摘 要：這節(jié)教材內(nèi)容是電路知識(shí)和電場(chǎng)知識(shí)的銜接，起承上啟下的作用。通過類比分析和自制教具演示使學(xué)生掌握電源的概念、導(dǎo)線中的電場(chǎng)和恒定電流等方面的知識(shí)。充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：電源和電流；類比分析；自制教具

一、 教材分析

前一章學(xué)習(xí)了靜電場(chǎng)知識(shí)，這節(jié)教材內(nèi)容從電場(chǎng)知識(shí)入手進(jìn)行分析、討論，巧妙地將“電場(chǎng)”和“電路”的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，能夠培養(yǎng)學(xué)生溫故知新和勇于探究的能力。

二、 學(xué)情分析

學(xué)生為高二的學(xué)生，思維敏捷，動(dòng)手性強(qiáng)，對(duì)物理有濃厚的興趣，對(duì)物理未知世界充滿好奇。通過第一章對(duì)靜電場(chǎng)的學(xué)習(xí)，具有一定的電學(xué)基礎(chǔ)，并且初中對(duì)電路有一定的掌握。在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)電源和電流的知識(shí)，就要想辦法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和科學(xué)探究能力。

三、 教學(xué)目標(biāo)

（一） 知識(shí)與技能

1. 明確電源在電路中所起的作用，掌握恒定電場(chǎng)的建立。2. 掌握恒定電流的形成過程、電流定義、單位以及方向。3. 會(huì)推導(dǎo)電流的微觀表達(dá)式。

（二） 過程與方法

通過類比分析引導(dǎo)學(xué)生探究本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)。

（三） 情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生利用已知知識(shí)分析探究新問題和培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系生活實(shí)際的能力。

四、 教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：1. 電源的作用及恒定電流的產(chǎn)生過程。2. 掌握電流的計(jì)算，單位以及方向。

難點(diǎn)：1. 電源的作用。2. 電流的微觀解釋。

五、 教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)探究、講授、引導(dǎo)討論

六、 教學(xué)環(huán)境和資源

交互式電子白板等多媒體輔助教學(xué)設(shè)備、教學(xué)課件、自制電路板，連通器，水泵，電流表。

七、 教學(xué)過程

（一） 引入新課教師活動(dòng)：通過對(duì)第一章靜電場(chǎng)的學(xué)習(xí)，我們掌握了一些重要的電學(xué)概念和研究方法。那么在自然界和日常生活中，我們經(jīng)常會(huì)遇到電荷運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的效應(yīng)。下面我們學(xué)習(xí)與電荷運(yùn)動(dòng)有關(guān)的知識(shí)。

（二） 新課教學(xué)

1. 教師活動(dòng)：PPT展示閃電自然現(xiàn)象圖片。教師活動(dòng)：做電容器放電實(shí)驗(yàn)。提出問題：閃電和電容器放電是怎么形成的？形成的電流是短暫的還是持續(xù)的？學(xué)生活動(dòng)：觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真思考短暫電流形成過程，得出結(jié)論。教師活動(dòng)：結(jié)合靜電平衡知識(shí)引導(dǎo)分析短暫電流的形成過程。

提出問題：怎么得到持續(xù)電流？教師活動(dòng)：用自制抽水實(shí)驗(yàn)教具演示抽水過程。提出問題：怎么得到持續(xù)水流？學(xué)生：需要水泵從低處往高處搬運(yùn)水。

通過類比順理引出要得到持續(xù)的電流，就需要一個(gè)類似水泵的裝置來(lái)搬運(yùn)電荷，這個(gè)裝置叫電源。結(jié)合課本電源的作用，歸納：電源就是把自由電荷從一端搬遷到另一端的裝置。

