教学目标：
知识目标：
1、通过演示实验和电路分析，使学生理解家庭电路中总电流随家用电器功率的增大而增大。
2、通过推导把实验结论从理论上加以验证。
3、通过演示保险丝被烧断的实验，加深学生对保险丝作用的理解。
能力目标：
通过本节教学，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
情感目标：
建立安全用电的良好习惯。
教学建议：
教材分析：
本节“家庭电路中电流过大的原因”，具有承上启下的作用，使学生搞清电路中有时电流为什么会过大，既能对上一节中保险丝的作用有进一步的了解，同时，使学生懂得避免短路和超负荷用电的道理，也是保证家庭用电安全的一个重要常识。
家庭电路中电流过大的原因是本节乃至本章教学中的一个重点。教材从实验观察与理论分析两个方面进行了说明、讲解，同时着重引导学生在观察实验现象的基础上，综合运用学过的知识，分析电路中的电流变化情况，理解原因。使学生掌握运用知识分析实际问题的方法。
本节的重点是分析家庭电路电流过大的原因。难点是理论推导验证实验结论。
教法建议：
本节教学应把理论和实际相联系放在首要位置，易采用实验、观察、分析、讨论等方法进行教学。
组织学生讨论在家庭电路中那些情况容易造成短路，并举出实例。然后讨论如何可以避免短路。
1、家庭电路中电流过大的第一个原因讲解：短路的演示实验
按课本装置进行，可选用较细的保险丝。如手头只有粗保险丝，可用小刀将保险丝削细些使用。为安全起见可以用低压电源来做。
在实验的基础上，画出电路进行分析。提醒学生并联电路的总电阻小于任何一个并联支路的电阻。绝大部分电流直接经过导线，可以认为电流没有经过用电器”。这一问题运用并联电路的电流分配与电阻成反比的原理分析，学生不难理解。
最后应让学生讨论家庭用电时，在哪些情形下可能发生短路现象？如由于灯座、插座的两个接线柱接线不好，而使得火线与零线相碰；将已损坏的家用电器插在插座上等等。建议用挂图或幻灯投影的方式，向学生介绍日常用电时，应怎样做才能避免发生短路，对学生进行安全用电的教育。
2、家庭电路引起电流过大的第二个原因，仍可以用讲述第一个原因时的装置做演示实验。建议用低压电源演示，这时可以使用直流电流表。此时如果在灯泡两端再并接一个大功率的电热器（如电炉、电吹风等），学生将看到保险丝立即熔断，说明电路中的电流由于用电器的功率过大而过大。
这一现象的理论分析，可按课本中的例题分析进行，使学生认识到为什么家庭电路中不应同时使用几个大功率用电器，从而对学生进行节电和安全用电的教育。
教学设计示例：
家庭电路电流过大的原因
（一）复习提问
1、三盏灯在图9甲、乙两电路中，连接方法是否相同？
2、乙图中的保险丝和闸刀开关如何在甲图的相应位置上表示出来？
（二）新课教学
演示实验一
1、展现示教板（与（甲）电路图相对应）。
2、在干路上串入大电流表。
3、先后闭合、、开关，分别读出电流表的示数。
提问：从这个实验可得出什么结论？（学生讨论回答）
教师小结：
1、家庭电路中电流过大的原因之一：家庭电路中用电器总功率过大。
提：为什么电路中并联用电器越多，总功率越大电流就越大呢？
分析：在电路总功率过大情况下：
据并联电路：又据：，所以。
所以
因为一定，所以增大，则增大。
演示实验二
①（甲）电路干路上加保险丝。
②在灯两端并联一段导线。
③闭合干路开关，观察电流表指针示数很大，保险丝烧断，三灯熄灭。
提问：这个实验又说明什么问题？（学生讨论回答）
教师小结：
家庭电路中出现短路也引起电流过大。
提问：为什么出现短路，电路中电流就很大呢？
在短路情况下，据因为一定，很小；所以就很大。
探究活动
【课题】
调查家里的用电器
【组织形式】
个人、学习小组
【活动方式】
1、制定子课题。
自己家里有哪些家用电器？
它们的功率各是多大？
电能表的铭牌。
实际中电流过大的原因。
实际生中如何防止电流过大。
2、向家长询问或查找说明书。
3、小组讨论总结。
教学目标
[知识与技能]
1、练习使用电流表
2、探究并联电路中电流的特点
[过程与方法]
通过对科学探究过程的切身体验，使学生领会科学探究的方法，培养概括能力和语言表达能力。
[情感态度和价值观]
通过实验培养学生学会科学态度与协作
教学重、难点
重点：电流表的使用和并联电路电流的规律
难点：用电流表测电流
教学方法
讲授法、实验法
教学用具
电流组、小灯泡、开关、电流表、导线
教学过程
一、复习与引入
[幻灯片]
1、电流表的使用应注意哪些问题？
电流表的使用说明：
（1）要把电流表串联在电路中
（2）要使用电流从正接线柱流进，从负接线柱流出
（3）要使被测电流不超过量程
（4）不准把电流表的两接线柱直接连接到电源两极上
2、串联电路中各处的电流有什么关系？
串联电路中各处电流都相等，即Ⅰ=Ⅰ1=Ⅰ2=……Ⅰn
在并联电路中，电流有多条路径，并有干路和支路之分，那么，并联电路中干路电流与支路电流之间有什么关系？这一节，我们用科学探究的方法来研究这个问题，并联电路中的干路和支路电流间有什么关系？
二、进行新课
1、提出问题
并联电路中干路电流与支路支流有什么关系？
2、猜想与假设
（先提问后归纳出有用的猜想，提醒学生尽量使用猜想与假设有根有据）
（1）并联电路中，干路电流大于支路电流
（2）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和
（3）……
3、制订计划与设计实验
（1）实验电路图
（2）实验表格
电流表位置L1支路电流I1L2支路电流I2干路电流I
电流表示数
4、进行实验与收集证据
[幻灯片]
注意事项
（1）连接电路时开关断开
（2）导线沿顺时针方向缠绕在接线柱上
（3）先接并联电路，试触通电无误后，再接入电流表
（4）不能不经过用电器而把电流表接在电源两极上
（5）电流表接法要正确，量程适当
（6）每次改搠电流表，都要断开开关
（7）每次读数，必须保证灯都发光
（8）读取电流表示数，要实事求是
[幻灯片]
实验步骤
（1）按电路图连接电路
（2）用电流表分别测量L1支路，L2支路和干路电流并把读数记入表格
学生进行实验，教师巡回指导，及时发现新的问题，要求学生边实验，边记录数据
5、分析论证：
（先提问，后归纳）
[幻灯片]
实验结果说明：（1）干路电流大于支路电流
（2）干路电流等于各支路电流之和
结论：
并联电路中，干路中的电流等于各支路中的电流之和，即：Ⅰ=Ⅰ1+Ⅰ2+……+Ⅰn
6、交流与合作
各小组和实验数据与结论与其他小组进行比较，有没有异常现象发生，若相差较大，共同研究其原因。
7、评估
练习
[幻灯片]
如图所示，合上开关后，电流表A1示数为1.4A，电流表A2的示数为0.5A，则通过灯L1的电流为____A
三、
本节课通过科学探究过程，练习了电流表的使用，得出并联电路中干路电流与支路电流的关系，为以后的学习打下了基础。
【设计理念】
构建“人文·物理·社会”三维课堂，在引导学生探究物理知识的同时，渗透以人为本的培养理念，沪科版九年级16.1《电流的磁场》公开课教案。让“研究性学习”走进课堂，走入学科教学，切实增强课堂教学的开放性、 民主性、生成性。以“随堂探究卷”为桥，架师生互动平台，提供一种切实可行的质性评价手段。
【三维目标】
1．知识目标：了解磁体、磁极以及磁极间的相互作用；感知磁体周围存在磁场并会用磁感线表示磁场的方向和强弱；初步了解地磁场。
2、技能目标：培养学生用磁感线形象描述磁场这一抽象概念的思维能力，物理教案《沪科版九年级16.1《电流的磁场》公开课教案》。
3、情感态度价值观：通过了解我国古代的磁文明，激发学习热情；通过介绍我国近代“磁文明的衰落” 提升学生的人文素养，渗透“爱国主义教育”。
【教学重难点】感知磁场，并会用磁感线描述磁场。
【教学器材】条形、U形磁体、小磁针；多媒体课件及相应图片；探究卷等。
教学目标
1．知道电流的形成，明确电流方向的规定．
2．知道电路中形成持续电流的条件，引出电源的概念．
3．知道电源是把其它形式的能量转化为电能的装置；知道在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极．
4．通过观察实验，培养学生分析推理的能力．
教学建议
教材分析
本节的教学内容有：电流的形成、电流方向的规定、短暂电流和持续电流、电源的概念．其中关于电流的初步概念，包括电流的形成和电流方向的规定，既是电学中最基本的概念之一，也是本章的教学重点之一．
教法建议
电流概念要从演示实验引出，可以参考课本图4-5的实验，让学生通过观察到的现象，自己推知电荷是从哪个验电器移动到哪个验电器的，进而说明电荷发生了定向移动，而电荷的定向移动形成电流．还可以让学生通过观察到的现象，得知这里形成的电流是短暂电流．
