高二下学期物理教案(通用21篇)
作为一名为他人授业解惑的教育工作者,时常需要用到教案,通过教案准备可以更好地根据具体情况对教学进程做适当的必要的调整。来参考自己需要的教案吧!以下是小编为大家收集的高二下学期物理教案,希望对大家有所帮助。
高二下学期物理教案 1
一、教材分析
1.教材内容分析:
“多用电表”是人教版高中物理选修3-1第二章第八节的内容,它是电流表、电压表改装学完后,研究欧姆表的改装问题,又是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用,学生通过本节课的学习,既能巩固电学问题的分析思路,加深对闭合电路欧姆定律的理解,激发学生的学习兴趣,培养学生合作、探究、交流能力,具有很重要的实际意义。
2.教学重点:欧姆表和单量程多用电表的制作原理。
3.教学难点:理解欧姆表和单量程多用电表的制作原理。
4.教材的处理:
本单元内容可分两节可来处理,本节为第一课时,主要是探究电流表改装成欧姆表、多用电表的原理。
第二课时为学生实验课,练习使用多用电表及相关练习巩固。
二、学情分析:
1.知识基础分析:
①掌握了闭合电路欧姆定律,并已熟练掌握了电路串并联的规律,会利用该定律列式求解相关问题。
②掌握了电流表改装成大量程电流表和电压表的原理和刻度方法。
2.学习能力分析:
①学生的观察、分析能力不断提高,具备初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。
②具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。
三、教学目标:
1.知识与技能
①能利用闭合电路欧姆定律的方法测量电阻的阻值。
②理解并掌握欧姆表及单量程多用电表的制作原理,知道简单的双量程多用电表。
2.过程与方法
①通过对欧姆表原理的分析,提高学生综合应用知识解决问题的能力。
②通过探究、合作,培养学生的创造性思维,提高思辨、表达、交流能力。
3.情感态度与价值观
①培养学生热爱科学,探究物理的兴趣。
②培养学生合作探究、善于发现、勇于创新的精神。
四、教学资源
PPT课件、探究学案、指针式多用电表、数字式多用电表
五、教学流程图
学生
给出各种器材
设计实验方案
教师
提出问题:如何利用电流表表头测电阻?
评价方案,选择方案?
设置问题,引导学生进一步探究
欧姆表的原理
改进方案,引导发现本质规律
出示电流表、电压表、欧姆表电路图
单量程多用电表
双量程多用电表
课堂总结交流
分析组合,设计简单的电路图
六、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
提出问题
我们已经学习过把电流表表头改装成电压表和量程较大的电流表的原理,能利用电流表表头测电阻吗?
探究一:利用电流表表头测电阻
1.给出器材
待测电阻R__
电源:E=2V,r=0.5Ω
电流表A:Ig=10mA,rg=9.5Ω
电压表V:量程3V,内阻约3kΩ
变阻箱R0:0~9999Ω
滑动变阻器R:0~1000Ω
电键、导线若干
若还需其他器材,可自选
2.指导学生进行设计(电流表表头与其他元件进行组合)
3.评价方案
教师:如果能从表盘上直接读出所测电阻值就好了,请选择其中一个方案。或者你有更好的设计吗?
设计利用表头测电阻的方案,画出电路图。
学生代表板书设计方案
学生分析比较几个方案,从中选出方案或提出更好的方案。
通过开放性的实验设计,培养学生发散性思维。同时给学生提供一个合理的思维空间,便于课堂的`教学生成。
探究二:利用表头直接测电阻
1.出示电流表表头刻度盘。给出相关数据E=2V,r=0.5Ω;Ig=10mA,rg=9.5Ω;(以R0=390Ω为例),引导学生进行表头刻度改装。
2.对刻度情况进行分析,引导学生发现不足之处,进一步完善方案
3.提出下列问题,引导学生进一步探究
若电流表内阻rg未知,怎样可使10mA处表示所测电阻值为0?
4.再提出问题,引导学生进一步探究,发现本质规律。
若将变阻箱换为滑动变阻器R,还可使10mA处表示所测电阻值为0吗?
根据闭合电路欧姆定律,结合具体数据,分组进行计算,改装表头刻度。
学生发现刻度与R0的取值有关。取R0=190Ω,可充分利用刻度盘。
学生发现电流表内阻rg未知,可进行测量,再调节R0,可实现,满偏电流处表示电阻为0,同时也发现,总内阻不变。
学生发现只要将A、B接线柱短接,调节滑动变阻器R,使指针满偏即可实现满偏电流处表示电阻为0,无须知道各元件电阻为多少。
通过层层递进的几个问题,引发学生积极的参与思考。促成学生有效的生成。根据学生课堂表现随时调整引导思路。
欧姆表原理
1.出示改进后欧姆表原理图,结合探究过程,讲解欧姆表的原理;欧姆调零的目的和作用;中值电阻的决定因素;刻度盘的特点。
2.原理:
3.刻度:
(1)AB短接,调节R使得指针满偏(欧姆调零)。
目的是什么?或有什么作用?
原理:
(2)指针指在中间刻度处,所测电阻值是多少?
把此电阻称为中值电阻,中值电阻的大小跟哪些因素有关?
(3)欧姆表刻度的特点:
学生深化理解欧姆表原理等相关内容,把握欧姆表的本质规律。
最大限度利用表盘刻度
由电源电动势和表头满偏电流决定
左大右小;左密右疏
学生设计电路图
通过分析,体会等效思想
从特殊到一般,归纳总结,探寻本质规律
探究三:简单的单量程多用表
1.出示电流表、欧姆表、电压表的原理图
要求学生组合成简单的多用电表,注意电源与表头的连接。
2.引导分析电路结构
将已经掌握的知识进行综合,实现创造。
体会等效的思想
简单的双量程多用表
出示双量程多用电表电路图,引导学生分析各挡功能,分析各档功能,比较量程大小
认识多用电表
利用多用电表实物图介绍其功能,简单强调欧姆表使用的注意点。
为下一节实验课做准备
交流评价
通过这一节课的学习,你学到了什么知识?什么方法?还有什么疑问?
学生总结交流
总结课堂内容,培养学生表达及概括总结能力。
作业布置
重新思考第八节课本内容,完成课后问题与练习1、3题
若有问题相互交流
带着问题为下节课做准备
高二下学期物理教案 2
教学目标
知识目标
(1)通过演示实验认识加速度与质量和和合外力的定量关系;
(2)会用准确的文字叙述牛顿第二定律并掌握其数学表达式;
(3)通过加速度与质量和和合外力的定量关系,深刻理解力是产生加速度的原因这一规律;
(4)认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系,认识加速度与和外力间的瞬时对应关系;
(5)能初步运用运动学和牛顿第二定律的知识解决有关动力学问题.
能力目标
通过演示实验及数据处理,培养学生观察、分析、归纳总结的能力;通过实际问题的处理,培养良好的书面表达能力.
情感目标
培养认真的科学态度,严谨、有序的思维习惯.
教学建议
教材分析
1、通过演示实验,利用控制变量的方法研究力、质量和加速度三者间的关系:在质量不变的前题下,讨论力和加速度的关系;在力不变的前题下,讨论质量和加速度的关系.
2、利用实验结论总结出牛顿第二定律:规定了合适的力的单位后,牛顿第二定律的表达式从比例式变为等式.
3、进一步讨论牛顿第二定律的确切含义:公式中的表示的是物体所受的合外力,而不是其中某一个或某几个力;公式中的和均为矢量,且二者方向始终相同,所以牛顿第二定律具有矢量性;物体在某时刻的加速度由合外力决定,加速度将随着合外力的变化而变化,这就是牛顿第二定律的瞬时性.
教法建议
1、要确保做好演示实验,在实验中要注意交代清楚两件事:只有在砝码质量远远小于小车质量的前题下,小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力(根据学生的实际情况决定是否证明);实验中使用了替代法,即通过比较小车的位移来反映小车加速度的大小.
2、通过典型例题让学生理解牛顿第二定律的确切含义.
3、让学生利用学过的重力加速度和牛顿第二定律,让学生重新认识出中所给公式.
教学设计示例
教学重点:牛顿第二定律
教学难点:对牛顿第二定律的理解
示例:
一、加速度、力和质量的关系
介绍研究方法(控制变量法):先研究在质量不变的前题下,讨论力和加速度的关系;再研究在力不变的前题下,讨论质量和加速度的关系.介绍实验装置及实验条件的保证:在砝码质量远远小于小车质量的条件下,小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力.介绍数据处理方法(替代法):根据公式可知,在相同时间内,物体产生加速度之比等于位移之比.
以上内容可根据学生情况,让学生充分参与讨论.本节书涉及到的演示实验也可利用气垫导轨和计算机,变为定量实验.
1、加速度和力的关系
做演示实验并得出结论:小车质量相同时,小车产生的.加速度与作用在小车上的力成正比,即,且方向与方向相同.
2、加速度和质量的关系
做演示实验并得出结论:在相同的力F的作用下,小车产生的加速度与小车的质量成正比,即.
二、牛顿第二运动定律(加速度定律)
1、实验结论:物体的加速度根作用力成正比,跟物体的质量成反比.加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同.即,或.
2、力的单位的规定:若规定:使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N.则公式中的=1.(这一点学生不易理解)
3、牛顿第二定律:
物体的加速度根作用力成正比,跟物体的质量成反比.加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同.
数学表达式为:.或
4、对牛顿第二定律的理解:
(1)公式中的是指物体所受的合外力.
举例:物体在水平拉力作用下在水平面上加速运动,使物体产生加速度的合外力是物体
所受4个力的合力,即拉力和摩擦力的合力.(在桌面上推粉笔盒)
(2)矢量性:公式中的和均为矢量,且二者方向始终相同.由此在处理问题时,由合外力的方向可以确定加速度方向;反之,由加速度方向可以找到合外力的方向.
(3)瞬时性:物体在某时刻的加速度由合外力决定,加速度将随着合外力的变化而变化.
举例:静止物体启动时,速度为零,但合外力不为零,所以物体具有加速度.
汽车在平直马路上行驶,其加速度由牵引力和摩擦力的合力提供;当刹车时,牵引力突然消失,则汽车此时的加速度仅由摩擦力提供.可以看出前后两种情况合外力方向相反,对应车的加速度方向也相反.
(4)力和运动关系小结:
物体所受的合外力决定物体产生的加速度:
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同——→物体做匀加速直线运动
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反——→物体做匀减速直线运动
以上小结教师要带着学生进行,同时可以让学生考虑是否还有其它情况,应满足什么条件.
探究活动
题目:验证牛顿第二定律
组织:2-3人小组
方式:开放实验室,学生实验.
评价:锻炼学生的实验设计和操作能力.
高二下学期物理教案 3
一 、目标
1、知道什么是反冲运动,能举出几个反冲运动的实例;
2、知道火箭的飞行原理和主要用途。
二、重点
1、知道什么是反冲。
2、应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。
三、难点
如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。
四、教学过程
1.引入新课
演示:拿一个气球,给它充足气,然后松手,观察现象。
描述现象:释放气球后,气球内的气体向后喷出,气球向相反的方向飞出。
在日常生活中,类似于气球这样的运动很多,本节课我们就来研究这种。
2.教学过程
(一) 反冲运动 火箭
1、教师分析气球所做的运动
给气球内吹足气,捏紧出气孔,此时气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态。松开出气孔时,气球中的气体向后喷出,气体具有能量,此时气体和气球之间产生相互作用,气球就向前冲出。
2、学生举例:你能举出哪些物体的运动类似于气球所作的运动?
