《第一节 导体的伏安特性曲线》教学设计.docx

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《第一节导体的伏安特性曲线》教学设计

一、教学目标

（一）物理观念

1.理解电流的定义，进一步体会用比值定义物理量的方法；

2.知道欧姆定律和导体的伏安特性曲线，知道线性元件和非线性元件。

（二）科学思维

1.学会用电流的定义式来推导电流的微观表达式，提高模型建构和科学推理能力；

2.理解欧姆定律和导体电阻的物理意义。

（三）科学探究

1.经历探究导体电压与电流的关系，体会I-U图像来处理、分析实验数据，总结实验规律的方法；

2.通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验，掌握利用分压电路改变电压的基本技能，并学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法。

（四）科学态度与责任

1.了解电流发展的探索历程，体会科学家的研究思想；

2.通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验，培养学生严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度。

二、教材分析

本节是高中电路学习的第一节，由于学生在初中阶段已经对电路有了一定的认识，故此，这节起到承前启后的作用。教材以初中阶段已学过的“欧姆定律”为引子，说明“欧姆定律反映的是导体的电流与导体两端的电压、导体的电阻之间的关系，由此进入新课。本节课分三个主题，即电流、欧姆定律、导体的伏安特性曲线，从电场的角度引入电流的概念，并得出电流的定义式，并用其推导电流的微观表达式，这是对初中物理的电流的深入了解与延伸，让学生从中体会经历建构模型过程和科学推理过程，提高知识与能力水平；从物理学史的角度指出欧姆定律的电学规律——欧姆定律，并由此定律让学生体会用比值定义物理量的方法，把欧姆定律表达式表式就得到了电阻的定义式，并指出伏安法测电阻的方法；从探究实验的角度探究导体电压与电流的关系，体会用图像来处理、分析数据并总结实验规律，深化学生对欧姆定律的认识。

三、学情分析

学生已经在初中阶段学习了电流的概念及其定义式、欧姆定律、用限流法测电阻的方法等，这些为推导电流的微观表达式、构建电阻的概念、描绘导体的伏安特性曲线做好了铺垫。但是，仪器选择、电流表内外接法、滑动变压器的分压式接法等对学生来讲是难点，本节课尽可能降低难度，先让学生了解分压式电路与限流式电路的区别，引导学生进一步理解实验电路的具体作用，为后面的学习与实验探究做好理论准备。

教学重点与难点

教学重点

1.电流的定义；

2.欧姆定律；

3.导体的伏安特性曲线。

教学难点

1.电流的微观表达式及其应用；

2.滑动变阻器的分压式接法。

教学过程

（一）情境导入

十九世纪，发生了一场革命。历史上称它为“第二次工业革命”，这场革命以电力的广泛应用为标志，极大地改变了人们的生活方式和生产方式，打开了人类进入现代文明时代的大门。这场革命的爆发是因为一个人和一项发明。意大利科学家伏特发明了电池，人类第一次得到持续稳定的电流——恒定电流，从此，开创了人类认识和实际利用电能的新纪元，电力技术也迅速发展起来。那么，电流是怎么形成的？恒定电流有什么特点？接下来，我们一起来学习第一节——导体的伏安特性曲线。

（二）新课学习

1.电流

（1）电流形成的条件

教师：我们知道电流是由自由电荷定向移动形成的。电流的形成需要满足哪些条件呢？

教师引导学生思考，学生回答。首先，需要有定向移动的自由电荷；再次，导体两端存在电压。

教师：如何让电路中有持续的电流？哪些器材可以提供持续的电流？

学生：需要有持续的电压，电源（蓄电池、干电池、发电机等）可提供持续的电压。

教师：是的，电流的形成需要有定向移动的自由电荷和导体两端存在电压，电源（蓄电池、干电池、发电机等）可提供持续的电压。电流的方向是怎样呢？

（2）电流的方向

教师：自由电荷定向移动就形成电流，正电荷与负电荷运动的方向不同，那电流的方向怎么判断呢？19世纪初，人们认为电流是正电荷定向移动形成的，习惯延用至今。习惯上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，与自由电子定向移动的方向相反。

学生：观察与思考。

教师：在电路中，电源外部，正电荷从电势高向电势低移动，自由电子则从电势低向电势高移动；即外电路中电流从电源正极流向负极，电源内部则从负极流向正极。物理上，我们把方向不随时间变化的电流称为直流电，方向和大小都不随时间变化的电流称为恒定电流。通常所说的直流电就是指恒定电流。

（3）电流的大小

教师：自由电荷的定向移动就产生电流，可能自由电荷有正负，它们的运动方向不相同，怎么计算电流的大小呢？

学生：思考。

教师：物理学中把某段导体横截面的电量Q与所用时间t之比成为通过这段导体的电流，用I表示电流，其定义式为。例如：假设在t=2s的时间内有2个电子通过导线的截面，则导线中的电流为。

国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A，1A=1C/s。常用的单位还有毫安（mA）和微安（），1A＝103mA；1