1、第一节 导体中的电场和电流教案一、教学目标 （一）知识与技能 1知道什么是电源，电源在电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立2理解有电源的电路中导线的内部电场强度的特点，知道恒定电场与静电场的基本性质相同，在静电场中适用的关系在恒定电场中同样适用 3知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量-电流 4从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。 （二）过程与方法 通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。 （三）情感态度与价值观 通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。 三、重点与难点： 重
2、点：理解电源的形成过程及电流的产生。 难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。 四、教学过程 （一）先对本章的知识体系及意图作简要的概述 （二）新课讲述-第一节、导体中的电场和电流 1电源： 先分析课本图2.1-1 说明该装置只能产生瞬间电流（从电势差入手） 【问题】如何使电路中有持续电流？（让学生回答电源） 类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图21，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运动到水池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。A池B池R抽
3、水机 图2-1 教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的电流呢? 让学生回答：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。 归纳： 电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置） 2导线中的电场： 结合课本图2.1-4分析导线中的电场的分布情况。MNE0FnFt MNE0MNEEE0EF 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作定向移动，形成电流；垂直于导线方
4、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、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场，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，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。 通过“思考与讨论”让学生区分静电平衡和动态平衡。 恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。 3电流（标量） （1）概念：电荷的定向移动形成电流。 （2）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。 （3）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式： 电流的微观表示：-
5、AB 取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电量为q，则t时间内通过横截面C的电量Q是多少？电流I为多少？-引导学生推导 老师归纳：Q=nV=nvtSq I=Q/t=nvqS 这就是电流的微观表示式。 （4）单位：安培（A），1 A =103mA = 106µA （5）电流的种类 直流电：方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类：其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流；方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动
6、直流电。 交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。【课后探究】如何用图象表示直流电和交流电？ 分析课本例题（详见课本，这里略） 通过例题分析让学生把电流与导线内自由电子的定向移动的速率联系起来，同时说明定向移动的速率和在导线中建立电场的速率是两个不同的概念。 （三）小结：对本节内容做简要小结 （四）巩固新课：1、复习课本内容 2、完成P43问题与练习：作业1、2，练习3。课后练习：1在电解液中，4.0s内沿相反方向通过某截面的正、负离子（都是一价的离子）数目均为21019个，求电解液中的电流大小。答案：1.6A2设氢原子中的电子在半径为r的轨道上作圆周运动，电子的质量为m，电子的电量为e，
7、静电引力恒量为k，试求等效电流的电流。答案：3来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV的直线加速器加速，形成电流为1mA的细柱形质子流。已知质子电荷e=1.6010-19C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。如图所示,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1n2=_。L4L质子源v1 v2答案：2：1课后阅读石英灯为什么特别光亮？电灯泡是由于灯丝（钨丝）通电后产生高温而发光石英灯也是利用灯丝发光，为什么它比普通灯泡亮呢？ 灯丝的温度愈高，灯泡就愈亮但灯丝温度愈高，就会
8、产生两个严重的问题： （l）钨丝温度愈高，钨原子跳出愈剧烈（温度愈高动能愈大）钨丝就会很快变细，灯泡的寿命就缩短并且钨原子附着在灯泡内，令灯泡的透明度降低，灯光就变暗 （2）灯丝温度愈高，灯泡内的气体膨胀，气压就愈大（灯泡内不能真空，否则钨原子更易跳出，灯泡的寿命就更短），容易导致爆裂 怎样克服这两个问题呢？ （l）在灯泡内充入适量卤素，例如碘碘蒸气与钨原子会化合成透明的气体，此气体碰到高温的钨丝又会分解，把钨原子交还给钨丝这样，不但延长灯泡的寿命，并且避免污染灯泡，因此石英灯也叫做卤素灯 （2）为了避免灯泡因泡内气压大而爆裂，灯泡就要造得小，它受到的总压力就小但灯泡愈小，玻璃就愈接近钨丝，普通玻璃就会因温度太高而软化石英玻璃耐高温，这就是石英灯泡又小又亮的原因由于石英灯泡的温度很高，因此，在亮着或刚熄灭时，切勿用手触摸！