单位，也就是说用电流的单位“安培”和时间的单位“秒”来定义电量的单位“库仑”，即1C = 1A·s

［PPT］随堂练习：

1、在金属导体中，若10s内通过横截面的电量为10C，则导体中的电流为

________A。

2、某电解槽横截面积为0.5m2，若10s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电量均为10C，则电解液中的电流为_______A。

3.在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C，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，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v，求该段导体内的电流.I=nqSv（要求学生笔记）

4、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。

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，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？

（三）课堂总结

［PPT］课堂小结

（四）作业布置：完成练习册相关内容

【教学过程结束】

《电源和电流》教学反思

本节课是电学第二章的开篇，从课题来看，是学生在初中已经学过的知识；但是从对教材的分析来看，这节课的很多内容，特别是对“电源”和“电流”的两个概念的理解，上升到了理论的层次，特别是要用到学生在上一章《静电场》中所学到的知识去对电源的作用和电流的形成重新认识，对学生的综合应用能力的要求比较高，结合学生的特点，设计了“讲授与探究”的教学方式。并自制了教具以加深学生对知识的再认识与理解。在教学活动结束后，通过与评委老师以及学生的交流，通过自我反思，形成以下几点得失以自勉。一．认真分析教学内容，把握课堂讲授深度。

在教材上本节课的篇幅及内容相对较少，但是要求学生要从新的角度去理解他们已经“知道”的东西，如果平铺直叙的灌输给他们，学生们没法把刚学过的静电场的知识和初中学过的关于电源和电流的知识统一起来。所以在教学中我设计了“从生活到课堂，从实践到理论再到实践”的引导过程。本节有三个知识点：电源、恒定电场、恒定电流。

在“电源”的教学活动中，通过多媒体的展示，从闪电的照片到“万家灯火”的照片，创设提出问题的情景；从初中学过的“电流形成的原因”到刚刚学过的“电场对电荷的作用”，引领着学生一步步的深入到这节课的教学内容里，新旧知识的过渡环环相扣，学生的理解与认识顺理成章。

在设计“恒定电场”教学过程时，我发现教材在这一部分有非常大的变化，对原来导体中的电场的形成不做讲解。所以我也大胆的对这部分内容进行说明性讲授，将学生的思路引入到对“恒定电场”的“动态的恒定”进行理解，顺利完成这一知识点的教学要求。最后通过引导学生讨论恒定电场对电荷的作用及其后果、电荷在恒定电场力作用下为什么做“匀速率”运动等问题，加深学生对“定向移动”的理解，把教学活动过渡到下一个知识点“恒定电流”。

在进行“恒定电流”的教学中，教材用了比较大的篇幅解析了一道在微观条件下理解电流的例题。这个知识点历来是一个难点，所以我在讲解时关于“恒定电流”的定义、单位、方向、标量性等问题所用的时间相对较少，然后用了两道有梯度的练习来让学生对电流的定义加深印象，又设计了一道传统的练习让学生认识电流的微观表达形式“I=nqSv”，最后才让学生对书上的例题进行分析和解题。有了前面难度由浅入深的练习的铺垫，学生对这道“难”题的理解也就“难题不难”了。

二．各种教学手段灵活应用。

在本节课的教学设计过程中，我发挥自己的特长，一方面制作了内容丰富，层次分明的多媒体课件；另一方面，为了课堂演示的需要，自己制作了电路实验的示教板。同时，为了方便学生对实验的观察，在演示时使用了高分辨率的摄像头，多种手段的采用，使课堂教学的效果明显提高。

三、运用探究式教学，培养探究能力

我在整节课中，通过提出问题→猜想→理论分析→实验演示→例题巩固的方式逐步创设物理情景，让学生从自然现象开始，提出物理问题，自己分析探究电荷在电场中的发生什么样的移动，通过适当的引导让学生讨论为什么电荷在电场力的作用下做匀速率运动，再通过分层次的问题设计，理解电流的微观表达形式，最后解决教材上的例题。这一教学过程充分体现了教师着意培养学生的科学探究，体现了新课标要求的“知识与技能、过程与方法以及情感态度价值观”三位一体的课程功能。使学生的主体地位得到发挥。