学生:节日燃放的礼花。喷气式飞机。反击式水轮机。火箭等做的运动。
3、同学们慨括一下上述运动的特点,教师结合学生的叙述总结得到:
某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体,气体或弹弹射出一个小物体,从而使物体本身获得一反向速度的现象,叫反冲运动
4、分析气球。火箭等所做的反冲运动,得到:
在反冲现象中,系统所做的合外力一般不为零;
但是反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况,可以认为反冲运动中系统动量守恒。
(二)学生用自己的装置演示反冲运动。
1、学生做准备:拿出自己的在课下所做的反冲运动演示装置。
2、学生代表介绍实验装置,并演示。
学生甲:
装置:在玻璃板上放一辆小车,
小车上用透明胶带粘中一块浸有酒
精的棉花。
实验做法:点燃浸有酒精的`棉
花,管中的酒精蒸气将橡皮塞冲出,同时看到小车沿相反方向运动。
学生乙:
装置:到二个空摩丝瓶,在它们的底部用大号缝衣针各钻一个小洞,这样做成二个简易的火箭筒,在右图中的铁支架的立柱端装上顶轴,在放置臂的两侧各装一只箭筒,再把旋转系统放在顶轴上,往火箭筒内各注入约4mL的酒精,并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。点燃酒精棉球,片刻火箭筒内的酒精蒸气从尾孔中喷出,并被点燃,这时可以看到火箭旋转起来。
学生丙:用可乐瓶做一个水火箭,是用一段吸管和透明胶带在瓶上固定一个导向管,瓶口塞 一橡皮塞,在橡皮塞上钻一孔,在塞上固定一只自行车车胎上的进气阀门,并在气门芯内装上小橡皮管,在瓶中先注入约1/3体积的水,用橡皮塞把瓶口塞严,将尼龙线穿过可乐瓶上的导向管,使线的一端拴在门的上框上,另一端拴在板凳腿上,要使线拉直,将瓶的进气阀与打气筒相接,向筒内打气到一定程度时,瓶塞脱开,水从瓶口喷出,瓶向反方向飞去。
过渡引言:同学们通过自己设计的实验装置得到并演示了什么是反冲运动,那么反冲运动在实际生活中有什么应用呢?下边我们来探讨这个问题。
(三)反冲运动的应用和防止
1、学生阅读课文有关内容。
2、学生回答反冲运动应用和防止的实例。
学生:反冲有广泛的应用:灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是反冲的重要应用。
学生:用枪射击时,要用肩部抵住枪身,这是防止或减少反冲影响的实例。
3、用多媒体展示学生所举例子。
4、要求学生结合多媒体展示的情景对几个过程中反
冲的应用和防止做出解释说明:
①对于灌溉喷水器,当水从弯管的喷嘴喷出时,弯管因反冲而旋转,带动发电机发电。
②对于反击式水轮机:当水从转轮的叶片中流出时,转轴由于反冲而旋转带动发电机发电。
③对于喷气式飞机和火箭,它们靠尾部喷出气流的反冲作用而获得很大的速度。
④用枪射击时,子弹向前飞去枪身向后发生反冲,枪身的反冲会影响射击的准确性,所以用步枪时我们要把枪身抵在肩部,以减少反冲的影响。
教师:通过我们对几个实例的分析,明确了反冲既有有利的一面,同时也有不利的一面,在看待事物时我们要学会用一分为二的观点。
我们知道:反冲现象的一个重要应用是火箭,下边我们一认识火箭:
(四)火箭:
1、演示:用薄铝箔卷成一个细管,一端封闭,另一端留一个很细的口,内装由火柴刮下的药粉,把细管放在支架上,用火柴或其他办法给细管加热。
现象:当管内的药粉点燃时,生成的燃气从细口迅速喷出,细管便向相反方向飞去。教师讲述:上述装置就是火箭的原理模型。
2、多媒体演示古代火箭,现代火箭的用途及多级火箭的过程,同时学生边看边阅读课文。
3、用实物投影仪出示阅读思考题:
①介绍一下我国古代的火箭
②现代的火箭与古代火箭有什么相同和不同之处?
③现代火箭主要用途是什么?
④现代火箭为什么要采用多级结构?
4、学生解答上述问题:
①我国古代的火箭是这样的:
在箭上扎一个火药筒,火药筒的前端是封闭的,火药点燃后生成的燃气以很大速度向后喷出,火箭由于反冲而向前运动。
②现代火箭与古代火箭原理相同,都是利用反冲现象来工作的。
但现代火箭较古代火箭结构复杂得多,现代火箭主要由壳体和燃料两大部分组成,壳体是圆筒形的,前端是封闭的尖端,后端有尾喷管,燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出,火箭就向前飞去。
③现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头,人造卫星或宇宙飞船,即利用火箭作为运载工具。
④在现代技术条件下,一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度,发射卫星时要使用多级火箭。
用CAI课件展示多级火箭的工作过程:
多级火箭由章单级火箭组成,发射时先点燃第一级火箭,燃料
用完工以后,空壳自动脱落,然后下一级火箭开始工作 高中英语。
教师介绍:多级火箭能及时把空壳抛掉,使火箭的总质量减少,因而能够达到很高的温度,可用来完成洲际导弹,人造卫星、宇宙飞船等的发射工作,但火箭的级数不是越多越好,级数越多,构造越复杂,工作的可靠性越差,目前多级火箭一般都是三级火箭。
那么火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关系呢?
5、出示下列问题:
火箭发射前的总质量为M、燃料燃尽后的质量为m,火箭燃气的喷射速度为v1,燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大?
学生分析并解答:
解:在火箭发射过程中,由于内力远大于外力,所以动量守恒。
发射前的总动量为0,发射后的总动量为(M-m)v-mv1(以火箭的速度方向为正方向)
则:(M-m)v-mv1=0
师生分析得到:燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比M/m决定。
6、巩固训练:
水平方向射击的大炮,炮身重450kg,炮弹射击速度是450m/s,射击后炮身后退的距离是45cm,则炮受地面的平均阻力是多大?
高二下学期物理教案 4
教学目标
(一)知识与技能
1.知道两种电荷及其相互作用.知道点电荷量的概念.
2.了解静电现象及其产生原因;知道原子结构,掌握电荷守恒定律
3.知道什么是元电荷.
4.掌握库仑定律,要求知道知道点电荷模型,知道静电力常量,会用库仑定律的公式进行有关的计算.
(二)过程与方法
2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
3、类比质点理解点电荷,通过实验探究库仑定律并能灵活运用
(三)情感态度与价值观
通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质,认识理想化是研究自然科学常用的方法,培养科学素养,认识类比的方法在现实生活中有广泛的应用
重点:电荷守恒定律,库仑定律和库仑力
难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题,库仑定律的理解与应用。
教具:丝绸,玻璃棒,毛皮,硬橡胶棒,绝缘金属球,静电感应导体,通草球,多媒体课件
教学过程:
第1节电荷库仑定律(第1课时)
(一)引入新课:
多媒体展示:闪电撕裂天空,雷霆震撼着大地。
师:在这惊心动魄的自然现象背后,蕴藏着许多物理原理,吸引了不少科学家进行探究。在科学史上,从最早发现电现象,到认识闪电本质,经历了漫长的岁月,一些人还为此付出过惨痛的代价。下面请同学们认真阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节,了解我们人类对闪电的研究历史,并完成下述填空:
电闪雷鸣是自然界常见的现象,蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩罚,直到1752年,伟大的科学家___________冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验,把天电引了下来,发现天电和摩擦产生的电是一样的,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。
师强调:以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危险去捕捉闪电,证实了闪电与实验室中的电是相同的。
雷电是怎样形成的?(大气中冷暖气流上下急剧翻滚,相互摩擦,云层就会积聚电荷,当电荷积累到一定程度,瞬间发生大规模的放电,就产生了雷电)物体带电是怎么回事?电荷有哪些特性?电荷间的相互作用遵从什么规律?人类应该怎样利用这些规律?这些问题正是本章要探究并做出解答的。
师:本节课我们重点研究了解几种静电现象及其产生原因,电荷守恒定律
(二)新课教学
复习初中知识:
师:根据初中自然的学习,用摩擦的方法可使物体带电,请举例说明。
生:用摩擦的方法。如:用丝绸摩擦过的玻璃棒,玻璃棒带正电;用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,橡胶棒带负电。
演示实验1:先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑,看有什么现象?然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒,再靠近碎纸屑看有什么现象?让学生分析两次实验现象的异同;并分析原因。
教师总结:摩擦过的物体性质有了变化,带电了或者说带了电荷。带电后,能吸引轻小物体,而且带电越多,吸引力就越大,能够吸引轻小物体,我们说此时物体带了电。而用摩擦的'方法使物体带电就叫做摩擦起电。
人类从很早就认识了摩擦起电的现象,例如公元1世纪,我国学者王充在《论衡》一书中就写下了“顿牟掇芥”一语,指的是用玳琩的壳吸引轻小物体。
后来人们认识到摩擦后的物体所带的电荷有两种:用丝绸摩擦过的玻璃棒的所带的电荷是一种,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是另一种。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
一、电荷:
1①把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷.②把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷.
2
3、电荷量:C
“做一做”验电器与静电计
为了判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少,从18世纪起,人们经常使用一种叫验电器的简单装置:玻璃瓶内有两片金属箔,用金属丝挂在一条导体棒的下端,棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出(图甲)。如果把金属箔换成指针,并用金属做外壳,这样的验电器又叫静电计(图乙)
问:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时,金属箔片才开始张开?解释看到的现象?
1、摩擦起电
摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同.特别是离核较远的电子受到的束缚较小。当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体。实质:电子的转移.结果:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.得到电子:带负电;失去电子:带正电问:摩擦起电有没有创造了电荷?
生:没有,摩擦起电是带电粒子(如电子)从一个物体转移到另一个物体。师:很多物质都会由于摩擦而带电,是否还存在其它的使物体起电的方式?在学习新的起电方式之前,我们先来学习金属导体模型。
金属导体模型也是一个物理模型P3(动画演示)
自由电子:脱离原子核的束缚而在金属中自由活动。
带正电的离子:失去电子的原子,都在自己的平衡位置上振动而不移动。
2、感应起电
【演示】取一对用绝缘柱支持的导体A和B,使它们
彼此接触。起初它们不带电,帖在下部的金属箔是闭合的。
①把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A,B(参见
课本图1.1-1).金属箔有什么变化?
实验现象:可以看到A,B上的金属箔都张开了,表
示A,B都带上了电荷.提出静电感应概念:
(1)静电感应:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电的现象。
规律:近端感应异种电荷,远端感应同种电荷(2)利用静电感应使物体带电,叫做感应起电.
(3)提出问题:静电感应的原因?
带领学生分析物质的微观分子结构,分析起电的本质原因:把带电的球C移近金属导体A和B时,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷。如上面的这个演示实验中,导体A和B带上了等量的异种电荷.
【演示】
②如果先把C移走,金属箔又有什么变化?实验现象:A和B上的金属箔就会闭合.
③如果先把A和B分开,然后移开C,金属箔又有什么变化?
实验现象:可以看到金属箔仍张开,表明A和B仍带有电荷;
④如果再让A和B接触,金属箔又有什么变化?
实验现象:金属箔就会闭合,表明他们就不再带电.这说明A和B分开后所带的是异种等量的电荷,重新接触后等量异种电荷发生中和.
问:感应起电有没有创造了电荷?
生:没有。感应起电而是使物体中的正负电荷分开,是电荷从物体的一部分转移到另一部分。感应起电也不是创造了电荷。
师:无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移,并不是创造电荷.
得出电荷守恒定律.三、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分.
师:电荷守恒定律是物理学中重要的基本定律之一。四、元电荷
师:迄今为止,科学家实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子所带的电荷量与它相同,但符号相反。人们把这个最小的电荷量叫做元电荷。元电荷:电子所带的电荷量,用e表示。e=1.60×10-19C注意:迄今为止,发现所有带电体的电荷量或者等于e,或者等于e的整数倍。就是说,电荷量是不能连续变化的物理量。
(三)小结
高二下学期物理教案 5
教学目标
知识目标
1、知道直线上机械波的形成过程.
2、知道什么是横波,知道波峰和波谷;知道什么是纵波,知道疏部和密部.
3、知道"机械振动在介质中的传播,形成机械波".知道波在传播运动形成的同时也传递了能量.
4、通过学习使学生能明白用语言交流是利用声波传递信息等生活中的机械波.
能力目标
培养学生对现象的观察能力以及对科学的探究精神.
教学建议
本节重点是理解形成机械波的物理过程;学习中掌握振动质点的运动只在平衡位置附近振动,并不随波迁移。知道横波和纵波的区别是波形不同,横波有波峰、波谷,而纵波有疏部和密部.认真分析下列问题:
1、机械波能离开媒质向外传播吗?
(解答)不能.机械波一定要依赖媒质才能传播,若没有媒质,相邻质点间的相互作用就不能发生,前一个质点就不能带动后一质点振动,所以振动形式无法传播出去.
2、日常生活中,发现球掉入池塘里,能否通过往池塘丢人石块,借助石块激起的水波把球冲到岸边呢?
