一名优秀的教师就要对每一课堂负责,教师在教学前就要准备好教案,做好充分的准备。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境,使教师有一个简单易懂的教学思路。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢?小编经过搜集和处理,为您提供电动势,供大家借鉴和使用,希望大家分享!
2.2电动势
课前预习学案
一、学习目标
(一)知识与技能
1.理解电动势的的概念及定义式。
2.知道电动势是表征电源特性的物理量。
3.从能量转化的角度理解电动势的物理意义。
(二)过程与方法
通过类比和分析电源的作用和电源电动势理解电源内部非静电做功。
(三)情感态度与价值观
通过对电源、电动势的学习培养将物理知识应用于生活的生产实践的意识,探究日常生活有关的物理学问题。
【预习自学】
1、在外电路中,正电荷由电源_____的极流向______极,在电源的内部靠“非静电力”把静电荷从______极搬运到_______极。
2、电源是通过非静电力做功把______能转化为______的装置。
3、电动势是用来表示______把其他形式的能转化为_____本领的物理量。用E来表示,定义式为__________,其单位是______。
4、电动势由电源中_______决定,跟电源的体积______,跟外电路_______。
5、电源的重要参数有______、_______、等。
课内探究学案
【合作探究】
〖问题〗1.在金属导体中电流的形成是什么?(自由电子)
2.在外电路中电流的方向?(从电源的正极流向负极)
3.电源是靠什么能力把负极的正电荷不断的搬运到正极以维持外电路中恒定的电流?
利用右图来类比,理解电路中的能量问题。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。两者相比,重力相当于电场力,重力做功相当于电场力做功,重力势能相当于电势能,抽水机相当于电源。
1.电源(更深层的含义)
(1)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。
(2)非静电力在电源中所起的作用:是把正电荷由负极搬运到正极,同时在该过程中非静电力做功,将其他形式的能转化为电势能。
〖注意〗在不同的电源中,是不同形式的能量转化为电能。
再与抽水机类比说明:在不同的电源中非静电力做功的本领不同。
2.电动势
(1)定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。
(2)定义式:E=W/q
(3)单位:伏(V)
(4)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。
〖注意〗:①电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
3.电源(池)的几个重要参数
①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。
②内阻(r):电源内部的电阻。
③容量:电池放电时能输出的总电荷量。其单位是:Ah,mAh.
〖注意〗:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。
【实例分析】
〖例1〗下列关于电源的说法,正确的是()
A.电源向外提供的电能越多,表示电动势越大。
B.电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时,非静电力所做的功
C.电源的电动势与外电路有关,外电路电阻越大,电动势就越大
D.电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大
答案BD
〖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?
【课堂训练】
1、关于电动势,下列说法正确的是()
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移送到正极的电荷量越多
2、下列说法正确的是()
A.电源外部存在着由正极指向负极的电场,内部存在着由负极指向正极的电场.
B.在电源的外部负电荷靠电场力由电源的正极流向负极.
C.在电源的内部正电荷靠非静电力由电源的负极流向正极.
D.在电池中是化学能转化为电势能.
3、关于电源的说法,正确的是()
A.电源向外提供的电能越多,表明电动势越大
B.电动势表示电源将单位正电荷从负极移到正极时,非静电力做的功
C.在电源内部从正极到负极电势逐渐提高
D.在电源外部从正极到负极电势逐渐提高
4、电源电动势的大小反映的是()
A.电源把电能转化成其他形式的能的本领的大小
B.电源把其他形式的能转化为电能的本领的大小
C.电源单位时间内传送电荷量的多少
D.电流做功的快慢.