课后认真反思，也有不太如意的地方。

一．时间安排不够合理。前面关于“电源”部分的教学内容花的时间过多，后面讲“电流”时显得太匆忙，有前松后紧的感觉。

二、课堂小结不仅局限于知识点的小结，还要包含学法的小结，本人忽视了这一点。特别应该把这节课中对电流的微观表达式的推导与理解的思维方式作一小结，逐步培养学生的探究能力和创造思维。

通过这一堂课的教学，与学生的交流互动中，我们共同体验到了知识的传授与获取的快乐，这也是我作为一名教师所能享受的最大的幸福体验。

第三篇：《2.1电源和电流》学案设计

《电源和电流》学案设计

云南昭通市盐津县第三中学 蒋显翠

学时：1学时

一、学习目标

1．了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。初步体会动态平衡的思想；

2．理解电流的定义，知道电流的单位、方向的规定；理解恒定电流；

3．经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程，从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。

二、学习重点与难点

重点：理解电源的形成过程及电流的产生。

难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。

三、自主学习过程

目标一：了解形成电流的条件，知道电源的作用和导体中的恒定电场。初步体会动态平衡的思想；

1．电流的形成思考讨论：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？

导体中的 在电场力的作用下发生 形成电流。

倘若在A、B之间连接一个装置P，作用是不断地把电子从A搬运到B，使AB之间始终存在一定的电场，从而保持持续电流。

装置P

2．电源的作用

，能把自由电子从正极搬到负极的装置。

保持导体两端的，使电路有。

3．形成电流的条件

①存在自由电荷

金属导体── ；电解液──。

②导体两端存在电压

当导体两端存在电压时，导体内建立了电场，导体中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动，形成电流。

4．恒定电场

导线中的电场是由、等电路元件所积累的电荷在导线内共同形成的电场，导线内的电场保持和平行。尽管这些电荷也在运动，但有的流走了，另外的又来补充，所以电荷的分布是稳定的，电场的分布也稳定。由 产生稳定的电场称为恒定电场（动态平衡）。

目标二：理解电流的定义，知道电流的单位、方向的规定；理解恒定电流；

恒定电场电场强度不变

自由电子在各个位置的定向运动速率也不变

串联一个电流表，读数不会变（恒定电流）

1．由 分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。

2．把、都不随时间变化的电流称为恒定电流。

3．电流的 程度用电流这个物理量表示；规定 定向移动的方向为电流的方向；电流的单位是，符号是 ；公式为。

目标三：经历金属导体内自由电子定向移动速率的推导过程，从微观的角度理解导体中电荷的定向移动与电流之间的关系。

1．请你在教师的引导下学习课本例题；

2．请你独立完成教材“问题与练习”第2、3题。

3．请你推导：取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电量为q，则t时间内通过横截面C的电量Q是多少？电流I为多少？

四、小结本节课的内容

_________________________________________________________。

五、课后巩固

1．对于金属导体，还必须满足下列哪一个条件才能在导体中产生恒定的电流？（A．有可以自由移动的电荷

B．导体两端有电压；

C．导体内存在电场

D．导体两端加有恒定的电压

2．关于电流，下列说法中正确的是（）

A．通过导线截面的电量越多，电流越大）

A B．电子运动的速率越大，电流越大

C．单位时间内通过导体截面的电量越多，导体中的电流越大

D．因为电流有方向，所以电流是矢量

3．某电解池，如果在1s钟内共有5×10个二价正离子和1．0×10个一价负离子通过某截面，那么通过这个截面的电流是（）

A．0A B．0．8A C．1．6A D．3．2A

4．导体中的电流是5μA，那么在3．2S内有______C的电荷定向移动通过导体的横截面，相当于______个电子通过该截面。

5．设金属导体的横截面积为S，单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动速度为v，那么在时间t内通过某一横截面积的自由电子数为______；若电子的电量为e，那么在时间t内，通过某一横截面积的电量为______；若导体中的电流I，则电子定向移动的速率为______。

