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所属成套资源：高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案
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人教版 (新课标)选修31 电源和电流教学设计
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这是一份人教版 (新课标)选修31 电源和电流教学设计，共9页。
eq \(\s\up7(),\s\d5(全章教学设计))
全章教学内容分析
本章介绍电路的基本概念和规律，在物理学发展史上，从静电到电流(动电)有一个辩证的发展过程，从内容上来说，本章和上一章有着必然的内在联系。首先，电路中的电压概念就是静电学中的电势差，导体中的电场也是在静电场基础上引入的电流场(动态的恒定电场)，而自由电荷在导体中的定向移动，则简化为带电粒子在电场力作用下的定向移动。其次，无论电场还是电路，都共同遵守能量守恒这一物理学的基本规律。从电源、电动势、部分电路的电功和电热，到闭合电路欧姆定律、电源的总功率、输出功率和内电路消耗的功率，都是能量守恒的具体体现。
本章是电学实验的核心，教材提供了大量的探究性学习素材，为学生的自主学习和理解科学探究的基本方法创造了条件。本章设计了四个学生分组实验，即“测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)”“描绘小电珠的伏安特性曲线”“测定电源的电动势和内阻”和“练习使用多用电表”，除此以外，还设计了若干演示实验及课内外做一做、设计与探究、调查与分析等内容，供课堂内外灵活使用。
课标要求
1．内容标准
(1)观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。
(2)初步了解多用电表的原理。通过实际操作学会使用多用电表。
例1：以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。
例2：以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。
(3)通过实验探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。
(4)知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。
(5)测量电源的电动势和内阻。
(6)知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活和生产中的应用。
例3：观察常见电热器的结构，知道其使用要点。
(7)通过实验观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理及其在自动控制中的应用。
(8)初步了解集成电路的作用。关注我国集成电路等元器件研究的发展情况。
2．活动建议
(1)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的IU特性曲线，对比它们导电性能的特点。
(2)用光敏二极管和微型话筒制作楼道灯的光控－声控开关。
(3)收集新型电热器的资料，了解其发热原理。
(4)制作简单的门电路。
(5)利用集成块制作简单的实用装置。
知识版块及知识结构
电路基本概念(电流、电压、电阻、电源)→电路基本结构(闭合电路与串、并联电路)→电路基本规律(部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律、电阻定律)→电路基本能量关系(电功与电热、焦耳定律、串、并联电路的功率分配、电源的总功率与输出功率)→电路的基本应用(电学实验)。
知识结构图
教学目标
1．知识与技能
(1)初步了解常见电路元件在电路中的作用。初步了解多用电表的原理。
(2)知道电阻定律。知道焦耳定律，理解闭合电路欧姆定律。
(3)知道电源的电动势和内电阻。
(4)制作简单的门电路。利用集成块制作简单的实用装置。用光敏二极管和微型话筒制作楼道灯的光控、声控开关。
(5)初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。初步了解集成电路的作用。通过实验，观察门电路的基本作用。
2．过程与方法
(1)通过分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的IU特性曲线，对比它们导电性能的特点。
(2)通过实验，探究决定导线电阻的因素，探究并对比电阻测量的几种常用方法。
(3)通过实验，探究闭合电路中电源内、外电压的变化规律，测量电源的电动势和内电阻。
(4)收集新型电热器的资料，了解其发热原理。
(5)通过观察常见电热器的结构，知道其使用要点。
(6)观察并尝试识别常见的电路元件，通过实际操作学会使用多用电表。尝试以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。
3．情感、态度与价值观
(1)了解焦耳定律在生活、生产中的应用。
(2)在探究决定导线电阻的因素和电源内、外电压的变化规律等的活动中产生研究电路知识的兴趣。
(3)在电阻测量、多用电表的使用、测量电源的电动势和内电阻等实验活动中获得成功的体验。
(4)关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况，增强民族自豪感，立志为祖国富强而努力学习。
(5)通过了解常见家用电器的电路构造和工作原理，体会电路知识在生活、生产中的重要作用。
学情分析
