電流和電源物理教案設計

　　一、學(xué)習目標

　　1.了解電源的發(fā)明對人類(lèi)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定的。

　　3.了解電源在電路中的作用。記住電動(dòng)勢的概念和單位。了解常用電池電動(dòng)勢的大小。

　　二、自主學(xué)習過(guò)程

　　任務(wù)1：閱讀──通往科學(xué)真理的艱辛過(guò)程

　　1780年，當時(shí)，伽伐尼的妻子遵照醫囑，需要食用青蛙腿做的菜肴。伽伐尼將剝去皮的青蛙放在實(shí)驗桌上的金屬板上，金屬板在起電機(這是當時(shí)大多數實(shí)驗室都有的時(shí)髦裝置)的旁邊。他的妻子在取一把解剖刀時(shí)偶然觸及了青蛙的腿神經(jīng)。這時(shí)起電機剛好打出一個(gè)火花，同時(shí)，青蛙的腿猛烈地抽搐了一下。他發(fā)現兩手分別拿著(zhù)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(dòng)青蛙，卻并無(wú)

　　此種反應。針對這些現象，伽伐尼猜想，在動(dòng)物體內存在著(zhù)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(huì )被激發(fā)出來(lái)，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(dòng)物電”現代已證明，伽伐尼的假設是錯誤的。但是他的發(fā)現卻使電學(xué)的研究開(kāi)始從靜電轉向動(dòng)電。所以人們沒(méi)有忘記伽伐尼的貢獻，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(shí)驗中使用了不同的金屬，而實(shí)驗中的青蛙腿可以看作一種潮濕的物質(zhì)，所以就使用能夠導電的鹽水液體代替動(dòng)物組織試驗之，終于因此發(fā)現了電池的原理，做出了著(zhù)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(gè)裝置后來(lái)稱(chēng)為伏打電堆。

　　思考：意大利醫學(xué)教授伽伐尼和意大利化學(xué)物理學(xué)家伏打對用相連的兩種金屬分別接觸青蛙肌肉的兩個(gè)位置，會(huì )引起肌肉的收縮實(shí)驗分別有什么樣的認識?伏打為靜電轉入電流的研究做出了怎樣的貢獻?

　　任務(wù)2：認識電流的概念

　　請你閱讀教材16頁(yè)“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：規定 為電流的方向。在金屬導體中，能夠移動(dòng)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(dòng)的正、負離子。電流是 量。

　　4.電流──描述電流強弱的物理量。

　　定義：通過(guò)導線(xiàn)某橫截面的 與所用 的比值。

　　定義式： 。

　　單位： ;簡(jiǎn)稱(chēng) ，符號 ，常用單位 和 。

　　單位換算關(guān)系：1A= mA= μA

　　合作學(xué)習：

　　1.關(guān)于電流的下列說(shuō)法中正確的是( )

　　A.因為電流有方向，所以電流是矢量

　　B.通過(guò)導線(xiàn)截面的電量越多，電流越大

　　C.通電時(shí)間越短，電流越大;

　　D.單位時(shí)間內通過(guò)導體橫截面的電量越多，導體中的.電流越大。

　　2.下列關(guān)于電流方向的說(shuō)法中，不正確的是( )

　　A.電流的方向就是自由電荷定向移動(dòng)的方向

　　B.電流的方向就是正電荷定向移動(dòng)的方向

　　C.在金屬導體中，電流的方向與自由電子定向移動(dòng)的方向相反

　　D.在電解液中，電流的方向與正離子定向移動(dòng)的方向相同

　　3.在示波管中，電子槍2秒內發(fā)射了6×1013個(gè)電子，則示波管中電流強度的大小為多少?

