俗话说,居安思危,思则有备,有备无患。准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,有效的提高课堂的教学效率。你知道怎么写具体的教案内容吗?下面是小编精心收集整理,为您带来的《等比数列教学案》,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。
第2课时等比数列的性质
知能目标解读
1.结合等差数列的性质,了解等比数列的性质和由来.
2.理解等比数列的性质及应用.
3.掌握等比数列的性质并能综合运用.
重点难点点拨
重点:等比数列性质的运用.
难点:等比数列与等差数列的综合应用.
学习方法指导
1.在等比数列中,我们随意取出连续三项及以上的数,把它们重新依次看成一个新的数列,则此数列仍为等比数列,这是因为随意取出连续三项及以上的数,则以取得的第一个数为首项,且仍满足从第2项起,每一项与它的前一项的比都是同一个常数,且这个常数量仍为原数列的公比,所以,新形成的数列仍为等比数列.
2.在等比数列中,我们任取下角标成等差的三项及以上的数,按原数列的先后顺序排列所构成的数列仍是等比数列,简言之:下角标成等差,项成等比.我们不妨设从等比数列{an}中依次取出的数为ak,ak+m,ak+2m,ak+3m,…,则===…=qm(q为原等比数列的公比),所以此数列成等比数列.
3.如果数列{an}是等比数列,公比为q,c是不等于零的常数,那么数列{can}仍是等比数列,且公比仍为q;?{|an|}?也是等比,且公比为|q|.我们可以设数列{an}的公比为q,且满足=q,则==q,所以数列{can}仍是等比数列,公比为q.同理,可证{|an|}也是等比数列,公比为|q|.
4.在等比数列{an}中,若m+n=t+s且m,n,t,s∈N+则aman=atas.理由如下:因为aman=a1qm-1a1qn-1
=a21qm+n-2,atas=a1qt-1a1qs-1=a21qt+s-2,又因为m+n=t+s,所以m+n-2=t+s-2,所以aman=atas.从此性质还可得到,项数确定的等比数列,距离首末两端相等的两项之积等于首末两项之积.
5.若{an},{bn}均为等比数列,公比分别为q1,q2,则
(1){anbn}仍为等比数列,且公比为q1q2.
(2){}仍为等比数列,且公比为.
理由如下:(1)=q1q2,所以{anbn}仍为等比数列,且公比为q1q2;(2)=,
所以{}仍为等比数列,且公比为.
知能自主梳理
1.等比数列的项与序号的关系
(1)两项关系
通项公式的推广:
an=am(m、n∈N+).
(2)多项关系
项的运算性质
若m+n=p+q(m、n、p、q∈N+),
则aman=.
特别地,若m+n=2p(m、n、p∈N+),
则aman=.
2.等比数列的项的对称性
有穷等比数列中,与首末两项“等距离”的两项之积等于首末两项的积(若有中间项则等于中间项的平方),即a1an=a2=ak=a2(n为正奇数).
[答案]1.qn-mapaqa2p
2.an-1an-k+1
思路方法技巧
命题方向运用等比数列性质an=amqn-m(m、n∈N+)解题
[例1]在等比数列{an}中,若a2=2,a6=162,求a10.
[分析]解答本题可充分利用等比数列的性质及通项公式,求得q,再求a10.
[解析]解法一:设公比为q,由题意得
a1q=2a1=a1=-
,解得,或.
a1q5=162q=3q=-3
∴a10=a1q9=×39=13122或a10=a1q9=-×(-3)9=13122.
解法二:∵a6=a2q4,
∴q4===81,
∴a10=a6q4=162×81=13122.
解法三:在等比数列中,由a26=a2a10得
a10===13122.
[说明]比较上述三种解法,可看出解法二、解法三利用等比数列的性质求解,使问题变得简单、明了,因此要熟练掌握等比数列的性质,在解有关等比数列的问题时,要注意等比数列性质的应用.
变式应用1已知数列{an}是各项为正的等比数列,且q≠1,试比较a1+a8与a4+a5的大小.
[解析]解法一:由已知条件a10,q0,且q≠1,这时
(a1+a8)-(a4+a5)=a1(1+q7-q3-q4)=a1(1-q3)(1-q4)
=a1(1-q)2(1+q+q2)(1+q+q2+q3)0,
显然,a1+a8a4+a5.
解法二:利用等比数列的性质求解.