(解答)不能.向水中投入石块,水面受到石块的撞击开始振动,形成水波向四周传去.这是表面现象,实际上水波向四周传播而水只是上下振动并不向外迁移,所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动.
教学设计示例
(一)教学目标
1、明确机械波的产生条件;掌握机械波的形成过程及波动传播过程的特征。
2、了解机械波的种类极其传播特征;掌握描述机械波的物理量(波长、频率、周期、波速)。
3、要注意观察演示实验,对波的产生条件及形成过程有较深刻的理解,同时要求学生认真分析课本的插图。
4、通过学习机械波使学生能解释生活中的现象。
(二)教学重点:机械波的形成过程及描述;
(三)教学难点:机械波的形成过程及描述。
(四)教学用具:
1、演示绳波的形成的长绳;并用课件展示。
2、横波、纵波演示仪;并用课件展示。
3、用幻灯展示机械波。
(五) 教学过程
引入新课
我们已学习过机械振动,它是描述单个质点的`运动形式,这一节课我们来学习由大量质点构成的弹性媒质整体的一种运动形式——机械波。
1、机械波的产生条件
演示——水波:教师用幻灯机做实验:使平静的水面振动,会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去,形成水波。
演示——绳波:用手握住绳子的一端上下抖动,就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传?播出去,形成绳波。
以上两种波都可以叫做机械波。
教师提问:水波离开水能看到上面的现象吗?绳波离开绳行吗?
学生回答:不行。
教师提问:当振动停止后我们又看到了什么现象?
学生回答:传出去的仍然在传播,以后水(绳)都静止不动了。
请学生总结:(教师可引导)
(1)机械波的概念:机械振动在介质中的传播就形成机械波
(2)机械波的产生条件:振源和介质。
振源——产生机械振动的物质,如在绳波中的手的不停抖动就是振源。
介质——传播振动的媒质,如绳子、水。
2、机械波的形成过程(用课件把绳波的运动展示)
(1)介质模型:把介质看成由无数个质点弹性连接而成,可以想象为(图1所示)
(2)机械波的形成过程:
由于相邻质点间力的作用,当介质中某一质点发生振动时,就会带动周围的质点振动起来,从而使振动向远处传播。例如:图2表示绳上一列波的形成过程。图中1到18各小点代表绳上的一排质点,质点间有弹力联系着。图中的第一行表示在开始时刻(t=0)各质点的位置,这时所有质点都处在平衡位置。其中第一个质点受到外力作用将开始在垂直方向上做简谐运动,设振动周期为T,则第二行表示经过了T/4时各质点的位置,这时质点1已达到最大位移,正开始向下运动;质点2的振动较质点1落后一些,仍向上运动;质点3更落后一些,此时振动刚传到了质点4。第三行表示经过了T/2时各质点的位置,这时质点1又回到平衡位置,并继续向下运动,质点4刚到达最大位移处,此时振动传到了质点7。依次推论,第四、五、六行分别表示了经过3T/4、和5T/4后的各质点的位置,并分别显示了各个对应时刻所有质点所排列成的波形。
教师讲解后,请学生讨论机械波在传播过程中的特点:
3、对机械波概念的理解
(1)机械波是构成介质的无数质点的一种共同运动形式;
(2)当介质发生振动时,各个质点在各自的平衡位置附近往复运动,质点本身并不随波迁移,机械波向外传播的只是机械振动的形式(演示横波演示器);
(3)波是传播能量的一种方式。
4、波的种类:
按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类:横波和纵波。
(1)横波的定义:质点的振动方向与波的传播方向垂直。
波形特点:凸凹相间的波纹(观察横波演示器),
叫起伏波。如图3波形所示。
(2)纵波的定义:质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。
波形特点:疏密相间的波形,又叫疏密波。如图4波形所示。
举例:声波是纵波,其中:振源——声带,介质——空气、液体、固体。
声波在空气中的传播速度大约为:340m/s;
声波在水中中的传播速度大约为:1500m/s;
声波在钢铁中的传播速度大约为:5000m/s;
地震波既有横波又有纵波。其中横波和纵波的传播速度不同。
水波既不是横波也不是纵波,叫做水纹波。
5、描述机械波的物理量
(1)波长定义:沿着波的传播方向,两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离。单位:米,符号:λ。
演示,(观察演示仪器):
①在横波中波长等于相邻两个波峰或波谷之间的距离;在纵波中波长等于相邻两个密部或疏部的中央之间的距离。
②质点振动一个周期,振动形式在介质中传播的距离恰好等于一个波长,即:振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长。
(2)波速定义:波的传播快慢,其大小由介质的性质决定的,在不同的介质中速度并不相同。
单位:米/秒,符号:v
表达式:v=λ/T=λf
(3)周期和频率:质点振动的周期又叫做波的周期(T);质点振动的频率又叫做波的频率(f)。波的振动周期和频率只与振源有关,与媒质无关。(媒质质点的振动都是受迫振动,所以周期同振源的周期)。
探究活动
1、到湖边观察水波的情况,研究质点不随波迁移的问题。
2、研究声波的传播情况。
高二下学期物理教案 6
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1、知道什么是洛仑兹力,知道电荷运动方向与磁场方向平行时,电荷受到的洛仑兹力等于零;电荷运动方向与磁场方向垂直时,电荷受到的洛仑兹力最大,
2、会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向。
(二)能力训练点
由通电电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛仑兹力的过程,培养学生的迁移能力。
(三)德育渗透点
通过本节教学,培养学生进行“推理——假设——实验验证”的科学研究的方法论教育。
(四)美育渗透点
注意营造师生感情平等交流的氛围,用优美的语音感染学生。在平等自由的审美情境中,使师生的感情达到共鸣,从而培养学生的审美情感。
二、学法引导
1、教师通过演示实验法引入,复习提问法导出公式,类比电场办法掌握公式的应用。
2、学生认真观察实验、思考原因,在教师指导下自己推导,类比理解掌握公式。
三、重点·难点·疑点及解决办法
1、重点
洛仑兹力的大小和它的方向。
2、难点
用左手定则判断洛仑兹力的方向。
3、疑点
磁场对运动电荷有作用力,磁场对静止电荷却没有作用力。
4、解决办法
引导和启发学生由安培力的概念得出洛仑兹力的概念,使学生深入理解洛仑兹力的大小和方向。
四、课时安排
1课时
五、教具学具准备
阴极射线发射器,蹄形磁铁。
六、师生互动活动设计
教师先复习导入,通过实验验证洛仑兹力的存在,然后启发指导学生自己推导公式。理解洛仑兹力方向的判定方向,注意与点电荷所受电场大小、方向的区别。
七、教学步骤
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
本节教学讲述磁场对运动电荷的作用力,首先通过演示实验表明磁场对运动电荷有作用力,然后由通电导线受磁场力推导出洛仑兹力的大小和方向,重点掌握洛仑兹力的概念。
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
1、理论探索
前面我们学习了磁场对通电导线有力的作用,若导线无电流,安培力为零。由此我们就会想到:磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现,也就是说磁场对运动电荷可能有力的作用。
2、实验验证
从演示实验中可以观察到:阴极射线(电子流)在磁场中发生偏转,即实验证明了磁场对运动电荷有力的作用,这一力称为洛仑兹力。
3、洛仑兹力的方向
根据左手定则确定安培力方向的办法,迁移到用左手定则判定洛仑兹力的方向,特别要注意四指应指向正电荷的运动方向;若为负电荷,则四指指向运动的反方向,带电粒子在磁场中运动过程中,洛仑兹力方向始终与运动方向垂直。请同学们思考,洛仑兹力会改变带电粒子速度大小吗?讨论:洛仑兹力对带电粒子是否做功?
4、洛仑兹力的大小
根据通电导线所受安培力的'大小,结合导体中电流的微观表达式,让学生推导出:当带电粒子垂直于磁场的方向上运动时所受洛仑兹力大小,当带电粒子平行磁场方向运动时,不受洛仑兹力。带电粒子在磁场中运动所受的洛仑兹力的大小和方向都与其运动状态有关。
运动电荷在磁场中受洛仑兹力作用,运动状态会发生变化,其运动方向会发生偏转。高能的宇宙射线的大部分不能射到地球上,就是地磁场对射线中的带电粒子的洛仑兹力改变了其运动方向,对地球上的生物起着保护作用。
(四)思维、扩展
本节课我们学习了洛仑兹力的概念。我们知道带电粒子平行磁场运动或静止时,都不受磁场力的作用,带电粒子垂直磁场运动时,所受洛仑兹力的大小,方向和磁场方向、运动方向互相街。可用左手定则判断(举例练习用左手定则判断洛仑兹力的方向。)
如果粒子运动方向不与磁场方向垂直时,同学们可根据今天所学内容推导出它受的洛仑兹力大小和方向吗?
八、布置作业
略
九、板书设计
一、磁场对运动电荷的作用力——洛仑兹力
二、洛仑兹力的方向——左手定则
三、洛仑兹力的大小
洛仑兹力的特点
1、洛仑兹力对运动电荷不做功,不会改变电荷运动的速率。
2、洛仑兹力的大小和方向都与带电粒子运动状态有关。
高二下学期物理教案 7
一、教材分析
磁场的概念比较抽象,应对几种常见的磁场使学生加以了解认识,学好本节内容对后面的磁场力的分析至关重要。
二、教学目标
(一)知识与技能
1.知道什么叫磁感线。
2.知道几种常见的磁场(条形、蹄形,直线电流、环形电流、通电螺线管)及磁感线分布的情况
3.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。
4.知道安培分子电流假说,并能解释有关现象
5.理解匀强磁场的概念,明确两种情形的匀强磁场
6.理解磁通量的概念并能进行有关计算
(二)过程与方法
通过实验和学生动手(运用安培定则)、类比的方法加深对本节基础知识的认识。
(三)情感态度与价值观
1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力.
2.培养学生的空间想象能力.
三、教学重点难点
1.会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向.
2.正确理解磁通量的概念并能进行有关计算
四、学情分析
磁场概念比较抽象,学生对此难以理解,但前面已经学习过了电场,可采用类比的方法引导学生学习。
五、教学方法
实验演示法,讲授法
六、课前准备:
演示磁感线用的磁铁及铁屑,演示用幻灯片
七、课时安排:
1课时
八、教学过程:
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情景引入、展示目标
要点:磁感应强度B的大小和方向。
[启发学生思考]电场可以用电场线形象地描述,磁场可以用什么来描述呢?
[学生答]磁场可以用磁感线形象地描述.----- 引入新课
(老师)类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向,同样,也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向
(三)合作探究、精讲点播
【板书】1.磁感线
(1)磁感线的定义
在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致,这样的曲线叫做磁感线。
(2)特点:
A、磁感线是闭合曲线,磁铁外部的磁感线是从北极出来,回到磁铁的南极,内部是从南极到北极.
B、每条磁感线都是闭合曲线,任意两条磁感线不相交。
C、磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。
D、磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小
【演示】用铁屑模拟磁感线的形状,加深对磁感线的认识。同时与电场线加以类比。
【注意】①磁场中并没有磁感线客观存在,而是人们为了研究问题的方便而假想的。
②区别电场线和磁感线的不同之处:电场线是不闭合的,而磁感线则是闭合曲线。
2.几种常见的磁场
【演示】
①用铁屑模拟磁感线的演示实验,使学生直观地明确条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)各自的磁感线的分布情况(磁感线的走向及疏密分布)。
②用投影片逐一展示:条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)。
(1)条形、蹄形磁铁,同名、异名磁极的磁场周围磁感线的分布情况
(2)电流的磁场与安培定则
①直线电流周围的磁场
在引导学生分析归纳的基础上得出
a直线电流周围的磁感线:是一些以导线上各点为圆心的同心圆,这些同心圆都在跟导线垂直的平面上.
b直线电流的方向和磁感线方向之间的关系可用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判定:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.
②环形电流的磁场
a环形电流磁场的磁感线:是一些围绕环形导线的闭合曲线,在环形导线的中心轴线上,磁感线和环形导线的平面垂直。
[教师引导学生得]
b环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定:让右手弯曲的四指和和环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向.
