【轻松备课】人教版物理九年级上 第十五章第2节 电流和电路 教学详案

第十五章 电流和电路
第2节 电流和电路
设计说明 本节内容是本章的重点教学内容，学生第一次接触电学的物理量——电流，第一次学习连接电路，第一次学习画电路元件符号，第一次学习画简单的电路图，因此，本节课的教学重点应放在让学生认识简单电路，能动手连接简单电路，会画简单的电路图，并注意从一开始就培养学生良好的电学实验习惯、良好的画电路图的习惯。在教学方法上，应采用示范—模仿—训练的方式循序渐进。教师的每个演示实验都应规范准确，同时，尽量让学生自己动手，亲身经历通过实验归纳结论的过程。教材中虽未提及“产生持续电流的条件是必须有电源，而且电路应闭合”，但在教学中，可以在学生完成闭合电路的连接后，启发学生思考电路的共同特征。在电路教学中还应注意引导学生联系生活实际，体会物理来源于生活、服务于生活的特点。 本节内容由“电流”“电路的构成”“电路图”和“通路、断路、短路”四部分组成。 本节内容的教学重点是“会连接电路”“会画简单电路图”“能辨别通路、断路和短路”。要突出教学重点，应该让学生多动手、多实验、多画图、多识图，所以无论是课堂上还是课后，都要多给学生创造机会和提供条件，引导学生动手实验和动手画图。在科学探究能力方面，重点是经历从实验中归纳结论的过程，形成安全操作的初步意识。教学难点是对电流概念的理解和对短路、短接的理解和识别，同时让学生规范地画出电路图也是本节课的难点。 教学目标 【知识与技能】 1.知道电流的形成及其条件，知道电流方向的规定。 2.理解电路中各部分的作用及短路、断路、通路的特点；会画常见的电路元件符号。 3.结合小灯泡的实际连接，学会按实物电路连接画出对应的电路图。 【过程与方法】 通过动手实验，认识断路、通路、短路；以及各部分的作用和存在的能量转化 【情感、态度与价值观】 通过连接电路的实验，激发学生的学习兴趣，培养他们善于思考、勤于动手的学习习惯。 重点难点 教学重点 1．电路的基本组成。 2．画电路图。 3．区分电路的三个状态。 教学难点 1.对电流概念的理解。 2.画电路图。 教学方法 启发式教学法；实验探究法；情景导学法；讲述法。 教具、学具 教师：课件，电路示教板。 学生：(两人一组)电池两节、开关、小灯泡、小电动机、蜂鸣器各十个、导线若干。 授课时数 1课时 教学过程 回顾思考 正、负电荷的规定； 电荷间的作用规律； 验电器的原理； 摩擦起电的实质； 5、导体容易导电、绝缘体不容易导电的原因，金属导电原因。 导入新课 课件展示 家乡的夜景多姿多彩，水中的灯光倒影，桥头上变换的灯光的颜色，使人流连忘返，那么电灯是如何发光的呢？ 图15-2-1 演示实验：教师展示一只小灯泡，提出问题“你们能使小灯泡亮起来吗？” 给出小灯泡、电源、开关、导线，连接电路，使小灯泡亮起来，看谁最快最好！ 注意：(1)任何情况下都不能把电源的两端直接连在一起！ (2)连接过程中开关要断开。 学生动手连接电路，小组互相合作，教师巡回指导。 师：为什么闭合电路后，灯泡就会亮？要想知道原因，就进入今天的“电流和电路”知识的学习吧。 讲授新课 一、电流 1.电流是怎样形成的？ 展示动画：闭合开关前，自由电荷的运动杂乱无章，闭合开关后，自由电荷做定向移动。 　　 甲　　　　　　　　　乙 图15-2-2 师：闭合开关，为什么小灯泡亮了？ 师：闭合开关后，小灯泡亮了，这是因为有电流流过灯泡。由于导线、小灯泡的灯丝都是金属制成的，金属里面有许多的可以自由移动的电子，平时它们运动都是杂乱无章的，可是接上电池或其他的电源后，一旦闭合开关，它们就受到了推动力，因而就向一个方向运动，也就是“定向移动”，于是就形成了电流。 总结：电荷的定向移动形成电流。 2.电流的方向 师：实际上形成电流的电荷有两种(正电荷、负电荷)，电路中有电流时，发生定向移动的电荷可能是正电荷，也可能是负电荷，还可能是正、负电荷向相反方向定向移动。 实验：让LED亮起来。 ①认识LED：LED是现代生活中常用的发光元件，是发光二极管的简称，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，即LED具有单向导电性。 ②用LED代替小灯泡连入电路，闭合开关观察LED是否发光，将LED接线柱对调重新接入电路观察LED是否发光。 小组讨论后展示：LED的较长的引脚接电源正极，较短的引脚接电源负极时，LED发光；将两引脚对调连入电路中，LED不发光。 师：通过现象的对比，产生这种现象的原因是什么？ 师：LED具有单向导电性，正接时发光，反接时不发光，说明电路中的电流是有方向的。 结论：物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向。自由电子定向移动的方向与电流的方向相反。 注意：负电荷定向移动的方向与电流方向是相反的。 3.电路中电流的方向 电流的方向 图15-2-3 教师利用示教板演示电路。 师：在电源的内部，正极不断聚集正电荷，负极不断聚集负电荷，当把它接入电路中时，这些正电荷会如何流动呢？ 生：从电源的正极出发，经过开关、小灯泡，回到负极。 师：对了，那么根据电流方向的规定，电源外部电流方向是怎样的？ 教师总结：按照电流方向的规定，电路中电流的方向是从电源正极经过用电器流向电源负极，即：正极→用电器→负极。 例题讲解：(学生先练习，如有问题，教师补充讲解) 例1 下列说法正确的是( ) A.自由电子的定向移动可以形成电流 B.负电荷定向移动的方向为电流方向 C.金属导体中形成电流是因为正电荷的定向移动 D.金属导体中，电流方向与自由电子的定向移动方向相同 解题思路：本题考查电流方向的规定。人们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，自由电子定向移动的方向与正电荷定向移动的方向相反。 解析：自由电子的定向移动可以形成电流，故A选项正确；负电荷定向移动的方向与电流方向相反，故B选项错误；金属导体中形成电流是因为自由电子的定向移动，故C选项错误；电流方向与正电荷的定向移动方向相同，与自由电子定向移动的方向相反，故D选项错误。 答案：A 二、电路的构成 1.学生实验 实验器材：小灯泡、小电动机、小蜂鸣器各一个，一个开关，两节电池(带电池盒)和一些导线。 提出要求：怎样连接才能使小灯泡发光、小电动机转动、小蜂鸣器发声？(三个实验中，完成一个即可)比比看哪个小组连接得最快。 提示学生注意： (1)任何情况下都不能把电池的两端直接连在一起； (2)在连接电路时，可以从电源的正极开始顺次连接； (3)连接电路时开关一定要断开，经检查无误后再闭合。(第一次连线，先请老师检查) 2.请完成“小灯泡亮了”的实验小组的学生展示电路，说一说小灯泡为什么会亮，说一说电路由哪些部分组成。请完成“小蜂鸣器响了”的实验小组的学生展示电路，说一说小蜂鸣器为什么会响，说一说电路由哪些部分组成。请完成“小电动机转动”的实验小组的学生展示电路，说一说小电动机为什么会转动，说一说电路由哪些部分组成。 3.学生讲解后提问 问题1：你在连接电路的过程中，是否遇到小灯泡不发光、小电动机不转、小蜂鸣器不发声的现象呢？你觉得在电路连接的过程中，有哪些情况可出现上述现象。 问题2：要使小灯泡持续发光，不能缺少什么元件？电路必须处于什么状态？ 4.情景设置：有意识地选择三个刚才学生在做实验过程中连接的电路，一个是用导线连接了电池、小灯泡和开关的，一个是用导线连接了电池、小蜂鸣器和开关的，一个是用导线连接了电池、小电动机和开关的。闭合开关后，灯泡亮，小蜂鸣器响，小电动机转动，说明电路中都有了电流。请学生观察分析，三个电路中的结构有没有相同的地方。 教师引导分析：三个电路中都有电池、都有用电工作的装置、都有开关、都是用导线连接起来的。 教师提问：如果连接电路时，不接入干电池，而是用其他的电池，如蓄电池，甚至是发电机，电路中还会不会有电流？(教师实际演示，会发现电路中有电流) 教师总结：(1)物理学中将电池这类提供电能的装置叫做电源。