电源和电流课堂教案

电源和电流课堂教案（共9篇）

篇1：电源和电流课堂教案

《电流和电源》教案

教学目标：

1、了解电流的微观机理及其定义式，知道电流的方向是如何规定的。

2、了解电源的发明对人类的生活产生的巨大的影响。

3、了解电源在电路中的作用。了解电动势的概念和单位。了解常见电池电动势的大小。

教学过程

一、电流

问：怎样才能产生电流？(电荷的定向移动)问：产生电流需要有什么样的条件呢？(①自由电荷②导体两端有电压)说明：金属中的自由电子，酸、碱、盐水溶液中的正、负离子，都是自由电荷，干电池、蓄电池、发电机等电源，它们在电路中的作用是保持导体上的电压。

问：如何规定电流的方向？(规定正电荷定向移动的方向为电流的方向)问：金属中自由电荷是电子，那么金属中的电流方向和电子运动的方向有何关系？(相反)问：导体中电流的流向如何？(在电源外部电流从正极流向负极，在内部是由负极流向正极)问：电流有强弱的不同，如何比较电流的强弱？(用通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值来描述电流的强弱)说明：我们把通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值定义为电流，用I表示，I＝Q/t 问：在国际单位制中，电流的单位是什么？(安培 简称安，符号A)问：还有什么常用单位？(毫安mA 1mA=10-3A 微安 μA 1μA=10-6A)

二、电源和电动势

说明：一个闭合电路由电源、用电器和导线、开关构成，问：那么电源的作用是什么呢？(使导体两端建立电场，电场力使导体中的自由电荷做定向运动，形成持续的电流)说明：生活中有各种各样的电源，不同的电源，两极间电压的大小不一样。不接用电器时，常用干电池两极间的电压大约是l.5V，铅蓄电池两极间的电压大约是2V。电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的．电源的这种特性，物理学中用电动势来描述，符号是E，电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，电动势的单位与电压的单位相同，也是伏特。

问：从能量转化的角度看，电源的作用是什么？(把其他形式的能转化为电能，化学电池把化学能转化为电能，发电机把机械能转化为电能，太阳电池把太阳能转化为电能)第五节、电流和电源 板书设计

一、电流

1、电荷的定向移动形成电流

条件：①自由电荷 ②导体两端有电压

2、规定正电荷定向移动的方向为电流的方向

3、电流流向：电源外部正极流向负极，内部负极流向正极

4、电流：通过导线横截面的电荷量Q 与所用时间t的比值 I＝Q/t 国际单位：安培 简称安，符号A

常用单位：毫安mA 1mA=10-3A 微安 μA 1μA=10-6A

二、电源和电动势

1、电动势E ：电源没有接入电路时两极间的电压

电动势由电源本身的性质决定的

2、单位：伏特

篇2：电源和电流课堂教案

教学目标

一、知识与技能

1．让学生明确电源在直流电路中的作用，理解导线中的恒定电场的建立 2．知道恒定电流的概念和描述电流强弱程度的物理量---电流 3．从微观意义上看电流的强弱与自由电子平均速率的关系。

二、过程与方法

通过类比和分析使学生对电源的的概念、导线中的电场和恒定电流等方面的理解。

三、情感态度与价值观

通过对电源、电流的学习培养学生将物理知识应用于生活的生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

教学重点与难点：

重点：理解电源的形成过程及电流的产生。

难点：电源作用的道理，区分电子定向移动的速率和在导线中建立电场的速率这两个不同的概念。

教学过程

教师活动：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光？

通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。过渡：要回答这个问题，就要从电源的知识学起。1．电源

教师：（投影）教材图2.1－1，（如图所示）分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围存在电场。如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体球会达到什么状态？R中出现了怎样的电流？

学生活动：在教师的引导下，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差的变化情况。认识到，最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态。理解导线R中的电流只能是瞬时的。

【问题】如何使电路中有持续电流？（让学生回答—电源）类比：（把电源的作用与抽水机进行类比）如图2—1，水池A、B的水面有一定的高度差，若在A、B之间用一细管连起来，则水在重力的作用下定向运动，从水池A运动到水池B。A、B之间的高度差很快消失，在这种情况下，水管中只可能有一个瞬时水流。

教师提问：怎拦才能使水管中有源源不断的水流呢? 让学生回答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。

归纳： 电源就是把自由电子从正极搬迁到负极的装置。（从能量的角度看，电源是一种能够不断地把其他形式的能量转变为电能的装置）

2．导线中的电场：

教师：（投影）教材图2.1－3，（如图所示）

介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行研究，如图所示。

教师引导学生讨论导线中的电场将如何变化，最终又会达到怎样的状态。要把思维的过程展现给学生。

导线中的电场是两部分电荷分布共同作用产生的结果，其一是电源正、负极产生的电场，可将该电场分解为两个方向：沿导线方向的分量使自由电子沿导线作定向移动，形成电流；垂直于导线方向的分量使自由电子向导线某一侧聚集，从而使导线的两侧出现正、负净电荷分布。其二是这些电荷分布产生附加电场，该电场将削弱电源两极产生的垂直导线方向的电场，直到使导线中该方向合场强为零，而达到动态平衡状态。此时导线内的电场线保持与导线平行，自由电子只存在定向移动。因为电荷的分布是稳定的，故称恒定电场。

通过“思考与讨论”让学生区分静电平衡和动态平衡。恒定电场：由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称恒定电场。3．电流（标量）

（1）概念：电荷的定向移动形成电流。

（2）电流的方向：规定为正电荷定向移动的方向。

（3）定义：通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用的时间的比值。定义式：IQ t电流的微观表示：