③通电螺线管的磁场.
a通电螺线管磁场的磁感线:和条形磁铁外部的磁感线相似,一端相当于南极,一端相当于北极;内部的磁感线和螺线管的轴线平行,方向由南极指向北极,并和外部的磁感线连接,形成一些环绕电流的闭合曲线(图5)
b通电螺线管的电流方向和它的磁感线方向之间的关系,也可用安培定则来判定:用右手握住螺线管,让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致,则大拇指所指的方向就是螺线管的北极(螺线管内部磁感线的`方向).
③电流磁场(和天然磁铁相比)的特点:磁场的有无可由通断电来控制;磁场的极性可以由电流方向变换;磁场的强弱可由电流的大小来控制。
【说明】由于后面的安培力、洛伦兹力、电磁感应与磁感应强度密切相关,几种常见磁场的磁感线的分布是一个非常基本的内容,不掌握好,对后面的学习有很大影响。
3.安培分子电流假说
(1)安培分子电流假说
对分子电流,结合环形电流产生的磁场的知识及安培定则,以便学生更容易理解它的两侧相当于两个磁极,这句话;并应强调这两个磁极跟分子电流不可分割的联系在一起,以便使他们了解磁极为什么不能以单独的N极或S极存在的道理。
(2)安培假说能够解释的一些问题
可以用回形针、酒精灯、条形磁铁、充磁机做好磁化和退磁的演示实验,加深学生的印象。举生活中的例子说明,比如磁卡不能与磁铁放在一起等等。
【说明】假说,是用来说明某种现象但未经实践证实的命题。在物理定律和理论的建立过程中,假说,常常起着很重要的作用,它是在一定的观察、实验的基础上概括和抽象出来的。安培分子电流的假说就是在奥斯特的实验的启发下,经过思维发展而产生出来的。
(3)磁现象的电本质:磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的
4.匀强磁场
(1)匀强磁场:如果磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线。
(2)两种情形的匀强磁场:即距离很近的两个异名磁极之间除边缘部分以外的磁场;相隔一定距离的两个平行线圈(亥姆霍兹线圈)通电时,其中间区域的磁场P87图3.3-7,图3.3-8。
5.磁通量
(1)定义: 磁感应强度B与线圈面积S的乘积,叫穿过这个面的磁通量(是重要的基本概念)。
(2)表达式:=BS
【注意】①对于磁通量的计算要注意条件,即B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度,S是线圈面积在与磁场方向垂直的平面上的投影面积。
②磁通量是标量,但有正、负之分,可举特例说明。
(3)单位:韦伯,简称韦,符号Wb 1Wb = 1Tm2
(4)磁感应强度的另一种定义(磁通密度):即B =/S
上式表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量,并且用Wb/m2做单位(磁感应强度的另一种单位)。所以:1T = 1 Wb/m2 = 1N/Am
(三)小结:对本节各知识点做简要的小结。
(四)反思总结、当堂检测
1.如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指向右.试判定电源的正负极.
解析:小磁针N极的指向即为该处的磁场方向,所以在螺线管内部磁感线方向由ab,根据安培定则可判定电流由c端流出,由d端流入,故c端为电源的正极,d端为负极.
注意:不要错误地认为螺线管b端吸引小磁针的N极,从而判定b端相当于条形磁铁的南极,关键是要分清螺线管内、外部磁感线的分布.
2.如图所示,当线圈中通以电流时,小磁针的北极指向读者.学生确定电流方向.
答案:电流方向为逆时针方向.
(五)发导学案、布置作业
九、板书设计
磁感线:人为画出,可形象描述磁场
几种常见的磁场:安培定则:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。
匀强磁场:磁场中各处电场强度大小相等方向相同。其磁感线是一些间隔均匀的平行直线。
磁通量:B与S的乘积,单位是韦伯,也叫磁通密度。
十、教学反思
本节内容与本章第一节内容联系较大可先复习第一节知识后进入新课的学习,并在学习过程中加入对应习题。注重演示如演示磁感线用的磁铁及铁屑,演示用幻灯片等使学生具有形象感。
高二下学期物理教案 8
学习目标
1. 知道自然界中热侍导的方向性。
2. 初步了解热力学第二定律,并能用热力学第二定律解释第二类永动机不能制造成功的原因。
3. 能用热力学第二定律解释自然界中的能量转化、转移以及方向性问题。
学习重、难点
热力学第二定律及用定律解释一些实际问题。
学法指导
自主、合作、探究、师生讨论
知识链接
1.热力学第一定律的内容: 。
2.机械能能否全部转化为内能,那么内能能否全部转化为机械能?举例说明
学习过程
用案人自我创新
[自主学习]
1. 阅读P56思考与讨论提出的问题,体会热传导的方向性。说说你对一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的这名话的理解。
2. 热机是一种把内能转化为机械能的装置。热机包括热源、工作物质、冷凝器几部分组成。其工作原理为:热机从热源吸收热量Q1,推动活塞做功W,然后向冷凝器释放热量Q2。根据能量守恒三者关系为:我们把热机做的功W和它从热源吸收的热量Q1的比值叫做热机的效率,用 教type=#_x0000_t75 ole=表示,即 。
思考:热机的效率能否达到100%,为什么?
3. 第二类永动机:
只从单一热源吸收热量,使之完全变为有用的功而引起其它变化的热机。根据你所了解的知识,第二类永动机可能研制成吗?说说你的理由。
4. 热力学第二定律
(1) 两种表述:
①(这是按照热传导的方向性来描述的)。
②(这是按照机械能与热能转化过程的方向性来描述的)。
说明:
(1) 热力学第二定律的两种表述看上去似乎没有什么联系,然而实际上它们是等效的'。
(2) 热力学第二定律的实质是它揭示了大量分子参与的宏观过程的方向性,使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
(3) 热力学第一定律和第二定律的区别:
[例题与习题]
[例1]下列哪些过程具有方向性( )
A热传导过程
B.机械能向内能转化过程
C.气体的扩散过程
D.气体向真空中的膨胀
[例2]根据热力学第二定律,下列说法中正确的是( )
A. 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功而不引起其它变化
B. 没有冷凝器,只有单一的热源,能将从单一热源吸收的热量全部用来做或,而不引起其它变化的热机是可能实现的
C. 制冷系统将冰箱里的热量传给外界较高的温度的空气中不引起其它变化
D. 不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其它变化
[练习1] 根据热力学第二定律,下列说法中正确的是( )
A. 热机中燃气的内能不可能全部转化成机械能
B. 电流的能不可能全部转化成内能
C. 在火力发电机中,燃气的内能不可能全部变成电能
D. 在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传给高温物体。]
[例3]下列说法正确 的是( )
A. 第二类永动机和第一类永动机一样,都违背了能量守恒定律
B. 第二类永动机违背了能量转化的方向性
C. 自然界中的能量是守恒的,所以不用节约能源
D. 自然界中的能量尽管是定恒的,但有的能量便于利用,有的能量不便于利用,帮要节约能源
[例4]关于热力学第一定律和热力学第二定律,下列说法正确的是( )
A. 热力学第一定律指出内能可以与其它形式的能相互转化,而热力学第二定律则指出内能不可能完全转化成其它形式的能,帮这两条定律是相互矛盾的
B. 内能可以全部转化为其它形式的能,只是会产生其它影响,帮两条定律并不矛盾
C. 两条定律都是有关能量的转化定律,它们不但不矛盾,而且没有本质的区别
D. 其实能量守恒定律已经包含了热力学第一定律和热力学第二定律
高二下学期物理教案 9
教学目标
知识目标
1、知道回旋加速器的基本构造和加速原理.
2、了解加速器的基本用途.
能力目标
通过由直线加速器迁移到回旋加速器的教学,培养学生解决实际问题的能力,开阔学生解决问题的思路.
情感目标
通过介绍我国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机的研制,培养民族自豪感,激发同学们学习科学报效祖国的热情.
教材分析
本节重点是回旋加速器的加速原理.在通过前面带电粒子在磁场中的运动规律的学习,学生通过反复习电场的相关知识后在理解本节知识时比较容易,需要强调的是:
1、加速电场的平行极板接的是交变电压,且它的周期和粒子的运动周期相同.
2、当粒子加速到接近光速时,加速粒子就不可能了.
教法建议
由于前面已经学习了带电粒子在磁场中的运动规律,因此本节内容在教法上可以通过复习相关的电场知识后在,让学生思考想象加速器的原理,最后得出回旋加速器原理.
在讲解时,教师可以通过介绍中国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机的开发以及研制过程,激发学生的民族自豪感,培养学生的爱国主义热情。
教学设计
回旋加速器
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1、知道回旋加速器的基本构造和加速原理.
2、了解加速器的基本用途.
(二)能力训练点
通过由直线加速器迁移到回旋加速器的教学,培养学生解决实际问题的能力,开阔学生解决问题的思路.
(三)德育渗透点
介绍我国高能粒子加速器——北京正负电子对撞机,培养民族自豪感,激发同学们学习科学报效祖国的热情.
(四)美育渗透点
用优美的语言介绍我国高能粒子加速器的构造原理,用严密的推理,解释回旋加速器的工作原理,让学生充分体会物理教学的语言美及推理过程的逻辑美.
二、学法引导
1、教师通过复习提问法导入,创设物理情境启发学生思考讨论,总结规律.
2、学生复习电场知识,积极思考想象,在教师指导下推导,总结回旋加速器的工作原理和规律.
三、重点·难点·疑点及解决办法
1、重点
回旋加速器的加速原理.
2、难点
加速电场的平行极板接的是交变电压,且它的周期和粒子的运动周期相同.
3、疑点
当粒子加速到接近光速时,加速粒子就不可能了.
4、解决办法
应用上节学习的粒子在磁场中运动半径和周期公式,着力讲清回旋加速器加速带电粒子的原理.
四、课时安排
1课时
五、教具学具准备
回旋回速器挂图
六、师生互动活动设计
教师先复习提问电场知识导入,通过设问让学生思考想象出回旋加速器原理,在教师指导下,学生分析、讨论、总结规律,再通过例题讲解加深理解.课外组织学生讨论粒子运动半径不变的加速器原理.
七、教学步骤
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
本节课讲述带电粒子在磁场中运动在高科技领域中的一个具体运用,首先要引导同学们从直线加速器迁移到回旋加速器,然后分析回旋加速器的加速过程,从而理解它的加速原理,最后比较直线加速器和回旋加速器的优缺点.
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
1、直线加速器
我们知道电场可以对带电粒子加速,如果加速电压为u,带电粒子电量为q.带电粒子从静止可加速到能量,由于电压的'限制,所以一次加速后粒子获得的能量较小,如何获得较大的能量呢?(让学生充分讨论.)可采取多级加速的办法,经过几次加速后粒子的能量,所以直线加速器可使粒子获得足够大的能量.但它占地面积太大,能否既让带电粒子多次加速,获得较高能量,又尽可能减少占地面积呢?(让学生展开想象)
2、回旋加速器
利用带电粒子在磁场中作圆周运动的特点,可使带电粒子回旋,为使粒子每经过两极板时都得到加速,极板间需接上一个交变电压,每加速粒子一次,带电粒子运动速率和运动半径都会增加,它运动的周期会变化吗?所接在两极板间的交变电压的周期T等于多少呢?
(让学生回答)
请同学们讨论:加速粒子的最终能量由哪些因素决定?
当带电粒子速度最大时,其运动半径也最大,即,即,再由动能定理得:,所以要提高加速粒子最后的能量,应尽可能增大磁感应强度B和加速器的半径.
请同学们课后思考,为什么带电粒子加速后的能量与加速电压无关呢?
3、回旋加速器和直线加速器的比较
介绍我国正、负电子对撞机.
(四)总结、扩展
本节课我们学习了回旋回速器的加速原理,希望同学们将来在工作和生活中遇到实际问题时,要开阔思路,注意知识的迁移和综合运用.
八、布置作业
1、我国投入运行的高能粒子加速器可把电子的能量加速到2.8GeV,若每级的加速电压V,需采用几级加速器?
九、板书设计
一、直线加速器
1、单级加速
2、多级加速
二、回旋加速器
1、交变的加速电压周期T
2、多次回旋加速后的能量
三、直线加速器与回旋回速器比较
高二下学期物理教案 10
教学目标
知识目标
1、理解磁感应强度B的定义及单位.
2、知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.
3、知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.
4、知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小.
5、会用左手定则熟练地判定安培力的方向.
能力目标
1、通过演示磁场对电流作用的实验,培养学生总结归纳物理规律的能力.
2、通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想象能力.
情感目标
通过对安培定则的学习,使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力,还需要严谨细密的科学态度.