由于(a1+a8)-(a4+a5)=(a1-a4)-(a5-a8)
=a1(1-q3)-a5(1-q3)=(1-q3)(a1-a5).
当0q1时,此正数等比数列单调递减,1-q3与a1-a5同为正数,
当q1时,此正数等比数列单调递增,1-q3与a1-a5同为负数,
∵(a1+a8)-(a4+a5)恒正.
∴a1+a8a4+a5.
命题方向运用等比数列性质aman=apaq(m,n,p,q∈N+,且m+n=p+q)解题
[例2]在等比数列{an}中,已知a7a12=5,则a8a9a10a11=()
A.10B.25C.50D.75
[分析]已知等比数列中两项的积的问题,常常离不开等比数列的性质,用等比数列的性质会大大简化运算过程.
[答案]B
[解析]解法一:∵a7a12=a8a11=a9a10=5,∴a8a9a10a11=52=25.
解法二:由已知得a1q6a1q11=a21q17=5,
∴a8a9a10a11=a1q7a1q8a1q9a1q10=a41q34=(a21q17)2=25.
[说明]在等比数列的有关运算中,常常涉及次数较高的指数运算,若按照常规解法,往往是建立a1,q的方程组,这样解起来很麻烦,为此我们经常结合等比数列的性质,进行整体变换,会起到化繁为简的效果.
变式应用2在等比数列{an}中,各项均为正数,且a6a10+a3a5=41,a4a8=5,求a4+a8.
[解析]∵a6a10=a28,a3a5=a24,∴a28+a24=41.
又∵a4a8=5,an0,
∴a4+a8===.
探索延拓创新
命题方向等比数列性质的综合应用
[例3]试判断能否构成一个等比数列{an},使其满足下列三个条件:
①a1+a6=11;②a3a4=;③至少存在一个自然数m,使am-1,am,am+1+依次成等差数列,若能,请写出这个数列的通项公式;若不能,请说明理由.
[分析]由①②条件确定等比数列{an}的通项公式,再验证是否符合条件③.
[解析]假设能够构造出符合条件①②的等比数列{an},不妨设数列{an}的公比为q,由条件①②及a1a6=a3a4,得
a1+a6=11a1=a1=
,解得,或
a1a6=a6=a6=.
a1=a1=
从而,或.
q=2q=
故所求数列的通项为an=2n-1或an=26-n.
对于an=2n-1,若存在题设要求的m,则
2am=am-1+(am+1+),得
2(2m-1)=2m-2+2m+,得
2m+8=0,即2m=-8,故符合条件的m不存在.
对于an=26-n,若存在题设要求的m,同理有
26-m-8=0,即26-m=8,∴m=3.
综上所述,能够构造出满足条件①②③的等比数列,通项为an=26-n.
[说明]求解数列问题时应注意方程思想在解题中的应用.
变式应用3在等差数列{an}中,公差d≠0,a2是a1与a4的等比中项,已知数列a1,a3,ak1,ak2,…,akn,……成等比数列,求数列{kn}的通项kn.
[解析]由题意得a22=a1a4,
即(a1+d)2=a1(a1+3d),
又d≠0,∴a1=d.
∴an=nd.
又a1,a3,ak1,ak2,……,akn,……成等比数列,
∴该数列的公比为q===3.
∴akn=a13n+1.
又akn=knd,∴kn=3n+1.
所以数列{kn}的通项为kn=3n+1.
名师辨误做答
[例4]四个实数成等比数列,且前三项之积为1,后三项之和为1,求这个等比数列的公比.
[误解]设这四个数为aq-3,aq-1,aq,aq3,由题意得
a3q-3=1,①
aq-1+aq+aq3=1.②
由①得a=q,把a=q代入②并整理,得4q4+4q2-3=0,解得q2=或q2=-(舍去),故所求的公比为.
[辨析]上述解法中,四个数成等比数列,设其公比为q2,则公比为正数,但题设并无此条件,因此导致结果有误.
[正解]设四个数依次为a,aq,aq2,aq3,由题意得
(aq)3=1,①
aq+aq2+aq3=1.②
由①得a=q-1,把a=q-1代入②并整理,得4q2+4q-3=0,解得q=或q=-,故所求公比为或-.
课堂巩固训练
一、选择题
1.在等比数列{an}中,若a6=6,a9=9,则a3等于()
A.4B.C.D.3?
[答案]A?
[解析]解法一:∵a6=a3q3,
∴a3q3=6.?
a9=a6q3,
∴q3==.