6．某电解槽内，在通电的2s内共有3C的正电荷和3C的负电荷通过槽内某一横截面，则通过电解槽的电流为______A。

7．在氢原子模型中，电子绕核运动可等效为一个环形电流。设氢原子中电子在半径为r的轨道上运动，其质量、电量分别用m和e来表示，则等效电流I等于多少？

8．在彩色电视机的显像管中，从电子枪射出的电子在加速电压U作用下被加速，且形

19成电流为I的平均电流，若打在荧光屏上的高速电子全部被荧光屏吸收。设电子质量为m，电量为e，进入加速电场之前的初速不计，则t秒内打在荧光屏上的电子数为多少？

课后巩固参考答案

1．D

2．C

3．D

4．1．6×10，1×10

5．nsvt，ensvt，I/ens

6．3；

7．8．

第四篇：《电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律》教学设计

《电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律》

教学设计

一、教学目标

知识与技能

（1）知道电动势的概念，知道电动势等于电源未接入电路（电源开路）时两极间的电压。

（2）知道电源的电动势等于内、外电压之和。

（3）理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能用来解决相关问题。

过程与方法

（1）通过“探究电源是否有内阻”和“研究内、外电压之间的关系”的实验，感悟探究物理规律的科学思路和方法；

（2）通过闭合电路欧姆定律解决一些实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。情感态度与价值观

（1）通过本节的学习活动，鼓励学生勇于探究与日常生活相关的物理问题

（2）通过探究活动，培养学生严谨的科学态度和合作精神

二、教学重点

1、理解电动势的物理意义

2、对闭合电路欧姆定律的理解和应用

3、探究过程，培养学生的科学思想和方法

三、教学难点：

1、闭合回路中电源电动势等于电路上内、外电压之和

四、教学方法

启发式教学，探究式教学法，实验教学法

五、教学用具

电源、开关、小灯泡、滑动变阻器、电压表、化学电池、导线若干、多媒体、实物投影、学案

六、教学过程：

【演示实验】【提出问题】

两个相同的小灯泡分别接在两节电池上，亮度不一样，请思考一下：小灯泡亮度微弱的可能原因？请大家根据生活常识和初中所学的知识分析一下。【提问】

根据初中所学的知识，电源两端电压不变，小灯泡亮度微弱，说明电流小了，电压相同，电流小，那说明电阻大，而这里只可能是电源引起的，说明电源可能有电阻。接下来，我们就先来具体研究电源。

一、电源

我们首先来看下，电源是什么呢？

图1

图2

图3

这是初中学习的电路的一部分（图1），小灯泡不会发光，因为没有电源，也就是大家初中经常所说的没有电压（也就是没有电势差），而有电压的东西很多，比如说大家学习的电容器，充满电后两极板间就有电压，将电容器接到小灯泡上，小灯泡是否会发光呢？

电容器接上后，电子会发生定向移动，与正电荷中和，两极板上电荷量要减少，根据电容器知识，电量减少，电压就会减少，而且不止是一个电荷要中和，其他电荷也要中和，所以，即使小灯泡连上去，小灯泡也不会亮（最多亮一下），那电容器能成为电源吗？【提问】

电容器因为不能持续提供电流而不能当作电源，怎样才能将这个装置转化成电源呢？

若有一个装置，可以讲中和掉的正负电荷不断分开，以增加两极板上的电荷量，从而保持电压不变，这个装置就能当作一个电源。为什么自然状况下不行呢？我们来看，两极板间电场方向向右，而负电荷受到的电场力方向向左（图4），自然状态下，电荷不会向右运动，就像我们生活中一样，俗话说“人往高处走，水往低处流”，要想把水从低处抽往高处，经常用到抽水机（图5），在将水从低处抽往高处的过程中，需要消耗电能，克服水的重力做功，转化成水的重力势能，那对比一下，在电子从征集移向负极的过程中，电子的什么能增加了呢？（电势能）增加的电势能是哪里来的呢？如果是化学电池，就是化学能转化为电势能，如果是核电站，就是原子能转化为电势能，所以从能量转化的角度，电源就是一个将其他形式的能转化为电势能的装置。

1、电源

定义：将其他形式的能转化为电势能的装置。

生活中有很多电源，比如说，卫星上经常用太阳能电池，钟表上，经常用图4

图5

5号干电池，电瓶车上常用的铅酸蓄电池，我们选择这些电池是根据我们的能量需要的，也就是说，不同的电源将其它形式的能转化为电势能的本领是不一样的，为了描述这个本领，在物理中，用电动势来表示该本领。

2、电动势

图6（1）用来表示电源将其他形式的能转化为电势能本领大小的物理量。电动势越大，表明电源把其他形式的能转化为电势能的本领越大。（2）大小：等于电源未接入电路（电源处于开路）时两极间的电势差，用字母E表示。