教学建议
教材分析
关于安培力这一重要的内容,需要强调:
1、安培力的使用条件:磁场均匀,电流方向与磁场方向垂直。
2、电流方向与磁场方向平行时,安培力具有最小值。电流方向与磁场方向垂直时,安培力具有最大值。
教法建议
由于前面我们已经学习过电场的有关知识,讲解时可以将磁场和电场进行类比,以加深学生对磁场的有关知识的理解。例如:电场和磁场相互对比,电场线与磁感线相互对比,磁感应强度与电场强度进行对比等等。
在上一节的基础上,启发学生回忆电场强度的定义,对比说明引入磁场强度的定义的思路是通过磁场对电流的作用力的研究得出的。为了让学生更好的理解磁场,可以在实验现象的基础上引导学生进行讨论。
教学设计方案
安培力磁感应强度
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1 、理解磁感应强度B的定义及单位.
2 、知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.
3 、知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.
4 、知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小
5 、会用左手定则熟练地判定安培力的方向.
(二)能力训练点
1 、通过演示磁场对电流的作用的实验,培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力.
2 、通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想像能力.
(三)德育渗透点
通过阅读材料介绍奥斯特发现电流磁效应,说明科学家之所以能取得辉煌的成就,除了本身所具有的聪明才智外,刻苦勤奋地学习和工作,善于捕捉稍纵即逝的灵感更为重要,鼓励和激发学生从现在开始更加发奋地学习,将来为国家做贡献.
(四)美育渗透点
通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志,让学生感受物理学家们的人格美、情操美.
二、学法引导
1 、教师通过演示实验法直观教学,决定安培力大小的因素,通过启发讲解,帮助学生归纳总结公式
及B的定义式.结合练习法使学生掌握左手定则使用.
2 、学生认真观察实验,在教师启发的指导下总结规律,积极动手动脑理解公式,掌握左手定则的应用.
三、重点·难点·疑点及解决办法
1 、重点
(1)理解磁场对电流的作用力大小的决定因素,掌握电流与磁场垂直时,安培力大小为:
(2)掌握左手定则.
2 、难点
对左手定则的理解.
3 、疑点
磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系.
4 、解决办法
以演示实验为突破口,直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素;反复地借助实验,来理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景.
四、课时安排
1课时
五、教具学具准备
铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线.
六、师生互动活动设计
教师先通过实验,学生观察分析、讨论、总结出安培力公式,再引入磁感强度B的定义式,通过讲解类比电场强度,启发学生理解公式
的意义,借助墙角(或桌角)帮助学生建立三维坐标空间,理解掌握左手定同.
七、教学步骤
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
本节教学是在上一节学习了磁场的概念及方向性的基础上,进一步认识磁场的强弱性质,根据磁场力的性质用定义法定义B描述磁场的强弱,用磁感线形象地反映磁场的强弱,同时利用定义式来计算安培力的`大小,再用左手定则来确定磁场方向、电流方向和安培力的方向.
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
1 、磁场对电流的作用
用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块,巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块,表明磁场有强有弱,如何表示磁场的强弱呢?我们利用磁场对电流的作用力——安培力来研究磁场的强弱.
2 、决定安培力大小的因素有哪些?
利用演示实验装置,研究安培力大小与哪些因素有关
(1)与电流的大小有关.
保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下,通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小.
请学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随电流的改变而改变,电流大,摆角大;电流小,摆角小.
实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关,电流大,作用力大;电流小,作用力也小.
(2)与通电导线在磁场中的长度有关.
保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变,电流大小也不变,改变通电电流部分的长度.学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变,导线长、摆角大;导线短,摆角小.
实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关,导线长、作用力大;导线短,作用力小.
(3)与导线在磁场中的放置方向有关.
保持电流的大小及通电导线的长度不变,改变导线与磁场方向的夹角,当夹角为0 °时,导线不动,即电流与磁场方向平行时不受安培力作用;当夹角增大到90 °的过程中,导线摆角不断增大,即电流与磁场方向垂直时,所受安培力最大;不平行也不垂直时,安培力大小介于和最大值之间.
3 、磁感应强度
总结归纳以上实验现象,用L表示通电导线长度,I表示电流,保持电流和磁场方向垂直,通电导线所受的安培力大小FIL
用B表示这一比值,有B的物理意义为:通电导线垂直置于磁场同一位置,B值保持不变;若改变通电导线的位置,B值随之改变.表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为.对于电流和长度相同的导线,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁场强.放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁场弱
4 、安培力的大小和方向.
根据磁感应强度的定义式,可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为:
举例计算安培力的大小.
安培力的方向如何呢?还过前面的演示实验现象可知,通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系.人们通过大量的实验研究,总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律——左手定则.
左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的受力方向.
应该注意的是:若电流方向和磁场方向垂直,则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直;若电流方向和磁场方向不垂直,则磁场力的方向仍垂直于电流方向,也同时垂直于磁场方向.
(四)总结、扩展
本节课我们学习了磁场对电流的作用——安培力,通过研究安培力的大小,我们定义了反映磁场强弱的物理量——磁感应强度
八、布置作业
九、 板书设计
高二下学期物理教案 11
一、教学任务分析
电磁感应现象是在初中学过的电磁现象和高中学过的电场、磁场的基础上,进一步学习电与磁的关系,也为后面学习电磁波打下基础。
以实验创设情景,通过对问题的讨论,引入学习电磁感应现象,通过学生实验探究,找出产生感应电流的条件。用现代技术手段“DIS实验”来测定微弱的地磁场磁通量变化产生的感应电流,使学生感受现代技术的重要作用。
通过“历史回眸”,介绍法拉第发现电磁感应现象的过程,领略科学家的献身精神,懂得学习、继承、创新是科学发展的动力。
在探究感应电流产生的条件时,使学生感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法,经历提出问题→猜想假设→设计方案→实验验证的科学探究过程;在学习法拉第发现电磁感应现象的过程时,体验科学家在探究真理过程中的献身精神。
二、教学目标
1.知识与技能
(1)知道电磁感应现象及其产生的条件。
(2)理解产生感应电流的条件。
(3)学会用感应电流产生的条件解释简单的实际问题。
2.过程与方法
通过有关电磁感应的探究实验,感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法在得出感应电流产生的条件中的重要作用。
3.情感、态度价值观
(1)通过观察和动手操作实验,体验乐于科学探究的情感。
(2)通过介绍法拉第发现电磁感应现象的过程,领略科学家在探究真理过程中的献身精神。
三、教学重点与难点
重点和难点:感应电流的产生条件。
四、教学资源
1、器材
(1)演示实验:
①电源、导线、小磁针、投影仪。
②10米左右长的电线、导线、小磁针、投影仪。
(2)学生实验:
①条形磁铁、灵敏电流计、线圈。
②灵敏电流计、原线圈、副线圈、电键、滑动变阻器、导线若干。
③DIS实验:微电流传感器、数据采集器、环形实验线圈。
2、课件:电磁感应现象flash课件。
五、教学设计思路
本设计内容包括三个方面:一是电磁感应现象;二是产生感应电流的.条件;三是应用感应电流产生的条件解释简单的实际问题。
本设计的基本思路是:以实验创设情景,激发学生的好奇心。通过对问题的讨论,引入学习电磁感应现象和感应电流的概念。通过学生探究实验,得出产生感应电流的条件。通过“历史回眸”、“大家谈”,介绍法拉第发现电磁感应现象的过程,领略科学家在探究真理过程中的献身精神。
本设计要突出的重点和要突破难点是:感应电流的产生条件。方法是:以实验和分析为基础,根据学生在初中和前阶段学习时已经掌握的知识,应用实验和动画演示对实验进行分析,理解产生感应电流的条件,从而突出重点,并突破难点。
本设计强调问题讨论、交流讨论、实验研究、教师指导等多种教学策略的应用,重视概念、规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育。通过学生主动参与,培养其分析推理、比较判断、归纳概括的能力,使之感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法的重要作用;感悟科学家的探究精神,提高学习的兴趣。
完成本设计的内容约需1课时。
六、教学流程
1、教学流程图
2、流程图说明
情景 演示实验1 奥斯特实验。
演示实验2 摇绳发电
问题:为什么导线中有电流产生?
活动I 自主活动 学生实验1
设问:如何使闭合线圈中产生感应电流?
活动II 学生实验2 探究感应电流产生的条件。
活动III 历史回眸 法拉第发现电磁感应现象的过程。
课件演示 电磁感应现象。
活动Ⅳ DIS学生实验 微弱磁通量变化时的感应电流。
大家谈
3、教学主要环节 本设计可分为三个主要的教学环节。
第一环节,通过实验观察与讨论,得出电磁感应现象与感应电流。
第二环节,通过学生探究实验,得出感应电流产生的条件;通过 “历史回眸”、“大家谈”,了解法拉第的研究过程,领略科学家的探究精神。
第三环节,通过DIS实验,了解电磁感应现象在实际生活中的应用。
七、教案示例
(一)情景引入:
1、观察演示实验,提出问题
1820年,丹麦物理学家奥斯特发现通电直导线能使小磁针发生偏转,从而揭示了电与磁之间的内在联系。
演示实验1 奥斯特实验。
那么,磁能生电吗?
演示实验2 摇绳发电
把一根长10米左右的电线与一导线的两端连接起来,形成一闭合回路,两个学生迅速摇动电线,另一学生将导线放到小磁针上方,观察小磁针是否偏转。
问题1:为什么导线中有电流产生?
2、导入新课
我们可以用这节课学习的知识来回答上面的问题。
(二)电磁感应现象
自奥斯特发现电能生磁之后,历史上许多科学家都在研究“磁生电”这个课题。
介绍瑞士物理学家科拉顿的研究。
自主活动:如何使闭合线圈中产生电流?
学生实验1:把条形磁铁放在线圈中,将灵敏电流计、线圈连成闭合回路,观察灵敏电流计指针是否偏转。
1、电磁感应现象
闭合回路中产生感应电流的现象,叫电磁感应现象。
2、感应电流
由电磁感应现象产生的电流,叫感应电流。
介绍英国物理学家、化学家法拉第的研究。
问题2:法拉第发现的使磁场产生电流的条件究竟是什么?
(三)产生感应电流的条件
学生实验2:探究感应电流产生的条件。
根据所给的器材:灵敏电流计、原线圈、副线圈、电键、滑动变阻器、导线等,设计实验方案,使线圈中产生感应电流。
小组交流方案,师生共同讨论产生感应电流的原因。
感应电流产生的条件:闭合回路、磁通量发生变化。
播放flash课件,进一步理解感应电流产生的条件。
介绍“历史回眸”栏目中法拉第发现电磁感应现象的过程。
(四)应用
讨论、解释:
1、书上的示例
2、摇绳发电的原理。
DIS学生实验:微弱磁通量变化时的感应电流。
大家谈
(五)总结(略)
(六)作业布置(略)
高二下学期物理教案 12
教学目标
知识目标
1、知道什么是等势面,知道处于静电平衡的导体是等势体,导体表面是等势面.
2、知道等势面与电场线的关系.电场线与等势面垂直,并且由电势高的等势面指向电势低的等势面.
3、理解在同一等势面上移动电荷时电场力不做功.
能力目标
培养学生对知识的类比能力,以及对问题的分析、推理能力等等.
情感目标
利用等势面图像的对称美,形态美给学生以美的享受、美的愉悦,让学生自己画图,在学习知识的同时提高学生对美的感受力、和鉴别力.
教学建议
教材分析
本节课的重点是理解在同一等势面上移动电荷时,电场力不做功这一特点.
对于电场线与等势面的关系需要把握:
(1)电场线与等势面垂直;
(2)电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面.
通过这两点的理解可以让学生根据等势面的分布大致画出电场线的分布;或是由电场线分布画出等势面的分布,以加深对本章知识的理解.
教学建议
对于两个电势不同的等势面不能相交这一点,可以作为思考题目,让学生自己进行推导.另外可以让学生采用类比的方法理解等势面,对比重力势能,对比等高线思考等势面的意义,以及采用等势面研究问题的方便之处,培养学生对新知识的自学能力,提高学生的分析、推理能力.
需要明确的是:等势面是为了形象的描述电场中各点电势的分布情况而引入的,等势点连接成等势线,等势线又组成等势面,在这里点出:点——线——面,让学生有这一理解过程,同时类比地理上的等高线、等高面,发挥空间想象力,在理解等势面的有关特性时注重推理过程,让学生展开讨论,加深认识.
