课程基本信息
课例编号 学科 物理 年级 9年级 学期 第1学期
课题 电流和电路（第二课时）
教科书 书名： 物理 九年级上册 出版社：人教版 出版日期： 2013 年 6 月
教学人员
姓名 单位
授课教师
指导教师
教学目标
教学目标： 知识目标：认识断路、通路、短路等电路的状态。 能力目标：能用电路元件符号画简单的电路图，能连接简单的电路。 情感目标：通过了解短路带来的危害，认识安全用电的重要性。 教学重点： 掌握电路图和实物图的画法。 教学难点： 识别短路，了解短接。
教学过程
时间 教学环节 主要师生活动
3分钟 5分钟 3分钟 2分钟 3分钟 2分钟 3分钟 1分钟 1分钟 引入 电路元件符号 电路图 实物图 电路的通路、断路状态 短路 短接 练习 课堂小结+布置作业 在上节课中，我们通过组装电路，让小灯泡、小风扇和蜂鸣器都工作了起来。生活中还有很多用电器，它们的构造往往较为复杂，内部也有很多不同的电路元件，为了将这些元件紧密、有序地安装在电路中，人们发明了集成电路板。 【提问】下面，请同学们猜一猜，以下这些集成电路板，分别来源于哪些用电器呢？ 这是第一张，第二张，第三张。 怎么样，有点儿难度吧。其实，它们分别来源于大家熟悉的蓝牙耳机、笔记本电脑和智能手机。 【提问】你一定会想，电子工程师在设计这些电子产品的时候，怎样才能将如此多的电路元件简单、清楚地呈现在设计图纸上呢？ 比如，我们要把这个苹果画在纸上，擅长素描的同学可以画得很逼真，不过对于大多数人来说，还是画简笔画比较可行。 再比如这个灯泡，画简笔画同样比素描更加简单，不过，为了提高画图的效率，能否将这个图案再简化一些呢？这样吧，我们用一个圆表示灯泡的轮廓，然后在里面画一个叉，表示灯泡里面的灯丝，看，是不是比刚才的简笔画更加简单呢？这，就是灯泡的元件符号。 所有的电路元件都有通用的图形符号。用这些图形符号表示电路连接的图，就是电路图。请看这张电路图，是不是觉得眼花缭乱，十分复杂呢？别着急，让我们先来了解常见的电路元件的符号，学习电路图的画法。 【板书】用符号表示电路连接的图，叫做电路图。 这是我们刚才学会的第一个元件符号，灯泡。 电池，我们用一长一短两条竖线来表示，其中，长线表示电池的正极，短线表示电池的负极。 这是单刀开关，我们可以将其抽象成这样的符号，用一个小圆圈表示手柄转动的轴，用一个小线段表示手柄，这样，开关就画好了。这里需要说明的是，无论是什么类型的开关，我们都可以用这个符号表示。 小风扇的核心是一个电动机，我们在圆圈里写上大写字母M来表示。电铃的元件符号是这样的，是不是跟电铃铃碗的形状很相似呢？还有上节课用到的发光二极管，它的元件符号，同学们了解一下即可。随着我们对电学知识的逐步深入，后面会学习越来越多的电路元件，比如，电流表、电压表，还有电阻、滑动变阻器等等，同学们会在后面的章节对它们进行更深入的研究。 当然，还有把这些元件连接成电路的导线，我们用横平竖直的直线段去表示。不过，在电路图中，导线是可以相交的，就像在生活中，我们会常常见到道路互相交错一样，比如两条道路交汇的十字路口，请同学们注意观察视频中的车流。 【播放视频】 可以看到，车辆既可以通过路口直行，也可以在路口转向行驶。除了十字路口，大家有没有见过其它交错的道路呢？请看。 【播放视频】 在立交桥上行驶的车辆，只能沿着所在的道路一直向前，无法在道路的交叉点换到另一条道路上行驶，这和十字路口的情形并不相同，所以，我们有必要在电路图中区分这两种情况。 像十字路口这样的情形，我们称之为“交叉相连的导线”，在交叉处画上一个圆点，当然，也有像丁字路口的情形，我们同样用圆点表示这种相连的关系。 而像立交桥这样的情形，我们称之为“交叉不相连的导线”，交叉处没有圆点，表示这两条导线并不相连。 这是我们连过的电路，用刚才学习的元件符号，我们可以画出它对应的电路图，而左侧的电路，也常常称之为“实物图”。无论是在实物图，还是在电路图中，通常习惯用大写字母L表示灯泡，用大写字母S表示开关，标在元件或符号的旁边。 