（3）注意：电源上标的电压指的是电源的电动势，一般是不会变化的！

知道了电源的基本知识，接下来，我们来看，电源真的有电阻吗？我们看这个实验，将滑动变阻器并联在的电源上，在变阻器两端并联电压表，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，根据我们初中的知识，滑动变阻器两端的电压等于电源电压，改变滑片的位置，电压表示数不变，是否真的是这样呢？老师这里准备了一套实验器材，线路我已经连接了一部分，我们请一个同学来连接剩下的线路，并进行操作。【学生进行实验】

从实验中，我们可以看出，当滑动变阻器阻值减小的时候，变阻器

两端电压减小，而减少的这部分电压，只可能是电源拿走了，因此，电 源有电阻。

3、电源的内阻

电流通过电源内部，电源内部也是一段电路，也有电阻，它被称为

电源的内电阻，简称内阻。常用r表示。

图7 用导线把电源、用电器连成一个电路，称为闭合回路，我们把电源外部的用电器和导线构成外电路。把电源内部称为内电路，既然电源有内阻，电流流过电源内部时，内阻上就有电压，我们称为内电压，外电路上的电压称为外电压，也叫做路端电压，路端电压很好测量，那内电压呢？

我们这里的两种都不能够进行内电压的测量，老师这里给大家介绍一种可以测量内电压的装置——化学电池，首先我们看下实验的原理图（图10），它的正极是锌板，负极是铅板，里边是稀硫酸，它的内部是开放的，用两个探针分别靠近电源的正负极，连接电压表就可以得到内电压，探针要离极板足够近，注意的是，电流在电源外部由正极流向负极，在电源内部由负极流向正极。通过滑动变阻器改变外电压，这是实验仪器。图8

图9

图10

图11

图12

这个实验较为复杂，老师事先连接好了，下面我将进行实验，请一个同学来读数，另一个同学来记录一下，下边的同学请在学案上记录内外电压的读数。【实验操作】

请大家观察所记录的数字，看下内外电压有什么关系呢？【提问】

从大家记录的数据可以看出，当外电压减小的时候，内电压增大，且

内、外电压之和为定值，那大家猜测一下，这个定值等于什么呢？（学生很可能回答电动势）【进行测量】大量的实验和理论证明，内外电压之和等于电动势，即Ur+U路=E。

现在我们知道了电流流过闭合回路时，内、外电压的关系，那么，闭合回路中的电流如何计算呢？我们先看一个大家熟悉的电路（图12），大家先看下这个电路的电流如何计算。I=U/R，我们计算时用到的原理是欧姆定律，我们来回顾下欧姆定律的内容。【提问】那今天我们知道，电源有内阻，我们又该如何计算呢？I=E/（R+r）。这个式子

图12

图13

就是我们要学习是下一个内容—闭合电路欧姆定律的表达式，请大家对比欧姆定律，尝试着用文字描述一下呢【学生表述】

二、闭合电路欧姆定律

1、内容：在外电路为纯电阻的闭合回路中，电流的大小跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比

2、表达式：IE Rr3、适用条件：外电路是纯电阻电路

接下来我们来看下闭合电路欧姆定律如何应用，首先，请大家尝试着用解释我们课前的实验，电池用旧了，内阻会变得很大

我们再看另一个教材上的实验，请大家尝试理论分析一下，一次闭合开关，小灯泡亮度会如何变化【提问】【进行实验，验证猜想】

图14 接下来，我们来练习一下公式的运用

例题：如图所示电路，电源电动势为1.5V，内阻为0.12Ω，外电路的电阻为1.38Ω，求电路中的电流和路端电压。

练习：在如图所示的电路中，R1=14Ω，R2=9Ω，当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1=0.2A；当开关S切换到位置2时，电流表的示数为I2=0.3A，求电源电动势E和内电阻r。

