逍遥学能 2013-03-14 10:55
第二节让电灯发光
建议
⑴时安排：1时
⑵重点、难点：
本节的重点是认识简单电路，并能动手连接简单电路和学会画电路图。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。让学生较规范的画出电路图是难点。
⑶教材分析：
本节包括三部分知识：电路的组成：通路、开路和短路；电路图
电路的组成主要包括电路的组成部分有哪些和各部分元的作用，通路、开路和短路部分，主要是认识这三种电路的状态和短路的危害。
电路图部分，要首先认识几种常用的电路元及其符号，知道什么叫电路图，并根据实物画电路图。
⑷标要求：
通过实验探究了解电路的组成 ，形成电路的概念，通过实验探究培养学生的分析归纳能力，竞争与合作精神，安全操作意识。
了解通路、开路和短路，认识短路和危害。
通过实物认识电路元及其符号，会读、会画简单的电路图。
⑸措施与建议：
首先通过实验探究引出了电路的组成，学生会根据他的生活经验，选择使灯发光的器材，并连接，这样可 激发学生的学习兴趣。组织学生交流与讨论得出电路的组成。通过“加油站”，了解电池的正、负极，以及电流的形成和方向。
通路、开路和短路部分，柯让学生通过实物连接加深认识，特别是短路的危害。
电路图部分，一定要让学生会学生会画电路元符号，强调规范电路图的 注意事项，让学生练习，根据实物图，画出电路图。
时教案
目标：
1、了解电路的组成，形成电路的概念。
2、了解通路、开路、短路，认识短路的危害。
3、认识电路元及其符号，会读、会画简单的电路图。。
4、通过实验探究培养学生的分析归纳能力，竞争意识与合作精神，安全操作意识。
重点、难点？
让学生会连接简单电路图和学会画电路图，在实验探究 学生经历以实验中归纳结论的过程，形成 安全操作的初步意识。
教学准备：
演示用器材：两节干电池、电路板、灯座，两个小灯泡、开关、导线若干、蓄电池、电路图符号挂图。
学生用器材：一节干电池、电路板、灯座、小灯泡、开关、导线若干。
教 师 活 动学生活动说明
一、电路
①提出问题：利用你手中的器材，怎样可以使小 灯泡发光？
②组织学生进行猜想，发表看法。
③鼓励学生动手实验，验证自己的猜想
④组织学生进行讨论，要使灯泡发光需要哪些条。教师进行归纳。
●结论：用导线把电，用电器、开关连结起组成的电流通路就称为电路。
板书题： 第二节 让电灯发光
⑤提出问题：你见过的电、用电器、开关、导线还有哪些？
（电：蓄电池、发电机等；
用电器：电风扇、电视机等；
开关：声控开关、光控开关等；
导线：铅、合金、铝等）
⑥指导学生阅读“加油站”然后归纳电流与电流方向的定义。（展示蓄电池）
◆结论：电流是电荷的定向移动。电流的方向为正电荷定向移动的方向。
⑦指导学生阅读教材的“信息窗”，拓宽学生的视野。
二、通路、开路和短路
①教师通过教材插图讲解电路的三种状态：通路、开路和短路及短路的危害性。
②让学生依据教材插图连接实物图，去操作通路、开路和短路。对于短路现象，可让学生去摸导线发热体会电流过大。教师强调：短路是非常危险的，容易把电烧坏，是不允许的，以后连接电路定要注意。
③下思考题：短路时电路中电流为什么会很大？
三、电路图
①教师引导：在设计、安装、修理各种实际电路的时候，常常需要画出表示电路连接情况的图，为了简单，通常不画实物图，
猜想
动手做实验
思考、回答
识记
动手做实验
体会短路现象，
认识短路危害
鼓励学生
大胆猜想，
积极实验
教学设计：
而用国家统一现定的符号代表电路中的各种无出示示教版或画有各电路元符号的投影片，并作说明。
②每组挑出一名学生到黑板前进行画电路元符号比赛，看谁画的准确，规范，及时给予表扬。其他学生在下边画。
③教师演示电路图的画法。然后让学生根据电路板上的实物图画出电路图。
④组织学生讨论电路图的画法，纠正错误的画法，总结画电路图应注意的问题：元位置安排要适当，分布要均匀，元不要画在拐角处，整个电路最好呈长方形，有棱有角，导线横平竖直。
识记电路元符号
积极动手画图
画图
思考、回答
培养学生从认识实物到画出电路 图的能力
出示目标，让学生小结依据目标小结