教学设计示例
等势面
一、课程设计
1、复习上一节的内容,让学生总结上一节的主要内容.
2、引入新课
教师出示图片:
提出问题1:在点电荷形成电场中有 A 、 B 、 C 三点,若将单位正电荷由 A 点移动到 C 点做功为;把单位正电荷由 B 点移动到 C 点做功为,如果,则 A 、 B 两点有什么关系?单位正电荷从 A 点移动到 B 点时,电场力做功情况怎样?
学生分析,教师总结: A 、 B 两点的电势相同.单位正电荷从 A 点移动到 B 点时,电场力不做功.
教师讲解:一般说来,电场中各点的电势不同,但电场中也有许多点的电势相等.我们把电场中电势相等的点构成的面叫等势面.
下面,我们从几个方面认识等势面:
(1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷,电场力不做功.
分析:因为等势面上各点电势相等,电荷在同一等势面上各点具有相同的电势能,所以在同一等势面上移动电荷电势能不变,即电场力不做功.
(2)等势面一定跟电场线垂直,即跟场强的方向垂直.
分析:假如不是这样,场强就有一个沿着等势面的分量,这样在等势面上移动电荷时电场力就要做功.但这是不可能的,因为在等势面上各点电势相等,沿着等势面移动电荷时电场力是不做功的.所以场强一定跟等势面垂直.
(3)等势面的排布:前面已经指出,沿着电场线方向电势越来越低.可见,电场线不但跟等势面垂直,而且是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.对比书中的图片,类比等高线与等势面.
(4)几种典型场的等势面.
教师出示媒体课件:点电荷的等势面演示:
有关图片可以参考媒体资料.
(5)处于静电平衡状态的导体是一个等势体,它的表面是一个等势面.
分析:因为导体在静电平衡状态时内部场强处处为零,在导体的任意两点间移动电荷时电场力所做的'功为零,因此导体内部各点电势相等.
推论:地球是一个大导体,处于静电平衡状态的地球以及与它相连的导体是等势体.实际上常取地球和与地球的昂两的导体作为电势的参考位置,认为它们的电势为零.
由于实际中测定电势比测定电场要容易的多,因此常用等势面来研究电场,即先描绘出等势面的形状和分布,再根据电场线与等势面之间的关系描绘出电场线的分布.
3、例题讲解练习(参考典型例题)
4、教师总结:
(1)为了形象的描述电场中各个点电势的分布情况,由等势面和电场的垂直关系,可以根据等势面的分布情况知道电场的分布情况.
(2)有关等势面的认识需要注意:
A、在同一等势面上移动点电荷,电场力不做功;
B、电场线与等势面垂直;
C、处于静电平衡状态的导体是等势体,导体表面是等势面;
高二下学期物理教案 13
教学目标
一、知识目标
1、知道“便于远距离输送”是电能的优点之一。知道输电的过程。了解远距离输电的原理。
2、理解各个物理量的概念及相互关系。
3、充分理解;中的物理量的对应关系。
4、知道什么是输电导线上的功率和电压损失和如何减少功率和电压损失.
5、理解为什么远距离输电要用高压.
二、能力目标
1、培养学生的阅读和自学能力。
2、通过例题板演使学生学会规范解题及解题后的思考。
3、通过远距离输电原理分析,具体计算及实验验证的过程,使学生学会分析解决实际问题的两种基本方法:理论分析、计算和实验。
三、情感目标
1、通过对我国远距离输电挂图展示,结合我国行政村村村通电报导及个别违法分子偷盗电线造成严重后果的`现象的介绍,教育学生爱护公共设施,做一个合格公民。
2、教育学生节约用电,养成勤俭节约的好习惯。
教学建议
教材分析及相应的教法建议
1、对于电路上的功率损失,可根据学生的实际情况,引导学生自己从已有的直流电路知识出发,进行分析,得出结论。
2、讲解电路上的电压损失,是本教材新增加的。目的是希望学生对输电问题有更全面、更深人和更接近实际的认识,知道影响输电损失的因素不只一个,分析问题应综合考虑,抓住主要方面。但真正的实际问题比较复杂,教学中并不要求深人讨论输电中的这些实际问题,也不要求对输电过程中感抗和容抗的影响进行深入分析。教学中要注意掌握好分寸。
3、学生常常容易将导线上的电压损失面?与输电电压混淆起来,甚至进而得出错误结论。可引导学生进行讨论,澄清认识。这里要注意,切不可单纯由教师讲解,而代替了学生的思考,否则会事倍功半,形快而实慢。
4、课本中讲了从减少损失考虑,要求提高输电电压;又讲了并不是输电电压越高越好。希望帮助学生科学地、全面地认识问题,逐步树立正确地分析问题、认识问题的观点和方法。
教学重点、难点、疑点及解决办法
1、重点:
(1)理论分析如何减少输电过程的电能损失。
(2)远距离输电的原理。
2、难点:远距离输电原理图的理解。
3、疑点:的对应关系理解。
4、解决办法
通过自学、教师讲解例题分析、实验演示来逐步突破重点、难点、疑点。
高二下学期物理教案 14
教学目的:
1、了解电感对电流的作用特点。
2、了解电容对电流的作用特点。
教学重点:
电感和电容对交变电流的作用特点。
教学难点:
电感和电容对交变电流的作用特点。
教学方法:
启发式综合教学法
教学用具:
小灯泡、线圈(有铁芯)、电容器、交流电源、直流电源。
教学过程:
一、引入:
在直流电流电路中,电压、电流和电阻的关系遵从欧姆定律,在交流电路中,如果电路中只有电阻,例如白炽灯、电炉等,实验和理论分析都表明,欧姆定律仍适用。但是如果电路中包括电感、电容,情况就要复杂了。
二、讲授新课:
1、电感对交变电流的作用:
实验:把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上,观察现象:
现象:接直流的亮些,接交流的暗些。
引导学生得出结论:接交流的电路中电流小,间接表明电感对交流有阻碍作用。
为什么电感对交流有阻碍作用?
引导学生解释原因:交流通过线圈时,电流时刻在改变。由于线圈的自感作用,必然要产生感应电动势,阻碍电流的变化,这样就形成了对电流的阻碍作用。
实验和理论分析都表明:线圈的自感系数越大、交流的频率越高,线圈对交流的阻碍作用就越大。
应用:日光灯镇流器是绕在铁芯上的.线圈,自感系数很大。日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220V,灯管和镇流器串联起来接到电源上,得用镇流器对交流的阻碍作用,就能保护灯管不致因电压过高而损坏。
2、交变电流能够通过电容
实验:把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里。
现象:接通直流电源,灯泡不亮,接通交流电源,灯泡能够发光。
结论:直流不能通过电容器。交流能通过交流电。
引导学生分析原因:直流不能通过电容器是容易理解的,因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了。电容器接到交流电源时,实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质,只是由于两极板间的电压在变化,当电压升高时,电荷向电容器的极板上聚集,形成充电电流;当电压降低时,电荷离开极板,形成放电电流。电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流“通过”了电容器。
学生思考:
使用220V交流电源的电气设备和电子仪器,金属外壳和电源之间都有良好的绝缘,但是有时候用手触摸外壳仍会感到“麻手”,用试电笔测试时,氖管发光,这是什么?
原因:与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板,电源中的交变电流能够通过这个“电容器”。虽然这一点“漏电”一般不会造成人身危险,只是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保安全,电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地。
3、电容不仅存在于成形的电容器中,也存在于电路的导线、无件、机壳间。有时候这种电容的影响是很大的,当交变电流的频率很高时更是这样。同样,感也不仅存在于线圈中,长距离输电线的电感和电容都很大,它们造成的电压损失常常比电阻造成的还要大。
总结:
电容:通高频,阻低频。
电感:通低频,阻高频。
高二下学期物理教案 15
三维教学目标
1、知识与技能
(1)理解为什么电感对交变电流有阻碍作用;
(2)知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小,知道感抗与哪些因素有关;
(3)知道交变电流能通过电容器。知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用;
(4)知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小。知道容抗与哪些因素有关。
2、过程与方法
(1)培养学生独立思考的思维习惯;
(2)培养学生用学过的知识去理解、分析新问题的习惯。
3、情感、态度与价值观:培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。
教学重点:
电感、电容对交变电流的阻碍作用。感抗、容抗的物理意义。
教学难点:
感抗的概念及影响感抗大小的因素。容抗概念及影响容抗大小的因素。
教学方法:
实验法、阅读法、讲解法。
教学手段:
双刀双掷开关、学生用低压交直流电源、灯泡(6 V、0.3 A)、线圈(用变压器的副线圈)、电容器(103 F、15 V与200 F、15 V)2个、两个扼流圈、投影片、投影仪。
(一)引入新课
在直流电路中,影响电流跟电压关系的只有电阻。在交变电流路中,影响电流跟电压关系的,除了电阻外,还有电感和电容。电阻器、电感器、电容器是交变电流路中三种基本元件。这节课我们学习电感、电容对交变电流的影响。
(二)进行新课
1、电感对交变电流的阻碍作用
演示:电阻、电感对交、直流的影响。实验电路如下图甲、乙所示:
[来源: ]
演示甲图,电键分别接到交、直流电源上,引导学生观察两次灯的亮度(灯的亮度相同。说明电阻对交流和直流的阻碍作用相同。)
演示乙图,电键分别接到交、直流电源上,引导学生观察两次灯的亮度(电键接到直流上,亮度不变;接到交流上时,灯泡亮度变暗。说明线圈对直流电和交变电流的阻碍作用不同。)
线圈对直流电的阻碍作用只是电阻;而对交变电流的阻碍作用除了电阻之外,还有电感。
问题1:为什么会产生这种现象呢?
答:由电磁感应的知识可知,当线圈中通过交变电流时,产生自感电动势,阻碍电流的变化。[来源: ]
问题2:电感对交变电流阻碍作用的大小,用感抗来表示。感抗的大小与哪些因素有关?请同学们阅读教材后回答。
答:感抗决定于线圈的自感系数和交变电流的频率。线圈的自感系数越大,自感作用就越大,感抗就越大;交变电流的频率越高,电流变化越快,自感作用越大,感抗越大。
线圈在电子技术中有广泛应用,有两种扼流圈就是利用电感对交变电流的阻碍作用制成的。出示扼流圈,并介绍其构造和作用。
(1)低频扼流圈
构造:线圈绕在闭合铁芯上,匝数多,自感系数很大。
作用:对低频交变电流有很大的阻碍作用。即通直流、阻交流。
(2)高频扼流圈
构造:线圈绕在铁氧体芯上,线圈匝数少,自感系数小。
作用:对低频交变电流阻碍小,对高频交变电流阻碍大。即通低频、阻高频。
2、交变电流能够通过电容器
演示:电容对交、直流的影响。实验电路如图所示:
开关S分别接到直流电源和交变电流源上,观察现象(接通直流电源,灯泡不亮;接通交变电流源,灯泡亮了说明了直流电不能够通过电容器,交变电流能够通过电容器。)
电容器的两极板间是绝缘介质,为什么交变电流能够通过呢?用CAI课件展示电容器接到交变电流源上,充、放电的动态过程。强调自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质,只是当电源电压升高时电容器充电,电荷向电容器的极板上集聚,形成充电电流;当电源电压降低时电容器放电,电荷从电容器的极板上放出,形成放电电流。电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流通过了电容器。
3、电容器对交变电流的阻碍作用
演示:电容器对交变电流的影响:将刚才实验电路中1000 F,15 V的电容器去掉,观察灯泡的亮度,说明了什么道理?