【本课小结】

【课后探究】若给你一个电压表、一个电阻箱、导线若干、开关，如何测量一节干电池的电动势和内阻？

七、板书设计：

§2.4电源的电动势和内阻 闭合电路欧姆定律

一、电源

1、电源

2、电动势

（1）定义（2）大小（3）注意：

3、电源的内阻

二、闭合电路欧姆定律

1、内容：

2、表达式

3、适用条件

第五篇：1.5电流和电源_教学设计_教案

教学准备

1.教学目标

教学目标】

1． 知道电源在直流电路中的作用 2．知道恒定电流的定义、单位

3．从微观角度理解导体中电荷定向移动与电流之间的关系。

2.教学重点/难点

重点：电流的概念

难点：从微观角度理解导体中电荷定向移动与电流之间的关系。

3.教学用具 4.标签

教学过程 【自主预习】 1.电源

观察教材图2.1-1，A、B分别带正负电荷，如果在它们之间连接一条导线R，导线R自由电子会在静电力的作用下定向移动(电流)，电子移动方向为

（填A→B或B→A），若要保持持续的定向移动(电流)，A、B需有一个装置，使A、B周围的空间始终存在一定的电场，能使A、B间维持一定的电势差的装置称为。

2.恒定电场

导线内的电场是由

、等电路元件所积累的电荷共同形成的，电荷的分布是稳定的，电场的分布也不会

。由

的电荷所产生的 的电场，称为恒定电场，3.恒定电流

由于

的作用，导体中自由电荷定向运动的速率

，而运动过程中会与导体内不动的粒子

从而减速，总体来说自由电荷定向运动的 不随时间变化。把

、都不随间

的电流称为恒定电流。

I表示电流，q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量，它们间的关系式为:_______。电流的单位为

，简称

，符号是

，常用的电流单位还有

和

。【典型例题】

一、形成电流的条件

【例1】如图验电器A带负电，验电器B不带电，用导体棒连接A、B的瞬间，下列叙述中错误的是（）

A、有瞬时电流形成，方向由A到B

B、A、B两端的电势不相等

C、导体棒内的电场强度不等于零

D、导体棒内的自由电荷受电场力作用做定向移动

一、电流的定义

【例2】 已知电子的电荷量为e，质量为m，氢原子的核外电子在原子核的静电力吸引下做半径为r的匀速圆周运动，则电子运动形成的等效电流大小为多少？

二、电流的微观表达式

【例3】 有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流强度为I，设每单位体积导线有n个自由电子，电子的电荷量为q，此时电子定向移动的速度为v，在Δt时间里，通过导线横截面的自由电子数目可表示为()A．nvSΔt

B．nvΔt C．IΔt/q

D．IΔt/Sq 【例4】如图所示的电解槽中，如果在4s内各有8c的正、负电荷通过面积为0.8㎡的横截面AB，那么⑴在图中标出正、负离子定向移动的方向； ⑵电解槽中的电流方向如何？

⑶4s内通过横截面AB的电量为多少？

⑷电解槽中的电流为多大？

【课后练习】

1.形成持续电流的条件是()A.只要有电压加在物体的两端 B.必须保持导体两端有电压 C.只在导体两端瞬时加电压 D.只要有大量的自由电荷

2.在由电源、导线等电路元件所形成的电路中，以下说法正确的是（A.导线中的电场强度处处为零

B.导线中的电场强度方向跟导线方向平行 C.导线内各点的电势相等

D.导线内沿电流方向各点的电势逐渐降低 3.以下说法正确的是（）

A.导体中的电流是正电荷的定向移动形成的 B.电荷定向移动的速率等于电流的传导速率 C.单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大

D.导体中越粗的地方单位时间内通过导体横截面的电荷数越多电流越大）4.某电解池，如果在1s内共有5×1018个二价正离子和1×1019个一价负离子通过面积为0.1m2的某截面，那么通过这个截面的电流是()A.0 B.0.8A C.1.6A D.3.2A 5.导体中电流I的表达式为I＝nqSv，其中S为导体的横截面积，n为导体每单位体积内的自由电荷数，q为每个自由电荷所带的电荷量，v是()A．导体运动的速率 B．电流传导速率

C．自由电荷定向移动的速率 D．电子热运动速率

6．下列说法中不正确的是()A．导体中有电荷运动就形成电流

B．电流的方向一定与负电荷的定向移动方向相反 C．对于导体，只要其两端有电压就有电流 D．国际单位制中电流的单位是安

7.将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来，已知截面积S铝＝2S铜．在铜导线上取一截面A，在铝导线上取一截面B，若在1 s内垂直地通过它们的电子数相等，那么，通过这两截面的电流的大小关系是()