【板书】为了规范地画好电路图，我们可以将电路图的特点总结如下： ①通常为长方形，导线横平竖直，比例适中。 ②元件符号分布均匀，不画在拐角处。 ③电路图是对实际电路的有效抽象，各元件的位置不必一一对应。 ④表示元件名称的字母，标在对应的符号附近。 请同学们根据下面的电路，画出对应的电路图。 你画对了吗？别忘了标上表示开关的字母S。 在这个电路图中，开关的符号虽然没有像实物图那样，画在上方电动机的右侧，但根据刚才讲到的电路图的特点，各元件的位置可以不用一一对应，同学们只要将实物图中的各个元件及其连接正确地画在电路图里，都是正确的。 【提问】这里有几张电路图，请大家评价一下，它们是否规范。 请看第一张，大家一眼就看出来了，这里导线的连接处断开了。让我们来帮他修改吧。将断开处连上，这样就可以了。 请看第二张，似乎没有错误，但是，将元件全部摆放在一处，是不是不够美观呢？让我们也来修改。比如，我们可以将灯泡的元件符号改画在上方，这样，各个电路元件就能均匀地分布了。 再来看第三张，可以看到，灯泡的符号画在了拐角处，这不符合规范要求。我们可以将灯泡改画在下方的中间处，这样就修改完毕了。 接下来，让我们反过来，根据电路图，连接实物图。 图甲是把电池和电铃连接起来的电路图。请在图乙中，用笔画线表示导线，连接相应的电路。 可以看到，在这些电路元件上，都有接线柱，我们需要将导线连到接线柱上。根据电路图，我们将电池、电铃、开关，用导线依次连接起来，这样，就画好了。 【板书】在画实物图时，请同学们注意以下三点： ①导线要与元件的接线柱相连。 ②导线不要相交、绕圈。 ③如果电路中有分岔点，分岔点要画到元件的接线柱上。 【提问】这里有几张实物图，也请大家评价一下，它们是否规范。 这是第一张，很显然，这里的导线交叉了，不符合要求。我们帮他改正过来。看，这样就正确了。 再来看第二张。这张图中出现了分岔点，但这里的导线却没有连到接线柱上，在实际的电路中，这样做是不可能连通的。那么，可以怎样修改呢？对了，我们可以将连接点沿着导线上移至上方灯泡的右接线柱上，也可以下移至开关的右接线柱上。需要注意的是，连接点的移动不能跨越元件。例如，这样连接就是错误的，我们改正过来。 同学们一定发现，还有一个地方的导线没有连到接线柱上，对，是这里，用我们习惯的说法，那就是，这里断开了。如果不改正，那么即使将开关闭合，灯泡也不会发光。 看来，用电器要能工作，除了开关要闭合，电路中的各个位置都必须是连通的。我们通过下面的实验，来说明这一点。 【视频：电路的断路状态2】 【同步讲解】将开关闭合，灯泡发光，说明电路接通。断开开关，灯泡熄灭，说明电路没有接通。再将开关闭合，灯泡发光，接下来，我们依次断开不同位置的导线，请看。可以看到，灯泡都会因此而熄灭。 【板书】由此可见，根据用电器是否工作，可以判断电路所处的状态，我们将“处处连通，用电器能够工作的电路”，叫做通路，把“某处被切断，没有电流通过的电路”，叫做断路，比如开关处于断开状态，或是电路的某处连接断开。 【提问】如果我们用一根导线，像这样，直接将电源的正、负极相连呢？ 请同学们注意，如果这样做的话，由于电路中没有用电器，因此会产生很大的电流，会把电源烧坏，甚至发生起火、或是爆炸，非常危险，这是不允许的。 【板书】我们把这种情况叫做短路。 下面，让我们通过两个视频来感受一下短路的危害。首先，是用电池进行的短路实验，请看： 【播放视频】 【提问】如果是输电线路出现了短路呢？请看： 【播放视频】 同学们可以设想一下，如果短路发生在家庭中，会造成多么大的人身伤害和财产损失啊，可见，注意用电的安全是多么的重要。 【提问】同学们也许会想，是不是只要不把导线直接和电源的正、负极相连，就可以避免短路呢？ 我们来看这个电路，当开关闭合时，会出现什么情况呢？显然，闭合的开关相当于导线，这个电路中没有用电器，电源短路，会发生危险。 【提问】那么是不是只要电路中有用电器，就一定不会出现短路呢？我们来看这个电路，当开关闭合时，灯泡中有电流流过，灯泡发光，是个正常连接的电路。