巩固练习：
完成同步学习与探究P68－69练习完成练习，反馈矫正
作业：后作业
板书设计：
第二节让电灯发光
一、实验探究：电路的组成 二、电路三状态 三、电路图
1、电路
2、电路各元的作用 开路、通路、短路 1、电路元符号
3、电流 2、电路图
4、电流的方向：
教学反思：
教学参考：
1、金属中的电流和电流方向
一切固态金属都是晶体，在它的空间点阵的结点上有不断做无规则振动的原子正离子，自由电子则在空间点阵间做无规则的热运动，不断地和空间点阵相碰撞。
金属导体两端没有电压时，也就是金属中没有电场时，自由电子的运动完全是杂乱的，正像气体分子的热运动一样，在任何一个方向上的平均速度都等于零，因此在 平常情况下金属中没有电流。
给金属两端加上电压，使金属中产生电场。这时每个自由电子都将受到电场力的作用，而发生与电场方向相反的定向运动。所以金属中有电场存在时，自由电子降了无规则的热运动外，还多了一个定向运动，就是这个定向运动形成了金属导体中的电流。
需要指出的是，自由电子热运动的速度、自由电子定向运动的速度、电流传导的速度是 完全不同的。在通常温度下，电子 热运动的速度大约是一百千米每秒；在一般铜导线中，自由电子定向运动的速度不超过十分之几毫米每秒；电流的传导速度跟电子定向运动的速度毫无关系，它是电场的 传播速度，这个速度等于光速???300000km/s。
关于电流的方向，为什么科学上一直沿用旧的规定，而不改用电子定向移动的方向作为电流方向呢？原因是旧的规定对正确研究现象并无妨碍。至于旧的规定与实际不符的问题，只是在金属等靠负电荷导电的导体中不存在，在导电的液体中，同时有正、负离子向相反方向移动，哪个规定都不尽符合实际。在某些情况下，电流确实由带正电的微粒如射线形成的，则旧的规定与实际相符。
2、干电池的构造
日常使用的干电池是一种锌锰电池，也叫碳锌电池。
它的构造是：负极为锌做的圆筒，做成筒状的目的是用储存电解液等化学药品。正极是一根碳棒，它的周围被二氧化锰、碳粉和氯化铵水的混合剂所包围，总称为“碳包”。碳包和锌筒之间充填着氯化铵、氯化锌的水溶液和淀粉等组成的糊状物，称为电糊。电池口上用沥青、松香等酿成的封口剂封牢。
干电池的锌筒、碳包和氯化铵溶液的作用，分别相当于伏打电池的锌片、铜片和稀硫酸溶液。干电池工作时，锌和氯化铵发生变化，产生氢气，附着在碳棒上面。由于氢的电阻很大，电池工作时，在电极附近产生相当大的电压降，使路两端电压降低（这种现象称作“极化”。
所以在干电池中加入二氧化锰为“退极化剂”。二氧化锰是不良导体，如果用得太多，电池的内电阻就要增大，用得太少，退极化作用太慢。为了解决这 个问题，通常就加入了一些导电本领较好的碳粉，它的作用主要是导电，其次是吸收反应过程中生成的部分气体。
电糊中的主要成分是氯化铵，它相当于伏打电池的稀硫酸溶液。电糊中的氯化锌的作用是增加溶液中的锌离子浓度，缓和氯化铵以锌筒的腐蚀，延长电池的使用时间。
封口的目的是防止电池内部的水分散发和外部水分侵入，避免电液外流，使干电池便于携带，以及防止碳包和锌筒短路。
3、铅蓄电池的构造
铅蓄电池也叫酸蓄电池（铁镍蓄电池叫碱蓄电池）。目前我国学校的实验室中，铅蓄电池常用作为直流电。
铅蓄电池的两个电极，封镜 以铅板为骨架。在充好电的正极铅 是二氧化铅，呈好褐色，在负极负板上是海绵状铅，呈灰黑色。每个电极都是由数块并联组成，用合金焊接为一个整体，以便增大极板面积，使它们不 接触。负极铅板的块娄常比正极多一个。这样做的目的有两个，第一， 使正极铅板两面的化学物质都可以与负极起作用；第二，当放电后，正极板上的二氧化铅变成硫酸铅，体积发生变化时，极板不致弯曲。负极上的铅，在放电后虽然也变成硫酸铅，但因为是海绵状，体积变化小，极板不致弯曲。隔离板通常为带有细孔的硬橡胶板、玻璃丝和木板
铅蓄电池的电液，是由硫酸与蒸馏水按照1：2的比例配成的稀硫酸溶液，密度为1.28g/cm3。电注必须纯净，切忌有杂质混入。
铅蓄电池的外壳由不跟电液起化学作用的材料如玻璃或硬塑料制成。电池上面用硬橡胶或灌沥青的盖子封固。盖上开一个小圆口中，以便向电池内注入电液和排出充 电时产生的气体。
