陳金孚

教學(xué)目標(biāo)：

1.讓學(xué)生明確電源在直流電路中的作用，理解導(dǎo)線中的恒定電場(chǎng)的建立。

2.知道恒定電流的概念和描述電流強(qiáng)弱程度的物理量——電流。

3.從微觀意義上看電流的強(qiáng)弱與自由電子平均速率的關(guān)系。

4.通過(guò)對(duì)電源、電流的學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)會(huì)類比理解電動(dòng)勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理學(xué)問(wèn)題。

教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)及突破：重點(diǎn)理解電源的形成過(guò)程及電流的產(chǎn)生，會(huì)靈活運(yùn)用公式計(jì)算電流的大小。本節(jié)課把電源與抽水機(jī)進(jìn)行類比解決了電源的作用這個(gè)難點(diǎn)。

教學(xué)媒體：投影片，多媒體課件，電閃雷鳴的視頻，靜電圖片，小燈泡發(fā)光的簡(jiǎn)單電路。

知識(shí)準(zhǔn)備：靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線，電勢(shì)、電勢(shì)差的有關(guān)知識(shí)、初中電流的形成的有關(guān)知識(shí)。

教學(xué)任務(wù)：創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課。

師生活動(dòng)：展示雷鳴電閃的視頻。演示小燈泡發(fā)光的實(shí)驗(yàn)。

觀察并討論：為什么雷鳴電閃時(shí)，強(qiáng)大的電流能使天空發(fā)出耀眼的強(qiáng)光，但它只能存在于一瞬間，而電路中的小燈泡卻能持續(xù)發(fā)光？

結(jié)論：小燈泡電路中有電源。

新課教學(xué)任務(wù)：電源的作用。

師生活動(dòng)：投影圖片（見(jiàn)大屏幕）思考與討論：

分別帶正、負(fù)電荷的A、B兩個(gè)導(dǎo)體球，如果用一條導(dǎo)線將它們連接起來(lái)，A、B之間的電勢(shì)差會(huì)發(fā)生什么變化？最后，A、B兩個(gè)導(dǎo)體球會(huì)達(dá)到什么狀態(tài)？導(dǎo)線中能否出現(xiàn)電流？這個(gè)電流有什么特點(diǎn)？

結(jié)論：最終A、B兩個(gè)導(dǎo)體球會(huì)達(dá)到靜電平衡狀態(tài)，導(dǎo)線中的電流只能是瞬時(shí)的。

思維拓展：如何使電路中有持續(xù)電流？

類比：如圖（見(jiàn)大屏），水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之間用一細(xì)管連起來(lái)，則水在重力的作用下定向運(yùn)動(dòng)，從水池A流動(dòng)到水池B。A、B之間的高度差很快消失，在這種情況下，水管中只可能有一個(gè)瞬時(shí)水流。

思考與討論：怎樣才能使水管中有源源不斷的水流呢？

結(jié)論：可在A、B之間連接一臺(tái)抽水機(jī)，將水池B中的水抽到水池A中，這樣可保持A、B之間的高度差，從而使水管中有源源不斷的水流。

思維拓展：電源的作用與抽水機(jī)相似就是把自由電子從正極搬遷到負(fù)極的裝置，使得導(dǎo)體兩端保持電勢(shì)差（電壓），電路中就會(huì)有持續(xù)的電流。

結(jié)論：電源能使電路中產(chǎn)生持續(xù)電流。

教學(xué)任務(wù)：導(dǎo)線中的電場(chǎng)

師生活動(dòng)、問(wèn)題引導(dǎo)：在有電源的電路中，導(dǎo)線內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度有何特點(diǎn)呢？