结合课本图4-6的实验，向学生说明：小灯泡持续发光，表示有持续电流通过小灯泡，并且这个持续电流是由干电池提供的，引出电源的概念．并让学生知道电源是把其它形式的能量转化为电能的装置．
强调电流的方向就是正电荷定向移动的方向，并按照这个规定，引导学生标出课本图4-8所示的电路中电流的方向，得出在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极
教学设计方案
教学过程应突出以下几个方面：一是在复习上一节知识的基础上通过演示引入新课．二是充分利用电教手段，帮助学生建立电荷定向移动的微观图景，从而建立电流的概念．也可以用水流和电流做类比，建立电流的概念．三是理论联系实际，使学生的学习过程与日常生活中用电相联系．
1．复习上一节知识
提问1：用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器的金属球，金属球带什么电？金属箔片带什么电？
提问2：验电器是通过什么方法带上电的？
2.引入新课
演示本节课本上的图4-5实验，这个实验表明在金属棒中发生了电荷的移动．
3.进行新课．
(l)电流的概念：电荷的定向移动形成电流．
用水流和电流做类比：水在水管中沿着一定的方向流动，水管中就有了水流．电荷在电路中沿着一定的方向移动，电路中就有了电流．
提问：在刚才的实验里，金属棒中的电荷是怎样移动的？是从A到B，还是从B到A？
（在这里还可以充分利用电教手段，通过自制的动画课件，帮助学生建立电荷定向移动的微观图景，从而建立电流的概念．）
重做实验，继续观察验电器A、B金属箔片张角的变化．可看到B的金属箔片张开到一定角度就不再增大了，A的金属箔片的张角也不再减小．实验表明电荷不再通过金属棒往验电器B上移动了，金属棒中不再有电流了．这种瞬间电流在实际当中没有多大用处．
(2)维持持续电流的条件
演示课本图4-6的实验（挂板实验）：把电池、灯座、开关依次用导线连接好．合上开关，小灯泡持续发光；打开开关，小灯泡熄灭．将干电池取走，合上开关，小灯泡也不发光．
引导同学思考：小灯泡持续发光，表示有持续电流通过小灯泡的灯丝．你能否通过上述实验找到维持小灯泡中有持续电流的条件？（①有电池．②合上开关．）
(3)电源
使学生知道能够持续提供电流的装置叫电源．大量用电器的电源，是发电厂里的发电机；发电机是将机械能转化为电能的装置．日常生活中和实验室里常用的电源，可以是干电池和蓄电池；干电池、蓄电池是将化学能转变成电能的装置．
干电池、蓄电池上有正极和负极，干电池的正极是碳棒，从外表看，即为带铜帽的一端；负极是锌筒（展示干电池剖面实物）．蓄电池的正、负极通常用十一号标在电池的上部．
演示实验：用蓄电池（其中一组）、小灯泡、开关、导线连接电路，合上开关，观察小灯泡发光情况．
联系实际启发：你在日常生活中都在哪些情况下使用过干电池？在哪些地方见过使用蓄电池？
(4)电流的方向
电荷有两种，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．还有可能是正负电荷同时向相反方向发生定向移动．
规定：正电荷定向移动的方向为电流方向．
介绍这个规定是在19世纪初，在物理学家刚刚开始研究电流时，并不清楚在不同的情况下究竟什么电荷在移动时做出的，而在后来的研究中发现，这样的规定并不影响研究电流的有关问题，并且在酸、碱、盐的溶液中就有正电荷的定向移动，因此这个规定一直沿用至今．
按照这个规定，在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极．
探究活动
小实验：自制一个水果电池．
找一根5厘米长的铜片或粗铜丝，再从废干电池上剪下一条2毫米宽的锌皮，刮净，把铜片和锌皮插入苹果或番茄、柠檬等水果里，就做成了一个水果电池．取两根导线，把它们的一端分别接在水果电池的两极上，另一端和舌头断续接触，注意两根导线不要碰着．这时舌头上有什么感觉？
知识目标
1、理解为什么电感对交变电流有阻碍作用.
2、知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关.
3、知道交变电流能通过电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用.
4、知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关.
能力目标
使学生理解如何建立新的物理模型而培养学生处理解决新问题能力.
情感目标
1、通过电感和电容对交流电的阻碍作用体会事物的相对性与可变性.
2、让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性.
3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度.
教学建议
教材分析
本节着重说明交流与直流的区别，有利于加深学生对交变电流特点的认识.教学重点突出交流与直流的区别，不要求深人讨论感抗和容抗的问题.可结合学校的实际情况，尽可能多用实验说明问题，不必在理论上进行讨论.
教法建议
1、根据电磁感应的知识，学生不难理解感抗的概念和影响感抗大小的因素.教学中要注意适当复习或回忆已学过的有关知识，让学生自然地得出结论.这样既有利于理解新知识，又可以培养学生的能力，使学生学会如何把知识联系起来，形成知识结构，进而独立地获取新知识.
2、对交变电流可以通过电容器的道理，课本用了一个形象的模拟图，结合电容器充、放电的过程加以说明，使学生有所了解即可.对于容抗的概念和影响容抗大小的因素，课本是直接给出的，让学生知道就可以了，不要作更深的讨论.
3、本节最后，结合实际说明了电容的广泛存在，可以适当加以扩展和引伸，以开阔学生思路和引导学生在学习中注意联系实际问题.
教学设计方案
电感和电容对交变电流作用
教学目的：
1、了解电感对电流的作用特点.
2、了解电容对电流的作用特点.
教学重点：电感和电容对交变电流的作用特点.
教学难点：电感和电容对交变电流的作用特点.
教学方法：启发式综合教学法
教学用具：小灯泡、线圈(有铁芯)、电容器、交流电源、直流电源.
教学过程：
一、引入：
在直流电流电路中，电压 U、电流I和电阻R 的关系遵从欧姆定律，在交流电路中，如果电路中只有电阻，例如白炽灯、电炉等，实验和理论分析都表明，欧姆定律仍适用.但是如果电路中包括电感、电容，情况就要复杂了.
二、讲授新课：
1、电感对交变电流的作用：
实验：把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上，观察现象：
现象：接直流的亮些，接交流的暗些.
引导学生得出结论：接交流的电路中电流小，间接表明电感对交流有阻碍作用.
为什么电感对交流有阻碍作用?
引导学生解释原因：交流通过线圈时，电流时刻在改变.由于线圈的自感作用，必然要产生感应电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用.
实验和理论分析都表明：线圈的自感系数越大、交流的频率越高，线圈对交流的阻碍作用就越大.
应用：日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈，自感系数很大.日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220V，灯管和镇流器串联起来接到电源上，得用镇流器对交流的阻碍作用，就能保护灯管不致因电压过高而损坏.
2、交变电流能够通过电容
实验：把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里.
现象：接通直流电源，灯泡不亮，接通交流电源，灯泡能够发光.
结论：直流不能通过电容器.交流能通过交流电.
引导学生分析原因：直流不能通过电容器是容易理解的，因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了.电容器接到交流电源时，实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质，只是由于两极板间的电压在变化，当电压升高时，电荷向电容器的极板上聚集，形成充电电流;当电压降低时，电荷离开极板，形成放电电流.电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流通过了电容器.