此时，如果我们用一根导线，像这样，接在小灯泡的两端，会发生什么呢？我们可以通过实验，来说明这个问题。 【播放视频】 我们来看这个电路，电路中有两个灯泡，分别是L1和L2。 【同步讲解】闭合开关后，它们都可以发光。我们用一根导线接在L2的两端，请注意观察两个灯泡的发光情况。 可以看到，当把导线接在灯L2的两端时，L2不再发光，同时L1变得更亮了，如同L2不存在一样。真的是这样吗？我们通过实验来进行验证。 【播放视频】 【同步讲解】连接好电路后，我们把导线接在灯L2的两端，然后，将灯L2撤去，请注意观察灯L1的发光情况。 我们将撤去灯L2前后，灯L1的发光情况进行对比，可以看到，灯L1的亮度没有变化。 【板书】像这样，电路是接通的，但用电器两端被导线直接连通，这种情况叫做该用电器被短接。 由此可以说明：被短接的用电器中没有电流通过，可以看做不存在于电路中。 【提问】现在，让我们回到之前的问题，在这个电路中，若用一根导线接在小灯泡的两端，会发生什么呢？现在，我们知道，小灯泡中没有电流通过，这和一个没有用电器的电路是等效的，因此，电源短路，同样会发生危险。 由此，我们发现，要连接一个正确、安全的电路，不能只看表面，需要认真研究电路的连接方式，仔细检查，才能避免出现像短路这样的错误。 【提问】下面，请同学们利用刚才学到的知识进行判断，当开关闭合时，这个电路会出现什么情况呢？ 电流没有经过用电器，电源的正、负极被直接连接起来了，所以会造成短路，这个电路的连接是错误的。 再来看这个电路，有一根导线接错而使小灯泡被短接，请把这根导线找出来，在上面打一个“×”。 同学们找到这根导线了吗？对了，就是这根导线，如果闭合开关，同样会造成短路。 最后，我们把本节课的内容进行小结。 这节课，我们学习了用电路图来呈现电路的方法，了解了画电路图和连实物图的要求。我们还知道了电路有通路、断路等不同的状态。其中，通路是电路的正常状态，而断路，既可以是电路的正常状态，如开关断开；也可以是故障，如导线断开等。但短路是故障，会引发爆炸、火灾等危害，所以是必须避免出现的。 今天的作业如下： 1．基础性作业：完成“学生资源”中的课后练习。 2．拓展性作业：了解生活中由电路短路引发的危害，了解安全用电的相关规定。
1课程基本信息
课例编号 学科 物理 年级 9年级 学期 第1学期
课题 电流和电路（第一课时）
教科书 书名： 物理 九年级上册 出版社：人教版 出版日期： 2013 年 6 月
教学人员
姓名 单位
授课教师
指导教师
教学目标
教学目标： 知识目标：知道电流的形成条件，知道电流方向的规定。 能力目标：通过实验认识电路的组成。 情感目标：通过对电池发明和发展历程的介绍，让学生感受科学家的探索精神；通过介绍生活中功能多样的用电器、电源、开关，让学生体会科技给生活带来的便利。 教学重点： 了解电路中各部分的作用。 教学难点： 了解电路中电流方向的描述方法。
教学过程
时间 教学环节 主要师生活动
2分钟 3分钟 2分钟 1分钟 2分钟 4分钟 8分钟 1分钟 引入 电流的形成 电流的方向 持续电流的条件 电路 电路中电流的方向 电路的组成 课堂小结+布置作业 闪电是自然界常见的现象，一位摄影师用镜头记录下了这样的画面。 【播放视频】 看，巨大的电流在云层与大地之间涌动，一道道耀眼的闪光像是神奇的魔法。人们通过对电学知识的探索，掌握了其中的物理原理，利用制造出的特斯拉线圈，也能表演这闪电的魔法。 【播放视频】 【提问】可以看到，两名表演者的身体之间也有电流。那么，在什么条件下，才会形成电流呢？ 在上节课的实验中，同学们看到了这个现象：带有电荷的验电器A和不带电荷的验电器B，当用金属棒将两个验电器的金属球连接时，验电器A的金属箔的张开角度减小，而验电器B的金属箔由自然下垂变为张开，这说明有一部分电荷通过金属棒从验电器A移动到了验电器B，电荷朝着同一个方向发生了移动，也就是说，在金属棒里，形成了电流。 【板书】可见，是电荷的定向移动形成了电流。 