取一段粗细均匀的导体，两端加一定的电压，设导体中的自由电子沿导体定向移动的速率为v。设想在导体中取两个横截面B和C，横截面积为S，导体中每单位体积中的自由电荷数为n，每个自由电荷带的电量为q，则t时间内通过横截面C的电量Q是多少？电流I为多少？---引导学生推导

老师归纳：Q=nV=nvtSq

I=Q/t=nvqS

这就是电流的微观表示式。（4）单位：安培（A），1 A =103mA = 106µA（5）电流的种类

① 直流电：方向不随时间而改变的电流。直流电分为恒定电流和脉动直流电两类：其中大小和方向都不随时间而改变的电流叫恒定电流；方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流电。

② 交流电：方向和大小都随时间做周期变化的电流。分析课本例题

篇3：电源和电流课堂教案

1 通过电源线的干扰(传导干扰)及其抑制

所谓传导干扰,就是通过电源线路的传导而进入或者输出的杂波干扰。这类干扰可分对称和非对称干扰。对称干扰就是相对大地或者系统参考地而言,在电源两根线上传导大小和方向相同的干扰信号。不对称干扰信号是这两种干扰信号随机的,按不同比例和组合。由这种干扰信号的特点可知,它们具有不同的对称性质,故使得对一种干扰信号抑制的同时必然减弱对另一种干扰信号的抑制[1,2]。为防止这类问题采用图1电路。对称干扰分别经C1、C2接地,而非干扰信号经电容C1、C2构成串联回路也减少了进入机内的成分。由于电路对称C1=C2故滤波作用也是双向的,即减少了电网对开关电源的干扰,又起到对仪器注入电网干扰的抑制作用。C1、C2的容量越大,抑制作用越明显,但容量过大、容抗变小、电路不安全,另外成本也会增加。C1、C2一般不超过0.01μf,要用无极电容。

实用电路中,在桥式整流的4个二极管上并联相同的无感陶瓷电容见图2,其抑制干扰的原理是[3]:在整流二极管截止期间(由桥式整流电路特点,截止时间占交流电波的大部分时间),由于对称电容接在电桥的相对顶点上,所以无论对对称或非对称干扰都起抑制作用,而且这种作用是双向的。为了进一步抑制这种传导干扰,通常还采用一种电源线互感滤波器电路[3],见图3,在图3(a)中,接入的是一个绕在同一磁芯上互感系数接近为1的两个电感线圈。线圈的同名端在1、2端,据互感原理由对称干扰引起的磁通同向迭加,与单个独立电感的情况相比,流过同样电流,则在线圈上的压降增加一倍,加强了对对称干扰的抑制。

但对非对称干扰则线圈的磁通反向,相当于电感量为零XL=0,对流过的电流不形成压降,故不能抑制非对称干扰。但在图示3(b)中,由于线圈各端分别接输入端1和输出端4,因对称干扰电流引起的自感电动势极性相反,两线圈产生的磁通反向,相互抵消,总电感量为零,故对对称干扰不起抑制作用。而对非对称干扰因干扰信号极性相反,产生的自感量相当于增加一倍,起到明显的抑制作用。在实用电路中往往同时接入以上两种电路,并布置在靠近电源线的输入端处,以加强对上述两种干扰信号的抑制作用。

2 尖峰电压的干扰和抑制

如果干扰信号的尖峰电压出现在开关状态的换向时刻,在这个短暂瞬间开关三极管和续流二极管都不导通,造成电流产生很大的变化率,进而感应出很高的瞬间电压,它不仅造成对其他电路的干扰,还容易使有关器件过压击穿,例开关管、稳压管等。为了减弱尖峰电压的峰值,在实际电路中是开关管C、e极间并联适当的电容和阻尼电路,如图4:C1

实践证明,并接位置对削弱尖峰电压能量关系较大。一般将几百μf小电容C1直接并在开关管C、e端,由C2、L、R、D组成的阻尼电路则焊接在电路极上,这样即扩大了削减尖峰电压的频带宽度,又减化了生产调试的复杂程序。尽管并联在开关变压器原边的削尖峰电路对副边出现的尖峰电压也起作用,但由于漏感存在而不能有效的抑制,因此,必须在副边的各高频二极管上并联电容或接入阻尼电路,以起同时削尖峰电压作用[4]。如图5电路:C1、C2为几百nf,C3为几百μf,具体数值视供电电流大小而定。

3 尖峰电流的干扰和抑制措施

上面提到为了消除尖峰电压干扰而并入适当的容性元件,电容两端电压不会突变,在开关电路换向时又会产生瞬间的大电流,这样不可避免地造成开启时的尖峰电流。这个电流对开关管的可靠正常工作很不利,同时也引起电压保护。例有一开关电路(并联型开关电源都类似)曾送修过,见图6。

更换开关管Q01。后发现电源启动时经常出现保护。接修后,把电源负载换成100W灯泡的假负载,开机测量输出+B电压瞬间达180 V,随后产生过压保护。测保护电路Q05的G极时的电压超过开启电压,而A、K间电压为零,使开关电路停振,不烧保险,各元件均正常。为了验证是否由尖峰电流干扰所引起的故障,用示波器分别接到开关管Q01的C极和开关管Q01的控制级,测出开关管b极波形,把上述波形与相应点的正常波形比较发现有明显的干扰波。关机复测有关电路元件,结果全部正常。仔细观察后发现原套在开关管发射极上的小磁环不见了,估计原修理者在更换开关管时取掉了。而电路图上标有该磁环。在开关管e极上套磁环或串小电感线圈,是利用其尖峰电流的变化速率和幅度,进而降低了开关管导通时电流,使输出电压迅速趋向稳定状态。针对上述故障在开关管e极上套小磁环后,开机测量输出电压正常,再不出现保护现象。这种串套小磁环或线圈的措施也可用到高速整流二极管上。故需注意:对并联型开关电源或有容性负载存在的电路中,或图纸上标明套小磁环的地方决不能随便去掉。当然这些并联电容、串联电感的方法都是减少尖峰电压、电流干扰的措施[5,6]。但这些措施不能无限制使用,否则开关电路本身的工作状态也就不能正常维持。

参考文献

[1]吴新义,石庆林.常用医疗仪器原理与维修[M].北京:人民军医出版社,1998.