学生思考：
使用220V交流电源的电气设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但是有时候用手触摸外壳仍会感到麻手，用试电笔测试时，氖管发光，这是什么?
原因：与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，电源中的交变电流能够通过这个电容器.虽然这一点漏电一般不会造成人身危险，只是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保安全，电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地.
3、电容不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、无件、机壳间.有时候这种电容的影响是很大的，当交变电流的频率很高时更是这样.同样，感也不仅存在于线圈中，长距离输电线的电感和电容都很大，它们造成的电压损失常常比电阻造成的还要大.
总结：
电容：通高频，阻低频.
电感：通低频，阻高频.
教学目标
知识目标
1、知道正弦交流电是矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生的．知道中性面的概念．
2、掌握交变电流的变化规律及表示方法，理解描述正弦交流电的物理量的物理含义．
3、理解正弦交流电的图像，能从图像中读出所需要的物理量．
4、理解交变电流的瞬时值和最大值，能正确表达出正弦交流电的最大值、有效值、瞬时值．
5、理解交流电的有效值的概念，能用有效值做有关交流电功率的计算．
能力目标
1、掌握描述物理规律的基本方法——文字法、公式法、图像法．
2、培养学生观察能力、空间想象能力、立体图转化为平面图进行处理问题的能力．
3、培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力．
情感目标
培养学生爱国主义精神及为富民强国认真学习的精神．
教学建议
教材分析以及相应的教法建议
1、交流与直流有许多相似之处，也有许多不同之处．学习中我们特别要注意的是交流与直流的不同之处，即交流电的特殊之处．这既是学习、了解交流电的关键，也是学习、研究新知识的重要方法．在与已知的知识做对比中学习和掌握新知识特点的方法，是物理课学习中很有效和很常用的方法．
在学习交变电流之前，应帮助学生理解直流电和交流电的区别．其区别的关键是电流方向是否随时间变化．同时给出了恒定电流的定义——大小和方向均不随时间变化．
2、对于交变电流的产生，课本采取由感性到理性，由定性到定量，逐步深入的讲述方法．为了有利于学生理解和掌握，教学中要尽可能用示波器或模型配合讲解．教学中应注意让学生观察教材中的线圈通过4个特殊位置时电表指针的变化情况，分析电动势和电流方向的变化，使学生对线圈转动一周中电动势和电流的变化有比较清楚的了解．有条件的，还可以要求学生运用已学过的知识，自己进行分析和判断．
3、用图像表示交变电流的变化规律，是一种重要方法，它形象、直观、学生易于接受．要注意在学生已有的图像知识的基础上，较好地掌握这种表述方法．更要让学生知道，交变电流有许多种，正弦电流只是其中简单的一种．课本中用图示的方法介绍了常见的几种，以开阔学生思路，但不要求引伸．
4、在这一节中学生要第一次接受许多新名词，如交变电流、正弦电流、中性面、瞬时回值、最大值（以及下一节的有效值）等等．要让学生明白这些名词的准确含义．特别是对中性面的理解，要让学生明确，中性面是指与磁场方向垂直的平面．当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势为零，线圈转动过程中通过中性面时，其中感应电动势方向要改变．
5、课本上介绍的交变电流的产生，实际上是正弦交流电的产生．以矩形线框在匀强磁场中匀速转动为模型，以线框通过中性面为计时起点，得到电动势随时间满足正弦变化的交变电流．这里可以明确指出，电动势的最大值由线框的匝数、线框面积、转动角速度和磁感应强度共同决定．
6、课本将线框的位置与产生的电动势的对应起来，意图是帮助学生建立起鲜明的形象，把物理过程和描述它的物理规律对应起来．教师可以通过一些问题的提问，帮助学生理解有关内容，例如，如果在线框转到线框平面与磁感线平行时开始计时，它产生的电动势随时间变化的图像应是什么样的？
7、交流电的有效值、周期等概念的学习重在理解．
交流电的有效值概念是本章的重点，也是难点．课本中的交流电有效值定义特别强调是从使电阻产生热量等效这一方面来定义交流电的有效值的．教材中直接给出了正弦交流电流的有效值与最大值的关系式，但不要求证明，为了让学生更好地理解和熟悉有效值，课本上已经指出，交流电压表和电流表的示数都是有效值，家用电器上的标称也是有效值．
交流电的周期描述交流电的变化快慢．在一个周期时间内，交流电完成一次完全变化．在实际生活中，经常能见到的是交流电的频率．我国民用交流电的频率是50HZ．在一些欧美国家，交流电的频率是60HZ．
8、交流电的最大值、有效值、周期和频率都是描述交流电某一方面的特性，而交流电的图像却可以全面反映某一交流电的情况．所以，要求学生能够从交流电的图像中得到描述交流电的各个物理量．
教学重点、难点分析以及解决办法
1、重点：交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点．
2、难点：交变电流产生的物理过程的分析．
3、疑点：当线圈处于中性面时磁通量最大，而感应电动势为零．当线圈处于平行磁感线时，通过线圈的磁通量为零，而感应电动势最大．即，有最大值；，的理解．
4、解决办法：
通过对矩形线圈在匀强磁场中匀速转动一周的实物演示，立体图结合侧视图的分析、特殊位置结合任一位置分析使学生了解交变电流的大小和方向是如何变化的．
通过侧视图分析线圈运动方向与磁场方向之间关系，利用导体切割磁场线方法来处理，使问题容易理解．
教学设计方案
交流电的产生和变化规律
教学用具：交流发电机模型、演示电流表
教学过程：
一、知识回顾
教师：如何产生感应电流？
请运用电磁感应的知识，设计一个发电机模型．
学生设计：让矩形线圈在匀强磁场中匀速转动．
二、新课教学：
1、交变电流的产生
演示1：出示手摇发电机模型，并连接演示电流表．
当线圈在磁场中转动时，电流表的指针随着线圈的转动而摆动，线圈每转动一周指针左右摆动一次．
表明电流强度的大小和方向都做周期性的变化，这种电流叫交流电．
2、交变电流的变化规律
投影显示：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程．
分析：线圈bc、da始终在平行磁感线方向转动，因而不产生感应电动势，只起导线作用．
（1）线圈平面垂直于磁感线（甲图），ab、cd边此时速度方向与磁感线平行，线圈中没有感应电动势，没有感应电流．
教师强调指出：这时线圈平面所处的位置叫中性面．
中性面的特点：线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势最小为零，感应电流为零．
（2）当线圈平面逆时针转过时（乙图），即线圈平面与磁感线平行时，ab、cd边的线速度方向都跟磁感线垂直，即两边都垂直切割磁感线，这时感应电动势最大，线圈中的感应电流也最大．
（3）再转过时（丙图），线圈又处于中性面位置，线圈中没有感应电动势．
（4）当线圈再转过时，处于图（丁）位置，ab、cd边的瞬时速度方向，跟线圈经过图（乙）位置时的速度方向相反，产生的感应电动势方向也跟在（图乙）位置相反．
（5）再转过线圈处于起始位置（戊图），与（甲）图位置相同，线圈中没有感应电动势．
在场强为的匀强磁场中，矩形线圈边长为，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为，从中性面开始计时，经过时间．线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？
线圈转动的线速度为，转过的角度为，此时ab边线速度以磁感线的夹角也等于，这时ab边中的感应电动势为：
同理，cd边切割磁感线的感应电动势为：
就整个线圈来看，因ab、cd边产生的感应电势方向相同，是串联，所以当线圈平面跟磁感线平行时，即，这时感应电动势最大值；
．
感应电动势的瞬时表达式为：
可见在匀强磁场中，匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化的．即感应电动势的大小和方向是以一定的时间间隔做周期性变化．
当线圈跟外电路组成闭合回路时，设整个回路的电阻为，则电路的感应电流的瞬时值为表达式．
感应电流瞬时值表达式为，这种按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流．
3、交流电的图像
交流电的变化规律还可以用图像来表示，在直角坐标系中，横轴表示线圈平面跟中性面的夹角（或者表示线圈转动经过的时间），纵坐标表示感应电动势（感应电流）．
4、交流发电机
（1）发电机的基本组成
①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）．
②用来产生磁场的磁极．
（2）发电机的基本种类
①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）．
②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）．
无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子．
三、小结：
1、交流电的产生
强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流．
2、交流电的变化规律
感应电动势的瞬时表达式为：．
感应电流瞬时值表达式：．
一、教学目标
【知识与技能】
知道交变电流和电压的峰值及用途，并知道有效值的概念及计算。
【过程与方法】
用等效的方法求出交变电流的有效值。
【情感态度与价值观】
通过学习交变电流的有效值及峰值，明白其在生活中的具体应用，体会物理的生活性，增强学习物理的兴趣。
二、教学重难点
【重点】
交变电流的峰值及有效值的概念及计算。
【难点】
明白交变电流有效值的概念及计算。
三、教学过程
环节一:新课导入
复习上节课交变电流的产生来导入新课。
问题1：交变电流的产生原理是什么?它的表达式的意义及各个物理量的含义?
