電流和電源物理教案設(shè)計
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解電源的發(fā)明對人類的生活產(chǎn)生巨大的影響;
2.記住電流的產(chǎn)生條件和定義式，知道電流的方向是如何規(guī)定的。
3.了解電源在電路中的作用。記住電動勢的概念和單位。了解常用電池電動勢的大小。
二、自主學(xué)習(xí)過程
任務(wù)1：閱讀──通往科學(xué)真理的艱辛過程
1780年，當(dāng)時，伽伐尼的妻子遵照醫(yī)囑，需要食用青蛙腿做的菜肴。伽伐尼將剝?nèi)テさ那嗤芊旁趯嶒炞郎系慕饘侔迳希饘侔逶谄痣姍C(這是當(dāng)時大多數(shù)實驗室都有的時髦裝置)的旁邊。他的妻子在取一把解剖刀時偶然觸及了青蛙的腿神經(jīng)。這時起電機剛好打出一個火花，同時，青蛙的腿猛烈地抽搐了一下。他發(fā)現(xiàn)兩手分別拿著不同的金屬器械，碰在青蛙的大腿上，能使其腿部的肌肉抽搐，仿佛受到電流的刺激，而只用一種金屬器械去觸動青蛙，卻并無
此種反應(yīng)。針對這些現(xiàn)象，伽伐尼猜想，在動物體內(nèi)存在著某種電，如果使神經(jīng)和肌肉同兩種不同的金屬相接觸，再使這兩種金屬相連接，這種電就會被激發(fā)出來，所以這很可能是從神經(jīng)傳到肌肉的特殊的“電流質(zhì)”引起的“動物電”現(xiàn)代已證明，伽伐尼的假設(shè)是錯誤的。但是他的發(fā)現(xiàn)卻使電學(xué)的研究開始從靜電轉(zhuǎn)向動電。所以人們沒有忘記伽伐尼的貢獻(xiàn)，直到今天英文還把電療叫g(shù)alvanism(伽伐尼電)。
伏打注意到伽伐尼的實驗中使用了不同的金屬，而實驗中的青蛙腿可以看作一種潮濕的物質(zhì)，所以就使用能夠?qū)щ姷柠}水液體代替動物組織試驗之，終于因此發(fā)現(xiàn)了電池的原理，做出了著名的伏打電堆與伏打電池。1800年伏打用鋅片與銅片夾以鹽水浸濕的紙片疊成電堆產(chǎn)生了電流，這個裝置后來稱為伏打電堆。
思考：意大利醫(yī)學(xué)教授伽伐尼和意大利化學(xué)物理學(xué)家伏打?qū)τ孟噙B的兩種金屬分別接觸青蛙肌肉的兩個位置，會引起肌肉的收縮實驗分別有什么樣的認(rèn)識?伏打為靜電轉(zhuǎn)入電流的研究做出了怎樣的貢獻(xiàn)?
任務(wù)2：認(rèn)識電流的概念
請你閱讀教材16頁“電流”：
1.電流是怎樣形成的?答： 。
2.電流的產(chǎn)生條件是： 和 。
3.電流的方向：規(guī)定 為電流的方向。在金屬導(dǎo)體中，能夠移動的是電子。所以，金屬中電流的方向與 相反;電解質(zhì)溶液中有可以自由移動的正、負(fù)離子。電流是 量。
4.電流──描述電流強弱的物理量。
定義：通過導(dǎo)線某橫截面的 與所用 的比值。
定義式： 。
單位： ;簡稱 ，符號 ，常用單位 和 。
單位換算關(guān)系：1A= mA= μA
合作學(xué)習(xí)：
1.關(guān)于電流的下列說法中正確的是( )
A.因為電流有方向，所以電流是矢量
B.通過導(dǎo)線截面的電量越多，電流越大
C.通電時間越短，電流越大;
D.單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量越多，導(dǎo)體中的.電流越大。
2.下列關(guān)于電流方向的說法中，不正確的是( )
A.電流的方向就是自由電荷定向移動的方向
B.電流的方向就是正電荷定向移動的方向
C.在金屬導(dǎo)體中，電流的方向與自由電子定向移動的方向相反
D.在電解液中，電流的方向與正離子定向移動的方向相同
3.在示波管中，電子槍2秒內(nèi)發(fā)射了6×1013個電子，則示波管中電流強度的大小為多少?