蓄电池容量的大小以安时数表示。容量为1.5A•h的蓄电池，用1A的电流可持续放电15h，或2A的电流持续放电7.5h。
4、新型电池
自第二次世界大战以，为了适应工业以及宇宙航行等新技术的发展需要，先后制成了多种新型电池。
研制型电池都 遵循这 栗一个方向，即自重小，体积小、容量大、温度适应范围宽、使用安全、储存期长、维护方便。应用于空间技术方面的 电池还特别 注意性能可靠、密封性好，能经受得住各种严酷的空间环境和发射环境的考验。
下面简单介绍几种新型电池：
⑴锌银电池
锌银电池通称为银锌电池，采用氢氧化钠为电解液，由银作正极材料，锌作负极材料。由银制成的正极上的活性物质是多孔性银，由锌制成的负极上的活性物质主要是氧化锌。灌入电解液，经充电后，正极的银变成二价的氧化银负极的氧化锌变成锌。锌银电池一般装在塑料内或装在铝合金、不锈钢的外壳内。
锌银电池主要优点是比能量高，适宜于大电流放电的锌银电池应用于军事、航空、移动的通信设备、电子仪器和人造卫星、宇宙航行等方面。制成钮扣式微型的锌银电池应用于手表、助听器、计算机和心脏起搏器等。
⑵锂电池
锂在自然界是最轻的金属元素。以锂为负极，与适当的正极匹配。以锂作为负极的电池都叫锂电池。目前试用的一种是以高氯酸锂为电解质，由聚氟化碳作正极材料的锂电池，另一种以溴化锂为电解质由二氧化硫为正极材料的锂电池。
锂电池的主要优点是在较小的体积或自重下，能放出圈套的电能（比能量比锌银电池大得多），放电时电压 十分平稳，储存寿命长，能在很宽广温度范围内有效工作。应用和锌银电池相同。从发展趋势看，锂电池的竞争能力将超过锌银电池。
⑶太阳电池
目前常用的太阳电池是由硅制成的；一般是在电子型单晶硅 小片上用扩散法渗进一薄层硼，以得到结，然后再加上电极。当日光直射到渗了硼的薄层面上时，两极间就产生电动势。这种电池可作人造卫星上仪器的电。除硅外，砷化镓也是制作太阳电池的好材料。
5、生物电池有什么妙用
随着科学技术的发展，人们利用树叶、核桃壳、玉米芯、垃圾、锯末等废物为“燃料”，用制造电池，这类电池叫生物电池。和普通电池相比，生物电池有很多优点，它不仅结构简单，工作可靠，不放热，不损坏电路板，成本低，而且无噪声，不污染环境，也不易失火和爆炸。
现在，一些海上信号灯、航标灯和海上无线电设备已经使用由细菌、海水等有机物发电的生物电池。用生物电池作动力的模型船，也已经在大海中航行了。有人设想把整个海洋作为 一个巨大的生物电池，在海洋上建立起电力工业基地。
还有人设想，将生物电池作为一种电力，在宇宙飞船上使用。大家知道，载入宇宙飞船在太空中航行时，宇航员代谢排出的二氧化碳、尿粪转化成可以利用的氧气、水和食物，要实现飞船内的物质循环，生物电池是必不可少的。美国科学家经过实验，已在发射的“双子星座”和“阿波罗”号宇宙飞船上使用了生物电池。生物电池放出电能，用通信和控制宇宙飞船，使飞船内实现物质循环。飞船没有什么废物可丢弃，就可以轻装前进，飞向神秘的太空深处。
第二节 让电灯发光 学案
学习目标：1、能通过实验探究了解电路的组成，形成电路的概念。
2、能了解通路、开路、短路，认识短路的危害。
3、通过实物认识电路元及其符号，会读、会画简单的电路图。
学法指导：本节一定要做好探究实验，大胆猜想、动手操作，增强分析归纳能力，同时要具有安全操作的意识。对于画电路图，一定要规范，认真，要学会由实物图画出电路图。
知识网络总结：
组成： 电：
用电器：
电路各元的作用： 开关：
导线：
电流：
让电灯发光通路：
电路的状态开路：
短路：
电路图：
释疑解难：
1、开关一闭合，离电很远地方的电灯马上就亮了，这是否说明导线中电荷定向移动得很快呢？
不能说明电荷定向移动的很快，电荷定向移动的速度是很小的。开关一闭合，离电很 电灯马上就亮了，不是因为电处的电荷定向移动到了灯泡处，而是因为开关闭合时，电路中各处的电荷同时开始定向移动的缘故。
2、物理中规定，正电荷定向移动的方向为电流的方向。负电荷会定向移动吗？
会，金属导线中的电流就是由带负电荷的电子定向移动形成的。因此，金属导线中电流的方向是跟电子定向移动方向相反的。