学生的回答之后引导其思考，在交变电流及电压中，除了最大值和角速度，还可以有哪些物理量来描述交流电?
学生回答：知道了线圈的转速，那么线圈在其中转动一圈的时间是多少?
教师点评：不错这个我们叫做周期，大家知道我们在实验室用学生电源做实验时，用电流表或者电压表测出来的电流和电压的示数表示什么意思嘛?
学生回答：表示电流和电压的大小。
教师点评：其实呢，大家答的有一定的道理，但在我们电学中，电流表和电压表的示数有一个专门含义叫做有效值，今天就来学习它。
引出课题——交变电流的峰值及有效值(板书)。
环节二：新课探究
(一)峰值
教师引导学生利用前面交流电的产生原理及表达式来理解交流电的峰值。
教师：我们前面学习交流电的产生，是因为线圈在磁场中以一定的角速度做周期性的转动，线圈转动一圈的时间就是线圈周期及交流电的周期T，周期的倒数就是线圈的频率1/T=f。根据交流电的数值表达式，我们知道交流电的电压是在不断变化，那么它的最值是多少?
学生回答：交流电的最大值就是Im和Em，最小值是为零。因为电压虽然有正负之分，但只是表示大小。
教师点评：同学分析的非常仔细，交流电的最大值Im和Em就是峰值，可以用来表示电流的强弱和电压的高低。
教师：大家知道电容器的所能承受的最大电压是有什么要求吗?对正常的家用电器来说是其铭牌上标记的220v吗?接下来学习解决这个问题?
(二)有效值
教师出示一道例题：
说明：以上三个球有效值的公式仅适用于正弦和余弦交变电，交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。
环节三：巩固练习
教师提问：电容的击穿电压是电压峰值还是有效值?保险丝的熔断电流是交变电的峰值还是有效值?
学生回答：电容的击穿电压和保险丝的熔断电流都是其能承受的最大值，即其需大于正常使用的交变电的电压及电流的峰值。
教师总结：交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值;交流电压表和交流电流表的示数是有效值;交变电流的数值在无特别说明时都是指有效值。
环节四：小结作业
总结概括本节课的主要知识点：交流电的峰值及有效值的概念和意义。
并让学生课下思考：对于半周期或四分之一的周期的正余弦的有效值有交变的计算方法吗?
课前预习
一、安培力
1．磁场对通电导线的作用力叫做___○1____．
2.大小：（1）当导线与匀强磁场方向________○2_____时，安培力最大为F=_____○3_____.
（2）当导线与匀强磁场方向_____○4________时，安培力最小为F=____○5______.
(3) 当导线与匀强磁场方向斜交时，所受安培力介于___○6___和__○7______之间。
3．方向：左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指__○8____，并且都跟手掌在___○9___，把手放入磁场中，让磁感线___○10____，并使伸开的四指指向 _○11___的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的__○12___方向．
二、磁电式电流表
1.磁电式电流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____构成.
2．蹄形磁铁的磁场的方向总是沿着径向均匀地分布的，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是相等的，这样不管线圈转到什么位置，线圈平面总是跟它所在位置的磁感线平行，I与指针偏角θ成正比，I越大指针偏角越大，因而电流表可以量出电流I的大小，且刻度是均匀的，当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针偏转方向也随着改变，又可知道被测电流的方向。
3、磁电式仪表的优点是____○18________,可以测很弱的电流，缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。
课前预习答案
○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一个平面内○10垂直穿入手心○11电流○12受力○13蹄形磁铁 ○14 铁芯○15绕在线框上的线圈○16螺旋弹簧○17指针○18灵敏度高
重难点解读
一、 对安培力的认识
1、 安培力的性质：
安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力。
2、 安培力的作用点：
安培力是导体中通有电流而受到的力，与导体的中心位置无关，因此安培力的作用点在导体的几何中心上，这是因为电流始终流过导体的所有部分。
3、安培力的方向：
（1）安培力方向用左手定则判定：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向。
（2）F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向（B、I不平行时），可用左手定则确定F的唯一方向：F⊥B，F⊥I，则F垂直于B和I所构成的平面（如图所示），但已知F和B的方向，不能唯一确定I的方向。由于I可在图中平面α内与B成任意不为零的夹角。同理，已知F和I的方向也不能唯一确定B的方向。
（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。
4、安培力的大小：
（1）安培力的计算公式：F＝BILsinθ，θ为磁场B与直导体L之间的夹角。
（2）当θ＝90°时，导体与磁场垂直，安培力最大Fm＝BIL；当θ＝0°时，导体与磁场平行，安培力为零。
（3）F＝BILsinθ要求L上各点处磁感应强度相等，故该公式一般只适用于匀强磁场。
（4）安培力大小的特点：①不仅与B、I、L有关，还与放置方式θ有关。②L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0
二、通电导线或线圈在安培力作用下的运动判断方法
（1）电流元分析法：把整段电流等效为多段很小的直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向.
（2）特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向.
（3）等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。
（4）转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，定性分析磁体在力的作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向.
典题精讲
题型一、安培力的方向
例1、电视机显象管的偏转线圈示意图如右，即时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？
解：画出偏转线圈内侧的电流，是左半线圈靠电子流的一侧为向里，右半线圈靠电子流的一侧为向外。电子流的等效电流方向是向里的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，可判定电子流向左偏转。（本题用其它方法判断也行，但不如这个方法简洁）。
答案：向左偏转
规律总结：安培力方向的判定方法：
（1）用左手定则。
（2）用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时）。
（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）。
题型二、安培力的大小
例2、如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且 。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力
A. 方向沿纸面向上，大小为
B. 方向沿纸面向上，大小为
C. 方向沿纸面向下，大小为
D. 方向沿纸面向下，大小为
解析：该导线可以用a和d之间的直导线长为 来等效代替,根据 ,可知大小为 ,方向根据左手定则.A正确。
答案：A
规律总结：应用F=BILsinθ来计算时，F不仅与B、I、L有关，还与放置方式θ有关。L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0
题型三、通电导线或线圈在安培力作用下的运动
例3、如图11-2-4条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会＿＿(增大、减小还是不变？)水平面对磁铁的摩擦力大小为＿＿。
解析：本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线（如图中粗虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中细虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。⑶把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以互相吸引。
答案：减小 零
规律总结：分析通电导线或线圈在安培力作用下的运动常用方法：（1）电流元分析法，（2）特殊位置分析法， （3）等效法，（4）转换研究对象法
题型四、安培力作用下的导体的平衡问题
例4、 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图8－1－32所示，问：
(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
解析：从b向a看侧视图如图所示．
(1)水平方向：F＝FAsin θ①
竖直方向：FN＋FAcos θ＝mg②
又 FA＝BIL＝BERL③
联立①②③得：FN＝mg－BLEcos θR，F＝BLEsin θR.