本章的电流、电阻、部分电路欧姆定律、焦耳定律、串联分压和并联分流等内容，与9年级电学内容有部分相近或重复，同时对重点内容在原有基础上有所加深，并拓展到一些新的物理规律，如非纯电阻电路，在此基础上介绍闭合电路知识。这种安排一方面考虑到学生初中学过的电学知识时间较久，已有遗忘，通过再现让他们感到熟悉，增强信心。另一方面，这种螺旋式上升的安排有利于学生知识体系的构建，让学生在相近或重复中体会研究物理问题的科学方法。实验方面，学生在初中已有了电路连接和电表使用的一般技能，对电路设计和电学测量有了一定的知识和技能准备，便于电学实验教学的开展。
教学要求与建议
1．注重知识间的内在联系，如能量主线、概念联系、电路结构、欧姆定律等等。利用知识的内在联系帮助学生建构知识体系。
2．强调类比方法，注重本章知识与生活、技术、社会的联系。教学中尽量体现“让物理走进生活”，让学生体会到物理就在我们身边、学习物理是有用的。要充分利用“做一做”“思考与讨论”“科学漫步”“说一说”等栏目，提高学生学习物理的兴趣，调动学生的参与热情。
3．充分利用教材中的探究题材，指导学生开展自主探究与合作探究。多让学生参与实验，了解物理知识和规律的获取过程和方法。
课时分配建议
1 电源和电流
eq \(\s\up7(),\s\d5(整体设计))
教学分析
学生在学习了第一单元的静电场后，对电场力做功、电势、电势能的概念已经有了较深刻认识，此刻不失时机地引导学生认识恒定电场，符合学生心理特点。教材利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况，引导学生分析恒定电场形成的过程，并引出了电源和恒定电流的定义和物理意义。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。
教学目标
1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立。
2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量——电流。
3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
4．通过对电源、电流的学习，学生学会类比理解电动势，培养学生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学问题。
教学重点难点及突破
重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。本节课把电源与抽水机进行类比解决了电源的作用这个难点。
教学方法与手段
课堂教学中，采用教师引导学生分析，学生主动思考，师生共同总结或加以点评的方法，既能发散学生的思维，调动学生的积极性，活跃课堂气氛，又能减少学生学习物理的恐惧感。对于电源的作用这一难点通过类比的方法使学生更容易理解。
eq \(\s\up7(),\s\d5(课前准备))
教学媒体
投影片，多媒体课件，电闪雷鸣的视频，静电图片，小灯泡发光的简单电路。
知识准备
1．静电场的电场线，电势、电势差的有关知识。
2．初中电流的形成的有关知识。
eq \(\s\up7(),\s\d5(教学过程))
主要教学环节与事件：分任务、师生活动、设计说明。
导入新课
[事件1]
教学任务：创设情景，导入新课。
师生活动：
【展示】雷鸣电闪的视频。
【演示】小灯泡发光的实验。
观察并讨论：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而电路中的小灯泡却能持续发光？
通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。
结论：小灯泡电路中有电源。
推进新课
[事件2]
教学任务：电源的作用。
师生活动：
投影下面的图片
思考与讨论：
分别带正、负电荷的A、B两个导体球，如果用一条导线将它们连接起来，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？导线中能否出现电流？这个电流有什么特点？
结论：最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态，导线中的电流只能是瞬时的。
思维拓展：如何使电路中有持续电流？
类比：如图，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A流动到水池B。A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。
思考与讨论：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？
结论：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。
思维拓展：电源的作用与抽水机相似就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置，使得导体两端保持电势差(电压)，电路中就会有持续的电流。
结论：电源能使电路中产生持续电流。
[事件3]
教学任务：导线中的电场
师生活动：
问题引导：在有电源的电路中，导线内部的电场强度有何特点呢？
投影(如图所示)
介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行研究，如图
所示。
讨论与交流：
导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态？
参考解释：