[2]刘风军.医用电子仪器原理构造与维修[M].北京:中医医药出版社,1997:93-96.

[3]刘风军.医用电子仪器原理构造与维修[M].北京:中医医药出版社,1997:142.

[4]陈谋忠.大屏幕彩电原理与维修[M].成都:成都科技大学出版社,1996:200-205.

[5]刘长海.B超电源故障检修一例[J].医疗卫生装备,2004,25(6):261.

篇4：电源和电流课堂教案

本论文通过《电流和电源》的教学设计和案例，着重阐述了交互式电子白板在高中物理教学中的应用。对其在教学应用中的优势，提出一些看法，供其他教师参考。

【关键词】电子白板 电流的本质 教学设计

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）21-0132-02

交互式电子白板是将投影技术、电脑和黑板的功能相结合的新一代教学媒体。它的最大特点是操作简单、媒体资源丰富、互动性强.教师无需学习专门的制作技术，只需掌握基本操作、积累教学积件。在呈现多媒体资源的同时，可以直接在所呈现的图片和文字上进行“标注”“书写”等各种人机交互操作，建构了一种类似于传统“粉笔+黑板”的新的课堂教学环境，弥补了黑板和多媒体教学的缺憾，从而使教学资源变为鲜活的资源，也使得课堂教学的过程具有较好的弹性和灵活性；教师还能面向学生完成相关的操作，大大地增加了教师与学生的互动性。充分培养学生的思维能力、语言能力、主动学习精神，提高了学生的信息素养，完成新课改理念的要求。

一、教学设计思想

（一）教材分析

本节教学内容是人教版教材《物理》（选修1-1）第一章第五节，教科书首先按照历史轨迹，介绍了伏打和伽伐尼对发现电流所作的贡献，让学生对电流有初步认识。然后给出电流的概念，再通过图片，推导电流形成的微观原理、判断电流的方向、电流的定义式。最后通过介绍日常生活中的常见电源，引入电源和电动势，使学生对电流的本质认识更加深化。

（二）学生分析

在学习了第一章的电荷、库伦定理、电场以及电容等相关知识后，对电荷的产生、电场的形成及其变化已经有了较深刻的认识，此时引导学生认识电流的本质，是符合学生心里特点和认知规律的。本节内容非常抽象，而且学生初中已经学过“电流”这个概念，但非常粗浅，还存在着先入为主的困难，学生必须结合前面已学知识，打破惯性思维，清楚的掌握电流的本质。这需要教师引导学生一起思考讨论，调动学生主动学习的积极性。

（三）教学目标

1.知识与技能

（1）了解发现电流的历史轨迹。

（2）掌握电流的微观原理和定义式。

（3）知道电流的方向是如何规定的。

（4）了解电源在电路中的运用，了解电动势的概念和单位，了解常见电动势的大小。

2.教学重点与难点

重点：理解电流的微观原理和电源的作用。

难点：电源提供了电场使自由电子定向移动。

（四）教学方法

该课的传统的教学方法是以教师讲解为主，得出结论，学生被动地接受现象、规律和结论，这样做虽然系统性、条理性很好，有助于学生掌握知识，但是学生的探究能力、思考能力、交流合作能力等等都被忽略了。

本人在这节课的教学中，利用电子白板技术，插入大量的图片、视频、动画等资源，激发学生主动学习的兴趣；通过类比、判断、推理等方法帮助学生克服难点；合理使用各种功能调动学生，让他们主动探究，通过分组讨论自己得出最终结果，完成教学任务。

二、活动环节中电子白板的作用

（一）梳理旧知识，引入新课

1.教师：之前我们学习了静电的知识，知道了电荷间有力的作用会运动，老师供了两种情况，哪位同学能够上黑板画出力和运动吗？

请一学生操作，其他学生思考，并判断对错：

教师：大家说，他画的对吗？

使用目的：让学生通过画笔在图片中画出电荷受力和运动的两种不同情况，即复习了之前的内容，又为后面电流的内容打下基础。

2.教师提问：请问这两张照片有什么区别？为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而手电筒中的小灯泡却能持续发光？

