高中物理 第2章 第7节 闭合电路欧姆定律学案(新人教版)选修

13.7 光的颜色 色散

13。8 激光

学 习 目 标 知 识 脉 络

1。知道光的色散现象，知道白光是由多种色光组成的．

2．理解薄膜干涉中的色散现象,并了解薄膜干涉的应用．（重点)

3．理解光折射时的色散现象，知道同一介质对不同色光的折射率不同．(重点、难点)

4．了解激光的特性和应用，应用激光观察全息照片。

光的颜色和色散

错误!

1．光的颜色与波长：不同颜色的光，波长不同．

2．光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象．

3．光谱：含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的有序排列．

4．几种色散现象

(1)薄膜干涉中的色散

①薄膜干涉中相干光的获得

光照射到薄膜上，在薄膜的前后两个面反射的光是由同一个实际的光源分解而成的，它们具有相同的频率，恒定的相位差．

②薄膜干涉的原理 光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置，前后两个面的反射光的路程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹;在另一些位置,两列波相遇后被相互削弱，于是出现暗条纹．

(2）衍射时的色散

用白光做衍射实验时，得到的条纹是彩色的．这是因为衍射时不同色光的亮条纹的位置不同，于是各种色光就区分开了．这种现象是光在衍射时的色散．

（3）折射时的色散

如图13­7。1说明白光通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，这说明白光是由七色光组成的．

图13。7。1

错误!

1．色散现象表明白光是复色光．（√)

2．单色光通过棱镜后也能发生色散．(×)

3．某单色光在不同介质中传播时光的频率、波长均不同．（×)

［后思考］

1．棱镜对不同单色光的折射率相同吗？对哪种单色光的折射率最大？

【提示】 不相同，对紫光的折射率最大．

2．白光发生干涉时，出现彩色条纹的原因是什么？

【提示】 不同单色光的干涉条纹间距不同．

错误!

1．光的颜色 在双缝干涉实验中，不同色光发生干涉，条纹之间的距离不同，因为条纹之间的距离与光波的波长成正比，由此我们能够判定:同种介质中不同颜色的光波长不同．由f＝错误!可知，不同颜色的光频率不同．

第七章　机械能守恒定律第五节　探究弹性势能的表达式

拉满的弯弓可以把箭射出去；压缩的弹簧可以把小球弹得很远；上

紧的钟表发条能够驱动表针走动．可见，发生弹性形变的物体在恢复原状的过程中能够做功，说明它具有能量．

1．了解探究弹性势能表达式的思路．2．理解弹性势能的概念，会分析决定弹簧弹性势能大小的相关因

素．

3．体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法．

4．领悟求弹力做功时，通过细分过程化变力为恒力的思想方法．

一、弹性势能

1．弹性势能的概念．

发生弹性形变的物体各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有势

能．

2．探究弹性势能的表达式．

(1)猜想依据．

弹性势能与重力势能同属势能．重力势能与物体被举起的高度有

关，故弹性势能可能与弹簧的形变量有关；不同质量物体高度相同时，

重力势能不同，形变量相同但劲度系数k不同的弹簧，弹性势能不同，

因此弹性势能表达式中应含有形变量和劲度系数．

(2)弹性势能与弹力做功的关系：

重力势能的变化等于克服重力做的功，故弹性势能的变化等于克服弹力做的功．当用外力拉弹簧时，弹力做的功等于克服拉力做的功．

(3)拉力做功的计算．

①微元法：用微分的办法，把每一小段位移上的力看成恒力，则W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…

②图象法：每段弹力的功就可用图中细窄的矩形面积表示，整个三角形的面积就表示弹力在整个过程中做的功．

(4)猜想结论．

弹性势能与弹簧的形变量l和劲度系数k有关．当形变量l相同时，劲

度系数k越大，弹性势能越大；在劲度系数k相同时，形变量l越大，弹

性势能越大．

弹簧弹力做功的求解方法

一、图象法

作出弹力F随弹簧形变量l变化的关系图象即F－l图象，如图所示．

在图象上，图线与l轴所围面积即为弹力F在这段位移l上所做的功．

二、典例剖析

　弹簧原长L0＝15 cm，受拉力作用后弹簧逐渐伸长，当弹簧伸长

到L1＝20 cm 时，作用在弹簧上的力为400 N，问：

(1)弹簧的劲度系数k为多少？

(2)在该过程中弹力做了多少功？

生活的色彩就是学习

K12的学习需要努力专业专心坚持 第1节 闭合电路欧姆定律

学

习 目 标 知 识 脉 络

1．知道电源的电动势和内电阻，理解电动势的概念．(难点)