【播放动画】 我们知道，在金属内部，有大量的自由电子，它们可以脱离原子核的束缚，在金属内部自由移动，但这种运动的方向杂乱无章，并不是定向移动，因此，不能形成电流。 我们可以通过羊群的运动来进行类比。 【播放视频】 这些羊在草原上悠闲地吃着草，并不时移动着，但由于它们是朝着各个不同的方向移动，所以整个羊群看不出有明确的移动方向。 【提问】但如果当牧羊人发出特定的指令并驱赶羊群呢？ 【播放视频】 【回答】我们看到，所有的羊都朝着同一个方向移动，十分壮观，这样就形成了羊群的定向移动。 【播放视频】 与之类似，当金属内部的自由电子也受到某种推动力，就会在热运动的基础上，开始做定向移动，形成电流。因此，金属中的电流是自由电子定向移动形成的。 【播放视频】 酸碱盐的水溶液也是导体，它的内部有大量的可以自由移动的正电荷和负电荷。我们把两个电极放入溶液中，并接上电池和开关。当开关断开时，这些电荷的运动方向都是杂乱无章的。 【提问】那么请同学们想一想，如果把开关闭合，这些电荷的运动方向会有什么变化呢？ 【播放视频】 怎么样，和你猜想的是不是一样呢？可以看到，正、负电荷同时向相反的方向做定向移动，液体内部形成了电流。 可见，无论是正电荷，还是负电荷，只要做定向移动，都可以形成电流。 【板书】在19世纪初，物理学家们刚刚开始研究电流，还不清楚究竟是哪种电荷在定向移动，所以当时，就把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，并沿用至今。如果某导体中的电流是由负电荷定向移动形成的，那么，负电荷定向移动的方向，就与规定的电流方向相反。 【播放视频】 比如，在金属内部，图中的自由电子向左做定向移动，由于自由电子带负电，所以这段金属中的电流方向与之相反，也就是向右。 【播放视频】 再比如，在酸碱盐水溶液的内部，正、负电荷同时向相反的方向做定向移动，图中，正电荷向右做定向移动，负电荷向左做定向移动，因此，液体中的电流方向与正电荷的移动方向相同，与负电荷的移动方向相反，也就是向右。 在这个实验中，虽然金属棒中形成了电流，但电流瞬间就结束了。 【播放视频】 而这个实验中的电流却能持续一段较长的时间。生活中的各种电器往往需要持续工作，因此就需要有持续的电流。 【提问】请观察液体导电的实验装置，你能得出获得持续电流的条件吗？ 【回答】【板书】很好，第一，需要有电池，第二，需要把开关闭合，或者说，要形成闭合的回路。这就是得到持续电流的两个条件。 【提问】现在，请同学们思考，如果要让这个小灯泡持续发光，我们还需要哪些器材，应该怎样操作呢？ 【回答】对了，需要电池，还有开关，然后用导线把它们连起来，最后要闭合开关，使之形成闭合的回路。请看老师的操作过程。 【播放视频】 【同步讲解】开始连接电路前，我们先把需要连入电路的元件分开摆放好，使开关处于断开状态。一般情况下，我们都是从电池的一端开始，用导线把电路元件逐个顺次地连接起来，最后连接到电池的另一端。在连接过程中，要把导线夹稳定地夹在电路元件的接线柱上。电路连接完毕，闭合开关，我们看到小灯泡可以持续发光。 【提问】小灯泡持续发光，说明有电流流过小灯泡。通过刚才的学习，我们不禁会想，电流是以什么方向流过小灯泡的呢？老师又进行了下面的实验。 【播放视频】 我们看到，无论电流以什么方向流过小灯泡，小灯泡都能发光，我们不能判断出电流的方向。这里，我们需要发光二极管的帮助。发光二极管，也叫LED，已经普遍应用在我们的生活中了。它有两个引脚，较长的引脚是正极，较短的引脚是负极。LED具有单向导电的特点，当电流由正极，经过LED 流向负极时，LED发光，表明它处于导通状态。反之，电流不能从负极流向正极，LED不会发光。这样，我们就可以判断出电流的方向了。 下面，我们通过实验，试着判断电流的方向。 【播放视频】 【同步讲解】请看，为了区分LED的正负极，老师在它的正极引脚上贴了一个红色的小纸片，在它的负极引脚上贴了一个蓝色的小纸片。闭合开关，我们看到，LED没有发光。