高二物理 22 电动势教案.docx

高二物理 22 电动势教案.docx

《高二物理 22 电动势教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理 22 电动势教案.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高二物理22电动势教案

2019-2020年高二物理2.2电动势教案

教学目标：

（一）知识与技能

理解电动势的概念，掌握电动势的定义式。

（二）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，。

（三）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：

电动势的概念，对电动势的定义式的应用。

教学难点：

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

教学用具：

各种型号的电池，手摇发电机，多媒体辅助教学设备

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，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。

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，选出代表回答：

电源是把其他形式能转化为电能的装置。

过度：

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）新课教学

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，选出代表回答：

（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，分组讨论，选出代表回答。

点评：

给学生创造思考、探究的空间，培养学生的探究精神和学习热情，培养学生交流合作的品质。

通过学生的回答，培养表达能力。

学生代表回答：

在电源内部也存在电场，电场方向也是从正极指向负极。

根

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。

点评：

再次加深学生对概念的理解。

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，叫做电源的电动势。

用E表示电动势，则：

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：

。

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：

。

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。

（三）课堂总结、点评

教师活动：

让学生概括总结本节的内容。

请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：

认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：

总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

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

一个电动势较小的电源，如果长时间向外供电，照样可以提供较多的电能；一个电动势较大的电源，如果没有工作，即没对外供电，则它根本不向外提供电能。

故选项A的说法错误。

选项B的说法是正确的。

在此应注意“单位正电荷”和“非静电力”这两个关键词。

“移送单位正电荷所做的功”即意味着表征的是电源的转化“本领”，“移送电荷所做的功”意味着电源的“贡献”。

从这里可以看出“本领’与“贡献”的区别。

我们说电动势表征的是电源把其他形式的能转化为电能的“本领”，而并未说电动势表征电源对外提供电能的“贡献”。

“非静电力”顾名思义就是静电力之外的力，如化学作用的力、电磁作用的力等，电源正是通过“非静电力”做功，实现了将其他形式的能转化为电能。

电源的电动势决定于电源自身的性质，与有无外电路及外电路的情况无关。

选项C错误。

电动势反映电源把其他能转化为电能本领的大小，电动势越大，移动同样电量的电荷非静电力做功越多，转化成的电能越多。

D正确。

答案BD

对电动势定义式的应用

【例2】铅蓄电池的电动势为2V，一节干电池的电动势为1.5V，将铅蓄电池和干电池分别接入电路，两个电路中的电流分别为0.1A和0.2A。

试求两个电路都工作20s时间，电源所消耗的化学能分别为多少？

哪一个电源把化学能转化为电能的本领更大？

解析：

对于铅蓄电池的电路，20s时间内通过的电荷量为q1=I1t=2C，

对于干电池的电路，20s时间内通过的电荷量为q2=I2t=4C，

2019-2020年高二物理2.3欧姆定律教案

教学目标：

（一）知识与技能

1、知道什么是电阻及电阻的单位。

2、理解欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题。

3、知道导体的伏安特性，知道什么是线性元件和非线性元件。

（二）过程与方法

1、通过演示实验探究电流大小的决定因素，培养学生的实验观察能力。

2、运用数学图象法处理物理问题，培养学生运用数学进行逻辑推理的能力。

（三）情感、态度与价值观

通过介绍欧姆的研究过程和“欧姆定律”的建立，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格。

教学重点：

欧姆定律的内容、表达式、适用条件及利用欧姆定律分析、解决实际问题。

教学难点：

伏安特性曲线的物理意义。

教学方法：

探究、讲授、讨论、练习

教学用具：

电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电键、导体A、B（参考教材图2.3-1）、晶体二极管、投影片、多媒体辅助教学设备

教学过程：

（一）引入新课

同学们在初中已经学过了欧姆定律的一些基础知识，今天我们要在初中学习的基础上，进一步学习欧姆定律的有关知识。

（二）进行新课

1、欧姆定律

教师：

既然在导体的两端加上电压，导体中才有电流，那么，导体中的电流跟导体两端的电压有什么关系呢？

下面我们通过实验来探究这个问题。

演示实验：

投影教材图2.3-1（如图所示）

教师：

请一位同学简述如何利用如图所示的实验电路来研究导体A中的电流跟导体两端的电压的关系?