∴a3==6×=4.
解法二:由等比数列的性质,得
a26=a3a9,
∴36=9a3,∴a3=4.
2.在等比数列{an}中,a4+a5=10,a6+a7=20,则a8+a9等于()
A.90B.30C.70D.40
[答案]D
[解析]∵q2==2,?
∴a8+a9=(a6+a7)q2=20q2=40.
3.如果数列{an}是等比数列,那么()?
A.数列{a2n}是等比数列B.数列{2an}是等比数列
C.数列{lgan}是等比数列D.数列{nan}是等比数列
[答案]A
[解析]数列{a2n}是等比数列,公比为q2,故选A.
二、填空题
4.若a,b,c既成等差数列,又成等比数列,则它们的公比为.?
[答案]1?
2b=a+c,
[解析]由题意知
b2=ac,
解得a=b=c,∴q=1.
5.在等比数列{an}中,公比q=2,a5=6,则a8=.?
[答案]48
[解析]a8=a5q8-5=6×23=48.
三、解答题
6.已知{an}为等比数列,且a1a9=64,a3+a7=20,求a11.?
[解析]∵{an}为等比数列,?
∴a1a9=a3a7=64,又a3+a7=20,?
∴a3,a7是方程t2-20t+64=0的两个根.?
∴a3=4,a7=16或a3=16,a7=4,?
当a3=4时,a3+a7=a3+a3q4=20,?
∴1+q4=5,∴q4=4.?
当a3=16时,a3+a7=a3(1+q4)=20,
∴1+q4=,∴q4=.?
∴a11=a1q10=a3q8=64或1.
课后强化作业
一、选择题
1.在等比数列{an}中,a4=6,a8=18,则a12=()
A.24B.30C.54D.108?
[答案]C?
[解析]∵a8=a4q4,∴q4===3,
∴a12=a8q4=54.
2.在等比数列{an}中,a3=2-a2,a5=16-a4,则a6+a7的值为()
A.124B.128C.130D.132
[答案]B?
[解析]∵a2+a3=2,a4+a5=16,?
又a4+a5=(a2+a3)q2,
∴q2=8.?
∴a6+a7=(a4+a5)q2=16×8=128.
3.已知{an}为等比数列,且an0,a2a4+2a3a5+a4a6=25,那么a3+a5等于()
A.5B.10C.15D.20?
[答案]A?
[解析]∵a32=a2a4,a52=a4a6,?
∴a32+2a3a5+a52=25,
∴(a3+a5)2=25,?
又∵an0,∴a3+a5=5.
4.在正项等比数列{an}中,a1和a19为方程x2-10x+16=0的两根,则a8a10a12等于()
A.16B.32C.64D.256?
[答案]C?
[解析]由已知,得a1a19=16,?
又∵a1a19=a8a12=a102,
∴a8a12=a102=16,又an0,?
∴a10=4,
∴a8a10a12=a103=64.
5.已知等比数列{an}的公比为正数,且a3a9=2a25,a2=1,则a1=()?
A.B.C.D.2?
[答案]B?
[解析]∵a3a9=a26,又∵a3a9=2a25,?
∴a26=2a25,∴()2=2,?
∴q2=2,∵q0,∴q=.
又a2=1,∴a1===.
6.在等比数列{an}中,anan+1,且a7a11=6,a4+a14=5,则等于()
A.B.C.D.6
[答案]A
a7a11=a4a14=6
[解析]∵
a4+a14=5
a4=3a4=2
解得或.
a14=2a14=3
又∵anan+1,∴a4=3,a14=2.
∴==.
7.已知等比数列{an}中,有a3a11=4a7,数列{bn}是等差数列,且b7=a7,则b5+b9等于()
A.2B.4C.8D.16
[答案]C
[解析]∵a3a11=a72=4a7,∵a7≠0,
∴a7=4,∴b7=4,
∵{bn}为等差数列,∴b5+b9=2b7=8.
8.已知0abc,且a,b,c成等比数列的整数,n为大于1的整数,则logan,logbn,logcn成
()
A.等差数列?B.等比数列?
C.各项倒数成等差数列?D.以上都不对?
[答案]C?
[解析]∵a,b,c成等比数列,∴b2=ac.?
又∵+=logna+lognc=lognac
=2lognb=,?
∴+=.
二、填空题
9.等比数列{an}中,an0,且a2=1+a1,a4=9+a3,则a5-a4等于.