导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线做定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷。其二是这些感应电荷产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只会在导体中定向移动。
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，电场的分布也稳定。
结论：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。
[事件4]
教学任务：恒定电流
师生活动：
问题引导：在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从而形成电流，恒定电场中的电流有何特点呢？
参考解释：由于恒定电场的作用，导体中自由电荷定向运动的速率增加，而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。如果我们在这个电路中串联一个电流表，电流表的读数保持恒定。
总结与归纳：恒定电场中的电流是恒定不变的，大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
[事件5]
教学任务：电流强弱的描述——电流。
师生活动：
问题引导：如何表示恒定电流的强弱呢？
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。
电流定义式：I＝eq \f(q,t)。
单位：国际单位：安培(A)，1 A＝1 C/s。常用单位：毫安(mA)、微安(μA)。
电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。
思维拓展：
(1)电流是标量；
(2)在金属导体中，电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反；
(3)在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反。导电时，电荷量q表示通过截面的正、负离子电荷量绝对值之和。
[事件6]
教学任务：电流的应用。
师生活动：
1．在金属导体中，若10 s内通过横截面的电荷量为10 C，则导体中的电流为______；
结论：电流等于通过导体横截面的______跟通过这些______所用的______的比值。
2．关于电流的方向，下列叙述中正确的是( )
A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定
C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同
电流方向与正电荷定向移动的方向______，与负电荷定向移动的方向______。
3．某电解槽横截面积为0.5 m2，若10 s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电荷量均为1 C，则电解液中的电流为______。
在电解液中，电荷量是通过截面的正、负离子电荷量绝对值______。
答案：1.1 A 电荷量 电荷量 时间
2．C 相同 相反
3．0.2 A 之和
[事件7]
教学任务：电流的微观表达式。
问题引导：
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。
请你用以上物理量表示电流I。
参考解释：
在时间t内通过导体某截面的电荷量为：Q＝(vtS)nq
所形成的电流为：I＝Q/t＝nqSv。
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(知识应用举例))
例题1有一条横截面积S＝1 mm2的铜导线，通过的电流I＝1 A。已知铜的密度ρ＝8.9×103 kg/m3，铜的摩尔质量M＝6.4×10－2 kg/ml，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 ml－1，电子的电荷量e＝－1.6×10－19 C。求铜导线中自由电子定向移动的速率。
解：设自由电子在导线内定向移动的速率是v
取一段导线(如图)
导线左端的自由电子经过时间t到达右端
自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为t，则这段导线的长度为vt，体积为vtS，质量为ρvtS。这段导线中的原子数为n＝eq \f(ρvtS,M)NA
可以认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子(一般条件下铜可视作一价元素)，则这段导线中的自由电子数目与铜原子的数目相等，也等于n。
由于时间t内这些电子全部通过右端横截面，因此通过横截面的电荷量是q＝ne＝eq \f(ρvtS,M)NAe
把这个式子代入I＝eq \f(q,t)，得I＝eq \f(ρvSNAe,M)
从中解出v＝eq \f(IM,ρSNAe)
代入数值后得v＝7.5×10－5 m/s。
思维拓展：
你认为计算出的电子定向运动速率与我们的生活经验是否相符？怎样解释？
结论：电子的定向运动速率与导线中电场的速率不同。
课堂巩固与反馈
[事件8]
教学任务：形成性测试：学生独立完成。时间：5分钟。
1．下列叙述中正确的有( )
A．导体中电荷运动就形成电流
B．电流的单位是安
C．电流是一个标量，其方向是没有意义的
D．对于导体，如果两端电势差不为零，则电流一定不为零
2．关于电流，下列说法正确的是( )
A．根据I＝eq \f(q,t)可知I与q成正比
B．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
