第一篇:2014年高中物理 2.2《電動(dòng)勢(shì)》教案 新人教版選修3-1
第二節(jié)、電動(dòng)勢(shì)教學(xué)設(shè)計(jì)
一教材分析
電動(dòng)勢(shì)的概念比較抽象,是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)。但學(xué)生對(duì)各種電源比較熟悉,所以本設(shè)計(jì)從介紹各種電源開始,明確本節(jié)課要研究電源的共同特性。通過對(duì)電路中產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流原因的探討,使學(xué)生知道電源工作過程中電源內(nèi)部存在非靜電力的作用。在討論非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程中引入電動(dòng)勢(shì)概念。
二、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1. 理解電動(dòng)勢(shì)的的概念及定義式。知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量。2.從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。
(二)過程與方法
通過類比的方法使學(xué)生加深對(duì)電源及電動(dòng)勢(shì)概念的理解。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
了解生活中電池,感受現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步
三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 重點(diǎn):電動(dòng)勢(shì)的的概念
難點(diǎn):對(duì)電源內(nèi)部非靜電力做功的理解
四學(xué)情分析、通過復(fù)習(xí)靜電力概念,明確靜電力的作用效果,通過類比,分層次提出相應(yīng)問題,通過師生互動(dòng)式的分析討論,逐步明確電路中形成持續(xù)電流的原因。利用多媒體動(dòng)畫形象地將形成電流和水流條件進(jìn)行類比,通過非重力對(duì)水的作用和非靜電力對(duì)電荷的作用進(jìn)行類比中得出非靜電力的概念。通過討論不同電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)不同過程中逐步建立電動(dòng)勢(shì)的概念,并通過電動(dòng)勢(shì)和電壓概念本質(zhì)區(qū)別的討論,加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)勢(shì)概念的理解 五教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn),多媒體 六課前準(zhǔn)備:實(shí)驗(yàn)教具 七課時(shí)安排:一課時(shí) 八教學(xué)過程:
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
要點(diǎn):電源、恒定電流的概念
(二)情景引入、展示目標(biāo) 新課講解-----第二節(jié)、電動(dòng)勢(shì)
〖問題〗1。在金屬導(dǎo)體中電流的形成是什么?(自由電子)
2.在外電路中電流的方向?(從電源的正極流向負(fù)極)
3.電源是靠什么能力把負(fù)極的正電荷不斷的搬運(yùn)到正極以維持外電路中恒定的電流?
結(jié)合課本圖2。2-1,講述“非靜電力”,利用右圖來類比,以幫助學(xué)生理解電路中的能量問題。當(dāng)水由A池流入B池時(shí),由于重力做功,水的重力勢(shì)能減少,轉(zhuǎn)化為其他式的能。而又由于A、B之間存在高度差,故欲使水能流回到A池,應(yīng)克服重力做功,即需要提供一個(gè)外力來實(shí)現(xiàn)該過程。抽水機(jī)就是提供該外力的裝置,使水克服重力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能。重力做功、克服重力做功以及重力勢(shì)能與其他形式的能之間的相互轉(zhuǎn)化,學(xué)生易于理解和接受,在做此鋪墊后,電源中的非靜電力的存在及其作用也就易于
十教學(xué)反思
在學(xué)習(xí)閉合電路的基礎(chǔ)上介紹外電路和內(nèi)電路、外電阻和內(nèi)電阻,外電壓和內(nèi)電壓的意義,通過演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀感受內(nèi)電阻的存在。在閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的討論中采用類比兒童乘坐滑梯的方法幫助學(xué)生理解
第二篇:2.2電動(dòng)勢(shì)教案
2.2、電動(dòng)勢(shì)(1課時(shí))
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1. 理解電動(dòng)勢(shì)的的概念及定義式。知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量。2.從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。
(二)過程與方法
通過類比的方法使學(xué)生加深對(duì)電源及電動(dòng)勢(shì)概念的理解。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
了解生活中電池,感受現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步
二、重點(diǎn)與難點(diǎn): 重點(diǎn):電動(dòng)勢(shì)的的概念
難點(diǎn):對(duì)電源內(nèi)部非靜電力做功的理解
三、教學(xué)過程:
(一)復(fù)習(xí)上課時(shí)內(nèi)容
要點(diǎn):電源、恒定電流的概念
(二)新課講解-----第二節(jié)、電動(dòng)勢(shì)
〖問題〗1。在金屬導(dǎo)體中電流的形成是什么?(自由電子)
2.在外電路中電流的方向?(從電源的正極流向負(fù)極)
3.電源是靠什么能力把負(fù)極的正電荷不斷的搬運(yùn)到正極以維持外電路中恒定的電流?
