電流和電源物理教案設計
電流和電源物理教案設計
一、學習目標
1.瞭解電源的發明對人類的生活產生巨大的影響;
2.記住電流的產生條件和定義式，知道電流的方向是如何規定的。
3.瞭解電源在電路中的作用。記住電動勢的概念和單位。瞭解常用電池電動勢的大小。
二、自主學習過程
任務1：閱讀──通往科學真理的艱辛過程
1780年，當時，伽伐尼的妻子遵照醫囑，需要食用青蛙腿做的菜餚。伽伐尼將剝去皮的青蛙放在實驗桌上的金屬板上，金屬板在起電機(這是當時大多數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。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。他發現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，彷彿受到電流的刺激，而只用一種金屬器械去觸動青蛙，卻並無
此種反應。針對這些現象，伽伐尼猜想，在動物體記憶體在著某種電，如果使神經和肌肉同兩種不同的金屬相接觸，再使這兩種金屬相連線，這種電就會被激發出來，所以這很可能是從神經傳到肌肉的特殊的“電流質”引起的“動物電”現代已證明，伽伐尼的假設是錯誤的。但是他的發現卻使電學的研究開始從靜電轉向動電。所以人們沒有忘記伽伐尼的貢獻，直到今天英文還把電療叫galvanism(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溼的物質，所以就使用能夠導電的鹽水液體代替動物組織試驗之，終於因此發現了電池的原理，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溼的紙片疊成電堆產生了電流，這個裝置後來稱為伏打電堆。
思考：義大利醫學教授伽伐尼和義大利化學物理學家伏打對用相連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麼樣的認識?伏打為靜電轉入電流的研究做出了怎樣的貢獻?
任務2：認識電流的概念
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，能夠移動的是電子。所以，金屬中電流的方向與 相反;電解質溶液中有可以自由移動的正、負離子。電流是 量。
4.電流──描述電流強弱的物理量。
定義：透過導線某橫截面的 與所用 的比值。
定義式： 。
單位： ;簡稱 ，符號 ，常用單位 和 。
單位換算關係：1A= mA= μA
合作學習：
1.關於電流的下列說法中正確的是( )
A.因為電流有方向，所以電流是向量
B.透過導線截面的電量越多，電流越大
C.通電時間越短，電流越大;
D.單位時間內透過導體橫截面的電量越多，導體中的.電流越大。
2.下列關於電流方向的說法中，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秒內發射了6×1013個電子，則示波管中電流強度的大小為多少?
任務3：認識電源和電動勢
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化為 的物理量。
合作學習
1.關於電源電動勢，下列說法正確的是( )
A.電源兩極間的電壓一定等於電源電動勢
B.電源在沒有接入電路時兩極間電壓等於電源電動勢
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.用導線把開關、電燈等用電器連線起來就組成了一個完整的電路;
B.電源是使電路中有持續電流的裝置;
C.乾電池、蓄電池、發電機、電動機都是電源;
D.手電筒照明時，電流方向是由電池的負極經燈泡到正極的。
3.下圖是一塊手機電池的標籤。你從這個標籤中可以瞭解關於電池的哪些資訊?
4.某金屬導體兩端的電壓為24V，30s內有36C的電荷量透過導體的橫截面，則：
每秒鐘內有多少個自由電子透過該導體的橫截面?導體中的電流有多大? 該導體的電阻多大?
任務4：小節本節課的內容
三、課後練習
“問題與聯絡”1，2，4。
四、課外閱讀
蓄電池將不再汙染環境
《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──鉛氧蓄電池日前透過國家權威機構檢測，各項指標均達到或超過國家標準。這意味著有150年曆史的蓄電池技術獲得了革命性的突破，使得鉛蓄電池這一傳統汙染行業轉變為零汙染的環境友好型行業成為可能。
發明鉛氧蓄電池的是兄弟倆──張西琮、張西玟，他們所領導的陝西中和綠能源科技有限公司在經歷了長達6年的研究之後，終於在蓄電池電解液反應機理研究方面取得突破，並配製出一種複合鹽類水溶液替代傳統的稀硫酸水溶液。
承擔此次檢測的是工業和資訊化部化學物理電源產品質量監督檢驗中心，被公認為行業內的權威檢測機構。
據介紹，此次送檢的三種電池均為工業化生產條件下的產品(非實驗室產品)。它們分別是汽車啟動電池、電動腳踏車動力電池和電動汽車專用電池，應用領域及市場前景十分廣闊。
據專家介紹，目前使用的電池產品大致可分一次乾電池(普通乾電池)、二次乾電池(可充電電池，主要用於行動電話、計算機)、鉛酸蓄電池(主要用於汽車、電動車)三大類。關於電池汙染，群眾最關心、報道最多的是普通乾電池。而事實上，如今普通乾電池生產過程中不需新增鎘、鉛、砷等物質，已不再成為嚴重的汙染源。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，反倒是垃圾場裡最危險的物品之一。
據瞭解，鉛酸電池腐蝕後溢位的含鉛重金屬和酸性物質不但嚴重汙染土壤和水源，對空氣環境、生態平衡也會造成破壞，還會引發人體代謝、生殖及神經等方面的疾病，人體鉛含量一旦超標，就會導致智力下降，還易誘發兒童惡性腫瘤，甚至導致死亡。
與傳統的鉛酸蓄電池相比，鉛氧蓄電池對環境的汙染大為降低。南開大學環境科學與工程學院院長周啟星說，鉛酸蓄電池的固態、氣態汙染可以消除，但無法避免水溶性鉛重金屬離子的汙染。鉛氧蓄電池的生產工藝雖與鉛酸蓄電池的生產工藝相同，但由於採用鹽的水溶液代替稀硫酸，鉛離子濃度很低，近乎無任何汙染排放，極大地減少了鉛汙染的危險性。此外，鉛氧蓄電池用以替代硫酸的複合鹽類及新增劑可利用鋼鐵煤焦化企業排放廢物經簡單化學合成獲得，解決了許多鋼鐵企業無法處理或需花費大量成本處理的汙染排放問題。
張氏兄弟已獲得鉛氧蓄電池方面的3項中國國家發明專利。工業和資訊化部電子科學技術情報研究所提出的(科技查新報告)顯示，目前全球尚無同類技術。
周啟星認為，當今世介面臨能源和環境危機，鉛氧蓄電池的問世意義重大，影響深遠。