C．电流有方向，电流是标量
D．电流的单位“安培”不是国际单位制
3．某电解质溶液，如果在1 s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流是多大？
答案：1.B 2.C 3.3.2 A
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(课堂小结))
[事件9]
教学任务：引导学生从知识、方法、情感的角度小结本节课的活动。
认真总结概括本节内容，让学生把自己这节课的体会说出来，并进行比较，看谁的更好，好在什么地方。
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(布置作业))
1．复习本节教材和笔记。
2．完成课本课后问题与练习。
eq \(\s\up7(),\s\d5(板书设计))
1 电源和电流
一、电源：使电路中保持连续的电流，能把电子从A搬运到B的装置P就是电源。
二、恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
三、恒定电流：恒定电场中的电流是恒定不变的，称为恒定电流。
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＝eq \f(q,t)，单位：安培(A)、毫安(mA)、和微安(μA)。
eq \(\s\up7(),\s\d5(备课资料))
1．怀表变卵石
安培思考科学问题专心致志，据说有一次，安培正慢慢地向他任教的学校走去，边走边思索着一个电学问题。经过塞纳河的时候，他随手拣起一块鹅卵石装进口袋。过一会儿，又从口袋里掏出来扔到河里。到学校后，他走进教室，习惯地掏怀表看时间，拿出来的却是一块鹅卵石。原来，怀表已被扔进了塞纳河。
2．马车车厢作“黑板”
还有一次，安培在街上散步，走着走着，想出了一个电学问题的算式，正为没有地方运算而发愁。突然，他见到面前有一块“黑板”，就拿出随身携带的粉笔，在上面运算起来。那“黑板”原来是一辆马车的车厢背面。马车走动了，他也跟着走，边走边写；马车越来越快，他就跑了起来，一心一意要完成他的推导，直到他实在追不上马车了才停下脚步。安培这个失常的行动，使街上的人笑得前仰后合。
追着马车做题 享受思考快乐
3．“电学中的牛顿”
安培将他的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中，成为电磁学史上一部重要的经典论著。麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一，还把安培誉为“电学中的牛顿”。
安培还是发展测电技术的第一人，他用自动转动的磁针制成测量电流的仪器，以后经过改进称电流计。
安培在他的一生中，只有很短的时间从事物理工作，可是他却能以独特的、透彻的分析，论述通电导体的磁效应，因此我们称他是电动力学的先创者。
1 电源和电流
1课时
2 电动势
1课时
3 欧姆定律
1课时
4 串联电路和并联电路
2课时
5 焦耳定律
1课时
6 电阻定律
1课时
7 闭合电路的欧姆定律
2课时
8 多用电表
2课时
9 实验：测定电池的电动势和内阻
1课时
10简单的逻辑电路
2课时
eq \(\s\up7(),\s\d5(全章教学设计))
全章教学内容分析
本章介绍电路的基本概念和规律，在物理学发展史上，从静电到电流(动电)有一个辩证的发展过程，从内容上来说，本章和上一章有着必然的内在联系。首先，电路中的电压概念就是静电学中的电势差，导体中的电场也是在静电场基础上引入的电流场(动态的恒定电场)，而自由电荷在导体中的定向移动，则简化为带电粒子在电场力作用下的定向移动。其次，无论电场还是电路，都共同遵守能量守恒这一物理学的基本规律。从电源、电动势、部分电路的电功和电热，到闭合电路欧姆定律、电源的总功率、输出功率和内电路消耗的功率，都是能量守恒的具体体现。
本章是电学实验的核心，教材提供了大量的探究性学习素材，为学生的自主学习和理解科学探究的基本方法创造了条件。本章设计了四个学生分组实验，即“测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)”“描绘小电珠的伏安特性曲线”“测定电源的电动势和内阻”和“练习使用多用电表”，除此以外，还设计了若干演示实验及课内外做一做、设计与探究、调查与分析等内容，供课堂内外灵活使用。
课标要求
1．内容标准
(1)观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用。
(2)初步了解多用电表的原理。通过实际操作学会使用多用电表。
例1：以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。
例2：以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。
(3)通过实验探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。
(4)知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律。
(5)测量电源的电动势和内阻。
(6)知道焦耳定律，了解焦耳定律在生活和生产中的应用。
例3：观察常见电热器的结构，知道其使用要点。
(7)通过实验观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理及其在自动控制中的应用。
(8)初步了解集成电路的作用。关注我国集成电路等元器件研究的发展情况。
2．活动建议
(1)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的IU特性曲线，对比它们导电性能的特点。