学生思考：因为有电流。

教师引入：无论在自然界还是生产和生活领域，更广泛存在着的是电流。那么，电荷为什么会流动？电荷流动服从什么规律？（过渡：这节课就来学习有关电流的知识。）

使用目的：学生可以通过直观图片，主动思考问题，引入新课教学。

3.结合题目自主学习历史事迹

教师出示题目，要求学生阅读1、2段，思考应填写的内容：

白板使用：出示2个填空题，最后请学生填出答案。

使用目的：任务驱动，促使学生自主学习，进行知识建构。同时，通过题目，也梳理教学内容，突出知识点。直接出示题目也省去了板书，节约时间。

（二）引导学生掌握电流的本质

1.教师：我们研究电流之前，先探讨一下水流，出示图片后提出问题：水怎么流？水为什么会流？抽水机起了什么作用？

学生观看后小组讨论，最后请学生发言。

电子白板使用：出示图片，结合学生的发言画出关键点

使用目的：通过图片，将教学难点直观的表现出来，学生通过思考，小组讨论，可以自己得出结论。

2.教师分析：电流和水流类似，将两张图片放在一起，与学生共同分析并得出电流的概念和条件

白板使用：出示水流和电流两张图片，教师通过水流的关键点，引导学生找出电流的关键点。

使用目的：两种类似的讨论情景在同一页面显示，便于学生观察、理解电流和水流的相同点。

3.教师提问：请同学仔细观察，找出不同的地方

学生小组讨论后，回答问题。

白板使用：用画笔功能重点画出正负电荷，并请学生回答受力和运动情况。

使用目的：突出关键点，引导学生思考，并自己得出结论

4.教师：出示视频：滚滚长江东逝水，提出问题：水流有大小，电流有大小吗？与什么有关？

白板使用：观看长江视频，提出问题后再观看电荷运动动画。

使用目的：通过对比，将抽象概念转化为生活中实例，便于学生理解。

教师总结：通过图片，使学生对电流有更深刻的认识。

（三）观察图片了解电源和电动势教师：现在老师有几种电池，请大家观察，找出电池的信息。

白板使用：将几种不同电池的图片展示给学生，并利用聚焦放大功能突出电压示数。

使用目的：通过真实的电池，让学生深入了解电源的本质，也对生活常见的电池有更深入的了解。

三、教学反思

在整节课的教学中，学生的积极性很高，大多数都配合教师，积极思考，踊跃回答问题，对于难点，经过教师的类比、讲解，学生基本理解，课堂的即时反馈练习准确的反映学生学习情况。本节课既发挥了教师的主导作用，又体现了学生的主体地位，让学生进一步掌握科学推理的方法。

但在课堂教学的后期出现了时间不够的状况，原因是白板的使用时机还不足，缺乏对时间和量的恰当把握。因此在备课时，教师要认真分析教材，找到教学内容与教学素材的切入点，与课的核心知识联系不密切的内容就没必要展示，使技术的使用更具有针对性。

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篇5：电源和电流课堂教案

教材分析：

本节教材内容有初中所学知识和高中所学静电场知识铺垫，开篇引入承接前一章所教静电场相关内容，由老师设问引导学生分析，若用用导线连接两个带异种电荷的导体，会产生瞬时电流，请学生思考如何产生持续的电流。接下来先请学生观察两只在不同高度用水管相连的水杯，请同学回答如何在两只不同高度的水杯之间产生连续的水流，从而引入电源的概念，初步介绍电源在电流形成过程中的作用。学情分析：

已知

初中所学知识和高中所学静电场知识铺垫 未知

1、了解电源的形成过程。

2、掌握恒定电场和恒定电流的形成过程。３、会灵活运用公式计算电流的大小。

想知

利用水流类比理解恒定电流的形成，并能通过恒定电场的形成理解导体内电场的动态平衡。

难知

理解电源的作用、导体内恒定电场的形成、恒定电流的形成。错知 教学过程：

（一）引入新课

教师：前面一章我们通过对静电场的学习不仅获得了许多关于电现象的知识，而且形成了若干重要的电学概念和研究方法，为我们进一步学习电学的其他内容奠定了重要基础。

这节课就来学习有关电流的知识。（板书课题：导体中的电场和电流）

（二）进行新课 教师活动：为什么雷鸣电闪时，强大的电流能使天空发出耀眼的强光，但它只能存在于一瞬间，而我们教室的灯泡却能连续发光？

（注：通过现象对比，激发学生的求知欲。调动学生的学习积极性。）过渡：要回答这个问题，首先请同学们阅读课本“电源”部分的第一节。1．电源

教师：（投影）教材图2.1－1，（如图所示）

分别带正、负电荷的A、B两个导体球，它们的周围存在电场。如果用一条导线R将它们连接起来，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差会发生什么变化？最后，A、B两个导体球会达到什么状态？R中出现了怎样的电流？

学生活动：在教师的引导下，分析A、B周围的电场、A、B之间的电势差的变化情况。认识到，最终A、B两个导体球会达到静电平衡状态。理解导线R中的电流只能是瞬时的。

教师：请同学们观察下面的实验现象。

（对比实验）两只不同高度的水杯，一只装满水，两只杯子通过软管相连；观察水从高处杯子流进低处的杯子；

教师：请同学们思考如何让水管中产生持续的水流。学生答：

教师：那么如何使得导体中产生持续的电流呢。请同学们阅读“电源”部分的第二小节。

（投影）教材图2.1－2，（如图所示）

师生互动，建立起电源的概念及引导学生分析电源的作用：把到达A端的自由电子搬回B端，维持AB的电势差。

过渡：在有电源的电路中，导线内部的电场强度有何特点呢？

2、导线中的电场 先回顾静电平衡的模型

教师：（投影）教材图2.1－3，（如图所示）

介绍图中各部分的意义，取出图中方框中的一小段导线及电场线放大后进行分析，如图2.1－4所示。

分析：教师要引导学生运用微元法和矢量叠加的方法，探究导线中电场的变化情况，分析出最终导线两侧积累的电荷将达到平衡状态，垂直于导线方向上电场的分量将减为零，导线内的电场线保持和导线平行。这里一定要强调，这是电源电场和导线两侧的电荷得电场共同叠加的结果。