[答案]27
[解析]由题意,得a2-a1=1,a4-a3=(a2-a1)q2=9,
∴q2=9,又an0,∴q=3.?
故a5-a4=(a4-a3)q=9×3=27.
10.已知等比数列{an}的公比q=-,则等于.
[答案]-3
[解析]=
==-3.
11.(2012株州高二期末)等比数列{an}中,an0,且a5a6=9,则log3a2+log3a9=.
[答案]2
[解析]∵an0,∴log3a2+log3a9=log3a2a9
=log3a5a6=log39=log332=2.
12.(2011广东文,11)已知{an}是递增等比数列,a2=2,a4-a3=4,则此数列的公比q=.
[答案]2?
[解析]本题主要考查等比数列的基本公式,利用等比数列的通项公式可解得.
解析:a4-a3=a2q2-a2q=4,?
因为a2=2,所以q2-q-2=0,解得q=-1,或q=2.
因为an为递增数列,所以q=2.
三、解答题
13.在等比数列{an}中,已知a4a7=-512,a3+a8=124,且公比为整数,求a10.
[解析]∵a4a7=a3a8=-512,
a3+a8=124a3=-4a3=128
∴,解得或.
a3a8=-512a8=128a8=-4
又公比为整数,
∴a3=-4,a8=128,q=-2.
∴a10=a3q7=(-4)×(-2)7=512.
14.设{an}是各项均为正数的等比数列,bn=log2an,若b1+b2+b3=3,b1b2b3=-3,求此等比数列的通项公式an.?
[解析]由b1+b2+b3=3,?
得log2(a1a2a3)=3,
∴a1a2a3=23=8,
∵a22=a1a3,∴a2=2,又b1b2b3=-3,
设等比数列{an}的公比为q,得?
log2()log2(2q)=-3.
解得q=4或,
∴所求等比数列{an}的通项公式为
an=a2qn-2=22n-3或an=25-2n.
15.某工厂2010年生产某种机器零件100万件,计划到2012年把产量提高到每年生产121万件.如果每一年比上一年增长的百分率相同,这个百分率是多少?2011年生产这种零件多少万件?.
[解析]设每一年比上一年增长的百分率为x,则从2010年起,连续3年的产量依次为a1=100,a2=a1(1+x),a3=a2(1+x),即a1=100,a2=100(1+x),a3=100(1+x)2,成等比数列.
由100(1+x)2=121得(1+x)2=1.21,
∴1+x=1.1或1+x=-1.1,?
∴x=0.1或x=-2.1(舍去),?
a2=100(1+x)=110(万件),?
所以每年增长的百分率为10%,2011年生产这种零件110万件.
16.等差数列{an}中,a4=10,且a3,a6,a10成等比数列.求数列{an}前20项的和S20.
[解析]设数列{an}的公差为d,则a3=a4-d=10-d,a6=a4+2d=10+2d,a10=a4+6d=10+6d.
由a3,a6,a10成等比数列得a3a10=a26,?
即(10-d)(10+6d)=(10+2d)2,?
整理得10d2-10d=0,解得d=0或d=1.
当d=0时,S20=20a4=200,?
当d=1时,a1=a4-3d=10-3×1=7,?
于是,S20=20a1+d=20×7+190=330.
第五章第1节降低化学反应活化能的酶
二、酶的特性
一、教材分析
本节课主要讲述酶在生物新陈代谢中的重要作用及其生理特性,教材对酶的本质和特性作了重点介绍。本章本节课内容是高二生物教材的重难点内容。自然界中的一切生命现象皆与酶的活动有关。在本章节中通过探索验证酶的特性的教学过程,培养学生建立科学的思维方法和研究精神。
二、教学目标:
1、知识目标:学会控制自变量,观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组。
2、能力目标:学会用准确的语言阐明实验探究的结果。
概述温度和pH影响酶的活性。
4、情感态度价值观:体验科学探究过程,领悟科学探究方法,体现团队合作精神。
二、教学重点:
1、学会控制自变量,观察和检测因变量的变化及设置对照组和实验组。
2、学会用准确的语言阐明实验探究的结果。
三、教学难点:
确定和控制对照实验中的自变量和无关变量,观察和检测因变量的变化。
四、学情分析
学生通过上一节课的学习已经有了实验操作基础,这节课的三个实验是在前面的基础上完成的,所以学生对此并不陌生。
五、教学方法
1.实验法:比较过氧化氢在不同条件下的分解。
2.学案导学:见后面的学案。
3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
实验材料用具的准备、课件制作、学生预习有关内容
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
教师:通过复习上节课的内容---酶的高效性的实验,导入新课。
提问:酶的催化效率如此高效,酶能否催化任意一个化学反应?