　　任務(wù)3：認識電源和電動(dòng)勢

　　閱讀教材17頁(yè)“電源和電動(dòng)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(lái)描述。

　　2.如何測出電源的電動(dòng)勢： 。

　　3.電動(dòng)勢的符號： 。電動(dòng)勢的單位： 。

　　4.列舉出幾種常見(jiàn)電源的電動(dòng)勢大�。�

　　5.從能量的角度看，電源就是把 的裝置，電動(dòng)勢反映了電源把其它形式的能轉化為 的物理量。

　　合作學(xué)習

　　1.關(guān)于電源電動(dòng)勢，下列說(shuō)法正確的是( )

　　A.電源兩極間的電壓一定等于電源電動(dòng)勢

　　B.電源在沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間電壓等于電源電動(dòng)勢

　　C.所有電源的電動(dòng)勢都是相同的

　　D.2號電池比5號電池的電動(dòng)勢大

　　2.下列說(shuō)法正確的是( )

　　A.用導線(xiàn)把開(kāi)關(guān)、電燈等用電器連接起來(lái)就組成了一個(gè)完整的電路;

　　B.電源是使電路中有持續電流的裝置;

　　C.干電池、蓄電池、發(fā)電機、電動(dòng)機都是電源;

　　D.手電筒照明時(shí)，電流方向是由電池的負極經(jīng)燈泡到正極的。

　　3.下圖是一塊手機電池的標簽。你從這個(gè)標簽中可以了解關(guān)于電池的哪些信息?

　　4.某金屬導體兩端的電壓為24V，30s內有36C的電荷量通過(guò)導體的橫截面，則：

　　每秒鐘內有多少個(gè)自由電子通過(guò)該導體的橫截面?導體中的電流有多大? 該導體的電阻多大?

　　任務(wù)4：小節本節課的內容

　　三、課后練習

　　“問(wèn)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(wú)酸蓄電池──鉛氧蓄電池日前通過(guò)國家權威機構檢測，各項指標均達到或超過(guò)國家標準。這意味著(zhù)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污染行業(yè)轉變?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)導的陜西中和綠能源科技有限公司在經(jīng)歷了長(cháng)達6年的研究之后，終于在蓄電池電解液反應機理研究方面取得突破，并配制出一種復合鹽類(lèi)水溶液替代傳統的稀硫酸水溶液。

　　承擔此次檢測的是工業(yè)和信息化部化學(xué)物理電源產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心，被公認為行業(yè)內的權威檢測機構。

　　據介紹，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(shí)驗室產(chǎn)品)。它們分別是汽車(chē)啟動(dòng)電池、電動(dòng)自行車(chē)動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)專(zhuān)用電池，應用領(lǐng)域及市場(chǎng)前景十分廣闊。

　　據專(zhuān)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(dòng)電話(huà)、計算機)、鉛酸蓄電池(主要用于汽車(chē)、電動(dòng)車(chē))三大類(lèi)。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(shí)上，如今普通干電池生產(chǎn)過(guò)程中不需添加鎘、鉛、砷等物質(zhì)，已不再成為嚴重的污染源。相反，大量汽車(chē)電瓶、電動(dòng)車(chē)使用的鉛酸蓄電池因為包含鉛和硫酸，反倒是垃圾場(chǎng)里最危險的物品之一。

　　據了解，鉛酸電池腐蝕后溢出的含鉛重金屬和酸性物質(zhì)不但嚴重污染土壤和水源，對空氣環(huán)境、生態(tài)平衡也會(huì )造成破壞，還會(huì )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，就會(huì )導致智力下降，還易誘發(fā)兒童惡性腫瘤，甚至導致死亡。

　　與傳統的鉛酸蓄電池相比，鉛氧蓄電池對環(huán)境的污染大為降低。南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長(cháng)周啟星說(shuō)，鉛酸蓄電池的固態(tài)、氣態(tài)污染可以消除，但無(wú)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(wú)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合鹽類(lèi)及添加劑可利用鋼鐵煤焦化企業(yè)排放廢物經(jīng)簡(jiǎn)單化學(xué)合成獲得，解決了許多鋼鐵企業(yè)無(wú)法處理或需花費大量成本處理的污染排放問(wèn)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(zhuān)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(wú)同類(lèi)技術(shù)。

　　周啟星認為，當今世界面臨能源和環(huán)境危機，鉛氧蓄電池的問(wèn)世意義重大，影響深遠。

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