通过师生分析，建立起恒定电场的概念。引导学生理解电荷的“稳定分布”是一个动态平衡的过程，不是静止不变的。

过渡：在恒定电场中自由电荷会受到电场力的作用，而发生定向运动，从而形成电流，恒定电场中的电荷是不是运动速率越来越快呢？电流大小是不是也会因此而发生变化呢？请同学们带着这些问题阅读“恒定电流”第一节

3、恒定电流

层次一：由学生阅读分析为何在恒定电场中电荷运动的平均速率不变。并得出恒定电流的概念、及定义式，单位等。

学生：I=q t学生：在国际单位制中，电流的单位是安培，简称安，符号是A。电流的常用单位还有毫安（mA）和微安（μA）。

它们之间的关系是：

mA=10-3A；

1μA=10-6A ［投影］以上相关内容

教师请同学们阅读教材43页的问题与练习2、3两题并求解。请学生分析，学生评判。

层次二：在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取两个截面B和C，设导体的横截面积为S．导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电荷量为q，电荷的定向移动速率为v,试求解流经该段导体电流的表达式。学生分析：I=nqsvt/t=nqsv

师生共同分析课本上的例题1。

师生互动：结合例题1讨论，如果认为电子的定向运动速率就是电流的传导速率，和我们的生活经验是否相符？怎样解释？

（三）课堂总结、点评

（四）板书设计 电源和电流 一

电源

二

恒定电场 三

恒定电流

I=q/t

单位：安培

1A=1C/s

1A=103mA

教后反思

篇6：《电源和电流》教学反思

张从东

首先是引入新课，我们往往都认为引入新课一定要采取一些新奇吸引人的手段或情境，其实，对于电源和电流的入门课，最简单的最贴近实际生活的就是最有效的入门，我从谈谈身边的用电器入手来引入新课，学生感觉到现在以及以后很长一段时间要研究的知识就是和我们联系非常紧密的知 识，而且，这个知识并不象平时家长所教育的那么可怕。其次是对于重难点的处理：

1、电流的形成

用课件来展示电流的形成过程，让电流这个抽象的知识变的形象化。非常有助于学生对电流形成过程的理解。

2、电流的方向

通过上课发现电源外部电流的方向在讲完电路以及电路图后再介绍更好，这样还可以及时地设置相应的练习，例如：指出电路中电流的方向以及标出电路中电流方向的习题等。采用先让学生探索，教师再纠错的教学方法，能起以下几方面作用：

1.能充分曝露学生学习上的问题，使教学更有针对性。

2.不约束学生的思维，适合中学生好表现的年龄特点，有助于激发学生的求知欲，培养终身探索的兴趣。

3.避免学生以为学生内容简单而掉以轻心。

4.让学生在探索并解决问题过程中，体味成功的快乐。

通过这节课，我感觉到教师注重教学中的变化。开始我们备课考虑的因素不同，我们设计的教学方法会因这个因素而侧重。当我们了解到学生存在的一些问题是没有备课中没有重视的。我们在上课时就要机智地去处理，随着因素的改变要改变自己的教学。

本节课是电学第二章的开篇，从课题来看，是学生在初中已经学过的知识；但是从对教材的分析来看，这节课的很多内容，特别是对“电源”和“电流”的两个概念的理解，上升到了理论的层次，特别是要用到学生在上一章《静电场》中所学到的知识去对电源的作用和电流的形成重新认识，对学生的综合应用能力的要求比较高，结合学生的特点，设计了“讲授与探究”的教学方式。并自制了教具以加深学生对知识的再认识与理解。在教学活动结束后，通过与评委老师以及学生的 交流，通过自我反思，形成以下几点得失以自勉。

一、认真分析教学内容，把握课堂讲授深度。

在教材上本节课的篇幅及内容相对较少，但是要求学生要从新的角度去理解他们已经“知道”的东西，如果平铺直叙的灌输给他们，学生们没法把刚学过的静电场的知识和初中学过的关于电源和电流的知识统一起来。所以在教学中我设计了“从生活到课堂，从实践到理论再到实践”的引导过程。本节有三个知识点：电源、恒定电场、恒定电流。

在“电源”的教学活动中，通过多媒体的展示，从闪电的照片，创设提出问题的情景；从初中学过的“电流形成的原因”到刚刚学过的“电场对电荷的作用”，引领着学生一步步的深入到这节课的教学内容里，新旧知识的过渡环环相扣，学生的理解与认识顺理成章。

在设计“恒定电场”教学过程时，我发现教材在这一部分有非常大的变化，对原来导体中的电场的形成不做讲解。所以我也大胆的对这部分内容进行说明性讲授，将学生的思路引入到对“恒定电场”的“动态的恒定”进行理解，顺利完成这一知识点的教学要求。最后通过引导学生讨论恒定电场对电荷的作用及其后果、电荷在恒定电场力作用下为什么做“匀速率”运动等问题，加深学生对“定向移动”的 理解，把教学活动过渡到下一个知识点“恒定电流”。

在进行“恒定电流”的教学中，教材用了比较大的篇幅解析了一道在微观条件下理解电流的例题。这个知识点历来是一个难点，所以我在讲解时关于“恒定电流”的定义、单位、方向、标量性等问题所用的时间相对较少，然后用了两道有梯度的练习来让学生对电流的定义加深印象，又设计了一道传统的练习让学生认识电流的微观表达形式“I=nqSv”，最后才让学生对书上的例题进行分析和解题。有了前面难度由浅入深的练习的铺垫，学生对这道“难”题的理解也就“难题不难”了。

二、各种教学手段灵活应用。

在本节课的教学设计过程中，我发挥自己的特长，一方面制作了内容丰富，层次分明的多媒体课件；另一方面，为了课堂演示的需要，自己制作了电路实验的示教板。同时，为了方便学生对实验的观察，在演示时使用了高分辨率的摄像头，多种手段的采用，使课堂教学的效果明显提高。

