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《电源和电流》教案

一、教材分析

本节是必修2第十一章电路及其应用第一节，教材先以问题情境为引入，探究为什么小灯泡可以持续发光而闪电是瞬间，接着介绍电源与恒定电流物理观念，并引出电流比值定义，然后在拓展学习中给出电流的微观解释，培养学生科学思维和拓展学生视野，最后理论联系实际，简单分析电动汽车中电池。

二、教学目标

1.通过情境展示和引导，学生主动参与电源和电流基本概念的构建，培养学生物理观念和科学思维物理核心素养。

2.教师问题链的设问，学生思考探究恒定电场、电流微观涵义，培养学生科学探究物理核心素养。

3.教师展示电池发展历史以及比亚迪刀片电池介绍，提高学生好奇心和求知欲，增强学生对国家自豪感和社会责任感，培养学生科学态度和责任。

三、教学重点

电流的理解。

四、教学难点

恒定电场以及电流的微观理解。

五、教学过程

教学

内容

教师

活动

学生

活动

设计

意图

一、

创

设

情

境

，

引

入

新

课

师：闪电是美丽的，它怎么产生？

师：地面与云层之间有很强电压，击穿空气，产生美丽闪电，那为什么瞬间消失？

生：闪电是由于地面与云层带有大量正负电荷产生的，击穿空气，产生电流。

生：由于每次放电，地面与云层正负电荷中和，再无电荷移动，闪电消失。如图所示，B总负电荷定向移动到A，之后AB之间无电荷移动，无电流。

从自然界引出物理问题，引起学生兴趣和思考，培养学生科学思维，引导学生关注自然和生活。

二、

创

设

情境、实

验

，

构

建

滑

动

摩

擦

力

一．电源

师：如何可以持续产生闪电或者电流？举例说明？

师：这两种情境都有一个共同的特点，两端持续存在正负电荷，刚才电荷中和，为什么会续产生？

师：这两种情境都是有一装置，将电子由A再次搬到B，物理学称其为电源，原理图如图所示：

恒定电流

师：在电源作用下，A、B周围的电场有谁形成的？

师：A、B周围电场是电源和移动电荷共同形成的，电场有怎样特点？类比水流，观察水流有什么特点？

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师：电子在恒定电场中移动有什么特点？导线中电流有什么特点？

恒定电流：大小、方向都不随时间变化的电流。

电流：单位时间通过导体横截面的电荷量。

师：如何描述电流大小和电流的方向

师：

I单位安培A（mA，μA），q单位库伦C1C=1A·S

师：设导体的横截面积为s，自由电子数密度（单位体积内的自由电子数）为n，自由电子定向移动的平均速率为ν，电子电荷量为e，求：

（1）时间t内，通过某一横截面自由电子个数

（2）通过横截面电流

应用

师：阅读思考锂电池工作原理

师：观看电池两百年发展史；

关注中国卡脖子技术攻关：比亚迪刀片电池、蔚来汽车固态电池

生：可以在A、B两端持续产生电荷，A、B间就就可以持续存在电荷移动。比如持续摇动静电机，两球之间持续产生电火花，停止摇动就会消失；比如装有电池的小灯泡也可以持续发光。

生：摇动起电机，两小球会产生正负电荷，虽然放电中和，但起电机会一直产生正负电荷；电池会持续让正负两极带正负电荷。

生：等量异种点电荷产生电场分布；

由电源、导线等电路元件所积累电荷共同形成恒定电场。

生：水流看起来是静止的，水虽然在流动，但是水流分布是稳定的看起来像静止的。电荷虽然也在移动，但整体分布也是稳定的，电场分布不会随着时间变化。

生：电子在恒定电场中定向加速移动；

电子在电场中定向移动与导体内不动粒子不断碰撞，阻碍了电子定向移动，导致电子定向移动的平均速率不变。电流大小、方向也不变。

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单位时间通过导体横截面的电荷量表示电流强弱。

生:

(1)N=nSvt

(2)Q=Ne=nSvte

=nSve

生：如图所示，充电锂离子由正极到达负极C,放电由负极通过电解液到达锂化合物正极。

问题链设计，一步步得到电源的本质与作用，培养学生理解、探究能力以及理论联系生活实际能力。

恒定电场比较难理解，通过类比水流，让学生自己迁移到电场的特点。培养学生观察、思考、迁移能力，提升学生科学思维。

电流微观解释，通过问题的形式，让学生推理出微观表达式，提升学生推理能力。

展示电池发展历史以及比亚迪刀片电池介绍，提高学生好奇心和求知欲，增强学生对国家自豪感和社会责任感，培养学生科学态度和责任。

三、课堂练习与小结

课堂练习:

已知某华为手机电池容量为4200mAh，手机电量为零时用无线快充充满用时约1h，求

1.电池容量指的是什么物理量？

2.充电过程中，手机的平均电流是多少？

3.如果用普通充电器将零充满用时约为4h，则这次平均电流是快充是多少倍？

4.如果一根充电导线横截面积为s，导线中电流为I，电子电荷量为e，单位体积内的自由电子数为n，求ts内多少个电子通过导线某横截面？以及自由电子定向移动的平均速率？

课堂小结：