結(jié)合課本圖2。2-1,講述“非靜電力”,利用右圖來類比,以幫助學(xué)生理解電路中的能量問題。當(dāng)水由A池流入B池時(shí),由于重力做功,水的重力勢(shì)能減少,轉(zhuǎn)化為其他式的能。而又由于A、B之間存在高度差,故欲使水能流回到A池,應(yīng)克服重力做功,即需要提供一個(gè)外力來實(shí)現(xiàn)該過程。抽水機(jī)就是提供該外力的裝置,使水克服重力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能。重力做功、克服重力做功以及重力勢(shì)能與其他形式的能之間的相互轉(zhuǎn)化,學(xué)生易于理解和接受,在做此鋪墊后,電源中的非靜電力的存在及其作用也就易于理解了。
兩者相比,重力相當(dāng)于電場(chǎng)力,重力做功相當(dāng)于電場(chǎng)力做功,重力勢(shì)能相當(dāng)于電勢(shì)能,抽水機(jī)相當(dāng)于電源。從而引出— 1.電源(更深層的含義)
(1)電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。
(2)非靜電力在電源中所起的作用:是把正電荷由負(fù)極搬運(yùn)到正極,同時(shí)在該過程中非靜電力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。
【注意】在不同的電源中,是不同形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。
再與抽水機(jī)類比說明:在不同的電源中非靜電力做功的本領(lǐng)不同---引出 2.電動(dòng)勢(shì)
(1)定義:在電源內(nèi)部,非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì)。(2)定義式:E=W/q(3)單位:伏(V)
(4)物理意義:表示電源把其它形式的能(非靜電力做功)轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動(dòng)勢(shì)越大,電路中每通過1C電量時(shí),電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。【注意】:① 電動(dòng)勢(shì)的大小由電源中非靜電力的特性(電源本身)決定,跟電源的體積、外電路無關(guān)。
②電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí),電源兩極間的電壓。
③電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C電量的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。
3.電源(池)的幾個(gè)重要參數(shù)
①電動(dòng)勢(shì):它取決于電池的正負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì),與電池的大小無關(guān)。②內(nèi)阻(r):電源內(nèi)部的電阻。
③容量:電池放電時(shí)能輸出的總電荷量。其單位是:A·h,mA·h.【注意】:對(duì)同一種電池來說,體積越大,容量越大,內(nèi)阻越小。
(三)小結(jié):對(duì)本節(jié)內(nèi)容做簡要小結(jié)
(四)鞏固新課:
1、復(fù)習(xí)課本內(nèi)容
2、完成P46“問題與練習(xí)”:練習(xí)1-3
3.調(diào)查常用可充電電池:
建議全班分成若干個(gè)小組,對(duì)可充電電池進(jìn)行調(diào)查,寫出調(diào)查報(bào)告,然后在全班交流和評(píng)比。
第三篇:高中物理《電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻》教案教科版選修解析
電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
一 教材分析
本節(jié)課是高中物理選修3—1的第四章第三節(jié),這節(jié)課內(nèi)容是測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,電源的特性主要由電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻來描述,因此測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻對(duì)于合理使用電源具有重要的意義,在上一節(jié)介紹的測(cè)量電源內(nèi)電壓的方法,在許多情況下是不可行的,這一節(jié)在它的基礎(chǔ)上,從實(shí)用的角度向?qū)W生提出了新的問題,即怎樣簡潔的測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻? 只有設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)電路,選擇必要的實(shí)驗(yàn)器材,科學(xué)的處理數(shù)據(jù),才能得到滿意的結(jié)果。本節(jié)課主要介紹了用伏安法測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的電路以及一種新的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法——用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。重點(diǎn)是:實(shí)驗(yàn)方案的獲取與利用圖像法處理數(shù)據(jù)。難點(diǎn)是如何利用圖線得到結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)誤差的分析。本節(jié)教學(xué)中主要讓學(xué)生自己根據(jù)已經(jīng)學(xué)過的關(guān)于閉合電路歐姆定理等相關(guān)知識(shí),通過自己的探索,把學(xué)過的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際,本節(jié)內(nèi)容涉及到的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)及用圖象法處理數(shù)據(jù),這正是學(xué)生感興趣的內(nèi)容,通過學(xué)生自己的探索,不但把學(xué)過的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際還可以激發(fā)他們的創(chuàng)新精神。二 教學(xué)目標(biāo)