(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有FA＝mg
Bmin＝mgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右．
答案：(1)mg－BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右
规律总结：对于这类问题的求解思路：
（1）若是立体图，则必须先将立体图转化为平面图
（2）对物体受力分析，要注意安培力方向的确定
（3）根据平衡条件或物体的运动状态列出方程
（4）解方程求解并验证结果
巩固拓展
1. 如图，长为 的直导线拆成边长相等，夹角为 的 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 ，当在该导线中通以电流强度为 的电流时，该 形通电导线受到的安培力大小为
（A）0 （B）0.5 （C） （D）
答案：C
解析：导线有效长度为2lsin30°=l，所以该V形通电导线收到的安培力大小为 。选C。
本题考查安培力大小的计算。
2．．一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是( )
A．如果B＝2 T，F一定是1 N
B．如果F＝0，B也一定为零
C．如果B＝4 T，F有可能是1 N
D．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行
答案：C
解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0 3. 首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培．如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度，可能的操作是( ) A．把磁铁的N极和S极换过来 B．减小通过导体棒的电流强度I C．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条 D．更换磁性较小的磁铁 答案：C 解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的长度成正比，C正确． 4. 一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是( ) A．磁铁对桌面的压力减小 B．磁铁对桌面的压力增大 C．磁铁受到向右的摩擦力 D．磁铁受到向左的摩擦力 答案：AD 解析：如右图所示．对导体棒，通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下方的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方，所以在通电的一瞬时，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此A、D正确． 5．.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时ab恰好在导轨上静止，如图右所示.，下图是沿b→a方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 答案： A 解析： ①中通电导体杆受到水平向右的安培力，细杆所受的摩擦力可能为零.②中导电细杆受到竖直向上的安培力，摩擦力可能为零.③中导电细杆受到竖直向下的安培力，摩擦力不可能为零.④中导电细杆受到水平向左的安培力，摩擦力不可能为零.故①②正确，选A. 6．如图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时；导线a恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B以前相比较( ) A．b也恰好不再受安培力的作用 B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上 C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下 D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下 答案：D 解析：当a不受安培力时，Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因Ia>Ib，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小．故选项D正确． 7． 如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是( ) A．导线a所受合力方向水平向右 B．导线c所受合力方向水平向右 C．导线c所受合力方向水平向左 D．导线b所受合力方向水平向左 答案：B 解析：首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向．可以确定B是正确的． 8．如图所示，在空间有三根相同的导线，相互间的距离相等，各通以大小和方向都相同的电流.除了相互作用的磁场力外，其他作用力都可忽略，则它们的运动情况是______. 答案： 两两相互吸引,相聚到三角形的中心 解析：根据通电直导线周围磁场的特点，由安培定则可判断出，它们之间存在吸引力. 9．如图所示，长为L、质量为m的两导体棒a、b,a被置在光滑斜面上，b固定在距a为x距离的同一水平面处，且a、b水平平行，设θ＝45°，ａ、b均通以大小为I的同向平行电流时，a恰能在斜面上保持静止.则b的电流在a处所产生的磁场的磁感应强度B的大小为 . 答案： 解析： 由安培定则和左手定则可判知导体棒a的受力如图，由力的平衡得方程： mgsin45°=Fcos45°，即 mg=F=BIL 可得B＝ . 10．一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd.bc边长为l.线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直.在下图中，垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示.开始时线框处于平衡状态，令磁场反向，磁感强度的大小仍为B，线框达到新的平衡.在此过程中线框位移的大小Δx______，方向______. 答案： ；位移的方向向下 解析：设线圈的质量为m，当通以图示电流时，弹簧的伸长量为x1，线框处于平衡状态，所以kx1=mg-nBIl.当电流反向时，线框达到新的平衡，弹簧的伸长量为x2，由平衡条件可知 kx2=mg+nBIl. 所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl 所以Δx= 电流反向后，弹簧的伸长是x2＞x1，位移的方向应向下. 有时在室内我们能看到窗外旗帜飘扬、树枝摇动，这些现象说明了什么? 在室内我们虽然不能直接感受到风，但我们可以由观察到的旗帜飘扬、树枝摇动而知道风的存在.并且还可以由树枝摇动的剧烈程度而知道风的大小. (活动1)水轮机叶片纸模型、水、注射器…… ①怎样让水轮机转动起来? ②能否让水轮机转动得快一些? 后排同学看不清水流大小，但可以通过水轮机转动而知道水流的存在，并且由水轮机转动的快慢来判断水流得大小. (活动2)连接简单电路 现象：小灯泡发光 ①小灯泡为什么会亮? ②电流看不见、摸不着，在刚才的 实验中我们又是如何知道电流的 存在的? ③在实际生活中使用家用电器时，我们是怎样知道有电流通 过这些家用电器的? 总结：我们根据电流经过各种用电器所产生的结果(电流的效应)而知道电流的存在. 电流的三大效应：热效应、磁效应、化学效应. ④电路中的电流究竟是怎样形成的? 让我们先来分析能够看得见的水流的形成. 打开阀门，水向一个方向定向移动形成水流，水流经过水轮机使之转动. 在自然界中存在着正、负两种电荷，导线有大量可以自由移动的电荷，当开关闭合电路形成通路后，电荷就会定向移动形成电流. ⑤这样一种研究问题的方法叫做什么? 水流—电流、水轮机—小灯泡、水管—导线、阀门—开关 ⑥水流有大有小，我们可以直接观察到水流的大小，电流是否也有大小? (活动3)探究电流的大小 在活动2的简单电路中增加一节电池，观察小灯泡(同一个小灯泡)的亮度变化. 小灯泡亮度的变化说明通过小灯泡的电流是不同的,说明电流也有大小. 一、电流强度(简称电流)：表示电流的大小 1.电流的符号I ①如何比较电流的大小，首先要确定什么? 2.电流的单位： 国际单位制中的单位：安培(简称安)、符号A 介绍法国物理学家安培 ②1A大约有多大? 有些家用电器正常工作时通过它们的电流比较小，所以人们又规定了比安培小的单位. 