21导体中的电场和电流2.1导体中的电场和电流教学目标：（一）知识与技能1、了解电源的形成过程。
2、掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。
（二）过程与方法：在理解恒定电流的基础上，会灵活运用公式计算电流的大小。
（三）情感、态度与价值观：通过本节对电源、电流的学习，培养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问题。
教学重、难点：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。
教学方法：探究、讲授、讨论、练习教学手段：投影片，多媒体辅助教学设备教学过程：（一）引入新课教师：人类通过对静电场的研究不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，成为电学理论的重要基础。
但是，无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电荷流动所引起的效应。
那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律，产生哪些效应？这些效应对人类的生产、生活方式和社会进步又起着怎样的作用呢？过渡：这节课就来学习有关电流的知识。
（板书课题：导体中的电场和电流）（二）进行新课教师活动：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，而手电筒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。
过渡：要回答这个问题，就要从电源的知识学起。
1．电源教师：（投影）教材图2.1－1，（如图所示）分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围存在电场。
如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、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？R中出现了怎样的电流？学生活动：在教师的引导下，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差的变化情况。
认识到，最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态。
理解导线R 中的电流只能是瞬时的。
教师：（投影）教材图2.1－2，（如图所示）提出问题：如果在AB之间接上一个装置P，它能把经过R流到A的电子取走，补充给B，使AB始终保持一定数量的正、负电荷，情况会怎样呢？引导学生讨论、解释可能会产生的现象。
培养、锻炼学生的思维能力。
通过学生回答，发表见解，培养学生语言表达能力。
师生互动，建立起电源的概念。
思考：电源P在把电子从A搬运到B的过程中，电子的电势能如何变化？电源发挥了怎样的作用？过渡：在有电源的电路中，导线内部的电场强度有何特点呢？2、导线中的电场教师：（投影）教材图2.1－3，（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2.1－4所示。
教师引导学生讨论导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态。
要把思维的过程展现给学生。
说明：教师要引导学生运用微元法和矢量叠加的方法，探究导线中电场的变化情况，分析出最终导线两侧积累的电荷将达到平衡状态，垂直于导线方向上电场的分量将减为零，导线内的电场线保持和导线平行。
这里一定要强调，这是电源电场和导线两侧的电荷得电场共同叠加的结果。
通过师生分析，建立起恒定电场的概念。
引导学生理解电荷的“稳定分布”是一个动态平衡的过程，不是静止不变的。
思考：在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中还是否适用呢？过渡：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，又如何描述呢？3、恒定电流教师：恒定电场中的电流是恒定不变的，称为恒定电流（为什么？）。
电流的强弱就用电流这个物理量来描述。
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。
电流的定义式是什么？q学生：I=t教师：回忆一下初中学过的知识，电流的单位有哪些？它们之间的关系是什么？学生：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。
电流的常用单位还有毫安（mA）和微安（μA）。
它们之间的关系是： 1 mA=10-3A； 1μA=10-6A教师：1A的物理意义是什么？学生：如果在1 s内通过导体横截面的电荷量是1 C，导体中的电流就是1 A。
即1A=1 C/s［投影］教材42页例题，教师引导学生分析题意，构建物理模型，培养学生分通过师生分析，建立起恒定电场的概念。
引导学生理解电荷的“稳定分布”是一个动态平衡的过程，不是静止不变的。
思考：在静电场中所学的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中还是否适用呢？过渡：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，又如何描述呢？师生共同分析课本上的例题1。
师生互动：讨论，如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？点评：通过对结论的讨论，深化对物理概念和规律的理解。