(三)合作探究、精讲点拨。
探究一:酶的专一性
教师演示“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验,学生边看边做此实验,仔细观察根据现象可知:淀粉酶只能催化淀粉水解,而不能催化蔗糖水解。说明生物体内某些酶只能催化某些分子结构相近的物质,而不能催化所有物质。如二肽酶能水解任意两种氨基酸组成的二肽。所以,每一种酶只能催化一种或一类化合物。通过实验可以得出这样的结论:酶的催化作用具有专一性。
提问:酶所催化的反应是不是在任何条件下都能发挥作用呢?
探究二:温度和PH值对酶活动的影响
1.实验分组和实验材料的选择
将学生分组,两小组探究温度对酶活性的影响,另两组探究pH对酶活性的影响。
引导学生对酶材料进行选择。向学生展示α—淀粉酶(工业用酶,适宜温度60℃),还有新鲜的肝脏研磨液,提问:肝脏研磨液里主要包含那种酶?
问:如果选用过氧化氢酶来探究温度对酶的影响,合适不合适?
教师补充:如果我们在实验中设置高温条件,温度不仅会对酶的活性产生影响,还会对化学反应本身的速率产生影响。这样的实验设计就不够严密。建议用α—淀粉酶来探究温度对酶活性的影响,用过氧化氢酶来探究PH对酶活性的影响。
引导学生根据所选材料对要探究的问题做出假设。
指出:控制好变量对于设计一个严谨的、可行性强的实验来说尤为重要。在大屏幕上列出思考问题:
(1)你所设计实验的自变量是什么?如何控制?
(2)实验的因变量是什么?反映因变量的指标是?如何对其指标进行检测?
(3)无关变量有哪些?如何进行控制?
应遵循的原则:对照原则
单一变量原则
等量原则和控制无关变量
2.实验方案设计和讨论
在学生讨论、互评的基础上,总结出比较合理完善的实验设计,将方案展示如下:
温度组:
⑴取六支洁净的试管,分别标号1,2,3,4,5和6。
⑵向1~3号试管中各加入1mlα—淀粉酶溶液,向4~6号试管中各加入2ml淀粉溶液。
⑶将1号和4号试管放入0℃冰水浴中,2号和5号试管放入60℃水浴中,3号和6号试管放入100℃沸水浴中,均保温5分钟。
⑷分别将置于相同温度下的两支试管中的溶液混合均匀,仍然分别在0℃、60℃、100℃条件下保温,让混合液反应5分钟。
⑸将反应后的三支试管取出,分别加入等量碘液,震荡摇匀,观察溶液颜色变化,是否变蓝及变蓝程度,记录下来。
pH组:
⑴取六支洁净的试管,分别标号1,2,3,4,5和6。
⑵向1~3号试管中各加入2ml肝脏研磨液,向
4~6号试管中各加入2mlH2O2溶液。
⑶向1号和4号试管中各加入2滴5%的NaOH溶液,向2号和5号试管中各加入2滴蒸馏水,向3号和6号试管中各加入2滴5%的盐酸溶液,静置2分钟。
⑷分别将1号和4号、2号和5号、3号和6号试管中的溶液混合,震荡,观察混合后的三支试管中气泡产生的剧烈程度和气泡生成量的多少,记录。
3.实验结果的分析和讨论
如果实验现象不明显,引导学生共同讨论分析、总结原因。如:①试剂量取、混合等实验步骤操作是否规范;②在先后取不同试剂时,量筒有无清洗干净;③在酶与底物混合后,有无在与混合前相同的条件下给予充分的反应时间。等等。
4.得出结论
每种酶都有发挥自己活性的最适温度和最适pH,当温度过高或者是过低,酶的活性都会下降,且高温可以使酶永久失活,pH过酸或者是过碱,酶的活性也都会下降。
5.拓展延伸:如果给一个未知的酶,如何测定它发挥活性的最适温度和最适pH?