(2)用光敏二极管和微型话筒制作楼道灯的光控－声控开关。
(3)收集新型电热器的资料，了解其发热原理。
(4)制作简单的门电路。
(5)利用集成块制作简单的实用装置。
知识版块及知识结构
电路基本概念(电流、电压、电阻、电源)→电路基本结构(闭合电路与串、并联电路)→电路基本规律(部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律、电阻定律)→电路基本能量关系(电功与电热、焦耳定律、串、并联电路的功率分配、电源的总功率与输出功率)→电路的基本应用(电学实验)。
知识结构图
教学目标
1．知识与技能
(1)初步了解常见电路元件在电路中的作用。初步了解多用电表的原理。
(2)知道电阻定律。知道焦耳定律，理解闭合电路欧姆定律。
(3)知道电源的电动势和内电阻。
(4)制作简单的门电路。利用集成块制作简单的实用装置。用光敏二极管和微型话筒制作楼道灯的光控、声控开关。
(5)初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。初步了解集成电路的作用。通过实验，观察门电路的基本作用。
2．过程与方法
(1)通过分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的IU特性曲线，对比它们导电性能的特点。
(2)通过实验，探究决定导线电阻的因素，探究并对比电阻测量的几种常用方法。
(3)通过实验，探究闭合电路中电源内、外电压的变化规律，测量电源的电动势和内电阻。
(4)收集新型电热器的资料，了解其发热原理。
(5)通过观察常见电热器的结构，知道其使用要点。
(6)观察并尝试识别常见的电路元件，通过实际操作学会使用多用电表。尝试以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。以多用电表为测量工具，判断二极管的正负极，判断大容量电容器是否断路或者漏电。
3．情感、态度与价值观
(1)了解焦耳定律在生活、生产中的应用。
(2)在探究决定导线电阻的因素和电源内、外电压的变化规律等的活动中产生研究电路知识的兴趣。
(3)在电阻测量、多用电表的使用、测量电源的电动势和内电阻等实验活动中获得成功的体验。
(4)关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况，增强民族自豪感，立志为祖国富强而努力学习。
(5)通过了解常见家用电器的电路构造和工作原理，体会电路知识在生活、生产中的重要作用。
学情分析
本章的电流、电阻、部分电路欧姆定律、焦耳定律、串联分压和并联分流等内容，与9年级电学内容有部分相近或重复，同时对重点内容在原有基础上有所加深，并拓展到一些新的物理规律，如非纯电阻电路，在此基础上介绍闭合电路知识。这种安排一方面考虑到学生初中学过的电学知识时间较久，已有遗忘，通过再现让他们感到熟悉，增强信心。另一方面，这种螺旋式上升的安排有利于学生知识体系的构建，让学生在相近或重复中体会研究物理问题的科学方法。实验方面，学生在初中已有了电路连接和电表使用的一般技能，对电路设计和电学测量有了一定的知识和技能准备，便于电学实验教学的开展。
教学要求与建议
1．注重知识间的内在联系，如能量主线、概念联系、电路结构、欧姆定律等等。利用知识的内在联系帮助学生建构知识体系。
2．强调类比方法，注重本章知识与生活、技术、社会的联系。教学中尽量体现“让物理走进生活”，让学生体会到物理就在我们身边、学习物理是有用的。要充分利用“做一做”“思考与讨论”“科学漫步”“说一说”等栏目，提高学生学习物理的兴趣，调动学生的参与热情。
3．充分利用教材中的探究题材，指导学生开展自主探究与合作探究。多让学生参与实验，了解物理知识和规律的获取过程和方法。
课时分配建议
1 电源和电流
eq \(\s\up7(),\s\d5(整体设计))
教学分析
学生在学习了第一单元的静电场后，对电场力做功、电势、电势能的概念已经有了较深刻认识，此刻不失时机地引导学生认识恒定电场，符合学生心理特点。教材利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移情况，引导学生分析恒定电场形成的过程，并引出了电源和恒定电流的定义和物理意义。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。
教学目标
1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立。
2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量——电流。
3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。
4．通过对电源、电流的学习，学生学会类比理解电动势，培养学生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学问题。
教学重点难点及突破
重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。本节课把电源与抽水机进行类比解决了电源的作用这个难点。
教学方法与手段
课堂教学中，采用教师引导学生分析，学生主动思考，师生共同总结或加以点评的方法，既能发散学生的思维，调动学生的积极性，活跃课堂气氛，又能减少学生学习物理的恐惧感。对于电源的作用这一难点通过类比的方法使学生更容易理解。
eq \(\s\up7(),\s\d5(课前准备))
教学媒体
投影片，多媒体课件，电闪雷鸣的视频，静电图片，小灯泡发光的简单电路。
知识准备
1．静电场的电场线，电势、电势差的有关知识。
2．初中电流的形成的有关知识。