小灯泡、小蜂鸣器、小电动机等消耗电能的装置叫做用电器。 (2)把电源、用电器、开关用导线连接起来，组成了电流可以流过的路径，就称之为电路，故一个完整的电路包括电源、用电器、开关和导线。 （3）从能量的角度，分析电路中各元件的作用。 电源：提供电能； 用电器：消耗电能； 导线：输送电能； 开关：控制电路。 (让学生列举生活中常见的电源、用电器、开关等) 介绍： 生活中的电源种类很多，如各种干电池、蓄电池、发电机、学生电源等。 生活中的用电器更多了，如电视机、空调机、冰箱、电脑、洗衣机、微波炉、电灯等。 生活中的开关，如按钮开关、摇头开关、闸刀开关、声控开关、光控开关、温控开关、感应开关等。 5.提出问题：如果把电路中的电池去掉，小灯泡、小蜂鸣器和小电动机的工作情况会怎样？电路中就算接好了电池，但实验中导线断开了，小灯泡、小蜂鸣器和小电动机的工作情况又如何呢？ (学生动手操作，教师引导分析) 教师总结：要使小灯泡、小蜂鸣器和小电动机都持续地工作，电路中有一个必不可少的元件——电池。正是因为有了电池，加上导线的连接，才使电路中的电荷源源不断地定向移动。电荷的定向移动就形成了电流。小灯泡亮、小蜂鸣器响和小电动机转动，都是因为电路中有电流。故要在电路中形成持续的电流，一是要有电源；二是电路必须是连通的。 例题讲解：(学生先练习，如有问题，教师补充讲解) 例2 电路和水路有许多相似之处。在电路中和如图15-2-4所示水路中的阀门作用相似的是( ) 图15-2-4 A.电源 　　　　　　　　B.用电器 C.开关　　　　　　　 D.导线 解析：电路类比水路，电源与水泵作用相似，用电器与水轮机作用相似，开关与阀门作用相似，导线与管道作用相似。 答案：C 三、电路图 1.常用元件及符号 师：在日常生活的实际电路中，用电器各种各样，如果全部照原样画出，则很麻烦，更不便于研究，所以我们常用图形符号来表示这些元件。 师：请同学们参照教材第38页图15.2-5中几种常用的元件及其符号，对照电路元件实物，逐一认识其符号，并在纸上画一遍，记住它们的画法。(教师巡回指导，纠正学生画错的地方，并且在黑板上示范规范的符号) 图15-2-5 教师提醒学生注意： （1）电源用长短线表示，长线代表电源的正极； （2）开关中的小圆圈不能漏掉； （3）相连接的导线，表示连接的实黑点不能漏掉。 2.电路图 师：用符号表示电路连接的图叫做电路图。 画电路图时要注意： (1)要用统一规定的符号； (2)连线要画得横平竖直； (3)电路元件分布要匀称，元件不要画在拐角处； (4)整个电路图最好呈现长方形。 学生画电路图，教师纠正。 例题讲解：(学生先练习，如有问题，教师补充讲解) 例3 根据图15-2-6所示的实物图画出与之对应的电路图。 图15-2-6 解析：按电流的流向画电路图。电流的流向：电源正极→小灯泡→开关→小灯泡→电源负极。 答案：如图15-2-7所示。 图15-2-7 四 、通路 断路 短路 师：复习提问：什么叫电路？电路的基本组成有哪些部分？各部分的作用是什么？ 1.做如图15-2-8的实验，观察小灯泡的工作情况。 ① ② ③ ④ ⑤ 图15-2-8 (1)在实验①中，电路处处连通，电路中有电流，两个小灯泡都发光，这种电路叫通路。 (2)在实验②中，开关断开，小灯泡不发光，电路中无电流通过，这种电路叫断路。 (3)实验③中直接用导线把电源正、负极连接起来，电源有可能被烧坏，小灯泡不工作，这种情况叫短路。 (4)在实验④中灯泡不发光，但是灯泡发光，说明电路中仍然有电流，但可以推断出，电流没有从灯泡中流过，电流只有从直接连接在两端的导线上流过，才能从灯泡中流过，才会发光。 (5)在实验⑤中灯泡不发光，但是灯泡发光，电流从外加导线流过而绕过了灯泡，灯泡被外加导线短接。 像④⑤这样用一根导线直接接在一个用电器的两端时，电流将流经外加导线而绕过用电器，这种情况叫做该用电器被短接。 用电器被短接时，并不会被烧坏，只是没有电流流过该用电器，故用电器不工作。 2.归纳总结 状态定义电路示意图现象通路用电器能够工作的电路电路中有正常电流，用电器工作断路（开路）某处被切断的电路 电路中无电流，用电器不能正常工作短路直接用导线把电源的正、负极连接起来 电路中有很大的电流，可能会烧坏电源，甚至烧坏导线的绝缘层，发生火灾
