高中物理2.2电动势教案新人教版选修3_1
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《电动势》教学设计辽宁省绥中县第一高级中学于小帆一、核心素养通过《电动势》的学习过程,使学生感受现代科技的不断进步;同时通过了解电池对地球环境的危害,使学生了解保护环境的重要性,培养学生从自身做起、保护环境的责任心。
二、教学目标(1)知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置;(2)了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动的过程中,静电力和非静电力做功与能量转化的关系;(3)了解电源电动势的基本含义,知道它的定义式;(4)理解电源的内电阻。
(5)通过实例类比使学生了解电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量。
(6)初步了解从能量守恒和能量转化观点分析、解决物理问题的方法。
三、教学重、难点教学重点:“非静电力”的概念,让学生从功和能的角度理解非静电力。
教学难点:非静电力在电路中所起的作用,并能从非静电力做功的角度去理解电动势的概念。
四、教学策略与手段现代教学系统中,教师、学生、教材和教学媒体相互联系,相互作用,构成一个互动的有机整体,使教学内容丰富多彩,教学方式多种多样。
本节课内容尽管是知识性为主,概念性的教学,相对比较抽象。
但可以通过类比的方法、通过有效和精心设计的实验让学生参与互动,通过计算机课件演示、传感器的使用丰富课堂教学手段。
将传统的知识传授与自主探究式学习相互结合,实现互动交流、知识创新和提高学习效率的目标。
五、课前准备西红柿(若干)、铜锌片(若干)、电压表(若干)、电流表(一个)干电池(四节)、小灯泡(一个)、开关(一个)、导线(若干)、托马斯小火车(一套)、自制教具板(一个)、自制范德格拉夫起电机(一个)六、教学过程课前:登陆平台,发送预习任务。
根据平台上学生反馈的预习情况,发现薄弱点,针对性教学。
(提示:请登陆平台,发送本节预习任务)(一)激发兴趣,引入课题播放视频“纸片电池”,引入新课(二)探究电源的作用(1)演示电容器给小灯泡供电和电源为小灯泡供电,请学生认真观察小灯泡的发光情况通过实验,学生可以观察到:由电容器供电,小灯泡闪亮;由电源供电,小灯泡持续发光。
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已经知道电荷的定向移动形成电流,能利用部分电路欧姆定律及串、并联电路规律对电路进行分析。
高中基础:通过第一章静电场的学习,已经建立起了电场、电场力、电势差及电势能的概念;具有了一定的理论分析和抽象思维能力,并能利用“通过做功来研究能量”的思想方法分析电场力做功与电势能变化的关系。
需求:在初、高中已有的知识基础之上,进一步加深对电源的理解。
包括电源工作过程,电源内部、外部能量转化的关系以及电源性质和重要参数。
5.教与学的过程设计(课堂教与学的每个步骤的情境任务及其意图分析)
步骤1:引入新课教学:
演示实验1:
(1)观察一个灯泡接入电路和多个灯泡接入电路的现象;
(2)用数字万用表测量开路时电源两端电压和灯泡逐渐连入电路后
电源两端电压。
问题:1.闭合S2猜想灯泡是否会变化?
2.猜想电压表示数是否发生变化?