2．理解闭合电路欧姆定律，并能用来分析、解决闭合电路的有关问题．(重点)

3．了解路端电压与外电阻的关系，学习用局部和整体的关系解决问题．(难点)

4．理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化．(重点)

电 动 势

[先填空]

1．闭合电路组成

(1)外电路：电源外部由用电器和导线组成的电路，在外电路中，沿电流方向电势降低．

(2)内电路：电源内部的电路，在内电路中，沿电流方向电势升高．

2．电动势

(1)大小：电源的电动势在数值上等于电源没有接入外电路时两极间的电压．电源电动势用符号E表示，单位与电压相同：伏特，符号是V.

(2)意义：电源电动势是描述电源将其他形式的能转换为电能本领大小的物理量．它是电源的特征量，只与电源本身的因素有关．

(3)电池：同类型的干电池的电动势都是1.5 V，蓄电池的都是2.0 V．电源内部也是由导体组成的，因此也有电阻，这个电阻称为电源的内电阻．

[再判断]

1．电动势就是电势差，也叫电压，单位是V.(×)

2．电源提供的电能越多，电源的电动势越大．(×)

3．电动势的大小等于两极间的电压．(×)

[后思考]

电源的电动势和外接电路的负载有什么关系？

【提示】 电源的电动势只和电源本身有关，与所接的负载无关．

[合作探讨] 生活的色彩就是学习

K12的学习需要努力专业专心坚持 如图4­1­1是一块手机上使用的锂离子电池上的几个数据：“电压：3.7 V 容量：850

mA·h”，“充电电压：4.2 V”．

图4­1­1

探讨1：电动势表明了电源什么特性？

【提示】 把其他形式能转化为电能的本领．

探讨2：上述电源若通过非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功是多少？

【提示】 W＝qU＝3.7 J.

- 1 - 第2课时 闭合电路的欧姆定律

一、电源的电动势和内阻

1．电动势

(1)定义：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。

(2)表达式：E＝Wq。

[注意] 电动势是描述电源的参量，由电源本身决定。

(3)物理意义：反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小。

2．内阻：电源内部导体的电阻。

二、闭合电路的欧姆定律

1．内容

闭合电路的电流跟电源的电动势成正比，跟内、外电路的电阻之和成反比。

2．公式

(1)I＝ER＋r(只适用于纯电阻电路)

(2)E＝U内＋U外(适用于任何电路)

3．路端电压U与电流I的关系

(1)关系式：U＝E－Ir。(适用于任何电路)

(2)U­I图像

①当电路断路即I＝0时，纵轴的截距为电源电动势。

②当外电路电压为U＝0时，横轴的截距为短路电流。

③图线的斜率的绝对值为电源的内阻。

[注意] 将电压表接在电源两极间测得的电压U是指路端电压，不是内电阻两端的电压，也不是电源电动势。

三、闭合电路的功率及效率

电源总功率 任意电路：P总＝EI＝P出＋P内

纯电阻电路：E＝I(R＋r)

P总＝I2(R＋r)＝E2R＋r

电源内部消耗的功率 P内＝I2r＝P总－P出

电源的输出功率 任意电路：P出＝UI＝P总－P内 - 2 - 纯电阻电路：P出＝U2R＝I2R＝E2RR＋r2

P出与外电阻R的关系 P出随R的增大先增大后减小，当R＝r时达到最大Pm＝E 24r，P出＜Pm时对应两个外电阻R1和R2，且R1R2＝r2。

电源的效率 任意电路：η＝P出P总×100%＝UE×100%

纯电阻电路：η＝RR＋r×100%

[基础自查]

1．判断正误

(1)电源的重要参数是电动势和内阻。电动势由电源中非静电力的特性决定，与电源的体积无关，与外电路无关。(√)

(2)电路中某电阻的阻值最大，该电阻的功率不一定最大。(√)

(3)电动势就是电源两极间的电压。(×)