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。(课堂实录)
(五)发导学案、布置预习。
完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图:布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
一、酶的专一性
二、酶的作用条件较温和
十、教学反思
1、这节课是根据新课程标准“培养学生科学素养,倡导探究性学习”而设计的。笔者在本节课中设计了三个不同方式、不同程度的探究实验,一个是实验录像的观察,另一个是利用课件模拟酶的专一性实验,第三个是实际的实验探究。第二、第三个实验是在学生已掌握的实验一的方法后,在进一步的思考与讨论中开展的。目的是做到既关注知识结论,更关注知识的发生和发展过程,突出学生学习的主体地位。
2、酶的专一性和酶所需的作用条件实验的设计比较灵活,需要和物质鉴定实验相结合,难度较大,宜以课题小组的形式进行讨论。另外,由于受仪器设备的限制,对于酶的催化作用的原理不宜探究过深。
3、新课标的理念,在于突出发现的过程,学习的过程,发挥学生的主观能动性,调动学生的思维能力。而通过重现和虚拟手段模拟生命现象,是生物科学的一种重要研究方法。在本节课中,通过虚拟实验操作模拟酶的专一性实验验证过程,把抽象复杂的生命现象,转化为直观具体、肉眼可见的过程,既有利于学生理解掌握,同时也培养了学生的动手实践能力和与人合作交流的能力。
一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,高中教师要准备好教案,这是高中教师的任务之一。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐,帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。那么,你知道高中教案要怎么写呢?下面是小编为大家整理的“《正弦函数、余弦函数的图象》教学案例”,仅供您在工作和学习中参考。
《正弦函数、余弦函数的图象》教学案例湖北省黄梅县第一中学张流柱
【教学内容】
高二《物理》(必修加选修)第二册第十四章第六节。
【问题提出】
师:这节课,首先请同学们用电压表测量不同型号的干电池、蓄电池的电压,并说明测量结果。
生:不同型号的干电池的电压都约为1.5V,蓄电池的电压都约为2V。
师:我们的教材这样讲:“不接用电器时电源两极间电压的大小是由电源本身的性质决定的。为了表征电源的这种特性,物理学中引入电动势的概念。电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。”我给同学们提出一个问题:电动势到底表征电源的什么特性?同学们,你们自己有什么问题吗?
生甲:为什么不同型号的干电池的电压都约为1.5V?
生乙:为什么干电池电压与蓄电池不同?
生丙:电源的电动势为什么等于电源没有接入电路时两极间的电压?
……
师:很好!为了回答以上问题,必须弄清电源的特性。
【学生活动】
一、活动Ⅰ:拆卸废旧干电池、蓄电池,初步弄清它们的构造
师:请大家动手,拆卸废旧干电池、蓄电池,看它们内部有些什么,内部物质是否导电。请注意环境卫生。
生:动手拆卸废旧干电池、蓄电池,测量内部物质是否导电。
师:我们早已知道,电源正极聚集着正电荷,负极聚集着负电荷。现在又知道,干电池、蓄电池的正、负两极之间的物质是导体。同学们对此有什么疑问吗?
生甲:正电荷为什么能够聚集在正极,负电荷为什么聚集在负极?
生乙:聚集在负极的负电荷为什么不经导电物质移向正极?
二、活动Ⅱ:提出设想,构建电源模型
师:这个问题提得相当好!为什么呢?同学们自己说说。
……
生:可能是电源内部存在一种力,不让聚集在负极的负电荷经内部的导电物质移向正极。
师:如果这种猜测是正确的话,这种力会不会是静电力?为什么?
生:不会。因为静电力是使聚集在负极的负电荷经电池内部的导电物质由负极移向正极。
师:很好。我们知道物体通常呈电中性,大家想过没有?为什么正电荷向电源正极聚集,负电荷向电源负极聚集?
……
生:是非静电力作用的结果。
师:对!现在,我们进一步来讨论这样的问题:把带有等量、异号电荷的平行板电容器用导线连接起来,导线中有瞬时电流。要保持导线中有持续的恒定电流,必须怎么办?
生:为了使导线中有持续的电流,必须使两极板间总存在恒定的电压。
师:这时平行板电容器内部场强是否改变?
生:不变。
师:如何保持平行板电容器内部场强不变?就需要……
生:保持两极板所带电量不变。
师:如何保持两极板所带电量不变呢?
生:自然是把经过导线移至另一极的电荷重新“捉”回来,也就是要使从负极经过导线移至正极的等量电子再回到负极。
师:从负极经过导线移至正极的电子再回到负极的路径是在平行板之间还是在平行板的外部?