设计意图:用学生初中熟悉的实验来创设问题情境,使学生的视觉、思维与初中的记忆发生碰撞,产生认知冲突。
激发学生的学习兴趣和求知欲望。
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D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多
2、铅蓄电池的电动势为2V,这表示()
A.电路中每通过1C的电量,电源把2J的化学能转变为电能
B.蓄电池与外电路断开时,两极间的电压为2V
C.蓄电池在1s内将2J的化学能转变成电能
D.蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池(电动势为1.5V)强
课堂作业:完成学案
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课题:2。
2 电动势【知识目标】1.学生知道电源是提供电能的装置,通过非静力做功把其他形式的能转化为电能.2.学生理解电动势概念,知道公式中各物理量的含义和单位.3.学生知道电动势和电压是两个不同的概念.4.学生知道描述电池的重要参数有:电动势、内阻和容量【重点重点】电动势【重点难点】通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解.【知识衔接】自主学习:阅读教材p43—44 页,独立完成问题1—6,交流讨论问题7、8、9问题1。
在金属导体中的电流是怎样形成的?问题2.在电源外部电路中电流的方向?什么力做功?能量如何转化?问题3.在电源内部电路中电流的方向?什么力做功?能量如何转化?问题4.电源是什么?问题5.非静电力在电源中所起的作用是什么?问题6。
电动势怎样定义的?定义式是什么?单位?物理意义是什么?问题7. 电动势的大小的决定因素是什么?问题8.电源(池)有哪几个重要参数?问题9.通常所说的电池容量的含义什么?合作探究:1。
以下说法中正确的是( )A.在外电路和电源内部,正电荷都受静电力作用,所以能不断定向移动形成电流B.静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少C.在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D.静电力移动电荷做功电势能减少,非静电力移动电荷做功电势能增加2.关于电源的作用,下列说法中正确的是()A.在电源内部把电子从负极搬运到正极B.在电源内部把电子从正极搬运到负极C.把电能转化为其他形式的能D.把其他形式的能转化为电能3.一般干电池的电动势为1。
第一章静电场1.3电场强度【教学目标】1.理解电动势的的概念及定义式。
知道电动势是表征电源特性的物理量。
2.从能量转化的角度理解电动势的物理意义。
重点:电动势的的概念难点:对电源内部非静电力做功的理解【自主预习】1.电源是通过力做功把其他形式的能转化为电能的装置。
2.电电动势在数值上等于把1C的正电荷在电源内部从极移送到极所做的功;电动势E表示为E=;单位是,符号是;电动势由电源中决定,跟电源的体积无关,也跟外电阻无关。
3.电源内部也是由组成的,所以也有电阻,这个电阻叫做电源的。
4. 电压与电源电动势如何区别?内【典型例题】一、电动势的理解【例1】关于电动势下列说法中正确的是( )A.在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电能增加B.对于给定的电源,移动正电荷非静电力做功越多,电动势就越大C.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送单位电荷量做功越多D.电动势越大,说明非静电力在电源内部把正电荷从负极向正极移送电荷量越多【例2】关于电源电动势,下列说法正确的是( )A.电源电动势就是接在电源两极间的电压表的示数B.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生改变C.电源的电动势是表示电源把其他形式的能量转化为电能的本领大小的物理量D.电源电动势与外电路有关二、电源的作用【例3】关于电源,下列说法正确的是( )A.当电池用旧之后,电源的电动势减小,内阻增大B.当电池用旧之后,电源电动势和内阻都不变C.当电池用旧之后,电动势基本不变,内阻增大D.以上说法都不对【例4】下列关于电源的说法中正确的是( )A.干电池是化学能转化为电能的装置B.发电机是机械能转化为电能的装置C.太阳电池是光能转化为电能的装置D.锂电池是光能转化为电能的装置【例5】移动电话中的锂电池电动势为3.6 V,某次通话时,电流为10 mA,时间为100 s,那么此次通话过程有多少化学能转化为电能?【课后练习】1.铅蓄电池的电动势为2 V,这表示( )A.