任務(wù)3：認(rèn)識電源和電動勢
閱讀教材17頁“電源和電動勢”
1.電源兩極間電壓的大小是 決定的，這種特性，物理學(xué)中用 來描述。
2.如何測出電源的電動勢： 。
3.電動勢的符號： 。電動勢的單位： 。
4.列舉出幾種常見電源的電動勢大小：
5.從能量的角度看，電源就是把 的裝置，電動勢反映了電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為 的物理量。
合作學(xué)習(xí)
1.關(guān)于電源電動勢，下列說法正確的是( )
A.電源兩極間的電壓一定等于電源電動勢
B.電源在沒有接入電路時兩極間電壓等于電源電動勢
C.所有電源的電動勢都是相同的
D.2號電池比5號電池的電動勢大
2.下列說法正確的是( )
A.用導(dǎo)線把開關(guān)、電燈等用電器連接起來就組成了一個完整的電路;
B.電源是使電路中有持續(xù)電流的裝置;
C.干電池、蓄電池、發(fā)電機、電動機都是電源;
D.手電筒照明時，電流方向是由電池的負(fù)極經(jīng)燈泡到正極的。
3.下圖是一塊手機電池的標(biāo)簽。你從這個標(biāo)簽中可以了解關(guān)于電池的哪些信息?
4.某金屬導(dǎo)體兩端的電壓為24V，30s內(nèi)有36C的電荷量通過導(dǎo)體的橫截面，則：
每秒鐘內(nèi)有多少個自由電子通過該導(dǎo)體的橫截面?導(dǎo)體中的電流有多大? 該導(dǎo)體的電阻多大?
任務(wù)4：小節(jié)本節(jié)課的內(nèi)容
三、課后練習(xí)
“問題與聯(lián)系”1，2，4。
四、課外閱讀
蓄電池將不再污染環(huán)境
《中國青年報》20xx年9月6日電(記者周欣宇)一種全新的無酸蓄電池──鉛氧蓄電池日前通過國家權(quán)威機構(gòu)檢測，各項指標(biāo)均達(dá)到或超過國家標(biāo)準(zhǔn)。這意味著有150年歷史的蓄電池技術(shù)獲得了革命性的突破，使得鉛蓄電池這一傳統(tǒng)污染行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榱阄廴镜沫h(huán)境友好型行業(yè)成為可能。
發(fā)明鉛氧蓄電池的是兄弟倆──張西琮、張西玟，他們所領(lǐng)導(dǎo)的陜西中和綠能源科技有限公司在經(jīng)歷了長達(dá)6年的研究之后，終于在蓄電池電解液反應(yīng)機理研究方面取得突破，并配制出一種復(fù)合鹽類水溶液替代傳統(tǒng)的稀硫酸水溶液。
承擔(dān)此次檢測的是工業(yè)和信息化部化學(xué)物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，被公認(rèn)為行業(yè)內(nèi)的權(quán)威檢測機構(gòu)。
據(jù)介紹，此次送檢的三種電池均為工業(yè)化生產(chǎn)條件下的產(chǎn)品(非實驗室產(chǎn)品)。它們分別是汽車啟動電池、電動自行車動力電池和電動汽車專用電池，應(yīng)用領(lǐng)域及市場前景十分廣闊。
據(jù)專家介紹，目前使用的電池產(chǎn)品大致可分一次干電池(普通干電池)、二次干電池(可充電電池，主要用于移動電話、計算機)、鉛酸蓄電池(主要用于汽車、電動車)三大類。關(guān)于電池污染，群眾最關(guān)心、報道最多的是普通干電池。而事實上，如今普通干電池生產(chǎn)過程中不需添加鎘、鉛、砷等物質(zhì)，已不再成為嚴(yán)重的污染源。相反，大量汽車電瓶、電動車使用的鉛酸蓄電池因為包含鉛和硫酸，反倒是垃圾場里最危險的物品之一。
據(jù)了解，鉛酸電池腐蝕后溢出的含鉛重金屬和酸性物質(zhì)不但嚴(yán)重污染土壤和水源，對空氣環(huán)境、生態(tài)平衡也會造成破壞，還會引發(fā)人體代謝、生殖及神經(jīng)等方面的疾病，人體鉛含量一旦超標(biāo)，就會導(dǎo)致智力下降，還易誘發(fā)兒童惡性腫瘤，甚至導(dǎo)致死亡。
與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池相比，鉛氧蓄電池對環(huán)境的污染大為降低。南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長周啟星說，鉛酸蓄電池的固態(tài)、氣態(tài)污染可以消除，但無法避免水溶性鉛重金屬離子的污染。鉛氧蓄電池的生產(chǎn)工藝雖與鉛酸蓄電池的生產(chǎn)工藝相同，但由于采用鹽的水溶液代替稀硫酸，鉛離子濃度很低，近乎無任何污染排放，極大地減少了鉛污染的危險性。此外，鉛氧蓄電池用以替代硫酸的復(fù)合鹽類及添加劑可利用鋼鐵煤焦化企業(yè)排放廢物經(jīng)簡單化學(xué)合成獲得，解決了許多鋼鐵企業(yè)無法處理或需花費大量成本處理的污染排放問題。
張氏兄弟已獲得鉛氧蓄電池方面的3項中國國家發(fā)明專利。工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報研究所提出的(科技查新報告)顯示，目前全球尚無同類技術(shù)。
周啟星認(rèn)為，當(dāng)今世界面臨能源和環(huán)境危機，鉛氧蓄電池的問世意義重大，影響深遠(yuǎn)。
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