生:内部。
师:靠什么力?
生:非静电力。
师:通过刚才的讨论,我们知道:如果能使平行板电容器负极经过导线移至正极的等量电子经平行板之间再回到负极,那么平行板之间就必须存在一种非静电力。如果平行板之间存在那么一种非静电力,那么这样的“平行板电容器”就是什么?
生:电源。
活动Ⅲ:归纳总结电源的特性
师:作为电源,必须具备什么条件?
生:内部必须存在非静电力。
师:电源内部的非静电力作用于电荷,将产生什么效果?请大家讨论一下,然后回答。
生:由于非静电力总是不停地把正电荷由电源负极移至正极,或者把负电荷由电源正极移至负极,电源正极将聚集着正电荷,负极聚集着负电荷,在电源内部形成电场。
师:如果电源没有接入外电路呢?
生:在非静电力作用下,正电荷向电源正极移动,负电荷向电源负极移动,电源正负两极电荷量将逐渐增多,两极间电场将逐渐增强。
师:电源两极间电场能否无限增强?为什么?
生:不能。因为,电源两极之间形成了电场,电荷在移动过程中还要受到阻碍它运动的电场力作用,且阻碍它运动的电场力将逐渐增大。最终非静电力和静电力平衡,两极间电场的场强也就保持不变了。
师:现在大家是否知道不同种类的电源,没有接入电路时,用电压表测得的两极间电压不等的原因了?认真思考、讨论,然后回答。
……
生:由于不同种类的电源内部非静电力的大小不同,两极间电场的场强也就不同。所以不同种类的电源两极间电压不等。
师:相当好!请同学们再用能量的观点讨论、说明电源的特性。
……
生:非静电力使正电荷由电源负极移至正极,对电荷做正功;电荷在移动过程中受电场力阻碍作用,要克服电场力做功。非静电力做功使其他形式的能转化为电能。从能的转化观点看来,电源就是把其他形式的能转化为电能的装置。
师:不同的电源把其他形式的能转化为电能的本领相同吗?为什么?
生:不同。因为对不同的电源来说,非静电力一般不同,它把同样多的正电荷从负极移至正极所做的功,一般是不同的。在移送电量相等的情况下,非静电力做的功越多,电源把其他形式的能转化为电能的本领也就越大。
活动Ⅳ:寻找论据,深入探究电源的特性
师:电动势就是表征电源把其他形式的能转化为电能的这种本领的物理量。课后,请同学们查阅有关电源资料,弄清如下几个问题:①常见的有几种电源?内部靠什么作用使得电源正极集聚着正电荷负极集聚着负电荷?②常见电源分别将什么形式的能量转化为电能?③什么是电源的电动势?④电源的电动势为什么等于电源没有接入电路时两极间的电压?
【表达交流】
在弄清上述问题的基础上,结合课堂上的讨论,写一篇小论文,题为《电源的特性》。
点评:
电动势的概念是掌握闭合电路欧姆定律的基础和关键,是高中物理电学部分难以理解的概念之一。电动势概念成为教学难点的原因:从电动势概念的本身来看,电动势概念十分抽象,建立电动势概念涉及到的其他概念多,关系复杂。例如非静电力、静电力、非静电力做功、克服非静电力做功、能量转化、动态平衡等等,很容易造成学生思路混乱。从学生这方面看,大多数中学生的抽象思维能力还比较低,对于电池、蓄电池的化学作用和发电机的电磁作用,在学习电动势这一概念时,学生认识还不多,知识储备不够。另外,学生对电源的感性认识也十分匮乏,虽然经常接触干电池等电源,但是对电源的感知仅限于外观。鉴于以上原因,十多年以来,中学物理课本都没有阐述清电动势的物理意义,更没有建立电动势的概念,这给学生掌握闭合电路欧姆定律造成了重大障碍。这节课采用探究教学,让学生动手,解剖电池,丰富学生的感性认识,培养学生的实践能力;启迪学生思维,培养提出问题、解决问题能力;在较短的时间内,学生自主进行了大量的思维活动,明确了电动势的物理意义;将对电源的特性的进一步探究,以建立电动势确切、科学的概念延伸到课外,既能使学生较深入地理解电动势的概念,又没有冲淡教学重点。这种课内外相结合探究同一问题的做法,在探究教学上具有一定的创新。(点评者:吴吉成)
文章来源:http://m.jab88.com/j/12924.html
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