电路中每通过1 C电荷量,电源把2 J的化学能转变为电能B.蓄电池两极间的电压为2 VC.蓄电池能在1 s内将2 J的化学能转变成电能D.蓄电池将化学能转变成电能的本领比一节干电池(电动势为1.5 V)的大2.下列关于电源与电路的一些说法正确的是( )A.电源外部存在着由正极指向负极的电场,同时存在着由负极指向正极的电场B.在电源外部的电路中,负电荷靠静电力由电源的负极流向正极C.在电源内部的电路中,正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极D.在干电池中,靠化学作用使化学能转化为电势能3.下列几种常见电池有关能量转化的说法正确的是( )A.太阳能电池是将热能转化为电能的装置[:B.铅蓄电池能将化学能转化为电能C.光电池是将光能转化为电能的装置D.手摇发电机将机械能转化为电能4.手电筒里的两节干电池,已经用过较长时间,灯泡只发出很微弱的光.把它们取出来,用电压表测电压,电压表示数很接近3 V,再把它们作为一台式电子钟的电源,电子钟能正常工作.下列说法①这两节干电池的电动势减小了很多②这两节干电池的内电阻增加了很多③这台电子钟的额定电压一定比手电筒的小灯泡的额定电压小④这台电子钟的正常工作电流一定比小灯泡正常工作电流小其中正确的是( )A.①② B.①③ C.②④ D.③④5.下列说法中正确的是( )A.同一型号干电池,旧电池比新电池的电动势小,内阻大,容量小B.电源电动势E与通过电源的电流I的乘积EI表示电源内静电力的功率C.1号干电池比5号干电池的电动势小,容量大D.当通过同样的电荷量时,电动势为2 V的蓄电池比1.5 V的干电池提供的电能多6.有关电源电动势的说法正确的是( )A.在某电池的电路中每通过2 C的电荷量,电池提供的电能是4 J,那么这个电池的电动势是0.5 VB.电动势跟电源的体积有关,体积越大,电动势就越大C.电动势跟外电路有关,外电路的电阻越大,电动势就越大D.电动势取决于电池正、负极材料及电解液的化学性质7.以下说法中正确的是( )A.在外电路和电源内部,正电荷都受静电力作用,所以能不断定向移动形成电流B.静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少C.在电源内部正电荷能从负极到正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力D.静电力移动电荷做功电势能减少,非静电力移动电荷做功电势能增加8.关于电源的作用,下列说法中正确的是( )A.在电源内部把电子从负极搬运到正极B.在电源内部把电子从正极搬运到负极C.把电能转化为其他形式的能D.把其他形式的能转化为电能9.有一蓄电池,当移动1 C电荷时非静电力做功是2 J,该蓄电池的电动势是多少?给一小灯泡供电,供电电流是0.2 A,供电10 min,非静电力做功多少?10.下图是两个电池外壳上的说明文字:RECHARGEABLE 1.2 V 500 mAhSTANDARD CHARGE15 h ac 50 mA(2)上述国产电池最多可放出多少电荷量?若该电池工作电流为0.03 A,则最多可工作几个小时?答案例1.答案AC解析电源是将其他能量转化为电能的装置,在电源内部把正电荷从负极移到正极,非静电力做功,电能增加,因此选项A正确.电源电动势是反映电源内部其他形式能转化为电能本领大小的物理量,电动势在数值上等于移送单位电荷量所做的功,不能说电动势越大,非静电力做功越多,也不能说电动势越大,被移送的电荷量越多,所以选项C正确.例2.答案 C解析电源电动势是表征电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量,所以C答案是正确的.电源电动势的大小只与电源的本身的组成材料有关,与外电路接不接电阻,以及电阻的变化没有关系,所以B、D两个答案不对.当电压表接在电源两端时,由于电压表本身就是一个大电阻,所以把它接在电路中路端电压不等于电动势,A错.例3. 答案 C解析电池用旧之后,电动势不变,但是内电阻变得很大.例4. 答案ABC解析太阳电池是光能转化为电能的装置而锂电池不是.例5.答案 3.6 J解析W=qE,q=It所以W=EIt=3.6×10×10-3×100=3.6J[:课后练习1.答案AD2.答案BCD3.答案BCD解析太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置.4. 答案 C5. 答案AD解析同种型号的旧电池比新电池电动势略小,内阻略大,但不同型号的干电池相比较,电动势相同而容量不同,故A正确,C错误;电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领的物理量,它等于非静电力移送单位电荷量所做的功,功率的表达式为EI,故B错误,D正确.6. 答案 D7. 答案 D解析在电源内部非静电力做功使电荷的电势能增加,引出了电动势的概念,来描述非静电力做功的本领,而静电力移动电荷做正功的过程使电势能减少,故D正确.8. 答案BD9. 答案 2 V 240 J解析根据电动势的定义:E=W非q=2 V根据电流和时间可得电荷量:q=It=120 C非静电力做功等于:W非=qE=240 J10. 答案(1)1.2 V (2)2 160 C 20 h解析(1)由电池铭牌上看出进口电池的电动势为1.2 V.(2)国产电池可放出的电荷量为600 mAh则q=600×10-3A×3 600 s=2 160 C由q=It得t=qI=2 1600.03s=72 000 s=20 h。