断开开关，将LED的两个引脚对调。再闭合开关，LED发光。 【提问】那么，在这个闭合的回路中，我们可以怎样简单而明确地描述电流的方向呢？ 【播放视频】【同步讲解】 【回答】我们知道，电池有正极和负极，（同步）可以想象，当LED发光时，电流是沿着电池正极、LED正极、LED负极、电池负极这样的方向，形成了回路。 【板书】可见，在电池外部，电流的方向是从电池正极流向负极。 像这样，能形成电流的回路，就是我们常说的电路。 除了让小灯泡发光，我们也可以组装电路，让小风扇转起来，请看： 【播放视频】 或是让蜂鸣器发出美妙的乐音： 【播放视频】 在这三个电路中，小灯泡、小风扇和蜂鸣器，虽然用途不同，但它们都是利用电流工作的装置，统称为用电器。 【提问】请同学们想一想，生活中还有哪些使用电池供电的用电器呢？看看你最多可以说出多少个。 【回答】好，让我们试着列举： 小到计算器、遥控器、手电筒、电子手表、手机，大到电动单车、电动游览车、电动汽车，它们都是使用电池工作的。 比如，遥控器、手电筒使用的一般是干电池，计算器和电子手表通常使用这种纽扣电池，还有锂电池，常常用在手机等数码产品中，许多电动单车里的电池也是锂电池。这是蓄电池，这是燃料电池，还有大家熟悉的太阳能电池。 各种电池的构造和原理并不相同，在电池的发明和发展历程中，有许多科学家都贡献了自己的智慧，下面，我们通过一个短片，来了解电池的故事。 【播放视频】 除了使用电池的用电器，生活中还有许多用电器不是由电池供电的。比如电灯、电冰箱、电视机、电风扇，还有：洗衣机、电烤箱、电热水壶、电脑，以及，学校教学楼里的电铃。 【提问】它们用的电是从哪里来的呢？你能在自己的家里找到电的源头吗？这些源头的电又是从哪里来的呢？ 【回答】是的，家庭电路中的电流来自于远方的发电厂，发电厂有许多大型的发电机，将电通过输电网送到千家万户。像发电机、还有学生电源，当然也包括电池，这些供电设备都能提供持续电流，我们统称为电源。 如同这三个电路，一个完整的电路，除了有用电器和电源，还有一个共同点，那就是都有开关，有了开关，我们就可以控制电流的通、断，让用电器按照我们的需要工作了。 在电学实验中，我们常常用到的开关是这种单刀开关，当把手柄，也就是“刀”抬起，开关处于断开状态，而将手柄放下并与触点接触后，开关就处于闭合状态了。 【提问】请同学们想一想，平时都用过哪些不同种类的开关呢？ 【回答】首先，我们会想到有不同操作方式的开关，比如这种翘板开关，还有按钮开关，在生活中都十分常见。这叫做钮子开关，可以将拨杆拨向不同的方向。这种拉线开关，会在一些电灯和电风扇上见到。 还有一些开关，可以根据外界环境的变化，自动完成断开和闭合的动作，比如，红外线感应开关、声控开关、温控开关等等，这些开关功能多样，使电器变得更加智能，给人们的生活带来了许多便利。 可见，电源、用电器和开关，都是电路最基本的组成部分，用导线将它们连接起来后，电流就有了流动的路径。 【板书】因此，我们把由电源、用电器、导线、开关组成的电流可以流过的路径叫做电路。而从能量的角度，我们还可以说，电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、传输电能的导线和控制电路通断的开关，这四个部分组成的。 【板书】因此，如果从电路的角度来说明获得持续电流的条件，就可以这样描述：只有电路闭合时，电路中才有电流。 最后，我们把本节课的内容进行小结。 这节课，我们研究了电流，知道了电荷的定向移动形成电流，了解了电流方向的规定方法，因此，在电源外部，电流的方向是从电源正极流向负极。我们还通过研究几个电路的组成，总结得到，由电源、用电器、导线、开关组成的电流可以流过的路径叫做电路。 今天的作业如下： 1．基础性作业：完成“学生资源”中的课后练习。 2．拓展性作业：观察身边的各种用电器、开关、电源，并查阅资料，了解它们的工作方式。
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