例题讲解：(学生先练习，如有问题，教师补充讲解) 例4 小明同学使用手电筒时发现小灯泡不亮，在进行检修前，他对造成该现象的直接原因进行了以下几种判断，其中不可能的是( ) A.小灯泡灯丝断了 B.电池没电 C.小灯泡接触不良 D.开关处出现短路 解题思路：本题考查了短路和断路对电路的影响。手电筒的小灯泡不亮，有三种情况：①电路中某处断路；②电源没电或电压过低；③小灯泡被短路。 解析：小灯泡灯丝断了，属于电路断路，电路中无电流，小灯泡不亮，A不符合题意；电池没电，电路中没有电流，小灯泡也不发光，B不符合题意；小灯泡接触不良，属于电路断路，电路中无电流，小灯泡不亮，C不符合题意；开关处出现短路，相当于闭合了电路，开关失去了控制作用，但小灯泡发光，D符合题意。 答案：D 课堂小结 1.电路：把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流路径。 2.电路的组成：电源、用电器、开关、导线。 3.产生持续电流的条件：(1)要有电源；(2)电路闭合。 4.电路图：用符号表示电路连接的图叫做电路图。 规范要求：元件位置安排要合理，分布要均匀，元件不要画在拐角处，整个电路图最好呈长方形，有棱有角，导线横平竖直。 5.电路的三种状态：通路、断路和短路。 通路：电路中处处连通，有电流通过的电路。 断路：因某一处断开而使电路中没有电流流过的电路。 短路：直接用导线将电源正、负极相连接的电路。短路是非常危险的，可能把电源烧坏。 当堂达标 1.下列关于电流的说法正确的是（　　 ） A.只有正电荷的移动，才能形成电流　　 B.只有自由电子的移动，才能形成电流 C.正电荷定向移动的方向为电流方向　　 D.负电荷定向移动的方向为电流方向 答案：C 2.如图15-2-9所示，甲、乙两个验电器，甲不带电，乙带正电荷，用金属杆将甲、乙连接起来时，下列说法正确的是( ) A.电流方向是从乙到甲，自由电子定向运动方向是从乙到甲 B.电流方向是从甲到乙，自由电子定向运动方向是从乙到甲 C.电流方向是从甲到乙，自由电子定向运动方向是从甲到乙 D.电流方向是从乙到甲，自由电子定向运动方向是从甲到乙 图15-2-9 答案：D 3.在如图15-2-10所示电路中，正确的是( ) 　　　　　　 A 　 B C D 图15-2-10 答案：C 4. 如图15-2-11所示，当开关S闭合时，可能出现的情况的是(　　) 图15-2-11 A.L1、L2都发光 B.L1发光，L2不发光 C.电源损坏 D.L1灯丝被烧断 答案：C 5.请根据图15-2-12甲中的电路图，将乙图中电路元件连接成电路。 　　　 甲　　　　　　　　　　　乙 图15-2-12 答案：如图15-2-13所示。 图15-2-13 6.如图15-2-14所示，用笔画线代替导线，将这些元件连接起来组成电路，使电动机转动，并画出电路图。 图15-2-14 答案：如图15-2-15所示，按实物电路画出电路图，如图15-2-16所示。 　　　 图15-2-15　　　　　　图15-2-16 板书设计 第2节　电流和电路 一、电流 1.电荷的定向移动形成电流。 2.电流的方向：正极→ 用电器→负极 3.获得持续电流的条件：一要有电源，二要使电路闭合。 二、电路 1.把电源、用电器、开关、用导线连接起来组成的电流路径叫电路。 2.各元件的作用： 电源：提供电能的装置； 用电器：消耗电能的装置； 导线：输送电能的装置； 开关：控制电流通断的装置。 三、电路图　 用符号表示电路连接的图叫电路图。 四、通路 断路 短路 通路：电路中处处连通，有电流通过的电路。 断路：因某一处断开而使电路中没有电流流过的电路。 短路：直接用导线将电源正、负极相连接的电路。短路是非常危险的，可能把电源烧坏。 教学反思