2.电动势三维目标知识与技能1理解电动势的的概念及定义式,知道电动势是表征电源特性的物理量;2 •从能量转化的角度理解电动势的物理意义。
过程与方法1通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解;2•了解电池内部能量的转化过程,加强对学生科学素质的培养。
情感态度与价值观了解生活中使用的电池,感受现代科技的不断进步。
教学重点对电动势概念的理解,对电动势的定义式的应用。
教学难点电池内部能量的转化和对电源内部非静电力做功的理解。
教学方法探究、讲授、讨论、练习教具各种型号的电池,手摇发电机,多媒体辅助教学设备。
[新课导入][新课教学]引导学生回顾上节课学习的“电源”的概念。
并回答电源的作用是什么?学生思考,选出代表回答:电源能够不断地将电子从A搬运到B,从而使A、B之间保持一定的电势差;电源能够使电路中保持持续电流。
电源P在把电子从A搬运到B的过程中,电子的电势能如何变化?从另一个角度看,电源又发挥了怎样的作用?学生思考,选出代表回答:电子的电势能增加了。
电源为电路提供了电能。
自然界中的能量是守恒的,电源为电路提供了电能,必然会有其他形式的能量减少,从能量转化和守恒的角度,你认为电源是个怎样的装置呢?学生思考,选出代表回答:电源是把其他形式能转化为电能的装置。
电源又是如何把其他形式能转化为电能的呢?不同的电源把其他形式的能转化为电能的本领一样吗?这个本领用什么来描述呢?[新课教学]一、电路中的能量转化在金属导体中,能够自由移动的电荷是自由电子。
由于它们带负电,电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向相反方向的移动。
为了方便,下面我们按正电荷移动的说法进行讨论。
如图所示,用导线将电源连成最简单的电路,电路由哪几部分组成?导线中的电场是什么电场?电流是怎样形成的?特点如何?为什么?学生思考,选出代表回答。
1内电路与外电路电路由两部分组成,电源外部能看得见的部分,称为外电路;电源内部看不见的部分,称为内电路。
电动势、闭合电路欧姆定律【教学结构】一、电动势,是本部教材难点,交待清楚即可。
1.电源:把其它形式的能转化为电能的装置。
电源的作用:保持两极间有一定电压,供给电路电能。
2.电动势:电源的属性,描述电源把其它形式能转化为电能本领的物理量。
在数值上就等于电源没有接入外电路时两极间电压。
用符号ε表示。
单位:伏特,ν。
(1)电动势由电源自身决定,与外电路无关不同类型的电源电动势不同,同种类型不同型号电源电动势相同。
(2)实验:如图1所示电路。
过程:断开电键,伏特表读数U,闭合电键,改变滑线变阻器阻值,R减小,对应伏特表读数,U1、U2、U3。
U为电源电动势,U大于U1、U2、U3,且U1>U2>U3分析产生原因:电源内电阻存在,且内阻r不变,大小由电源自身特点决定。
随着R变小,电路电流增大,电源内部电势降落增加,外电路电势降落降低。
(3)电源的电动势等于内、外电路上的电压之和ε=U+U′,U外电路电压又称路端电压,U′电源内电路电压分析U、U′的物理意义:电源电动势反映电源的一种特性,它在数值上等于电路中通过1库仑电量时电源提供的电能。
(4)比较电动势和电压的物理意义。
电动势:ε=wq。
w表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能(或其它形式能),ε表示移单位正荷消耗化学能(或其它形式能,反映电源把其它形式能转化为电能的本领)。
电压:U=wq。
w表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电能,电压表示移动单位正电荷消耗的电能。
反映把电能转化为其它形式能的本领。
二、闭合电路欧姆定律,是本部教材重点应多下功夫。
1.闭合电路欧姆定律ε=U+U′,I=εR r或ε=IR+Ir,都称为闭合电路欧姆定律。
式中:ε:若电源是几个电池组成的电池组,应为整个电池组的总电动势,r为总内阻,R为外电路总电阻,I为电路总电流强度。
应注意:ε=U+U′和ε=IR+Ir,两式表示电源使电势升高等于内外电路上的电势降落总和,ε理解为电源消耗其它形式能使电荷电势升高。