学生：

合上电键S，改变滑动变阻器上滑片P的位置，使导体两端的电压分别为0、2.0V、4.0V、6.0V、8.0V，记下不同电压下电流表的读数，然后通过分析实验数据，得出导体中的电流跟导体两端电压的关系。

教师：

选出学生代表，到讲台上读取实验数据。

将得到的实验数据填写在表格中。

换用另一导体B，重复实验。

［投影］实验数据如下

U/V

0

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

I/A

导体A

I/A

导体B

教师：

同学们如何分析在这次实验中得到的数据？

学生：

用图象法。

在直角坐标系中，用纵轴表示电压U，用横轴表示电流I，根据实验数据在坐标纸上描出相应的点。

根据这些点是否在一条直线上，来研究导体中的电流跟它两端的电压的关系。

教师：

请一位同学上黑板作U-I图线。

其他学生在练习本上作。

学生：

作图，如图所示。

教师：

这种描点作图的方法，是处理实验数据的一种基本方法，同学们一定要掌握。

分析图象，我们可以得到哪些信息？

学生：

对于同一导体，U-I图象是过原点的直线，电压和电流的比值等于一个常数。

这个比值可以写成：

R=

对于不同的导体，这个比值不同，说明这个比值只与导体自身的性质有关。

这个比值反映了导体的属性。

师生互动，得出电阻的概念：

电压和电流的比值R=，反映了导体对电流的阻碍作用，叫做导体的电阻。

教师：

将上式变形得

I=

上式表明：

I是U和R的函数，即导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，这就是我们初中学过的欧姆定律。

1kΩ=103Ω

1MΩ=106Ω

教师：

1Ω的物理意义是什么？

学生：

如果在某段导体的两端加上1V的电压，通过导体的电流是1A，这段导体的电阻就是1Ω。

所以1Ω=1V/A

教师：

要注意欧姆定律的适用条件：

纯电阻电路，如金属导体和电解液。

对于含有电动机等的非纯电阻电路不适用。

［投影］例题

例：

某电阻两端电压为16V，在30s内通过电阻横截面的电量为48C，此电阻为多大？

30s内有多少个电子通过它的横截面？

解析：

由题意知U=16V，t=30s，q=48C，

电阻中的电流I==1.6A

据欧姆定律I=得，R==10Ω

n==3.0×1020个

故此电阻为10Ω，30s内有3.0×1020个电子通过它的横截面。

［说明］使用欧姆定律计算时，要注意I、U、R的同一性（对同一个导体）。

2、导体的伏安特性

教师：

用纵轴表示电流I，用横轴表示电压U，画出的I—U图线叫做导体的

总结：

在I—U图中，图线的斜率表示导体电阻的倒数。

即k=。

图线的斜率越大，电阻越小。

教师：

伏安特性曲线是过坐标原点的直线，这样的元件叫线性元件。

师生活动：

用晶体二极管、电压表、电流表、滑动变阻器、电键连成如左下图所示的电路，改变电压和电流，画出晶体二极管的伏安特性曲线，右下图所示，可以看出图线不是直线。

教师：

伏安特性曲线不是直线，这样的元件叫非线性元件。

（三）课堂总结、点评

教师活动：

让学生概括总结本节的内容。

请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：

认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：

总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

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。

（四）实例探究

欧姆定律的应用

【例1】两电阻R1、R2的伏安特性曲线如右图所示，由图可知：

（1）这两电阻的大小之比R1∶R2为_______

A.1∶3B.3∶1C.1∶D.∶1

（2）当这两个电阻上分别加上相同电压时，通过的电流之比为_______

A.1∶3B.3∶1C.1∶D.∶1

解析：

（1）由欧姆定律I=可知，在I—U图线中，图线的斜率k==，即电阻的大小等于伏安特性曲线斜率的倒数。

R1∶R2=tan30°∶tan60°=1∶3

所以A选项正确。

（2）由欧姆定律I=可知，给R1、R2分别加上相同的电压时，通过的电流与电阻成反比

I1∶I2=R2∶R1=3∶1，故B选项正确

【例2】若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4A.如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流多大?

解析：

对欧姆定律理解的角度不同，求解的方法也不相同.本题可以有三种解法：

解答一：

依题意和欧姆定律得：

，所以I0＝1.0A

又因为，所以A

解答二：

由

得A

又，所以A

（2）导体的电阻是导体自身的一种属性，与U、I无关，因而，用此式讨论问题更简单明了。

作业：

书面完成P48“问题与练习”第2、34、题；思考并回答第1、5题。