三、运用探究式教学，培养探究能力

我在整节课中，通过提出问题→猜想→理论分析→实验演示→例题巩固的方式逐步创设物理情景，让学生从自然现象开始，提出物理问题，自己分析探究电荷在电场中的发生什么样的移动，通过适当的引导让学生讨论为什么电荷在电场力的作用下做匀速率运动，再通过分层次的问题设计，理解电流的微观表达形式，最后解决教材上的例题。这一教学过程充分体现了教师着意培养学生的科学探究，体现了新课标要求的“知识与技能、过程与方法以及情感态度价值观”三位一 体的课程功能。使学生的主体地位得到发挥。

课后认真反思，也有不太如意的地方。

一、时间安排不够合理。前面关于“电源”部分的教学内容花的时间过多，后面讲“电流”时显得太匆忙，有前松后紧的感觉。

二、课堂小结不仅局限于知识点的小结，还要包含学法的小结，本人忽视了这一点。特别应该把这节课中对电流的微观表达式的推导与理解的思维方式作一小 结，逐步培养学生的探究能力和创造思维。

三、本节课应该让学生亲手实验，但由于实验器材缺乏，在分析力电流是否让灯泡发亮有先后顺序时，没能实现学生亲身经历通过实验归纳结论的过程。这样，在缺乏实践活动的情况下对电路实验的学习，学生学习显得被动，属于灌输性学习。

篇7：电源和电流模拟测试题

1．下列叙述中正确的是

A．导体中电荷运动就形成电流

B．国际单位制中电流的单位是安

C．电流强度是一个标量，其方向是没有意义的

D．对于导体，只要其两端电势差不为零，电流必定不为零

解析：选BD.电流产生的条件包括两个方面：一是有自由电荷；二是有电势差．导体中有大量的自由电子，因此只需其两端具有电势差即可产生电流，在国际单位制中电流的单位为安．

2．关于电源以下说法正确的是()

A．电源的作用是在电源内部把电子由负极不断地搬运到正极，从而保持两极之间有稳定的电势差

B．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能

C．只要电路中有电源，电路中就一定有电流

D．电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量

解析：选B.电源的作用是维持正、负极之间恒定的电势差，这需要电源不断地将负电荷向负极聚集，将正电荷向正极聚集，外电路中自由电子在电场力的作用下向正极移动，在电源内部，需要将正极上的电子搬运到负极，维持电势差不变，故A错．从能量角度来看，电源在搬运电荷的过程中，需要克服电场力做功，将其他形式的能转化为电能，B对．电路中有电流不仅需要电源，还需要电路是闭合的，故C错．电源是对电路提供能量的装置，故D错．

3．给一粗细不均匀的同种材料制成的导体通电，下列说法正确的`是()

A．粗的地方电流大，细的地方电流小

B．粗的地方电荷定向移动速率大，细的地方小

C．各处的电流大小相同

D．粗的地方电荷定向移动速率小，细的地方大

解析：选CD.同一根导线上的电流相等，故C对．由I＝nqSv知，D对．

4．一个电解槽中，单位体积的正、负离子数都是n，每个离子带电荷量为q，正、负离子的平均定向运动速度都为v，电解槽的横截面积为S，试求通过电解槽的电流．

解析：在电解槽中，在垂直于v的方向上我们取一横截面，在单位时间内通过这个横截面的正、负离子数均为N＝vSn，由于正负离子形成的电流同向，所以，电解槽中的电流为：I＝2Nqt＝2nqSv1＝2nqSv.

篇8：电源和电流课堂教案

手机单板的电源对于系统的稳定性至关重要。由于电源布线不合理,会造成手机使用过程中发热、发烫,甚至电池爆炸等事故。究其问题根源是由于手机PCB高度密集,在设计时对电源走线的电流承载能力、电源线上的温升、电源线上产生的压降和功耗等量化不够造成的。以下内容将从电源走线的直流特性入手,介绍手机刚性PCB电源布线可靠性设计方法。

2 电源走线的直流特性电阻

电流流过PCB印制线时,由于印制线直流电阻的存在,会引起电源电压跌落和线上的功耗。情况严重时可能引起供电电源的效率下降,系统过热,甚至引发系统故障。印制线的直流电阻与几何尺寸的关系见图 1。由公式可知,导体的电阻与长度和材料的电阻率成正比,与截面积成反比。导体的长度越长电阻越大,截面积越大电阻越小。

PCB上存在的两种形式的铜,即纯铜和电镀铜,PCB内层走线的铜可以看作是纯铜,PCB外层印制线为基铜(纯铜)加电镀铜,金属化孔为电镀铜。纯铜和电镀铜及其它PCB上常用表面处理材料金在25°C时电阻率见表 1。电镀铜的电阻率比纯铜高约3.5倍。

在电源的PCB走线中,还有一个不可忽略的内容是走线中的过孔。过孔的电阻的计算见图 2,厚度1.5mm的PCB,一个完成孔径为0.45mm/18mil,孔镀层为1mil的过孔的电阻为2.4毫欧姆。

压降

计算出了电源走线的直流电阻后,就很容易计算出走线上的电压,即电源电压跌落。

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举例1: 以一个芯片的core电源的电源走线为例,core电流为7A,core电源走线宽度设计为1mm,从电源管理芯片到射频芯片的线长度为30mm,铜厚度0.5OZ。