2 电动势[学习目标]1、理解电动势的的概念及定义式。
知道电动势是表征电源特性的物理量。
2、从能量转化的角度理解电动势的物理意义,加强科学素质的培养。
3、了解生活中的电池,感受现代科技的不断进步。
学习方法指导:a)能量观点考虑,采用类比的方法。
课前自学[基础知识自学]一、电源的作用在金属导体中,能够自由移动的电荷是,由于它们带负电荷,电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向的方向移动。
在外电路,正电荷由流向,电源之所以能维持外电路中稳定的电流,是因为它有能力把来到的正电荷经过电源不断搬运到。
电源是电源是通过非静电力做功把能转化为的装置。
二、电动势1.物理意义在不同的电源中,的本领不同,物理学中用来表明电源的这种特性。
2.定义电动势在数值上等于非静电力把的正电荷在从负极送到正极所做的功。
也就是非静电力的功与电荷量的。
3.表达式如果移送电荷q时非静电力所做的功为W,那么电动势E表示为E= 。
4.单位W 、q 、E的单位与、的单位相同,是。
5.决定因素电动势由电源中来决定,跟无关,也跟无关。
三、内阻电源内部也是由组成,所以也有,叫做电源的内阻。
四、生活中电池电池的容量就是电池放电时能输出的,通常以或为单位。
对同一种电池来说,越大,电池的容量越大,内阻。
电池的重要参数有、和等。
写出下列常见电池的电动势干电池、锌汞电池、锂电池、铅蓄电池。
[基本规律自学]电动势的物理意义[自学质疑感悟]把不理解的知识点写在下面课上助学[自学学情反馈]小组合作检查学案完成情况。
[能力提升助学]一、电源的作用(互动)1.类比如图1所示当水由A池流入B池时,由于重力做功,水的重力势能减少,转化为其他式的能。
而又由于A、B之间存在高度差,故欲使水能流回到A池,应克服重力做功,即需要提供一个外力来实现该过程。
抽水机就是提供该外力的装置,使水克服重力做功,将其他形式的能转化为水的重力势能。
电源中的非静电力的存在及其作用可类比于此。
2.迁移阅读教材P43第2、3自然段,观察图2.2-1。
2 电动势整体设计教学分析电动势是本章的一个难点。
教科书明确提出了“非静电力”的概念,让学生从功和能的角度理解非静电力,知道非静电力在电路中所起的作用,并能从“非静电力”做功的角度去理解电动势的概念。
同时为了降低难度,教科书直接给出了电动势的定义式,但只是说“电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功”,没有用比值的方法严格定义。
电源的内阻在后面的闭合电路欧姆定律学习中很重要,本节作了一些铺垫。
我们常说要让学生经历科学过程,其形式是多种多样的。
学生可以通过讨论或实验认识新的规律,通过阅读来了解前人的工作过程,跟着教师的思路一环套一环地接受新的概念等,这都是经历科学过程的不同形式。
教学目标1.知道电源是将其他形式的能转化成为电能的装置。
2.了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动过程中,静电力和非静电力做功与能量转化的关系。
3.了解电源电动势的基本含义,知道它的定义式。
4.理解电源内电阻。
教学重点难点电动势概念的建立是重点也是难点。
此套书多处对“通过做功研究能量”的思想都有阐述和铺垫,此处再次运用这种功能关系的观点来学习电动势。
可以使学生对电源电动势有深刻的理解,同时也很好地培养了学生的理性思维习惯。
本节课从静电力做功和非静电力做功进行比较建立电动势的概念。
也为后面第7节闭合电路的欧姆定律学习作了铺垫。
教学方法与手段实验演示、逻辑推理。
在电压和电动势这两个容易混淆的概念中通过静电力做功和非静电力做功进行比较教学,建立新的概念。
课前准备教学媒体金属板、酸溶液、灵敏电流计、多种型号的干电池、学生电源、导线、电键、小灯泡、投影仪。
知识准备1.课前复习:电势差的定义式:U =W q。
2.课前说明:在金属导体中,能够自由移动的电荷是自由电子,由于它们带负电荷,电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向相反方向的定向移动。
为了方便本节按照正电荷移动的说法进行讨论。
教学过程导入新课[事件1]教学任务:承接上一节课的知识,导入新课。
《电动势》教学设计一﹑【课标要求】在上一章学习电势能的基础上,知道电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置;知道电源的电动势和内阻。
二﹑【教材分析】本节概念抽象,电动势是本章重点概念,也是本章的难点。
教科书提出了“非静电力”,让学生从功和能角度理解非静电力,知道非静电力在电路中的作用,并能从非静电力做功的角度理解电动势的概念。
本节是为后面学习闭和电路欧姆定律做铺垫。