5、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
作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,教师要准备好教案,这是教师的任务之一。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,帮助教师掌握上课时的教学节奏。您知道教案应该要怎么下笔吗?下面的内容是小编为大家整理的感生电动势和动生电动势,希望对您的工作和生活有所帮助。
[学习目标]
1.知道感生电动势和动生电动势
2.理解感生电动势和动生电动势的产生机理
[自主学习]
1.英国物理学家麦克斯韦认为,变化的磁场会在空间激发一种电场,这种电场叫
做电场;有这种电场产生的电动势叫做,该电场的方向可以由右手定则来判定。
2.由于导体运动而产生的感应电动势称为。
[典型例题]
例1如图1所示,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD,在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻,一根质量为m的金属棒ab,垂直导轨放置,导轨和金属棒的电阻不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为,若用恒力F沿水平向右拉导体棒运动,求金属棒的最大速度。
例2如图2所示,线圈内有理想的磁场边界,当磁感应强度均匀增加时,有一带电量为q,质量为m的粒子静止于水平放置的平行板电容器中间,则此粒子带,若线圈的匝数为n,线圈面积为S,平行板电容器的板间距离为d,则磁感应强度的变化率为。
[针对训练]
1.通电直导线与闭合线框彼此绝缘,它们处在同一平面内,导线位置与线框对称轴重合,为了使线框中产生如图3所示的感应电流,可采取的措施是:
(A)减小直导线中的电流
(B)线框以直导线为轴逆时针转动(从上往下看)
(C)线框向右平动(D)线框向左平动
2.一导体棒长l=40cm,在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中做切割磁感线运动,运动的速度v=5.0m/s,导体棒与磁场垂直,若速度方向与磁感线方向夹角β=30°,则导体棒中感应电动势的大小为V,此导体棒在做切割磁感线运动时,若速度大小不变,可能产生的最大感应电动势为V
3.一个N匝圆线圈,放在磁感强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感强度方向成30°角,磁感强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变,下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是:
(A)将线圈匝数增加一倍(B)将线圈面积增加一倍
(C)将线圈半径增加一倍(D)适当改变线圈的取向
4.如图4所示,四边完全相同的正方形线圈置于一有界匀强磁场中,磁场垂直线圈平面,磁场边界与对应的线圈边平行,今在线圈平面内分别以大小相等,方向与正方形各边垂直的速度,沿四个不同的方向把线圈拉出场区,则能使a、b两点电势差的值最大的是:
(A)向上拉(B)向下拉
(C)向左拉(D)向右拉
5.如图5所示,导线MN可无摩擦地沿竖直的长直导轨滑动,导线位于水平方向的匀强磁场中,回路电阻R,将MN由静止开始释放后的一小段时间内,MN运动的加速度可能是:
(A).保持不变(B)逐渐减小(C)逐渐增大(D)无法确定
6.在水平面上有一固定的U形金属框架,框架上置一金属杆ab,如图所示(纸面即水平面),在垂直纸面方向有一匀强磁场,则:
(A)若磁场方向垂直纸面向外并增长时,杆ab将向右移动
(B)若磁场方向垂直纸面向外并减少时,杆ab将向左移动
(C)若磁场方向垂直纸面向里并增长时,杆ab将向右移动
(D)若磁场方向垂直纸面向里并减少时,杆ab将向右移
7.如图7所示,圆形线圈开口处接有一个平行板电容器,圆形线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中,要使电容器所带电量增加一倍,正确的做法是:
(A)使电容器两极板间距离变为原来的一半
(B)使线圈半径增加一倍
(C)使磁感强度的变化率增加一倍
(D)改变线圈平面与磁场方向的夹角
[能力训练]
1.有一铜块,重量为G,密度为D,电阻率为ρ,把它拉制成截面半径为r的长导线,再用它做成一半径为R的圆形回路(R>>r).现加一个方向垂直回路平面的匀强磁场,磁感强度B的大小变化均匀,则
(A)感应电流大小与导线粗细成正比
(B)感应电流大小与回路半径R成正比
(C)感应电流大小与回路半径R的平方成正比
(D)感应电流大小和R、r都无关
2.在图8中,闭合矩形线框abcd,电阻为R,位于磁感应强度为B的匀强磁场中,ad边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab、ad边长分别用L1、L2表示,若把线圈沿v方向匀速拉出磁场所用时间为△t,则通过线框导线截面的电量是:
(A)(B)(C)(D)BL1L2
3.如图9所示,矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向与线框平面垂直,当线框向右匀速平动时,以下说法正确的是()
(A)穿过线框的磁通量不变化,MN间无电势差
(B)MN这段导体做切割磁感线运动,MN间有电势差
(C)MN间有电势差,所以电压表有读数
(D)因为无电流通过电压表,所以电压表无读数
4.在磁感应强度为B,方向如图10所示的匀强磁场中,金属杆PQ在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,PQ中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其它条件不变,所产生的感应电动势大小变为E2,则E1与E2之比及通过电阻R的感应电流方向为:
(A)2:1,b→a(B)1:2,b→a
(C)2:1,a→b(D)1:2,a→b
5.如图11所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的下方,当通电直导线中电流I增大时,圆环的面积S和橡皮绳的长度L将
(A)S减小,L变长(B)S减小,L变短
(C)S增大,L变长(D)S增大,L变短
6.A、B两个闭合电路,穿过A电路的磁通量由O增加到3×103Wb,穿过B电路的磁通量由5×103Wb增加到6×103Wb。则两个电路中产生的感应电动势EA和EB的关系是:
(A)EA>EB(B)EA=EB(C)EA<EB(D)无法确定
7.如图12所示。在有明显边界PQ的匀强磁场外有一个与磁场垂直的正方形闭合线框。一个平行线框的力将此线框匀速地拉进磁场。设第一次速度为v,第二次速度为2v,则两次拉力大小之比为F1:F2=____,拉力做的功之比为W1:W2=____,拉力功率之比为P1:P2=____,流过导线横截面的电量之比为
Q1:Q2=____
8.如图13所示,水平桌面上固定一个无电阻的光滑导轨,导轨左端有一个R=0.08欧的电阻相连,轨距d=50厘米。金属杆ab的质量m=0.1千克,电阻r=0.02欧,横跨导轨。磁感应强度B=0.2特的匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用水平力F=0.1牛拉ab向右运动,杆ab匀速前进时速度大小为________米/秒;此时电路中消耗的电功率为________瓦,突然撤消外力F后,电阻R上还能产生的热量为____焦。
9.如图14所示,M与N为两块正对的平行金属板,匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度为B。ab是可以紧贴平板边缘滑动的金属棒,能以v1速度匀速向左或向右滑动。现有一个电子以v2速度自左向右飞入两块板中间,方向与板平行与磁场垂直。为使电子在两板间做匀速直线运动,则
v1的方向应如何?v1、v2的关系如何?
10.如图15所示,矩形线圈abcd共有n匝,ab边长为L1,bc边长为L2,置于垂直穿过它的均匀变化的匀强磁场中。平行正对放置的两块金属板M和N,长为L,间距为h。今有一束带电量为q、质量为m的离子流从两板中央平行于板的方向以初速v0飞入板间,要使这些离子恰好能从两板边缘射出,求:①线圈abcd中磁感应强度的变化率如何?②两板间的电场对每一个离子做多少功?
[学后反思]_______________________________________________________
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经验告诉我们,成功是留给有准备的人。作为高中教师就要早早地准备好适合的教案课件。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。高中教案的内容具体要怎样写呢?以下是小编收集整理的“§4.4感生电动势和动生电动势”,仅供参考,欢迎大家阅读。
§4.4感生电动势和动生电动势
[学习目标]
1.知道感生电动势和动生电动势
2.理解感生电动势和动生电动势的产生机理
[自主学习]
1.英国物理学家麦克斯韦认为,变化的磁场会在空间激发一种电场,这种电场叫
做电场;有这种电场产生的电动势叫做,该电场的方向可以由右手定则来判定。
2.由于导体运动而产生的感应电动势称为。
[典型例题]
例1如图1所示,在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,有两根水平放置且足够长的平行金属导轨AB、CD,在导轨的AC端连接一阻值为R的电阻,一根质量为m的金属棒ab,垂直导轨放置,导轨和金属棒的电阻不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数为,若用恒力F沿水平向右拉导体棒运动,求金属棒的最大速度。