（三）课堂总结、点评（四）实例探究☆关于电流的方向【例1】关于电流的方向，下列叙述中正确的是___C____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方向相同，有时与负电荷定向移动方向相同电流是有方向的，电流的方向是人为规定的。
物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反。
☆关于电流的计算【例2】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强度是多大？解析：设在t =1 s 内，通过某横截面的二价正离子数为n 1，一价离子数为n 2，元电荷的电荷量为e ，则t 时间内通过该横截面的电荷量为q=（2n 1+n 2）e电流强度为I =tq =t e n n )(221+=1100.1100.521918⨯+⨯⨯×1.6×10-19A=3.2 A 【例3】氢原子的核外只有一个电子，设电子在离原子核距离为R 的圆轨道上做匀速圆周运动。
已知电子的电荷量为e ，运动速率为v ，求电子绕核运动的等效电流多大？解析：取电子运动轨道上任一截面，在电子运动一周的时间T 内，通过这个截面的电量q=e ，由圆周运动的知识有：T =vR π2 根据电流的定义式得：I =R ev t q π2=练习：完成练习册上的相应的题目。
2.2电动势教学目标：（一）知识与技能：理解电动势的概念，掌握电动势的定义式。
（二）过程与方法：通过本节课教学，使学生了解电池内部能量的转化过程，加强对学生科学素质的培养，。
（三）情感、态度与价值观：了解生活中的电池，感受现代科技的不断进步。
教学重、难点：电动势的概念，对电动势的定义式的应用。
电池内部能量的转化；电动势概念的理解。
教学方法：探究、讲授、讨论、练习教学手段：各种型号的电池，手摇发电机，多媒体辅助教学设备教学过程：（一）引入新课教师：引导学生回顾上节课学习的“电源”的概念。
在教材图2.1-2中电源的作用是什么？教师：（投影）（如图所示）学生思考，选出代表回答：电源能够不断地将电子从A搬运到B，从而使A、B之间保持一定的电势差；电源能够使电路中保持持续电流。
教师：电源P在把电子从A搬运到B的过程中，电子的电势能如何变化？从另一个角度看，电源又发挥了怎样的作用？学生思考，选出代表回答：电子的电势能增加了。
电源为电路提供了电能。
教师：自然界中的能量是守恒的，电源为电路提供了电能，必然会有其他形式的能量减少，从能量转化和守恒的角度，你认为电源是个怎样的装置呢？学生思考，选出代表回答：电源是把其他形式能转化为电能的装置。
过度：电源又是如何把其他形式能转化为电能的呢？不同的电源把其他形式的能转化为电能的本领一样吗？这个本领用什么来描述呢？（二）进行新课1、电源教师：（投影）教材图2.2-1（如图所示）教师：（1）用导线将电源连成最简单的电路，电路由哪几部分组成？（2）导线中的电场是什么电场？电流是怎样形成的？特点如何？为什么？学生思考，回答：（1）电路由两部分组成，电源外部能看得见的部分，称为外电路；电源内部看不见的部分，称为内电路。
（2）导线中的电场是恒定电场。
导线中的自由电子在电场力的作用下从电源正极向负极定向运动，形成电流。
导线中的电流是恒定电流，因为导线中的电场是恒定电场，所以电子定向运动的速率是不变的，电流大小恒定。
教师：自由电子在导线中定向运动，电场力做什么功？电子的电势能如何变化？学生：正功；减少。
教师：自由电子定向运动的速率是不变的，能量还守恒吗？该怎样理解？学生：守恒。
自由电子与带正电的离子相互碰撞，在定向运动过程中受到阻力作用，电子要不断克服阻力做功，其动能向热能转化。
教师总结：大家说的对，概括地说，在电源外部，电场力对自由电子做正功，是电能转化为其他形式能，这个过程中消耗了电能。
这些电能又是哪里来的呢？学生：电源把其他形式能转化为电能。
教师：根据前面的分析，大家讨论一下，电源是如何把其他形式能转化为电能的呢？学生思考，分组讨论，选出代表回答。
点评：给学生创造思考、探究的空间，培养学生的探究精神和学习热情，培养学生交流合作的品质。
通过学生的回答，培养表达能力。
学生代表回答：在电源内部也存在电场，电场方向也是从正极指向负极。
根据电荷守恒定律，电源必须把自由电子不断地从正极搬运到负极，自由电子必须克服电场力做功，这就需要有“非静电力”作用于电子。
这个“非静电力”是电源提供的。
也就是说，电源通过非静电力做功，使电荷的电势能增加了。
教师点评、总结，引导学生建立起电源的概念：电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
教师：出示干电池、手摇发电机，提出问题：干电池、手摇发电机都可以做电源，这些电源中的非静电力相同吗？所起的作用相同吗？谈谈你的看法。
学生思考，分组讨论，选出代表回答。
干电池中的非静电力是化学作用，手摇发电机的非静电力是电磁作用，前者把化学能转化为电能，后者把机械能转化为电能。
非静电力虽然不同，但从能量转化的角度看，他们所起的作用是相同的，都是把其他形式能转化为电能。
点评：再次加深学生对概念的理解。
教师：电源有好多种，他们在把其他形式能转化为电能的本领相同吗？举例说明。
学生举例：手电筒、家用照明电灯、汽车上的照明电灯等，亮度不同。
教师：在物理学上，该如何描述电源的这种本领呢？（承上启下，过渡到下一问题）2、电动势教师：引导学生从静电力对电荷做功，电荷电势能增加的角度建立起电动势的概念。
思考问题：是不是静电力对电荷做的功越多，静电力做功的本领越大？该如何描述静电力做功的本领？学生思考，分组讨论，选出代表回答。
静电力对电荷做功的多少与电荷的数量有关，不能用做功多少来反映做功的本领。