答:灯泡的亮度变亮了。说明电容器对交变电流也有阻碍作用。(的确是这样。物理上用容抗来表示电容器对交变电流阻碍作用的大小。)
问题2:容抗跟哪些因素有关呢?请同学们阅读教材后回答。
答:容抗决定于电容器电容的大小和交变电流的频率。电容越大,在同样电压下电容器容纳电荷越多,因此充放电的电流越大,容抗就越小;交变电流的频率越高,充放电进行得越快,充放电电流越大,容抗越小。即电容器的电容越大,交变电流频率越高,容抗越小。
电容器具有通交流、隔直流通高频、阻低频的特点。
4、课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题:
1、由于电感线圈中通过交变电流时产生自感电动势,阻碍电流变化,对交变电流有阻碍作用。电感对交变电流阻碍作用大小用感抗来表示。线圈自感系数越大,交变电流的频率越高,感抗越大,即线圈有通直流、阻交流或通低频,阻高频特征。
2、交变电流通过电容器过程,就是电容器充放电过程。由于电容器极板上积累电荷反抗自由电荷做定向移动,电容器对交变电流有阻碍作用。用容抗表示阻碍作用的大小。电容器的电容越大,交流的频率越高,容抗越小。故电容器在电路中有通交流、隔直流或通高频、阻低频特征。
5、实例探究
电感对交变电流的影响
【例1】如图所示电路中,L为电感线圈,R为灯泡,电流表内阻为零。电压表内阻无限大,交流电源的电压u=220 sin10t V。若保持电压的`有效值不变,只将电源频率改为25Hz,下列说法中正确的是( )
1. 电流表示数增大 B.电压表示数减小 C.灯泡变暗 D.灯泡变亮
电感和电容对交变电流的影响
例2、图所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用。
6、巩固练习
1、关于低频扼流圈,下列说法正确的是
A.这种线圈的自感系数很小,对直流有很大的阻碍作用 B.这种线圈的自感系数很大,对低频电流有很大的阻碍作用
C.这种线圈的自感系数很大,对高频交流的阻碍作用比低频交流的阻碍作用更大
D.这种线圈的自感系数很小,对高频交流的阻碍作用很大而对低频交流的阻碍作用很小
2、在图所示电路中,u是有效值为200 V的交流电源,C是电容器,R是电阻。关于交流电压表的示数,下列说法正确的是 ( )
A.等于220 V B.大于220 V C.小于220 V D.等于零
3、在图所示的电路中,a、b两端连接的交流电源既含高频交流,又含低频交流;L是一个25 mH的高频扼流圈,C是一个100 pF的电容器,R是负载电阻,下列说法中正确的是 ( )
A.L的作用是通低频,阻高频 B.C的作用是通交流,隔直流
C.C的作用是通高频,阻低频 D.通过R的电流中,低频电流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比
高二下学期物理教案 16
一 教材分析
欧姆定律是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是本章的重点。本次课的逻辑性、理论性很强,重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律,最关键的是两个方面:一个是实验方法,另一个就是欧姆定律。欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解,而且定律的形式很简单,所以是重点而不是难点。学生对实验方法的掌握既是重点也是难点,这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合教学法。
二教学目标
知识与技能
①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。
②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。
③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。
过程与方法
①根据已有的知识猜测未知的知识。
②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。
③能对自己的实验结果进行评估,找到成功和失败的原因。
情感、态度与价值观
①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。
②培养学生大胆猜想,小心求证,形成严谨的科学精神。
三教学重点与难点
重点:掌握实验方法;理解欧姆定律。
难点:设计实验过程;实验数据的分析;实验结果的评估。
四学情分析
在技能方面是练习用电压表测电压,在知识方面是研究串、并联电路中的电压关系。这是一节探索性实验课,让学生自主实验、观察记录,自行分析,归纳总结得出结论。学生对探索性实验有浓厚的兴趣,这种方式能激发学生的创造性思维活动有利于提高认知能力和实验能力,但由于学生的探究能力尚不够成熟,引导培养学生探究能力是本节课的难点
五教学方法
启发式综合教学法。
六课前准备
教具:投影仪、投影片。
学具:电源、开关、导线、定值电阻(5、10)、滑动变阻器、电压表和电流表。
七课时安排 一课时
八教学过程
教师活动 学生活动 说明
(一)预习检查、总结疑惑
①我们学过的电学部分的物理量有哪些?
②他们之间有联系吗?
③一段导体两端的电压越高,通过它的电流如何变化?当导体的'电阻越大,通过它的电流如何变化? 学生以举手的形式回答问题,并将自己的想法写在学案上。
这部分问题学生以前已经有了感性的认识,大部分学生回答得很正确,即使有少数同学回答错误也没有关系,学生之间会进行纠正。
(二)情景引入、展示目标
提问:电压增大,电流也随着增大,但是你知道电流增大了多少吗?
让学生猜测电流I、电压U、电阻R之间的关系式。 学生大胆猜想。
不论对错,教师都应认真对待,但应该注意:猜想不是瞎猜、乱猜,不是公式越多越好,应该引导学生在原有知识的基础上有根据,符合逻辑进行猜想。同时可将所有学生的猜想写在黑板上,这对其他的同学有启发作用。
(三)合作探究、精讲点播
一、设计实验
让学生阐述自己进行实验的初步构想。
①器材。
②电路。
③操作。
对学生的实验方法提出异议,促使学生思索实验的改进。
锁定实验方案,板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。 学生按照学案的过程,补充实验器材,画电路图,并且简单陈述自己的实验操作过程。
学生根据老师提出的异议,讨论实验的改进方案,并修正器材、电路图、操作方法。 设计实验部分是一个难点,教师要进行引导,不要轻易否定学生的想法,在设计过程中教师可以提出启发性的问题,让学生自我发现问题。
二、进行实验
教师巡视指导,帮助困难学生。 学生以小组为单位进行实验。
实验数据之间的关系非常明显,要让学生从分析数据的过程中感受欧姆定律发现的逻辑过程,传授学生控制变量法。
三、分析论证
传授学生观察数据的方法,投影问题,让学生通过观察数据找到问题的答案,最终得到结论。 学生根据教师投影出的问题观察数据,在回答问题的过程中发现规律。
四、评估交流
让学生讨论在实验中遇到的问题以及自己对问题的看法和解决办法,教师引领回答几个大家普遍遇到的问题。 学生小组内讨论。
使学生意识到共同讨论可以发现自己的不足,借鉴别人的经验。
(四)反思总结、当堂检测
扩展记录表格,让学生补充。
投影一道与生活有关的题目。 学生补充表格。
学生在作业本上完成。 这个练习很简单,但能使学生沿着前面的思维惯性走下去,强化学生对欧姆定律的认识。
这一道练习主要是让学生了解欧姆定律在生活中的应用。
课堂小结
让学生归纳这节课学到的知识,回顾实验的设计和操作过程,既强化了知识又锻炼了学生归纳整理知识的能力。 学生归纳。
让学生意识到课堂回顾的重要性,并培养学生归纳整理的能力,对提高学生的自学能力有重要的作用。
________________________________________
九板书设计
已学的电学物理量:电流I、电压U、电阻R。
猜测三者之间的关系:I=UR、I=U/R、I=U-R、
实验所需器材:电源、开关、导线、电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。
实验电路图:见图-10
记录表格:
结论: (欧姆定律)
十教学反思
学生对实验方法的掌握既是重点也是难点,这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合的教学方法。
高二下学期物理教案 17
【教学目标】
知识与技能
1.知道曲线运动的方向,理解曲线运动的性质
2.知道曲线运动的条件,会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系过程与方法
1.体验曲线运动与直线运动的区别
2.体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化
情感态度与价值观
能领会曲线运动的奇妙与和谐,培养对科学的好奇心和求知欲
【教学重点】
1.什么是曲线运动
2.物体做曲线运动方向的判定3.物体做曲线运动的条件
【教学难点】
物体做曲线运动的条件
【教学课时】
1课时
【探究学习】
1、曲线运动:__________________________________________________________2、曲线运动速度的方向:
质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的方向。3、曲线运动的条件:
(1)时,物体做曲线运动。(2)运动速度方向与加速度的方向共线时,运动轨迹是___________
(3)运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力为定值,运动为_________运动。(4)运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力不为定值,运动为___________运动。4、曲线运动的性质:
(1)曲线运动中运动的方向时刻_______(变、不变),质点在某一时刻(某一点)的速度方向是沿__________________________________________,并指向运动轨迹凹下的一侧。
(2)曲线运动一定是________运动,一定具有_________。
【课堂实录】
【引入新课】
生活中有很多运动情况,我们学习过各种直线运动,包括匀速直线运动,匀变速直线运动等,我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。下面我们就来欣赏几组图片中的物体有什么特点(展示图片)
再看两个演示
第一,自由释放一只较小的粉笔头
第二,平行抛出一只相同大小的粉笔头
两只粉笔头的运动情况有什么不同?学生交流讨论。
结论:前者是直线运动,后者是曲线运动
在实际生活普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。新课讲解
一、曲线运动
1.定义:运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
2.举出曲线运动在生活中的实例。
问题:曲线运动中速度的方向是时刻改变的,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?
引出下一问题。
二、曲线运动速度的方向
看图片:撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转。
问题:水滴沿什么方向飞出?学生思考
结论:雨滴沿飞出时在那点的切线方向飞出。
如果球直线上的某处A点的`瞬时速度,可在离A点不远处取一B点,求AB点的平均速度来近似表示A点的瞬时速度,时间取得越短,这种近似越精确,如时间趋近于零,那么AB见的平均速度即为A点的瞬时速度。
结论:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。三、物体做曲线运动的条件
实验1:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在不受外力作用时将如何运动?学生实验
结论:做匀速直线运动。
实验2:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在运动方向的正前方或正后方放一条形
磁铁,小球将如何运动?学生实验
结论:小球讲做加速直线运动或者减速直线运动。
实验3:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在运动方向一侧放一条形磁铁,小球将
如何运动?学生实验
结论:小球将改变轨迹而做曲线运动。
总结论:曲线运动的条件是,
当物体所受合力的方向跟物体
运动的方向不在同一条直线时,物体就做曲线运动。
四、曲线运动的性质
问题:曲线运动是匀速运动还是变速运动学生思考讨论问题引导:
速度是(矢量、标量),所以只要速度方向变化,速度矢量就发生了,也就具有,因此曲线运动是。结论:曲线运动是变速运动。
【课堂训练】
例题1、已知物体运动的初速度v的方向及受恒力的方向如图所示,则图中可能正确的运动
例题2、一个质点受到两个互成锐角的F1和F2的作用,有静止开始运动,若运动中保持力的方向不变,但F1突然增大到F1+F,则此质点以后做_______________________解析:
例题3、一个物体在光滑的水平面上以v做曲线运动,已知运动过程中只受一个恒力作用,
运动轨迹如图所示,则,自M到N的过程速度大小的变化为________________________请做图分析:
【课堂小结】
1.曲线运动是变速运动,及速度的有可能变化,速度的方向一定变化。
2.当物体所受合力的方向跟物体运动的方向不在同一条直线时,物体就做曲线运动,所
以物体的加速度方向也跟速度方向不在同一直线上。
【板书设计】
第一节抛体运动
1、曲线运动
定义:运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。2、曲线运动速度的方向
质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向3、曲线运动的条件
当物体所受合力的方向跟物体运动的方向不在同一条直线时,物体就做曲线运动。4、曲线运动的性质
曲线运动过程中,速度方向始终在变化,因此曲线运动是变速运动。
【训练答案】
例1、B例2、匀变速曲线运动例3、自M到N速度变大(因为速度与力的夹角为锐角。
高二下学期物理教案 18
教学目标
(一)知识目标
1、知道电流的产生原因和条件.
2、理解电流的概念和定义式,并能进行有关的计算
3、理解电阻的定义式,掌握并能熟练地用来解决有关的电路问题.知道导体的伏安特性.
(二)能力目标
1、通过电流与水流的类比,培养学生知识自我更新的能力.
2、掌握科学研究中的常用方法——控制变量方法,培养学生依据实验,分析、归纳物理规律的能力.
(三)情感目标
通过电流产生的历史材料的介绍,使学生了解知识规律的'形成要经过漫长曲折的过程,培养他们学习上持之以恒的思想品质.
教学建议
1、关于电流的知识,与初中比较有所充实和提高:
从场的观点说明电流形成的条件,即导体两端与电源两极接通时,导体中有了电场,导体中的自由电荷在电场力的作用下,发生定向移动而形成电流.
知道正电荷在电场力作用下从电势高处向电势低处运动,所以电流的方向是从电势高的一端流向电势低的一端,即在电源外部的电路中,电流的方向是从电源的正极流向负极.
2、处理实验数据时可以让学生分析变量,通过计算法和图象法来出来处理数据,加强学生对图象的认识,进一步学会如何运用图象来解题.有条件的学校可以采用“分组实验—数据分析—得出结论”的思路以加强感性认识,有利于对本节重点——的理解
3、的讲法与初中不同,是用比值定义电阻的,这种讲法更科学,适合高中学生的特点.电阻的定义式变形后有些学生会产生歧义,认为电阻是由电压和电流决定的,要注意引导解释.