分析:金属棒向右运动切割磁感线,产生动生电动势,由右手定则知,棒中有ab方向的电流;再由左手定则,安培力向左,导体棒受到的合力减小,向右做加速度逐渐减小的加速运动;当安培力与摩擦力的合力增大到大小等于拉力F时,加速度减小到零,速度达到最大,此后匀速运动,所以,,
例2如图2所示,线圈内有理想的磁场边界,当磁感应强度均匀增加时,有一带电量为q,质量为m的粒子静止于水平放置的平行板电容器中间,则此粒子带,若线圈的匝数为n,线圈面积为S,平行板电容器的板间距离为d,则磁感应强度的变化率为。
分析:线圈所在处的磁感应强度增加,发生变化,线圈中有感生电动势;由法拉第电磁感应定律得,,再由楞次定律线圈中感应电流沿逆时针方向,所以,板间的电场强度方向向上。带电粒子在两板间平衡,电场力与重力大小相等方向相反,电场力竖直向上,所以粒子带正电。
[针对训练]
1.通电直导线与闭合线框彼此绝缘,它们处在同一平面内,导线位置与线框对称轴重合,为了使线框中产生如图3所示的感应电流,可采取的措施是:
(A)减小直导线中的电流
(B)线框以直导线为轴逆时针转动(从上往下看)
(C)线框向右平动(D)线框向左平动
2.一导体棒长l=40cm,在磁感强度B=0.1T的匀强磁场中做切割磁感线运动,运动的速度v=5.0m/s,导体棒与磁场垂直,若速度方向与磁感线方向夹角β=30°,则导体棒中感应电动势的大小为V,此导体棒在做切割磁感线运动时,若速度大小不变,可能产生的最大感应电动势为V
3.一个N匝圆线圈,放在磁感强度为B的匀强磁场中,线圈平面跟磁感强度方向成30°角,磁感强度随时间均匀变化,线圈导线规格不变,下列方法中可使线圈中感应电流增加一倍的是:
(A)将线圈匝数增加一倍(B)将线圈面积增加一倍
(C)将线圈半径增加一倍(D)适当改变线圈的取向
4.如图4所示,四边完全相同的正方形线圈置于一有界匀强磁场中,磁场垂直线圈平面,磁场边界与对应的线圈边平行,今在线圈平面内分别以大小相等,方向与正方形各边垂直的速度,沿四个不同的方向把线圈拉出场区,则能使a、b两点电势差的值最大的是:
(A)向上拉(B)向下拉
(C)向左拉(D)向右拉
5.如图5所示,导线MN可无摩擦地沿竖直的长直导轨滑动,导线位于水平方向的匀强磁场中,回路电阻R,将MN由静止开始释放后的一小段时间内,MN运动的加速度可能是:
(A).保持不变(B)逐渐减小(C)逐渐增大(D)无法确定
6.在水平面上有一固定的U形金属框架,框架上置一金属杆ab,如图所示(纸面即水平面),在垂直纸面方向有一匀强磁场,则:
(A)若磁场方向垂直纸面向外并增长时,杆ab将向右移动
(B)若磁场方向垂直纸面向外并减少时,杆ab将向左移动
(C)若磁场方向垂直纸面向里并增长时,杆ab将向右移动
(D)若磁场方向垂直纸面向里并减少时,杆ab将向右移
7.如图7所示,圆形线圈开口处接有一个平行板电容器,圆形线圈垂直放在随时间均匀变化的匀强磁场中,要使电容器所带电量增加一倍,正确的做法是:
(A)使电容器两极板间距离变为原来的一半
(B)使线圈半径增加一倍
(C)使磁感强度的变化率增加一倍
(D)改变线圈平面与磁场方向的夹角
[能力训练]
1.有一铜块,重量为G,密度为D,电阻率为ρ,把它拉制成截面半径为r的长导线,再用它做成一半径为R的圆形回路(R>>r).现加一个方向垂直回路平面的匀强磁场,磁感强度B的大小变化均匀,则
(A)感应电流大小与导线粗细成正比
(B)感应电流大小与回路半径R成正比
(C)感应电流大小与回路半径R的平方成正比
(D)感应电流大小和R、r都无关
2.在图8中,闭合矩形线框abcd,电阻为R,位于磁感应强度为B的匀强磁场中,ad边位于磁场边缘,线框平面与磁场垂直,ab、ad边长分别用L1、L2表示,若把线圈沿v方向匀速拉出磁场所用时间为△t,则通过线框导线截面的电量是:
(A)(B)(C)(D)BL1L2
3.如图9所示,矩形线框abcd的ad和bc的中点M、N之间连接一电压表,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向与线框平面垂直,当线框向右匀速平动时,以下说法正确的是()
(A)穿过线框的磁通量不变化,MN间无电势差
(B)MN这段导体做切割磁感线运动,MN间有电势差
(C)MN间有电势差,所以电压表有读数
(D)因为无电流通过电压表,所以电压表无读数
4.在磁感应强度为B,方向如图10所示的匀强磁场中,金属杆PQ在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动,PQ中产生的感应电动势为E1;若磁感应强度增为2B,其它条件不变,所产生的感应电动势大小变为E2,则E1与E2之比及通过电阻R的感应电流方向为:
(A)2:1,b→a(B)1:2,b→a
(C)2:1,a→b(D)1:2,a→b
5.如图11所示,一个有弹性的金属圆环被一根橡皮绳吊于通电直导线的下方,当通电直导线中电流I增大时,圆环的面积S和橡皮绳的长度L将
(A)S减小,L变长(B)S减小,L变短
(C)S增大,L变长(D)S增大,L变短