三﹑【学生分析】学生在初中已经分析过电路,但没有深入研究过电源的作用。
在前一章的学习基础上,学生对电场有一定的了解,对电场内功与能的转化关系有一定的掌握。
对于本节的教学中学生对电动势的概念及其本质理解起来可能有一定的难度。
四﹑【教学目标】(一).知识与技能:1.知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置.2.知道什么是非静电力以及电源中非静电力的作用。
3.理解电动势的本质,能区分电动势和电压。
4.从能量转化角度理解电动势的物理意义。
(二).过程与方法:1.通过实例类比使学生了解电动势是表征电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量。
2.初步培养从能量守恒和能量转化观点分析、解决物理问题的方法。
(三).情感、态度和价值观:1.体验由具体到抽象的探究思维模式,培养学生严谨的科学态度,体会正确地获取知识的方法.2.了解生活中电池,感受现代科技的不断进步.3.养成良好的环境保护意识,爱护环境,垃圾分类。
五﹑【教学重点﹑难点】1.电源内部非静电力做功以及电动势概念的理解2.知道电源的重要参数。
理解电动势的本质,能区分电动势和电压。
六﹑【教学流程】教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图创设情景,引入新课新课教学投影展示生活中常见的例子。
问题:如何选一台自己需求的电动车?电源在我们日常生活中有着广泛的用途,那你知道它是一个怎样的装置吗?你知道它是如何供电的吗?你知道它的能量是哪来的吗?通过上节课的学习我们知道,电源能够维持电路中持续的电流。
2 电动势-人教版选修3-1教案教学目标1.理解电动势的含义及其特点;2.掌握由磁通变化引起的电动势的计算方法;3.确定由感应现象产生的磁通量和电动势之间的定量关系;4.理解发电机和电动机的基本原理及其应用。
教学重点1.由磁通变化引起的电动势的计算方法;2.由感应现象产生的磁通量和电动势之间的定量关系;3.发电机和电动机的基本原理及其应用。
教学难点1.理解电动势的含义及其特点;2.确定由感应现象产生的磁通量和电动势之间的定量关系。
教学过程导入(5分钟)1.引入电场和磁场概念,回顾电磁场的交互作用;2.提问:电磁感应是什么,它与电磁场有什么关系?理论教学(30分钟)1.讲解电动势的含义及其特点;2.介绍由磁通变化引起的电动势的计算方法;3.探讨由感应现象产生的磁通量和电动势之间的定量关系;4.解释发电机和电动机的基本原理及其应用。
实验教学(60分钟)1.实验名称:磁通量与电动势的关系;2.实验目的:通过实验观察磁通量和电动势之间的定量关系,加深对电动势的理解;3.实验原理:利用恒磁场的磁通量在线圈中的变化,观察电动势的变化;4.实验步骤:1.张开磁感应线圈,使单磁通量经过线圈;2.改变磁感应线圈位置,使磁通量变化;3.观察线圈中感生电动势的变化;4.记录各项实验数据并分析实验结果;5.根据实验结果确定磁通量和电动势之间的定量关系。
总结(5分钟)1.针对本节课的主要内容进行总结;2.明确学生在本节课中的收获和困难;3.引导学生思考与本节课相关的实际应用场景。
作业1.完成练习册中相关练习;2.自主学习完善本节课所涉及的知识点,并撰写相关学习笔记。
教学评估1.课堂参与度:通过学生课堂提问和回答,考察学生的主动学习程度和理解能力;2.实验报告:根据学生提交的实验报告,考察学生的实验操作能力和实验数据分析能力;3.作业批改:通过批改学生提交的练习册,考察学生对知识点的掌握程度和解题能力。
实验:测定电池的电动势和内阻【学习目标】1.学习测量电源电动势和内阻的方法,掌握科学测量的主要步骤。
2.学会科学处理实验数据的方法,有公式法和图像法。
【自主学习】一、实验目的测定电源的________________。
E r S图2.6-1二、实验原理1、图2.6-1中,电源电动势E、内电阻r,与路端电压U、电流I的关系可写为E=______________。
(1)2、图2.6-2中,电源电动势E、内电阻r、电流I、电阻R的关系可写为E=______________。
(2)3、图2.6-3中电源E、内电阻r、路端电压U、电阻R的关系可写为E=______________。
(3)E r RE r R图2.6-2 图2.6-3实验原理1是本节课的重点。
测出几组U,I数值,带入(1)式得到的方程两两组成方程组,可得到E,r值。
这种方法误差较大。
还可以多测出几组U,I值,然后在U-I坐标平面内描出各组U、I值所对应的点,然后通过这些点画一直线,如图2.6-4所示,直线与纵轴的的交点的纵坐标就是电池的电动势的大小,直线与横轴的交点的横坐标就是电池的短路电流I o=E/r,因此可求的内电阻r=E/I o。
三、实验器材U/V_________ 、__________、__________、__________、开关、导线。