eq \(\s\up7(),\s\d5(教学过程))
主要教学环节与事件：分任务、师生活动、设计说明。
导入新课
[事件1]
教学任务：创设情景，导入新课。
师生活动：
【展示】雷鸣电闪的视频。
【演示】小灯泡发光的实验。
观察并讨论：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而电路中的小灯泡却能持续发光？
通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。
结论：小灯泡电路中有电源。
推进新课
[事件2]
教学任务：电源的作用。
师生活动：
投影下面的图片
思考与讨论：
分别带正、负电荷的A、B两个导体球，如果用一条导线将它们连接起来，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？导线中能否出现电流？这个电流有什么特点？
结论：最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态，导线中的电流只能是瞬时的。
思维拓展：如何使电路中有持续电流？
类比：如图，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A流动到水池B。A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。
思考与讨论：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？
结论：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。
思维拓展：电源的作用与抽水机相似就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置，使得导体两端保持电势差(电压)，电路中就会有持续的电流。
结论：电源能使电路中产生持续电流。
[事件3]
教学任务：导线中的电场
师生活动：
问题引导：在有电源的电路中，导线内部的电场强度有何特点呢？
投影(如图所示)
介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行研究，如图
所示。
讨论与交流：
导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态？
参考解释：
导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线做定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷。其二是这些感应电荷产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只会在导体中定向移动。
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，电场的分布也稳定。
结论：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。
[事件4]
教学任务：恒定电流
师生活动：
问题引导：在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从而形成电流，恒定电场中的电流有何特点呢？
参考解释：由于恒定电场的作用，导体中自由电荷定向运动的速率增加，而在运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电荷定向运动的平均速率不随时间变化。如果我们在这个电路中串联一个电流表，电流表的读数保持恒定。
总结与归纳：恒定电场中的电流是恒定不变的，大小方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。
[事件5]
教学任务：电流强弱的描述——电流。
师生活动：
问题引导：如何表示恒定电流的强弱呢？
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。
电流定义式：I＝eq \f(q,t)。
单位：国际单位：安培(A)，1 A＝1 C/s。常用单位：毫安(mA)、微安(μA)。
电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。
思维拓展：
(1)电流是标量；
(2)在金属导体中，电流方向与自由电荷(电子)的定向移动方向相反；
(3)在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子定向移动方向相反。导电时，电荷量q表示通过截面的正、负离子电荷量绝对值之和。
[事件6]
教学任务：电流的应用。
师生活动：
1．在金属导体中，若10 s内通过横截面的电荷量为10 C，则导体中的电流为______；
结论：电流等于通过导体横截面的______跟通过这些______所用的______的比值。
2．关于电流的方向，下列叙述中正确的是( )
A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定
C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同
电流方向与正电荷定向移动的方向______，与负电荷定向移动的方向______。
3．某电解槽横截面积为0.5 m2，若10 s内沿相反方向通过横截面的正负离子的电荷量均为1 C，则电解液中的电流为______。
在电解液中，电荷量是通过截面的正、负离子电荷量绝对值______。
答案：1.1 A 电荷量 电荷量 时间
2．C 相同 相反
3．0.2 A 之和
[事件7]