4、要求学生知道公式,从而知道电流的大小是由什么微观量决定的.在本节的“思考与讨论”中,希望学生能够按照其中的设问自己推导出公式,以加深对电流的理解.如果学生自己推导有困难,希望教师加以引导.
5、对于导体的伏安特性是本节的难点,应该结合数学知识进行,并尽可能的多举实例以加强对知识的深化.
高二下学期物理教案 19
一、教学目标
1.知识目标:
(1)通过本节课的复习,进一步加深对电场概念的理解,使学生明确场的特点,描写场的方法,并能在头脑中建立起场的模型和图象。
(2)加深理解场电荷、检验电荷的概念,深刻理解和掌握电场强度的概念。
(3)能够运用点电荷的电场强度公式进行简单运算。
(4)进一步理解和掌握电场的叠加原理,会计算简单的点电荷组产生的电场。
2.能力目标:
能够运用所学概念、公式进行简单运算,形成一定的解题能力。
二、教学重点、难点
1.进一步深刻理解电场和电场强度的概念是本节课的重点。
2.熟练应用电场强度的概念、场的叠加原理解决有关问题是本节的难点。
三、教学方法:
讲练结合,启发式教学
四、教具:
幻灯片,上节课所用的课件
五、教学过程:
(一)复习提问
1.什么是电场?电场最基本的特性是什么?
2.用什么物理量来描述电场的强弱?是怎样定义的?是矢量还是标量?
3.电场强度的方向是怎样规定的?计算公式你知道有几个?应用时需要注意什么?
4.什么是电场的叠加原理?
引导学生回答:
1.电场的概念:
(1)电场是存在于电荷周围空间里的一种特殊物质。
只要有电荷存在,电荷周围就存在着电场。
(2)电场的基本性质:电场对放在其中的电荷有力的作用。
(这种力叫电场力)
2.电场强度:
(1)用电场强度来描述。定义:物理学中把放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力与它的电量的比值叫做这一点的电场强度。简称场强。
(2)定义式:
(适用于任何电场)
(3)E的方向:
E和力F一样,也是矢量。我们规定电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同,那么负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。
(4)E的单位:在国际单位制中E的单位:牛/库(N/C)
(5)E的物理意义:
①描述某点电场的强弱和方向,是描述电场力的性质的物理量,是矢量。
②某点的场强E的大小和方向取决于电场,与检验电荷的正负、电量及受到的电场力F无关。
③只能用来量度电场强弱,而不能决定电场强弱。
④为定义式,适用于一切电场
3.点电荷电场的场强:
a、表达式:(此式为决定式,只适用于真空中点电荷的电场)
b、方向:若Q为正电荷,E的方向背离Q,若Q为负电荷,E的方向指向Q。
c、几个点电荷同时存在的空间的电场叠加(场的叠加原理)
如果一个电场由n个点电荷共同激发时,那么电场中任一点的总场强将等于n个点电荷在该点各自产生场强的矢量和。
(应用平行四边形法则)
4、电场力F:
(1)概念:电场力是电荷在电场中受到电场的作用力。
(2)关系:电荷在电场中某点所受到的电场力F由电荷所带电量q与电场在该点的电场强度E两因素决定。即:
①大小:F=qE(电场力的决定式,F和q、E都有关)
②方向:正电荷受电场力方向与E相同,负电荷受电场力方向与E相反。
5、电场强度E和电场力F是两个不同概念
注意点:
1、对象不同
2、决定因素不同
3、方向不一定相同
4、单位不同
(二)进行新课
1.作业讲评
根据上节课学生作业中出现的问题进行适当评析。
2.例题精讲
【例1】带电小球A、C相距30cm,均带正电.当一个带有负电的小球B放在A、C间连线的直线上,且B、C相距20cm时,可使C恰受电场力平衡.A、B、C均可看成点电荷.
①A、B所带电量应满足什么关系?
②如果要求A、B、C三球所受电场力同时平衡,它们的电量应满足什么关系?
学生读题、思考,找学生说出解决方法.
通过对此题的分析和求解,可以加深对场强概念和场强叠加的理解.学生一般从受力平衡的角度进行分析,利用库仑定律求解.在学生解题的基础上做以下分析.
分析与解:
①C处于平衡状态,实际上是要求C处在A、B形成的电场中的电场强度为零的地方.
既然C所在处的合场强为零,那么,C所带电量的正或负、电量的多或少均对其平衡无影响.
②再以A或B带电小球为研究对象,利用上面的方法分析和解决.
答案:①qA∶qB=9∶4,②qA∶qB∶qC=9∶4∶36.
【例2】如图所示,半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀分布的正电荷,其单位长度上的带电量为q,现截去环上一小段AB,AB长为(<<),则剩余部分在圆环中心处O点产生的场强多大?方向如何?
学生思考、讨论,可以请学生谈他们的认识与理解.
通过本题的求解,使学生加强对电场场强叠加的应用能力和加深对叠加的理解.
分析与解:
解法之一,利用圆环的对称性,可以得出这样的结果,即圆环上的任意一小段在圆心处所产生的电场场强,都与相对应的一小段产生的场强大小相等,方向相反,相互叠加后为零.由于AB段被截掉,所以,本来与AB相对称的那一小段所产生的场强就成为了整个圆环产生的电场的合场强。因题目中有条件<<,所以这一小段可以当成点电荷,利用点电荷的场强公式可求出答案.
解法之二,将AB段看成是一小段带正电和一小段带负电的圆环叠放,这样仍与题目的条件相符.而带正电的小段将圆环补齐,整个带电圆环在圆心处产生的电场的'场强为零;带负电的一小段在圆心处产生的场强可利用点电荷的场强公式求出,这就是题目所要求的答案.
答案:方向指向AB
练习:如图所示,等边三角形ABC的边长为a,在它的顶点B、C上各有电量为Q(>0)的点电荷.试求三角形中心处场强E的大小和方向.
学生自己练习求解,以巩固概念.
通过此题的求解,进一步巩固对场强矢量性的认识和场强叠加理解.
3.课堂练习
(1)下列说法中正确的是
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场。
B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖于我们的感觉而客观存在的。
C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的。
D.电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用。
(2)下列说法中正确的是
A.电场强度反映了电场的力的性质,因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比。
B.场中某点的场强等于,但与检验电荷的受力及带电量无关。
C.场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向。
D.公式和对于任何静电场都是适用的
(3)下列说法中正确的是
A.场强的定义式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电量。
B.场强的定义式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电量。
C.在库仑定律的表达式中,是点电荷Q2产生的电场在Q1处的场强的大小。
D.无论定义式
中的q值如何变化,在电场中的同一点,F与q的比值始终不变。
(4)讨论电场力与电场强度的区别。
物理量
比较内容电场力电场强度
区别物理意义电荷在电场中所受的力反映电场的力的属性
决定因素由电荷和电场共同决定仅由电场自身决定
大小F=qEE=F/q
方向正电荷受力与E同向
负电荷受力与E同向规定E的方向为正电荷在该点的受力方向
单位NN/C或V/m
联系F=qE(普遍适用)
(三)小结与反馈练习:
(1)不能说成E正比于F,或E正比于1/q。
(2)检验电荷q在周围是否产生电场?该电场对电源电荷Q有无作用?若有,作用力大小为多大?该点的场强又为多大?
(3)在求电场强度时,不但要计算E的大小,还需强调E的方向。
(四)作业布置:
1.为了确定电场中P点的电场强度大小,用细丝线悬挂一个带负电荷的小球去探测。当球在P点静止后,测出悬线与竖直方向夹角为37°。已知P点场强方向在水平方向上,小球重力为4.0×10-3N。所带电量为0.01C,取Sin37°=0.6,则P点的电场强度大小是多少?
2.真空中,A、B两点上分别放置异种点电荷Q1、Q2,已知两点电荷间引力为1N,Q1=1×10-5C,Q2=-1×10-6C。移开Q1,则Q2在A处产生的场强大小是___________N/C,方向是___________;若移开Q2,则Q1在B处产生的场强大小是____________N/C,方向是___________
3.在x轴上有两个点电荷,一个带正电Q1,一个带负电-Q2,且Q1=2Q2.用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小,则在X轴上[]
A.E1=E2之点只有一处,该处合场强为0
B.E1=E2之点共有两处:一处合场强为0,另一处合场强为2E2
C.E1=E2之点共有三处:其中两处合场强为0,另一处合场强为2E2
D.E1=E2之点共有三处:其中一处合场强为0,另两处合场强为2E2
说明:学习本节课需要注意的问题
1.场强是表示电场强弱的物理量,因而在引入电场强度的概念时,应该使学生了解什么是电场的强弱,同一个电荷在电场中的不同点受到的电场力的大小是不同的,所受电场力大的点,电场强。
2.应当使学生理解为什么可以用比值F/q来表示电场强度,知道这个比值与电荷q无关,是反映电场性质的物理量。
比值定义一个新的物理量是物理学中常用的方法,应结合学生前面学过的类似的定义方法,让学生领会电场强度的定义
高二下学期物理教案 20
教学目标
一、知识目标
1、知道三相交变电流是如何产生的。了解三相交变电流是三个相同的交流电组成的。
2、了解三相交变电流的图象,知道在图象中三个交变电流在时间上依次落后1/3周期。
3、知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势的值和周期都相同,但它们不是同时达到值(或为零)。
4、了解三相四线制中相线(火线)、中性线、零线、相电压、线电压等概念。
5、知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压。
二、能力目标
1、培养学生将知识进行类比、迁移的能力。
2、使学生理解如何用数学工具将物理规律建立成新模型
3、训练学生的空间想象能力的演绎思维能力。
4、努力培养学生的实际动手操作能力。
三、情感目标
1、通过了解我国的电力事业的发展培养学生的爱国热情
2、让学生在学习的过程中体会到三相交流电的对称美
教学建议
教材分析
三相电流在生产和生活中有广泛的应用,学生应对它有一定的`了解。但这里只对学生可能接触较多的知识做些介绍,而不涉及太多实际应用中的具体问题。三相交变电流在生产生活实际中应用广泛,所以其基本常识应让每个学生了解。
教法建议
1、在介绍三相交变电流的产生时,除课本中提供的插图外,教师可以再找一些图片或模型,使学生明白,三个相同的线圈同时在同一磁场中转动,产生三相交变电流,它们依次落后1/3周期。三相交变电流就是三个相同的交变电流,它们具有相同的值、周期、频率。每一个交变电流是一个单相电。
2、要让学生知道,三个线圈相互独立,每一个都可以相当于一个独立的电源单独供电。由于三个线圈平面依次相差120o角。它们达到值(或零)的时间就依次相差1/3周期。用挂图配合三相电机的模型演示,效果很好。
让三个线圈通过星形连接或三角形连接后对外供电,一方面比用三个交变电流单独供电大大节省了线路的材料,另一方面,可同时提供两种不同电压值的交变电流。教师应组织学生观察生活实际中的交变电流的连接方式,理解课本中所介绍的三相电的连接。
高二下学期物理教案 21
教学目标
1、使学生知道什么是次声波和超声波
2、使学生能用所学知识解释生活中的次声波和超声波.
教学建议
因多普勒效应和此声波、超声波两节的内容少,建议用一个课时.
本节重点是掌握声波的概念和形成声波的条件.学习中要了解声波能够发生反射、衍射、干涉等现象.声波反射时能听到回声,利用回声可以测速或测距.声波发生共振时称为共鸣现象.
声波能离开空气在真空中传播吗?为什么?
解答:不能.因为声波是机械波,必须有介质,声波才能传播.空气、水、玻璃等都可以作为传播声波的介质.如果发声体的周围没有传声介质,声波无法向外传播,人们就不会听到声音,所以声音不能在真空中传播.
让学生了解声波有次声波、声波、超声波,它们是按频率划分的.了解它的利用和危害.
请教师阅读下列表:
项目
声波
备注
概念
声源的`振动在介质中传播形成声波
声波是机械波,具有波的一切特征,能发生反射、衍射、干涉等现象
产生的条件
与介质、温度有关,标准状况下,空气中声速为332m/s,运算时常取340m/s
声波的波长范围
1.7cm——17cm
人耳能听到的声波频率范围
20Hz——20000Hz