四、实验步骤1.连接电路。
如图2.6-1所示。
电流表取0.6A量程,电压表o I o I/A取3V量程,移动触头位置使连入电路中的有效阻值_______。
图2.6-42.测几组(I,U)值。
闭合电键,移动变阻器触头位置,使电流有明显示数,记下一组(I,U)值,断开电键。
用同样方法,多次移动变阻器触头位置,记录多组(I,U)值,然后断开电键。
3.建立坐标系、描点。
纵轴表示__________,横轴表示__________,取合适的标度,使所描坐标点分布绝大部分坐标纸,必要时纵坐标可以_________________。
《电动势》教学设计课标要求在上一章学习电势能的基础上,知道电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置;知道电源的电动势和内阻。
教材分析电动势是中学物理电学中一个重要概念。
这一概念影响着学生对闭合电路欧姆定律的学习和掌握,是教学的重点;同时,电动势概念比较抽象,涉及的知识面较广泛,学生不易理解,也是教学的难点。
教材明确提出了“非静电力”,让学生从功和能的角度理解非静电力,知道非静电力在电路中所起的作用,并能从非静电力做功的角度去理解电动势的概念。
教材为了降低难度直接给出了电动势的定义式,但只是说“电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功”,没有用比值方法严格定义。
学情分析学生在初中已经分析过电路,但没有深入研究过电源的作用。
在前一章的学习基础上,学生对电场有一定的了解,对电场内功与能的转化关系有一定的掌握。
对于本节的教学中学生对电动势的概念及其本质理解起来可能有一定的难度。
教学目标1、知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置。
2、了解电路中自由电荷定向移动过程中,静电力和非静电力做功与能量转化的关系。
3、了解电源电动势的基本含义,知道它的定义式。
4、理解电源的内电阻。
教学重点电动势的的概念。
教学难点对电源内部非静电力做功的理解。
教学方法探究、讲授、讨论。
教学器材各种型号的电池,简单的电路器材、多媒体辅助教学设备。
教学过程一、复习引入演示:电路接通,小灯泡亮。
分析条件:有电源,电路闭合。
去掉电源,灯不亮。
结合图解分析电源作用。
电源内部是什么力把电子从A搬运到B呢? 引入课题。
二、新课教学(一)电源的作用说明:为了方便我们按正电荷移动的说法来进行讨论。
出示图示。
引导学生推理分析。
电源外部,正电荷如何移动?正电荷受静电力从正极运动负极。
电源内部的电场方向如何?正电荷将怎样移动?电源内部的正电荷受到电场力方向?电场力做正功还是负功?什么力来克服电场力做功?做正功还是负功?教师类比引导:把一个球举高。
2.2电动势
教学目标
1、知识与技能
理解电动势的概念,掌握电动势的定义式。
2、过程与方法
通过本节课教学,使学生了解电池内部能量的转化过程,加强对学生科学素质的培养。
3、情感、态度与价值观
了解生活中的电池,感受现代科技的不断进步。
教学重点与难点
1、电动势的概念,对电动势的定义式的应用。
2、电池内部能量的转化;电动势概念的理解。
教学方法
探究、讲授、讨论、练习
教学过程
(一)引入新课
教师:引导学生回顾上节课学习的“电源”的概念。
在教材图2.1-2中电源的作用是什么?
教师:(投影)(如图所示)
学生思考,选出代表回答:电源能够不断地将电子从A搬运到B,从而使A、B之间保持一定的电势差;电源能够使电路中保持持续电流。
教师:电源P在把电子从A搬运到B的过程中,电子的电势能如何变化?从另一个角度看,电源又发挥了怎样的作用?
学生思考回答:电子的电势能增加了。
电源为电路提供了电能。
教师:自然界中的能量是守恒的,电源为电路提供了电能,必然会有其他形式的能量减少,从能量转化和守恒的角度,你认为电源是个怎样的装置呢?
学生思考回答:电源是把其他形式能转化为电能的装置。
引入:电源又是如何把其他形式能转化为电能的呢?不同的电源把其他形式的能转化为电能的本领一样吗?这个本领用什么来描述呢?
(二)进行新课
1、电源
教师:(投影)教材图2.2-1(如图所示)
教师:(1)用导线将电源连成最简单的电路,电路由哪几部分组成?
(2)导线中的电场是什么电场?电流是怎样形成的?特点如何?为什么?
学生思考回答:(1)电路由两部分组成,电源外部能看得见的部分,称为外电路;电源内部看不见的部分,称为内电路。
(2)导线中的电场是恒定电场。
导线中的自由电子在电场力的作用下从电源正极向负极定向运动,形成电流。
导线中的电流是恒定电流,因为导线中的电场是恒定电场,所以电子定向运动的速率是不变的,电流大小恒定。
教师:自由电子在导线中定向运动,电场力做什么功?电子的电势能如何变化?