电流既可能是正电荷定向移动形成的，也可能是负电荷定向移动形成的。还可能是正、负电荷定向移动形成的。例如我们在化学里学到的酸、碱、盐水溶液，它们中的电流就是由正负电荷向相反方向定向移动形成的。
3、怎样正确理解短路？
通常的短路有两种情况，一种是电短路，另一种是局部短路。
电短路：用导线直接将电两极连起如图079所示，当S1闭合时，发生这样的情况，电路中会有很大的电流，电将会被烧坏是绝对不允许的。
局部短路：用一根导线将某用电器的两端连接起，这时没有电流通过该用电器，如图中当S1断开，S2、S闭合时，L1被局部短路，这时没有电流经过L1。
自我检测：
1、在如图080，所示的电路中，正确的是（）
2、如图081所示，找出下列电路连接图中的错误与不足。
3、请根据图082实物图画出电路图。
答案：
1、C
2、（a）图中闭合开关发生短路。（b）图中电池连接错误。（C）图中导线有交叉现象。
3、
交流园地：
外空间：
1、太阳能电池板为什么能够发电？
屋顶上排满太阳能电池板，就可以实现家中用电的自给。太阳能电池板也同晶体管一样，是由半导体组成的。它的主要材料是硅，也有一些其他合金。
太阳能电池板的表面由两个性质各异的部分组成。当太阳能电池板受到光的照射时，能够把光能转变为电能，使电流从一方流向另一方。太阳能电池板就是根据辽种原理设计的。
太阳能电池只是受到阳光或灯光的照射，一般就可发出相当于所接收光能的1/10的电。为了使太阳能电池板最大限度地减少光反向，使光能转变为电能，一般在它的上面都蒙色。不久前，科学家研制成功了一种高效的太阳能电池板。它不仅白天能提供电能，而且在夜间也可提供电力呢。
2、自制水果电池
找一根5cm长的铜片或粗铜丝（也可以用绞在一起的几根细铜丝代替），再从废干电池上剪一条2cm宽的锌皮，刮净。把铜线和锌皮插入苹果或别的水果（也可以用番茄或土豆）里，就做成了一个水果电池。将耳机线一根的末端接到一个电极上，当另一根的末端跟另一个电极断续接触时，从耳机里能听到电流引起的喀拉喀拉的声音。也可以取两根导线，把它们的一端分别接到水果电池的两极，另一端和舌头断续接触，注意两根导线不要碰着，这时舌头上有什么样的感觉？
3、开展电路连接的竞赛活动，让学生知道电路连接的方法，如：连接时从电的正极开顺着电流的方向，依照电路图把一个个元连接起，最后连到电的负极。还可以逆着电流的方向连接等。通过这样的活动，可以增强学生的动手、动脑能力，还可以增强学生的竞争意识和探索精神。
4、调查生活中的用电器、开关、导线、电。培养学生调查、考证的能力，调查常用用电器的结构、发展、用途，根据观察、探索提出改进的方法。把物理运用于生活之中。
5、查阅新型电池的资料，关注能的开发和利用，增强历史责任感和使命感。
6、5号电池选用常识
同是5号电池，外观都很精致，价格却相关数倍，在不了解其性能的情况下，选用时往往使人感到踌躇。
电池的价格是与它的用途，技术参数分不开的。仅5号电池，就有普通性电池、高容量电池，高功率电池，碱性高能电池等。还可从其外露宿风餐的标记，如R6S、R6C、R6P、LR6等区别。无论哪种干电池，放电时从能量转化的角度看，都是将化学能转化为电能的。
“R”代表电池为圆柱体。“6”为电池序号，表示为5号电池。
“S”表示普通型电池发，适用于间断性小电流用电的电器，如半导体收音机，石英钟等。
“C”表示高容量电池，又称铵型纸板电池。因它用很薄的纸板代替子原的糊状电解质，多了nO2正极材料，因此，容量比普通电池大。
“P”表示主功率电池。适用于强电流和继续放电使用，随身听中，使用“R6S”电池用了1h音色就差了，而用“R6P”电池可听3 ～ 4h，音色依然优美。
“L”表示碱性电池，该电池电极反应面积大，内阻大，重负荷放电能力是以上几种电池的数倍。
还有一种可充电镉镍电池。由于它可反复充电使用，因此使用寿命很长。
若用剃刀，录放机等大电流场合，可用“R6P”“LR6”或镉镍电池，价格虽高，使用时间长，一个这样的电池可顶几个甚至数十个其它型号电池，反而更要经济些。若用收音机，手电筒间断性小电池放电的场合，则不防选择“R6S”“R6C”型的电池。因为，在轻负载间隙性使用时，这类电池的性能与其它电池相差无几，价格便宜得多。