教学任务：电流的微观表达式。
问题引导：
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。
请你用以上物理量表示电流I。
参考解释：
在时间t内通过导体某截面的电荷量为：Q＝(vtS)nq
所形成的电流为：I＝Q/t＝nqSv。
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(知识应用举例))
例题1有一条横截面积S＝1 mm2的铜导线，通过的电流I＝1 A。已知铜的密度ρ＝8.9×103 kg/m3，铜的摩尔质量M＝6.4×10－2 kg/ml，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 ml－1，电子的电荷量e＝－1.6×10－19 C。求铜导线中自由电子定向移动的速率。
解：设自由电子在导线内定向移动的速率是v
取一段导线(如图)
导线左端的自由电子经过时间t到达右端
自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为t，则这段导线的长度为vt，体积为vtS，质量为ρvtS。这段导线中的原子数为n＝eq \f(ρvtS,M)NA
可以认为铜导线中平均每个铜原子贡献一个自由电子(一般条件下铜可视作一价元素)，则这段导线中的自由电子数目与铜原子的数目相等，也等于n。
由于时间t内这些电子全部通过右端横截面，因此通过横截面的电荷量是q＝ne＝eq \f(ρvtS,M)NAe
把这个式子代入I＝eq \f(q,t)，得I＝eq \f(ρvSNAe,M)
从中解出v＝eq \f(IM,ρSNAe)
代入数值后得v＝7.5×10－5 m/s。
思维拓展：
你认为计算出的电子定向运动速率与我们的生活经验是否相符？怎样解释？
结论：电子的定向运动速率与导线中电场的速率不同。
课堂巩固与反馈
[事件8]
教学任务：形成性测试：学生独立完成。时间：5分钟。
1．下列叙述中正确的有( )
A．导体中电荷运动就形成电流
B．电流的单位是安
C．电流是一个标量，其方向是没有意义的
D．对于导体，如果两端电势差不为零，则电流一定不为零
2．关于电流，下列说法正确的是( )
A．根据I＝eq \f(q,t)可知I与q成正比
B．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
C．电流有方向，电流是标量
D．电流的单位“安培”不是国际单位制
3．某电解质溶液，如果在1 s内共有5.0×1018个二价正离子和1.0×1019个一价负离子通过某横截面，那么通过电解质溶液的电流是多大？
答案：1.B 2.C 3.3.2 A
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(课堂小结))
[事件9]
教学任务：引导学生从知识、方法、情感的角度小结本节课的活动。
认真总结概括本节内容，让学生把自己这节课的体会说出来，并进行比较，看谁的更好，好在什么地方。
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(布置作业))
1．复习本节教材和笔记。
2．完成课本课后问题与练习。
eq \(\s\up7(),\s\d5(板书设计))
1 电源和电流
一、电源：使电路中保持连续的电流，能把电子从A搬运到B的装置P就是电源。
二、恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定的电场，称为恒定电场。
三、恒定电流：恒定电场中的电流是恒定不变的，称为恒定电流。
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＝eq \f(q,t)，单位：安培(A)、毫安(mA)、和微安(μA)。
eq \(\s\up7(),\s\d5(备课资料))
1．怀表变卵石
安培思考科学问题专心致志，据说有一次，安培正慢慢地向他任教的学校走去，边走边思索着一个电学问题。经过塞纳河的时候，他随手拣起一块鹅卵石装进口袋。过一会儿，又从口袋里掏出来扔到河里。到学校后，他走进教室，习惯地掏怀表看时间，拿出来的却是一块鹅卵石。原来，怀表已被扔进了塞纳河。
2．马车车厢作“黑板”
还有一次，安培在街上散步，走着走着，想出了一个电学问题的算式，正为没有地方运算而发愁。突然，他见到面前有一块“黑板”，就拿出随身携带的粉笔，在上面运算起来。那“黑板”原来是一辆马车的车厢背面。马车走动了，他也跟着走，边走边写；马车越来越快，他就跑了起来，一心一意要完成他的推导，直到他实在追不上马车了才停下脚步。安培这个失常的行动，使街上的人笑得前仰后合。
追着马车做题 享受思考快乐
3．“电学中的牛顿”
安培将他的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中，成为电磁学史上一部重要的经典论著。麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一，还把安培誉为“电学中的牛顿”。
安培还是发展测电技术的第一人，他用自动转动的磁针制成测量电流的仪器，以后经过改进称电流计。
安培在他的一生中，只有很短的时间从事物理工作，可是他却能以独特的、透彻的分析，论述通电导体的磁效应，因此我们称他是电动力学的先创者。
1 电源和电流
1课时
2 电动势
1课时
3 欧姆定律
1课时
4 串联电路和并联电路
2课时
5 焦耳定律
1课时
6 电阻定律
1课时
7 闭合电路的欧姆定律
2课时
8 多用电表
2课时
9 实验：测定电池的电动势和内阻
1课时
10简单的逻辑电路
2课时
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