2. 恒定電流

（1） 恒定電流以及表達(dá)式

提出問題：電路中的電場(chǎng)如何分布？通過水管中水流作類比結(jié)合課本圖2.1-2引導(dǎo)學(xué)生分析：電路周圍的電場(chǎng)是由所有電路元件共同產(chǎn)生的，前面流走的電荷由后面的電荷來(lái)補(bǔ)充，所以整個(gè)電路周圍的電場(chǎng)分布是穩(wěn)定的、不變的。

歸納得出恒定電場(chǎng)的概念。

問題：導(dǎo)體中的自由電荷在恒定電場(chǎng)的作用下是否加速運(yùn)動(dòng)？學(xué)生：思考問題。

教師活動(dòng)：在電路中串聯(lián)電流表演示，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)保持不變。得出恒定電流的概念：大小和方向都不隨時(shí)間發(fā)生變化的電流。

問題：電流大小怎么表示？教師活動(dòng)：用車流量計(jì)算作類比，通過引導(dǎo)使學(xué)生明白：電流越大，單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量就越多。進(jìn)而得出電流的計(jì)算方法。

結(jié)論：q=it電流單位：安培，簡(jiǎn)稱安，符號(hào)A。常用單位：毫安（mA），微安（uA），1 mA=10-3A，1uA=10-6A.教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生分析電流的標(biāo)失性。

結(jié)論：電流有大小，有方向，但不能用平行四邊形定則合成，所以是標(biāo)量。

（2） 探究電流的微觀表達(dá)式

提出問題：電流的大小與自由電荷的電荷量、單位體積內(nèi)的自由電荷個(gè)數(shù)、電荷定向移動(dòng)的速度、還有導(dǎo)體橫截面積有什么關(guān)系？學(xué)生活動(dòng)：帶著問題積極思考以下例題中的五個(gè)小問題。

【例題1】給一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)橫截面積為S粗細(xì)均勻的金屬棒兩端加一定的電壓，此時(shí)金屬棒中自由電子定向移動(dòng)的速率為v，每單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，每個(gè)自由電子的電荷量為q。問題1：這段金屬棒的體積是多少？問題2：這段金屬棒中自由電荷數(shù)有多少？問題3：這段金屬棒內(nèi)總的自由電荷量是多少？問題4：這些電荷量全部通過金屬棒右截面需要多長(zhǎng)時(shí)間？問題5：金屬棒中的電流大小怎么表示？

學(xué)生活動(dòng)：通過討論交流，得出五個(gè)問題的答案，從而得出結(jié)論。

結(jié)論：電流的微觀表達(dá)式I=nqvs

【例題2】已知一段銅導(dǎo)線上通過的電流I=2 A，橫截面積S=2 mm2，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)n=8.3×1028個(gè)，電子的電荷量e=-1.6×10-19C，求這段銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率是多少？

學(xué)生活動(dòng)：計(jì)算結(jié)果，得出銅導(dǎo)線中自由電子定向移動(dòng)的速率約為10-5m/s。

提出問題：既然電子的定向運(yùn)動(dòng)速率很小，為什么閉合開關(guān)時(shí)電路中的電燈立刻就亮了呢？學(xué)生活動(dòng)：思考問題。老師活動(dòng)：提問電子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率和電場(chǎng)的傳播速率并用PPT展示。學(xué)生活動(dòng)：對(duì)比三個(gè)速率，在老師引導(dǎo)下得出結(jié)論。結(jié)論：閉合開關(guān)的瞬間，電路中各處迅速建立了恒定電場(chǎng)，自由電子在恒定電場(chǎng)的作用下，幾乎同時(shí)開始定向移動(dòng)，整個(gè)電路也就幾乎同時(shí)產(chǎn)生了電流。

總結(jié)：通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們有什么收獲？

學(xué)生活動(dòng)：總結(jié)這節(jié)課自己學(xué)到了什么，哪些知識(shí)點(diǎn)掌握不透徹需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)等。

作者簡(jiǎn)介：

惠小霞，甘肅省嘉峪關(guān)市，甘肅省嘉峪關(guān)市第一中學(xué)。endprint