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如果Core电源是1.5V, 这样的设计会使将近0.2V的电压损耗在线上,到芯片时电压已经只有1.3V,低于芯片要求的1.5V±10%,芯片可能无法工作。

功耗

知道负载的工作电流,计算出了电源走线的直流电阻后,很容易计算出走线上功耗。

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接上面的例子,功耗W=(7A)2*28.3 mΩ=1386.7毫瓦=1.4瓦。

线上的功耗会转变为热能,使PCB印制线的温度升高。这个线上的温升高达70度。温升的计算在下节详细描述。

以上这个举例仅仅只考虑了电源线,其回路被认为是GND大平面,电阻是被忽略的。如果电源的回路1.5V_return与1.5V电源一样设计,则压降和功耗都要求加倍。

3 电源走线的载流能力与温升

设计PCB时,电源网络需要线宽多少,除了上一节提到的电阻、压降、功耗之外,另一个需要重点考虑的是电源线上的温升。温升的计算依据是IPC (Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits) 标准或者美国军标。

对于刚性PCB,目前普遍采用的是IPC-2221 Generic Standards on Printed Board Design。计算方法,首先根据最大的工作电流Max_Current和允许的温升指标Temp_Rise,计算出要求导体的截面积Area,然后由截面积Area和印制线的铜厚Thickness,计算出印制线的宽度Width。印制线的铜厚,国内PCB厂家习惯用OZ来表示,OZ(盎司)是重量的单位,实际指的是每平方英尺铜的重量(oz数)。1盎司铜压延成一个平方英尺,那么铜的厚度是1.378mil(0.035mm)。两个计算公式如下,注意变量所使用的[单位]。

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IPC-2221中,公式中系数的取值如下:

PCB内层:k=0.024,b=0.44,c=0.725。

PCB外层:k=0.048,b=0.44,c=0.725。

4 电源走线的工程应用

根据电流的大小,铜箔的厚度与宽度,可以计算出导线的电阻值和功耗;反过来根据电流的要求,铜箔的发热要求,可以确定导线线宽。

工程师在设计数字电路的时候,很容易忽略走线宽度的问题,尤其是设计高密互连数字电路时,走线宽度不在考虑范围里面。通常情况下,都会尝试用最小的线宽去设计走线,这时,在大电流时,将会导致很严重的问题。上面的公式用于计算线宽与电流之间的关系,已经应用了几十年,通过这个公式可以很合理的去计算走线的宽度。在实际工程应用中,我们希望有更快捷的方法来确定电源导线的线宽。

4.1 PCB电源布线—大电流导线宽度快速查表法

4.2 PCB电源布线—大电流导线宽度快速查图法

4.3 PCB电源布线—大电流导线宽度快速计算法

除了上述查表和查图的方法,目前有将公式设计成图 4形式的Excel计算表,在相应的表格填入需求,即可得出内外层不同的线宽。

上述例子的条件采用正向设计,core电流2A,控制电源线上的温升为10度,选用铜厚0.5OZ得到的结果。内层走线线宽要求为160mil,压降为63mV,功耗为0.13W。外层线宽要求61mil,压降为163mV,功耗为0.33W。外层的散热条件好,同样的温升外层线宽可以窄很多,但注意它的压降和功耗比同样温升的内层高。当电源的走线较长时,我们有必要将温升控制得越低越好,这样线上的压降和功耗都低了。在布线空间允许,不影响其它高速信号线的特征阻抗,以及在能处理好信号的回流路径的情况下,电源线越宽越好。

5 电源走线的实例

关注电源通道上的瓶颈,用铜皮来实现电源的连接时,需要关注避让孔和线等给通道上造成的瓶颈。由于设备上电时的冲击电流比最大工作电流大,瓶颈处的温升过高会烧断铜皮,甚至烧焦板子,造成PCB板材碳化漏电引起火灾。图5中电源的主要通道宽度为250mil,但箭头所指的瓶颈处的宽度只有20mil。用的铜厚只有0.5OZ,当2A电流流过瓶颈处时,局部的温升大于270度。

瓶颈处的另一个风险可能来自PCB厂家,由于各厂家加工工艺不同,个别厂家可能会局部刮铜处理。所以在设计时就要尽量考虑各PCB厂家加工工艺,避免由于厂家为了适应大批量生产而采取的一些刮铜处理带来的质量风险。在一些关键网络上要求厂家严格按设计原稿制作,不能更改设计资料。

下面这个案例说明PCB厂家刮铜造成的后果。 PCB厂家在加工PCB时,对NPTH(非金属化孔)的基材圈为了保证有40mil的间距,而进行了刮铜处理,PCB设计并没有这样的要求。光绘文件原稿设计线宽68mil满足电源负载电流、功耗、温升等要求,供应商修改后的工程菲林线宽只有6.3mil,在对坏板磨片分析后发现有些电源线太细而烧断,造成断路,不能工作。

6 电源孔的可靠连接

在电源孔的连接设计时,需要特别注意:用图 2的公式计算通流能力时,由于形成孔壁的电镀铜的电阻率是纯铜的3.5倍,用孔的周长作为导体宽度来计算孔的工作电流时需要降额,最好是降额1/2(典型设计) ～ 2/3(保守设计)。

例如,2mm连接器的孔径是24mil,孔周长是75.4mil,按温升10度,这个孔计算的电流可达2安培,考虑降额,单层连接时最好只分配这个孔0.6～1安培。

表 3是一层1OZ铜线与过孔连接时过孔的电流承载能力参考,控制温升10°C,孔壁镀层1OZ。注意,这个电流承载能力不是指连接器针的,而是一层1OZ铜线与孔壁接头处的电流承载能力。过孔比导线要复杂些,但是计算机理是相同的,将孔等效地看成布线,将孔壁转开来。