其它单位：毫安(mA)、微安(μA) 单位换算：1A=103 mA 1 mA=103(μA) ( 1 mA = 10-3 A 1μA = 10-6 A) ③了解身边一些常用的家用电器的正常工作电流. 几十至几百微安：电子计算器、mp3 几百毫安：手机发射电流、日光灯、 1A～5A: 电冰箱、电饭煲、…… 10A：柜式空调 ①猜一猜前面的简单电路中通过小灯泡的电流大约多大? ②怎样才能知道通过用电器电流的准确值? 二、电流表：测量电流大小的仪表(电路符号：○A) ①观察电流表，你能得到哪些信息? ②在使用电流表前，首先应该观察哪些内容? 量 程： 分度值 0 ～ 0.6A 0.02A 0 ～ 3A 0.1A (读数练习)P64图13—20 1.读数方法：先由量程确定分度值，再从指针位置读出数值. ③怎样用电流表测量电路中的电流大小? 需解决的问题：指针是否指零、怎样接入电路、如何选用三 个接线柱、怎样选用合适的量程…… 2.使用方法： (1)电流表串联在电路中 (2)必须使电流从正接线柱流进，负接线柱流出. (3)决不允许把电流表直接接在电源两极上. (4)被测电流不能超过电流表的量程. 电流表的工作原理 教学目标 知识目标 1．知道电流表的基本构造． 2．知道电流表测电流大小和方向的基本原理． 3．了解电流表的基本特点 能力目标 应用学过的知识解决实际问题的能力． 情感目标 通过学习电流表的原理，学会将所学的知识应用到实际问题中，培养学生分析问题、解决问题的能力． 教材分析 本节的重点是电流表的工作原理，教师可以通过定量推导得出电流和指针偏转角度的关系，突出重点，进而突破安培力的力矩与弹簧的扭转力矩平衡这一难点注意分析安培力的力矩与线圈所处位置无关。 教法建议 本节讲述电流表的工作原理，是根据磁场对电流作用力的一个具体应用，重点讲述测电流大小和方向的原理，因此教学中应利用教具、挂图让学生清楚电流表的基本结构，并引导学生利用所学知识，定量地推导出电流和指针偏角之间的关系，从而深入理解电流表的工作原理，并知道前面学过的电流表两个重要参量满偏电流和满偏电阻的意义．首先组织学生观察、剖析电流表的内部结构，再启发指导学生利用公式和力矩平衡推导电流表工作原理． --方案 电流表的工作原理 一 素质教育目标（一）知识教学点 1．知道电流表的基本构造． 2．知道电流表测电流大小和方向的基本原理． 3．了解电流表的基本特点 （二）能力训练点 应用学过的知识解决实际问题的能力． （三）德育渗透点 通过学习电流表的原理，教育学生热爱科学、学习科学，树立科学技术是第一生产力的思想． （四）美育渗透点 通过对电流表构造和工作原理的学习，培养和提高学生对物理仪器的工艺美及工作原理分析推导的逻辑美的审美感受力． 二 学法引导 1．教师通过实验展示和挂图直观教学，通过启发、讲解、公式推导进行工作原理的教学． 2．学生认真观看、积极思考，结合学过知识分析推导公式，理解电流表工作原理． 三 重点、难点、疑点及解决办法 1．重点：电流表的工作原理． 2．难点：安培力的力矩与弹簧的扭转力矩平衡． 3．疑点：安培力的力矩与线圈所处位置无关． 4．解决办法 通过定量推导得出电流和指针偏转角度的关系，突出重点，突破难点。 四 课时安排 1课时 五 教具学具准备 电流表、电源、开关、导线、滑动变阻器、教学挂图。 六 师生互动活动设计 教师先组织学生观察、剖析电流表的内部结构，再启发指导学生利用公式 和力矩平衡推导电流表工作原理。 七 教学步骤（一）明确目标 （略） （二）整体感知 本节讲述电流表的工作原理，是根据磁场对电流作用力的一个具体应用，重点讲述测电流大小和方向的原理，因此教学中应利用教具、挂图让学生清楚电流表的基本结构，并引导学生利用所学知识，定量地推导出电流和指针偏角之间的关系，从而深入理解电流表的工作原理，并知道前面学过的电流表两个重要参量Ig和Rg的意义． （三）重点、难点的学习与目标完成过程． 1．电流表的结构 利用实物，结合挂图讲解电流表各部分的构造，应该特别指出的是：（1）蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地幅向分布的． （2）铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针． 2．电流表的工作原理 设导线所处位置磁感应强度大小为B，线框长为l、宽为d、匝数为n，当线圈中通有电流I时，安培力对转轴产生力矩：，其中安培力的大小为： 故安培力的力矩大小为： 当线圈发生转动，不论通电线自转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，安培力的力矩不变．当线圈转过角（指针偏角也为）时，两弹簧产生阻碍线圈转动的扭转力矩． 由材料性质知道，扭转力矩，根据力矩平衡得出： 其中对同一个电流来说，、n、B、L、d是一定的，因此 所以通过偏角的值可以反映I值的大小，且电流刻度是均匀的。当取最大值时，通过电流表的电流最大，称为满偏电流Ig，所以使用电流表时应注意不要超过满偏电流Ig。 （四）总结、扩展 本节课我们学习了电流表的工作原理，希望同学们能理解用电流表测量电流的原理，在以后使用电流表时注意不超过量程。 八 布置作业 九 板书设计 第三节 电流表的工作原理 1．电流表的结构 2．电流表的工作原理 安培力力矩： 弹簧扭转力矩： 平衡时, 3．电流表的特点 （1）电流表的刻度是均匀的。 （2）允许通入的电流不能超过Ig。 （3）电流表有一定的内阻Rg。 教学目的 1．通过实验使学生知道导体中的电流跟电压、电阻的定量关系； 2．使学生了解控制变量的方法，通过实验来研究一个量随两个量变化的关系。 教学仪器 演示器材 干电池8节、演示用电流表和电压表各1只，2.5V、6.3V小灯泡各1只，灯座2个，开关2个，5欧、10欧、20欧电阻各1只，滑动变阻器1只，导线若干，挂图，投影仪，投影幻灯片若干张。 教学过程 引入新课 前面我们学习了电流、电压、电阻的有关知识，那么电流、电压和电阻之间有没有关系？请看下面的实验。 1．演示 小结用两节干电池、灯泡较亮，电流较大。说明通过一个灯泡的电流跟加在它两端的电压有关。 2．演示 小结 “6.3V”灯泡较暗，电流较小。灯泡不同，电阻一般不同。说明在电压一定时，小灯泡的电流跟电阻有关。 3．引入 实验告诉我们：通过导体的电流大小跟导体两端的电压和导体的电阻有关，本节将研究电流跟电压、电阻的关系。 板书 第八章 欧姆定律 第一节电流跟电压、电阻的关系 进行新课 今天我们用实验来研究电流跟电压、电阻间的定量关系。 用实验研究一个量随两个量变化时，要保持一个量不变，研究另外两个量之间的关系，这是研究物理问题的一种有用的方法。 1．设计实验电路 2．让学生按电路图连接实物电路图 （一）研究电流跟电压的关系 目的 保持电阻不变，研究电流跟电压的关系。 步骤 1．按图连接电路（R=10欧）（R调到最大位置）； 2．调节变阻器使导体两端电压分别为U=2V、4V、6V时，分别读出A的数值，填入表中； 3．实验完毕，断开开关，保留电路。 操作 老师请学生协作按实验步骤进行实验。将电流表、电压表的示数投影到屏幕上，使全班同学读数。 记录 条件：R=10欧（保持不变） ∴I与U成正比。 板书 结论：在电阻一定的条件下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。 （二）研究电流跟电阻的关系 目的 保持电压不变，研究电流跟电阻的关系。 步骤 在电路中换用不同阻值的定值电阻，使电阻成整倍数变化（5欧、10欧、20欧）。调节变阻器，使电阻两端的电压保持不变（U=4V），读出电流表对应的数值填入表中。 操作 老师请学生协作按实验步骤进行实验。将电流表、电压表的示数投影到屏幕上，使全班同学读数。 记录 条件：U=4V（保持不变） ∴I与R成反比。 板书 结论：在电压不变的条件下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。 小结 今天我们通过实验得出电流跟电压、电阻间的定量关系为： 1．电流跟电压的关系为：R一定时，电流跟电压成正比。 2．电流跟电阻的关系为：U一定时，电流跟电阻成反比。 布置作业 1．复习本节内容 2．补充练习： 1．下表是某次实验记录表，其中有些数据未填，请补充完整 R=5Ω 结论： U=3伏 结论： 2．一段导体两端的电压为1.5伏时，导体中的电流为0.3安。如果电压增大到3伏，导体中的电流变为多大？ 3．电压保持不变，当接电阻为10欧时，电路中的电流为0.2安。如改接电阻为30欧时，电路中的电流为多大？ 注：本教案依据的教材是人教社初中物理第二册。 （一）教学目的 1．通过实验使学生知道导体中电流跟电压、电阻的定量关系。 2．使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体的电压和电流；会用滑动变阻器来调节这段导体两端的电压。 3．使学生了解如何用控制变量的方法通过实验来研究一个量随两个量变化的定量关系。 （二）教具 学生实验；每组配备干电池三节，电压表、电流表和滑动变阻器各一只，5Ω、10Ω和20Ω的定值电阻各一只，一个开关，导线若干条。 