学生:正功;减少。
教师:自由电子定向运动的速率是不变的,能量还守恒吗?该怎样理解?
学生:守恒。
自由电子与带正电的离子相互碰撞,在定向运动过程中受到阻力作用,电子要不断克服阻力做功,其动能向热能转化。
教师总结:大家说的对,概括地说,在电源外部,电场力对自由电子做正功,是电能转化为其他形式能,这个过程中消耗了电能。
这些电能又是哪里来的呢?
学生:电源把其他形式能转化为电能。
教师:根据前面的分析,大家讨论一下,电源是如何把其他形式能转化为电能的呢?
学生思考回答:在电源内部也存在电场,电场方向也是从正极指向负极。
根据电荷守恒定律,电源必须把自由电子不断地从正极搬运到负极,自由电子必须克服电场力做功,这就需要有“非静电力”作用于电子。
这个“非静电力”是电源提供的。
也就是说,电源通过非静电力做功,使电荷的电势能增加了。
教师点评、总结,引导学生建立起电源的概念:电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。
教师:出示干电池、手摇发电机,提出问题:干电池、手摇发电机都可以做电源,这些电源中的非静电力相同吗?所起的作用相同吗?谈谈你的看法。
学生思考,分组讨论,选出代表回答。
干电池中的非静电力是化学作用,手摇发电机的非静电力是电磁作用,前者把化学能转化为电能,后者把机械能转化为电能。
非静电力虽然不同,但从能量转化的角度看,他们所起的作用是相同的,都是把其他形式能转化为电能。
教师:电源有好多种,他们在把其他形式能转化为电能的本领相同吗?举例说明。
学生举例:手电筒、家用照明电灯、汽车上的照明电灯等,亮度不同。
教师:在物理学上,该如何描述电源的这种本领呢?(承上启下,过渡到下一问题)
2、电动势
教师:引导学生从静电力对电荷做功,电荷电势能增加的角度建立起电动势的概念。
思考问题:是不是静电力对电荷做的功越多,静电力做功的本领越大?该如何描述静电力做功的本领?
学生思考,分组讨论,选出代表回答。
静电力对电荷做功的多少与电荷的数量有关,不能用做功多少来反映做功的本领。
静电力把相同数量的电荷从电源的一个极搬运到另一极,做功越多,电荷获得的电势能就越多,可以用静电力做功与电荷量的比值来反映静电力做功的本领。
教师:电动势也是用比值定义的物理量,请把电动势的定义完整地说出来。
并写出电动势的定义式。
说明给物理量符号的意义和单位。
学生思考,得出电动势的定义,并写出电动势的定义式。
如果电源移送电荷q 时非静电力所做的功为W ,那么W 与q 的比值
q
W ,叫做电源的电动势。
用E 表示电动势,则: q
W E = 式中W ,q 的单位分别是焦耳(J )、库仑(C );电动势E 的单位与电势、电势差的单位相同,是伏特(V )。
电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,也跟外电路无关。
教师:电动势E 的单位与电势、电势差的单位相同,电动势和电势差的物理意义有何不同呢? 学生思考,分组讨论,选出代表回答。
电动势:q
W E =。
W 表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能(或其它形式能), E 表示移动单位正电荷消耗化学能(或其它形式能),反映电源把其它形式能转化为电能的本领)。
电压:q
W U =。
W 表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能,电压表示移动单位正电荷消耗的电势能。
反映把电势能转化为其它形式能的本领。
电动势表征电源的性质,电势差表征电场的性质。
教师指出:电源内部也是由导体组成的,也存在电阻。
这个电阻叫做电源的内阻,大小由电源自身特点决定。
内阻和电动势都是反映电源特性的物理量。
3、巩固练习
1、对于电动势的定义式q
W E ,理解正确的是( ) A、E 与W 成正比 B 、E 与q 成反比
C 、E 的大小与W 、q 无关
D 、W 表示非静电力。
2、对于电动势E=2V 的电源给外电路供电时,当输出电流为2A 时,在1分钟的时间内电源消耗的化学能为( )
A 、240J
B 、4J
C 、216J
D 、3.6J
3、单位电量的电荷在电场力的作用下沿闭和电路移动一周所释放的能量大小决定于( ) A、电源电动势 B 、电流强度大小
C 、电源的内阻
D 、电路的总电阻
(三)课堂总结
教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。