电源孔连接的冗余设计有两种方式。当布线条件允许时,最好用两层以上的铜皮进行电源连接;当没有富裕的布线层,只有一层铜皮供电时,可以在电源孔处做局部的多层连接。另外就是防止电源过孔加工失效或者疲劳断裂,尽可能在电源多层连接处多打电源孔导通。

单板的电源对于系统的长期稳定性至关重要,PCB设计时应该量化电源线的电流承载能力,量化并控制好电源线上的温升、压降和功耗。特别注意避免电源通道上的瓶颈处的通流能力不足引起温升过高。对于关键部位的电源节点,如功放电源入口,要增加冗余设计,降低金属化孔疲劳裂纹给系统带来的风险。

参考文献

[1] Robert Kollman. Constructing Your Power Supply Layout Considerations[Z].Texas Instruments Incorporated,2005.

[2]Don Barker.Meeting at University of Maryland to discussmethod to develop the stress on copper versus temperaturecurve[Z].College Park,MD1,8 May 2005.

[3]Keith Rogers,Craig Hillman,and Michael Pecht.Con-ductive Filament Formation Failure in a Printed CircuitBoard[J].Circuit World,Vol.25(3),pp.6-8,1999.

篇9：电源和电流课堂教案

1.知识与技能

运用电磁感应知识分析交流发电机的实际模型，理解交流电的产生原理和过程。

综合运用电磁感应知识，并借助数学工具，推导并总结交流电的变化规律。

结合交流电产生过程的分析，正确理解中性面、交流电的瞬时值、最大值的含义。

2.过程与方法

通过对交流发电机的实际模型观察，提高观察能力、空间想象能力，并领会立体图转化为平面图处理问题的方法。

通过对交流电变化规律的推导，逐步形成利用数学工具及物理规律解决实际问题的能力。

3.情感态度与价值观

通过观看三峡工程的相关视频，了解它的作用和意义，激发学生爱国主义热情，体会物理理论应用于实践所产生的价值。

通过对交流电变化规律的推导，逐步树立应用物理规律分析实际问题的信念。

教学重难点：

1.重点：交流电的产生原理和过程及交流电的变化规律。

2.难点：交流电的变化规律的推导。

教学资源：

演示实验：交流发电机、灯泡、电流表；交流发电机模型；示波器、函数信号发生器。

课时安排：45分钟。

教学过程：

活动之一：引入交变电流的概念。

图片引入：展示“三峡大坝”图片并简单介绍，引入实验。

演示实验：实验1：发电机与小灯泡连接。

实验2：发电机与电流表连接。

进入新课引入概念：引导学生观察实验现象，得出发电机产生的是大小和方向都随时间变化的交变电流，并进入新课。

活动之二：分析交变电流的产生过程。

设置疑问：对比恒定电流和直流电流，引出问题：为什么会产生交变电流？

介绍结构：介绍教学手摇发电机的主要构造。

理论分析：结合发电机模型，引导学生从理论上分析交变电流产生的过程，引出中性面的概念，让学生定性的得出交变电流的大小和方向的变化特点。

实验验证：通过实验验证交变电流的方向变化特点。

动画模拟：模拟形成电流的微观自由电荷定向运动的特点

活动之三：推导交变电流的具体变化规律。

创设情景：情景1：单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动。提供已知条件，推导线圈在中性面和垂直中性面两个特殊位置的感应电动势。

引导分析。

得出结果：引导学生先将立体图转化为平面图，再进行分析，得出结果。

拓展情景。

学生推导。

集体评价。

确定结果：情景2：单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。提供已知条件，推导线圈在t时刻的感应电动势。

学生请一个学生上台推导，得出结果。然后集体评价，得出正确结论。

拓展情景：情景3：n匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，求感应电动势。

集体完成：情景4：n匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。求感应电流，路端电压。

总结规律：规律：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时，产生正弦式。

交变电流。简称正弦式电流。

实验演示：告诉学生正弦式电流只是常见的交变电流的一种，还有其它的形式。

知识延伸同时将其它某几种通过示波器显示出来。

活动之四：描述交变电流的变化规律。

公式描述：借鉴前面的推导结果，直接写出正弦式交变电流的数学表达式。

图象描述：引导学生画出感应电动势的变化图像，强调画图的规范性和条理性。

实验验证：运用示波器显示人工匀速摇动发电机的电压随时间变化的图象，并引导学生分析不是正弦式图象的原因。

实验演示：引入家庭用电，输入到示波器。显示出正弦式波形。

知识延伸：告诉学生正弦式电流只是常见的交变电流的一种，还有其它的形式，同时将其它某几种通过示波器显示出来。

活动之五：大型交流发电机的介绍。

播放视频：播放大型发电机的视频。

知识介绍：介绍交流发电机的基本组成和种类。

课堂小结：引导学生进行课堂小结。

播放视频：通过视频展示三峡工程的全面效益。

课后任务：布置课后作业。

板书设计。

第一节 交变电流的产生和变化规律。

一、交变电流的产生

1.什么是交變电流？

大小和方向都随时间做周期性变化的电流。

2.交变电流的产生过程：

中性面：线框平面与磁感线垂直的位置。

线圈位于中性面时，Φ最大，

线圈垂直中性面时，Φ=0，最大

线圈越过中性面时，线圈中I感方向要改变，转一周，改变两次。

二、交变电流的变化规律

线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦式交变电流，简称正弦式电流。

1.正弦式电流的表达式： 2.正弦式电流的图象：

三、几种常见的交变电流波形