投影、介紹圖中各部分的意義，取出圖中方框中的一小段導(dǎo)線及電場(chǎng)線放大后進(jìn)行研究，如圖（見(jiàn)大屏）。

討論與交流：導(dǎo)線中的電場(chǎng)將如何變化，最終又會(huì)達(dá)到怎樣的狀態(tài)？

參考解釋：導(dǎo)線中的電場(chǎng)是兩部分電荷分布共同作用產(chǎn)生的結(jié)果，其一是電源正、負(fù)極產(chǎn)生的電場(chǎng)，可將該電場(chǎng)分解為兩個(gè)方向：沿導(dǎo)線方向的分量使自由電子沿導(dǎo)線做定向移動(dòng)，形成電流；垂直于導(dǎo)線方向的分量使自由電子向?qū)Ь€某一側(cè)聚集，從而使導(dǎo)線的兩側(cè)出現(xiàn)正、負(fù)凈電荷。其二是這些感應(yīng)電荷產(chǎn)生附加電場(chǎng)，該電場(chǎng)將削弱電源兩極產(chǎn)生的垂直導(dǎo)線方向的電場(chǎng)，直到使導(dǎo)線中該方向合場(chǎng)強(qiáng)為零，而達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。此時(shí)導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)線保持與導(dǎo)線平行，自由電子只會(huì)在導(dǎo)體中定向移動(dòng)。

導(dǎo)線內(nèi)的電場(chǎng)，是由電源、導(dǎo)線等電路元件所積累的電荷共同形成的。盡管這些電荷也在運(yùn)動(dòng)，但有的流走了，另外的又來(lái)補(bǔ)充，所以電荷的分布是穩(wěn)定的，電場(chǎng)的分布也穩(wěn)定。

結(jié)論：由穩(wěn)定分布的電荷所產(chǎn)生的穩(wěn)定電場(chǎng)稱恒定電場(chǎng)。

教學(xué)任務(wù)：恒定電流

師生活動(dòng)：?jiǎn)栴}引導(dǎo)：在恒定電場(chǎng)中自由電荷會(huì)受到電場(chǎng)力的作用，而發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，從而形成電流，恒定電場(chǎng)中的電流有何特點(diǎn)呢？

參考解釋：由于恒定電場(chǎng)的作用，導(dǎo)體中自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的速率增加，而在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)與導(dǎo)體內(nèi)不動(dòng)的粒子碰撞從而減速，因此自由電荷定向運(yùn)動(dòng)的平均速率不隨時(shí)間變化。如果我們?cè)谶@個(gè)電路中串聯(lián)一個(gè)電流表，電流表的讀數(shù)保持恒定。

總結(jié)與歸納：恒定電場(chǎng)中的電流是恒定不變的，大小方向都不隨時(shí)間變化的電流稱為恒定電流。

教學(xué)任務(wù)：電流強(qiáng)弱的描述——電流。

師生活動(dòng)：?jiǎn)栴}引導(dǎo)：如何表示恒定電流的強(qiáng)弱呢？

電流的定義：物理上把通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量q跟通過(guò)這些電荷量所用的時(shí)間t的比值稱為電流。用I表示電流。

電流定義式：I=q/t。單位：國(guó)際單位：安培（A），1 A=1 C/s。常用單位：毫安（mA）、微安（μA）。

電流的方向：規(guī)定為正電荷定向移動(dòng)的方向。

思維拓展：（1）電流是標(biāo)量；（2）在金屬導(dǎo)體中，電流方向與自由電荷（電子）的定向移動(dòng)方向相反；（3）在電解液中，電流方向與正離子定向移動(dòng)方向相同，與負(fù)離子定向移動(dòng)方向相反。導(dǎo)電時(shí)，電荷量q表示通過(guò)截面的正、負(fù)離子電荷量絕對(duì)值之和。

教學(xué)任務(wù)：電流的應(yīng)用；電流的微觀表達(dá)式。

問(wèn)題引導(dǎo)：如圖所示（師投影）在加有電壓的一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體AD上選取兩個(gè)截面B和C，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)電荷的電荷量為q，電荷的定向移動(dòng)速率為v。請(qǐng)你用以上物理量表示電流I。

思維拓展：你認(rèn)為計(jì)算出的電子定向運(yùn)動(dòng)速率與我們的生活經(jīng)驗(yàn)是否相符？怎樣解釋？

結(jié)論：電子的定向運(yùn)動(dòng)速率與導(dǎo)線中電場(chǎng)的速率不同。

（作者單位：江蘇省淮安市第一中學(xué)）