A．IA＝IB

B．IA＝2IB C．IB＝2IA

D．不能确定

8．在示波管中，电子枪2 s内发射了6×1013个电子，则示波管中电流的大小为()A．4.8×10－6 A

B．3.0×10－13 A C．9.6×10－16 A

D．3.0×10－6 A 9．一个半径为r(米)的细橡胶圆环，均匀地带上Q(库仑)的负电荷，当它以角速度ω(弧度/秒)绕中心轴线顺时针匀速转动时，环中等效电流的大小为()A．Q

B.Q2π

C.Qω2π

D.2Qωπ 10．关于导线中的电场，下列说法正确的是()A．导线内的电场线可以与导线相交

B ．导线内的电场E是电源电场E0和导线侧面堆积电荷形成的电场E′叠加的结果

C．导线侧面堆积电荷分布是稳定的，故导线处于静电平衡状态 D．导线中的电场是静电场的一种

11．半径为R的橡胶圆环均匀带正电，总电荷量为Q，现使圆环绕垂直环所在平面且通过圆心的轴以角速度ω匀速转动，则由环产生的等效电流判断正确的是()

A．若ω不变而使电荷量Q变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍 B．若电荷量Q不变而使ω变为原来的2倍，则等效电流也将变为原来的2倍 C．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变大 D．若使ω、Q不变，将橡胶环拉伸，使环半径增大，等效电流将变小 12．在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电荷量为e、质量为m.求在刚射出加速电场时，一小段长为ΔL的电子束内电子个数是多少？ 答案：

例1.答案 e22πr2mkmr 解析 所谓等效电流，就是把电子绕核运动单位时间内的电荷量通过圆周上各处看成是持续运动时所形成的电流，根据电流强度的定义即可算出等效电流的大小． 截取电子运动轨道的任一截面，在电子运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量q＝e.则有：I＝qt＝eT 再由库仑力提供向心力，有：ke2r2＝m4π2T2r得 T＝2πre mrk 解得I＝e22πr2mkmr 例2答案 AC 解析 此题考查对电流强度公式I＝q/t的理解及电流强度的微观表达式I＝nqvS的理解．在Δt时间内，以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为vΔt，由于铜导线的横截面积为S，则在Δt时间内，电子经过的导线体积为vΔtS.又由于单位体积的导线有n个自由电子，在Δt时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvSΔt，故A正确．由于流经导线的电流为I，则在Δt时间内，流经导线的电荷量为IΔt，而电子的电荷量为q，则Δt时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为IΔt/q，故C也正确.例3解析：⑴电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动

⑵电解槽中的电流方向向右

⑶8C的正电荷向右通过横截面AB，而8C的负电荷向左通过该横截面，相当于又有8C正电荷向右通过横截面，故本题的答案为16C ⑷由电流强度的定义I= =4A 课后检测

1。D 2.BD 3.C 4.D 5.答案 C 解析 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、定向移动速度，还与导体的横截面积有关，故选C.电荷的定向移动形成电流，这个定向移动的速率都是电流微观表达式I＝nqSv中的v.6.答案 A 7.答案 A 解析 这个题目中有很多干扰项，例如两个截面的面积不相等，导 线的组成材料不同等等．但关键是通过两截面的电子数在单位时间内相等，根据I＝qt可知电流强度相等． 8.答案 A 解析 电子枪2 s内发射了6×1013 个电子，则2 s通过示波管横截面的电子数为6×1013个，因此电流I＝6×1013×1.6×10－192 A＝4.8×－6 A.9.答案 C 解析 负电荷Q均匀分布在橡胶环上，当环转动时，在环上任取一截面则一个周期T内穿过此截面的电荷量为Q，因此应用电流的定义式I＝qt，再结合圆周运动相关的知识即可求解．T＝2πω，I＝qt＝QT＝Qω2π.10.答案 B 11.答案 AB 解析 截取圆环的任一截面S，如右图所示，在橡胶圆环运动一周的时间T内，通过这个截面的电荷量为Q，则有：I= =

又T=，所以I=

由上式可知，选项A、B正确． 12.答案 IΔLem2eU 解析 根据动能定理eU＝12mv2① 根据电流定义公式q＝It＝ne② 根据题意t＝ΔLv③ 解①②③得n＝IΔLem2eU