6.A、B两个闭合电路,穿过A电路的磁通量由O增加到3×103Wb,穿过B电路的磁通量由5×103Wb增加到6×103Wb。则两个电路中产生的感应电动势EA和EB的关系是:
(A)EA>EB(B)EA=EB(C)EA<EB(D)无法确定
7.如图12所示。在有明显边界PQ的匀强磁场外有一个与磁场垂直的正方形闭合线框。一个平行线框的力将此线框匀速地拉进磁场。设第一次速度为v,第二次速度为2v,则两次拉力大小之比为F1:F2=____,拉力做的功之比为W1:W2=____,拉力功率之比为P1:P2=____,流过导线横截面的电量之比为
Q1:Q2=____
8.如图13所示,水平桌面上固定一个无电阻的光滑导轨,导轨左端有一个R=0.08欧的电阻相连,轨距d=50厘米。金属杆ab的质量m=0.1千克,电阻r=0.02欧,横跨导轨。磁感应强度B=0.2特的匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用水平力F=0.1牛拉ab向右运动,杆ab匀速前进时速度大小为________米/秒;此时电路中消耗的电功率为________瓦,突然撤消外力F后,电阻R上还能产生的热量为____焦。
9.如图14所示,M与N为两块正对的平行金属板,匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度为B。ab是可以紧贴平板边缘滑动的金属棒,能以v1速度匀速向左或向右滑动。现有一个电子以v2速度自左向右飞入两块板中间,方向与板平行与磁场垂直。为使电子在两板间做匀速直线运动,则
v1的方向应如何?v1、v2的关系如何?
10.如图15所示,矩形线圈abcd共有n匝,ab边长为L1,bc边长为L2,置于垂直穿过它的均匀变化的匀强磁场中。平行正对放置的两块金属板M和N,长为L,间距为h。今有一束带电量为q、质量为m的离子流从两板中央平行于板的方向以初速v0飞入板间,要使这些离子恰好能从两板边缘射出,求:①线圈abcd中磁感应强度的变化率如何?②两板间的电场对每一个离子做多少功?
[学后反思]_______________________________________________________
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参考答案
自主学习1.感生电场感生电动势2.动生电动势
针对训练1.D2.0.10.23.D4.B5.B6.D7.AC
能力训练1.D2.B3.BD4.D5.A6.D7.1:21:2
4:11:18.1m/s0.1W0.04J9.
10.
高中物理课堂教学教案
2.2电动势
年月日
课题
§2.2电动势
课型
新授课(课时)
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、难点
电动势的概念,对电动势的定义式的应用。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
教学手段
各种型号的电池,手摇发电机,多媒体辅助教学设备
教学活动(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)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,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。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,从而构建他们自己的知识框架。(四)实例探究
☆对电源电动势的理解
【例1】下列关于电源的说法,正确的是()
A.电源向外提供的电能越多,表示电动势越大。
B.电动势在数值上等于电源将单位正电荷从负极移送到正极时,非静电力所做的功
C.电源的电动势与外电路有关,外电路电阻越大,电动势就越大
D.电动势越大的电源,将其他形式的能转化为电能的本领越大
分析电源向外提供的电能除与电动势有关外,还与输出的电流、通电的时间有关。所以电源向外提供的电能多,并不意味着电源的电动势一定大。譬如,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,
由电动势的定义式得电源消耗的化学能分别为
J
J
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,电源本领越大。故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领更大。
学生活动
作业
1、课下阅读课本第44页阅读材料《生活中的电池》2、课下阅读课本第45页“做一做”,各学习小组对常用可充电电池进行调查,形成书面材料,同学之间进行交流。3、完成P46“问题与练习”第1、2、3题。
板书设计
教学后记
文章来源:http://m.jab88.com/j/46060.html
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