演示用器材：干电池两节，演示用电流表一只，2.5V和6.3V小灯泡各一只，灯座一个，开关一个，导线若干条。 （三）教学过程 1、引入新课 (1)问：什么是电流？电路中形成电流的原因是什么？（答：略） (2)演示：把2.5V小灯泡和演示用电流表串联分别跟一节干电池和两节串联的干电池组成电路。闭合开关，观察先后两次电流表示数及小灯泡亮度的不同。 小结：用两节干电池时，灯泡较亮，电流较大。说明通过一个灯泡的电流跟加在它两端的电压有关系。 (3)问：什么叫电阻？影响电阻大小的因素是什么？（答：略） 演示：分别把2.5V和6.3V小灯泡跟两节串联的干电池和演示用电流表组成电路。闭合开关，观察先后两次电流表的示数和小灯泡的亮度的不同。 小结：6.3V小灯泡较暗，电流较小。灯泡不同，灯泡电阻一般不同。实验说明：在电压一定时，小灯泡的电流和小灯泡的电阻有关。 实验告诉我们，通过导体电流的大小跟导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关系。本节将学习有关电流跟电压、电阻的关系的知识。 板书：＜第八章欧姆定律 第一节电流跟电压、电阻的关系＞ 2．进行新课 （l）设计实验电路 要求学生用以前学过的知识设计一个电路，能用电流表测某个电阻的电流和这个电阻两端的电压，并能用滑动变阻器改变电路中的电流或控制该电阻两端的电压。 由一名学生板演，画出电路图（课本中的图8—1）。 讲评：作图要认真规范，明确元件作用。 (2)研究电流跟电压的关系 要求学生阅读课本本节的第一个实验。 问：实验的目的和方法是什么？ 答：保持电阻不变，研究电流跟电压的关系。用实验探索一个量随两个量变化的关系时，要先保持一个量不变，研究另外两个量之间的关系，这是研究物理问题的一种有用方法。 问：实验电路如课本图8—1所示，连接电路应注意哪些问题？ 答。连接电路时，开关应处于断开状态，滑动变阻器的电阻应调到最大，电压表和电流表要按使用规则进行连接使用。 问：实验的步骤有哪些？ 答；按课本图8—1连接电路。闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻R（教师要强调使用10Ω的定值电阻，并让学生认清这个元件）两端的电压成整倍数变化（教师告诉学生，我们实验中R两端的电压分别取1伏，2伏和3伏）。将每次电压表和电流表的读数记录在课本的表格中。要求在表格左侧明显标出R=10欧的字样。 学生进行实验，教师巡■指导。实验完毕，断开开关。暂不拆解电路。 汇报实验结论，进行讲评。 板书：<．电流跟电压的关系：在电阻一定的情况下，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。） 此结论中，电阻一定是条件（不可缺少），导体中的电流及导体两端的电压均针对同一导体而言。纠正由实验数据得出：在电阻一定时，导体中的电流随导体两端的电压的加大而加大；或说在电阻一定时，电压跟电流成正比的不正确说法。 (3)研究电流跟电阻的关系 要求学生阅读课本中本节的第二个实验。 问：这个实验的目的，电路及步骤是什么？ 答：实验目的是研究在电压不变的情况下，电流跟电阻的关系。 实验电路如课本图8—1所示。换用不同阻值的定值电阻，使电阻成整倍数地变化（教师强调本次实验使用5欧、10欧和20欧的三个电阻，要求学生认清），调节滑动变阻器的滑片，保持定值电阻两端的电压不变（本实验要求2伏），把对应于不同阻值的电流值记录在课本的表格里。注意在表格旁明显标出U=2伏的字样。 学生实验，教师巡■指导，实验完毕，收拾好实验器材。 汇报实验结论，进行讲评。 板书：<2．电流跟电阻的关系：在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。） 纠正：由实验数据得出：在电压不变的情况下电阻越大，电流越小及电阻跟电流成反比的不正确说法。 3．小结 出示小黑板（或放映投影幻灯片），要求学生根据以下两组实验数据写出结论，并用其中数值说明正反比关系。 表格1 结论：__________________________________________。 表格2 结论：__________________________________________。 注意强调每个结论的条件（电阻R一定或电压U一定）。 4．布置作业 课本本章第二节后的练习2、3。 （四）说明 1．本节实验是总结欧姆定律的基础。应尽量安排学生分组实验，为下一节学习欧姆定律作好准备。 2．在本节的实验中，同时使用电压表、电流表和滑动变阻器，这对同学来说是第一次，要通过复习使学生知道这些元件在电路中的作用，连接电路的方法和注意事项。在学生实验中还要加强指导，以保证顺利完成。 3．讨论实验结论要注意强调实验条件（电阻一定或电压一定）及正比、反比的物理意义。 注：本教案依据的教材是人教社初中物理第二册。 教学目的 1、知道导体中的电流决定于导体两端的电压和导体的电阻，初步理解电流跟电压、电流跟电阻的关系，为学习欧姆定律打下基础。 2、注意培养学生综合使用电学仪器的能力和初步分析、概括实验规律的能力。 3、在实验中注意培养学生良好的习惯以及严肃认真、实事求是的科学态度。 教学重点和难点 电流跟电压、电阻的关系；电学仪器的综合使用。 教具 教师使用：投影仪，自制投影片，2.5V、6.3V小灯泡各一个，演示电流表，干电池两节，电键，导线。 学生分组实验使用：学生用电源，电键，直流电流表，直流电压表，滑动变阻器（50Ω、1.5A），简式电阻箱，导线。 教学过程 （一）引入新课 在前面几章中分别学习了电流、电压、电阻这三个物理量。你认为电流跟电压、电阻有没有关系呢？（学生发表意见） 利用演示实验（电路图见图1），让学生进一步了解电流跟电压、电阻间的关系。 实验过程如下： 步骤1、分别用一节干电池、两节串联的干电池组给2.5V小灯泡供电，观察小灯泡的亮度和电流表的示数。 问：第二次实验中通过小灯泡的电流为什么较大？ 步骤2：仍用两节串联的电池组供电，更换6.3V小灯泡，观察灯的亮度和电流表的示数？ 问：通过2.5V、6.3V小灯泡的电流为什么不同？ 在实验基础上，使学生对电流的大小跟电压、电阻的大小之间的关系有初步的定性的认识。 教师向学生介绍，本章知识教学的线索，点明本节研究的课题及研究方法。 （二）讲述新课 （板书）第五章欧姆定律 1、电流跟电压、电阻的关系 问：当导体两端的电压扩大两倍时，通过导体的电流将如何变化？怎样才能确切的知道电流跟电压的关系呢？ 学生思考后回答 （板书）1、在电阻不变时，研究电流跟电压的关系。 出示实验电路图（图2）讲解各元件的作用，讲解实验中应注意的问题： （1）要考虑器材在桌上码放的位置（如是否便于操作等）。 （2）为便于读电表示数，电路连接完毕并检查无误后，应将两电表靠在一起。 （3）定值电阻R用简式电阻箱提供，取R=5欧。 （4）电流表、电压表的量程分别选用0.6安和3伏。 （5）其他注意事项同过去要求一样。 学生动手连接电路。 教师指导学生对电路进行检查，如：电键是否断开；滑动变阻器滑片是否放在了阻值最大处；简式电阻箱提供的阻值是否为5欧。 出示实验数据记录表（一）（自制投影片） 学生分组进行实验，教师巡视检查指导。实验完毕，让同学汇报实验数据。 教师引导学生分析实验数据。 问：电流随电压变化时，符合什么规律？ 换用其他导体做实验，都能得到上述正比关系。 教师按下面格式板书，然后让学生在空白处填上适当的词语。 实验结论：在________不变时，__________的电流跟______的电压成_______。 利用实验数据记录表（一），应用比的关系，进行口算练习。 问：若电压加大到5伏，通过导体的电流是多少安？ 简要小结，指明下面所研究的问题及方法。 （板书）2、在电压不变时，研究电流跟电阻的关系。 实验前的几点说明： （1）实验电路与前面实验相同。 （2）实验中电阻的阻值依次为5欧、10欧和20欧。改变阻值前，一定要断开电键。 （3）闭合电键后，改变滑动变阻器滑片P的位置，使每次电压表的示数均为2伏，读出各次电流值，并填入下表。 出示实验数据记录表（二）（自制投影片） 学生分组进行实验，教师巡视检查、指导。实验完毕，让同学汇报实验数据。 问：（1）电流与电阻这两个电学物理量，是谁随谁的变化而变化？ （2）电流随电阻变化时，符合什么规律？ （3）怎样完整地表述这一规律？ （板书）实验结论：在电压不变时，导体中的电流跟这段导体的电阻成反比。 应用比的关系，让学生回答下列问题：上面实验中，若电阻为40欧，那么，通过电阻的电流该多少安？ （三）课堂小结 学生应明确，在本节课中我们研究的是什么问题，采用什么方法进行研究以及研究后得到了什么结论，这些结论对后面学习有何意义。 （四）巩固知识 1、指出下列说法是否正确（自制投影片） （1）导体中的电流在电阻不变时，跟它两端的电压成正比。 （2）在电压不变时，一段导体的电阻跟电流成反比。 （3）导体中电流的大小，不仅与导体两端的电压有关，还与导体的电阻有关。 2、利用电路图二提问。 （1）闭合电键后，发现两个电表的指针均不偏转，说明此电路处于什么状态？ （2）闭合电键后，发现电流表的指针向右偏转，而电压表的指针向左偏转，这是怎么回事，该怎么办？ （3）闭合电键后，发现两个电表的指针一会儿向右偏转到某一位置，一会儿又都摆回零刻度处，这是什么原因？ （五）布置作业 课本习题（曹广建） 【评析】 本节教案从总体上来看条理清晰，层次分明，是一个好教案。教案很完整，教学内容的引入，教学内容的安排都比较合理。在教学重点和难点中，突出电流跟电压、电阻的关系，特别是通过实验如何分析、概括出这种规律显得不够，分析概括出这种关系应该说是教学中的重点和难点。因为这种“分析概括”是物理学中经常用的，而初中学生对此又比较生疏，不太习惯。另一方面在实验结论中写有“在___________不变时，_________的电流跟__________的电压成__________。”这一段写的比较含糊，横线上要求填的内容不突出，也不重要。如第一横线上可填：电阻、导体、电路等；第二、三横线上也存在此问题。另外，在行文中两次用到“应用比的关系”，这句话里的“比”作者是指“比例”的意思，但这种简化的用法不合适，“比”可以有很多不同的意思。一般在正式行文中一定在语言意思上不要给读者造成含义不清的句子。 目标： 1．通过演示实验，确认磁场对电流有力的作用。 2．了解通电导体在磁场中受到力的方向跟哪些因素有关。 3．通过演示实验，知道矩形线圈在磁场中的转动情况。 4．知道直流电动机的构造及工作原理，了解换向器的作用。 5．通过观察演示实验，培养学生的观察能力和分析问题能力。激发学生探究自然规律的兴趣。 教学重点：磁场对电流的作用；通电导体在磁场中的受力方向与什么有关 教学难点：磁场对通电线圈的作用分析；直流电动机换向器的作用分析 教学过程： 一、预习交流： 1．磁场对电流有 的作用。力的方向与 和 有关。 2．直流电动机的构造：磁极、线圈、换向器、电刷。 3．直流电动机通电转动时， 工作原理：________________________________。 能量转化：________________________________。 平衡位置是指_____________________________________________________。 转向跟________________和________________有关。 转速跟________________和________________有关。 二、互动突破： 活动一：观察磁场对通电直导线的作用 （1）如图所示组装实验器材。 （2）给直导线通电，会发现直导线 。 （3）磁场方向不变，改变直导线中的电流方向，会发现直导线 。 （4）电流方向不变，改变磁场方向，会发现直导线 。 实验表明：磁场对电流 ，力的方向与 和 有关。 活动二：观察磁场对通电线圈的作用 观察与思考：用漆包线绕成线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，如图所示。闭合开关，观察到的现象是： 通电线圈 （能/不能）在磁场中转动； 通电线圈 （能/不能）在磁场中持续转动下去。 活动三：怎样才能使通电线圈在磁场中持续转动？ （1）信息快递： 通电线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受到磁场的作用力是一对 ，这个位置称为 。 （2）分析：当线圈刚转过平衡位置时，如果立即改变______________________，那么通电线圈就能在磁场力的作用下继续转动下去。完成这一任务的装置就是____________。它的作用是________________________________________________________________。 （3）直流电动机的工作原理是 ，它工作时将 能转化为 能。 三、当堂评价： 完成“WWW” 四、总结提高： 五、当堂训练： 1．通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟 和 有关．如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向 ；如果这两者的方向同时改变，则力的方向______。 2．电动机是利用______________________的原理制成的．电动机工作时主要是把______能转化为_________能．直流电动机是用 定期改变线圈中的电流方向，从而使电动机能够连续不停地转动． 3．下列设备中没有使用电动机的是（ ） A．电风扇、收录机 B．空调器、计算机 C．电冰箱、微波炉 D．电话机、电视机 4．通电导体在磁场里所受力的方向（ ） A．跟电流方向和磁感线方向有关 B．只跟电流方向有关，跟磁感线方向无关 C．只跟磁感线方向有关，跟电流方向无关 D．跟电流方向和磁感线方向都无关 5．电动机的作用是： （一）教学目的 1、知道电荷的定向移动形成电流； 2、知道电流方向的规定； 3、知道什么叫电源和电源的作用。 （二）教具 验电器两个，带绝缘柄的金属棒一根，橡胶棒一根，毛皮一块，带座小灯泡一个，开关一个，干电池一节，剖面干电池1个，蓄电池一个，磁性黑板一块。 （三）教学过程 1、复习 提问1：用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器的金属球，金属球带什么电？金属箔片带什么电？ 提问2：验电器是通过什么方法带上电的？ 2、引入新课 演示本节的实验。 这个实验表明在金属棒中发生了电荷的移动。 3、进行新课。 （l）电流的概念： 电荷的定向移动形成电流。 水在水管中沿着一定的方向流动，水管中就有了水流。电荷在电路中沿着一定的方向移动，电路中就有了电流。 在刚才的实验里，金属棒中的电荷是怎样移动的？是从A到B，还是从B到A？ 重做实验，继续观察验电器A、B金属箔片张角的变化。可看到B的金属箔片张开到一定角度就不再增大了，A的金属箔片的张角也不再减小。实验表明电荷不再通过金属棒往验电器B上移动了，金属棒中不再有电流了。“这种瞬间电流在实际当中没有多大用处。 （2）维持持续电流的条件 演示实验：挂上磁性黑板，把背后粘有小磁元的电池、灯座、开关依次贴在磁性黑板上。打开开关，用导线将上述元件连接好。合上开关，小灯泡持续发光；打开开关，小灯泡熄灭。将干电池取走，合上开关，小灯泡也不发光。 引导同学思考：小灯泡持续发光，表示有持续电流通过小灯泡的灯丝。你能否通过上述实验找到维持小灯泡中有持续电流的条件？ ①有电池。 ②合上开关。 （3）电源 能够持续提供电流的装置叫电源。大量用电器的电源，是发电厂里的发电机；发电机是将机械能转化为电能的装置。日常生活中和实验室里常用的电源，是干电池和蓄电池；干电池、蓄电池是将化学能转变成电能的装置。 干电池、蓄电池上有正极和负极，干电池的正极是碳棒，从外表看，即为带铜帽的一端；负极是锌筒（展示干电池剖面实物）。蓄电池的正、负极通常用“十”“一”号标在电池的上部。 演示实验：用蓄电池（其中一组）、小灯泡、开关、导线连接电路，合上开关，观察小灯泡发光情况。 启发：你在日常生活中都在哪些情况下使用过干电池？在哪些地方见过使用蓄电池？ （4）电流的方向 电荷有两种，电路中有电流时，发生走向移动的电荷可能是正电荷，也可能是负电荷。还有可能是正负电荷同时向相反方向发生定向移动。 规定：正电荷定向移动的方向为电流方向。 这个规定是在19世纪初，在物理学家刚刚开始研究电流时，并不清楚在不同的情况下究竟什么电荷在移动时做出的，而在后来的研究中发现，这样的规定并不影响研究电流的有关问题，并且在酸、碱、盐的溶液中就有正电荷的定向移动，因此这个规定一直沿用至今。 按照这个规定，在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极。 〈思考判断〉：在课本图45的实验中，电流的方向是从A流向B还是从B流向A？在课本图46的实验中的电流方向又如何？ 〈讨论与练习〉 如图1所示：已知验电器A带正电，B不带电。拿一根带绝缘柄的金属棒把A、B两个验电器连接起来。这时B带什么电？在连接的瞬间，金属棒中做定向移动的是正电荷还是负电荷？电流方向是从哪到哪？ 4、小结 这节课我们学习了电流这个概念，电流是电学最重要的概念之一。我们要从电流的形成、电流方向的规定、持续电流存在的条件等几方面加深对电流的认识。 5、布置作业 1、复习本节教材并完成本节练习。 2、小实验：自制一个水果电池。 找一根5厘米长的铜片或粗铜丝，再从废干电池上剪下一条2毫米宽的锌皮，刮净，把铜片和锌皮插入苹果或番茄、柠檬等水果里，就做成了一个水果电池。取两根导线，把它们的一端分别接在水果电池的两极上，另一端和舌头断续接触，注意两根导线不要碰着。这时舌头上有什么感觉？ （四）说明 在演示课本图46的实验中采用了磁性黑板，这样做的目的在于方便同学们对演示电路的观察。若没有磁性黑板，可用塑料泡沫板代替。在电路元件的背面钉上长螺丝，演示时插入泡沫板即可。 备注：本教案依据的教材为人民教育出版社初中物理第二册第四章第三节。电流的教案9
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