1知識(shí)與技能:使學(xué)生掌握利用儀器測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法,并通過設(shè)計(jì)電路和選擇儀器,開闊思路,激發(fā)興趣。
2.過程與方法:學(xué)會(huì)利用圖線處理數(shù)據(jù)的方法。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀:使學(xué)生理解和掌握運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段處理物理問題的基本程序和技能,具備敢于質(zhì)疑的習(xí)慣、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度和不斷求索的精神,培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力和操作能力,提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)和興趣。三 設(shè)計(jì)思路
測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻其實(shí)就是對(duì)閉合電路歐姆定理的應(yīng)用,這節(jié)課的安排主要是對(duì)閉合電路歐姆定理的應(yīng)用反饋。因此,本著鞏固和深化所學(xué)知識(shí),以及能夠把所學(xué)過的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的思想,本節(jié)內(nèi)容我設(shè)計(jì)如下:
把全班同學(xué)分成八個(gè)小組,要求每一個(gè)小組在課下利用課余時(shí)間查閱資料了解測(cè)量電阻的各種方案,看是否可以用于本節(jié)內(nèi)容中,能夠設(shè)計(jì)哪些方案來測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻,并且設(shè)計(jì)好本組將要應(yīng)用的測(cè)量方案。4.2節(jié)分兩個(gè)課時(shí),第一課時(shí)主要課堂上讓學(xué)生分小組展示他們的方案,按照理論闡述、模擬演示、自我評(píng)價(jià)的程序進(jìn)行展示。教師和其他小組的學(xué)生作為評(píng)委,讓展示的學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)答辯,教師和其他小組的學(xué)生可以向他們提問。最后教師對(duì)各小組進(jìn)行評(píng)價(jià),確定實(shí)驗(yàn)方案。第二課時(shí)主要是引導(dǎo)學(xué)生,讓其探究出處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重要方法——圖象法,以及必要的誤差分析。重點(diǎn)是學(xué)習(xí)圖象法處理數(shù)據(jù)。
這節(jié)內(nèi)容以課內(nèi)外相結(jié)合的形式,課下讓學(xué)生進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì),課上組織學(xué)生匯報(bào)交流,教師只是作為指導(dǎo)者,引導(dǎo)學(xué)生分析原理,指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際操作中應(yīng)該考慮哪些問題,幫助學(xué)生完善方案,因此,本節(jié)內(nèi)容中采用研究性的探究式教學(xué),充分的體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。教師改變?cè)瓉淼膫魇谑浇虒W(xué)方式,以觀眾的身份對(duì)學(xué)生提問,在問題中把這節(jié)課的內(nèi)容滲透給學(xué)生,以評(píng)委的身份對(duì)學(xué)生的成果進(jìn)行評(píng)價(jià)并且提出改進(jìn)方案。四 教學(xué)準(zhǔn)備
首先,對(duì)全班的學(xué)生進(jìn)行分組,每個(gè)小組自己設(shè)計(jì)測(cè)量方案,設(shè)計(jì)過程中要考慮到實(shí)際操作,要求能夠方便的測(cè)量出電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻。這一步要提前布置,給學(xué)生足夠的時(shí)間去準(zhǔn)備。其次,設(shè)計(jì)過程中需要的儀器向?qū)嶒?yàn)室申請(qǐng),需要有關(guān)的知識(shí)自己查閱資料,遇到難題時(shí)可以找老師幫忙解決。最后,因?yàn)檫@節(jié)內(nèi)容有課件展示,有分組實(shí)驗(yàn),所以安排在多媒體教室上課。上課前和實(shí)驗(yàn)員協(xié)調(diào)好,預(yù)先將部分一起放在每組的課桌上,同學(xué)們上課前分小組確定座位,留出一張課桌做實(shí)驗(yàn)用。準(zhǔn)備好音箱和話筒,以便使學(xué)生聽得清楚。五 教學(xué)過程(分兩課時(shí))(第一課時(shí))
回顧上節(jié)所學(xué)內(nèi)容,引入新內(nèi)容
教師: 上堂課我們學(xué)習(xí)了閉合電路的歐姆定律,那么此定律文字怎么述?公式怎么寫? 學(xué)生: 閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟整個(gè)電路的電阻成反 比,這就是閉合電路的歐姆定律。
教師: 這兒有一節(jié)干電池,請(qǐng)問同學(xué)在我們已學(xué)過的物理量中有哪幾個(gè)物理量是用來描寫電源的性質(zhì)? 學(xué)生: E r 教師: 在你們桌上都有一節(jié)這樣的干電池,這些干電池有的是比較新的,有的是比較舊的,我們可以用些什么方法來測(cè)出這一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻呢?這就是我們這節(jié)課所需要解決的問題。
投影 4.2 測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
教師: 前面我們已經(jīng)學(xué)了閉合電路的歐姆定律。投影 定律的內(nèi)容
教師: 接下來就請(qǐng)同學(xué)根據(jù)閉合電路的歐姆定律,大家在下面以學(xué)習(xí)小組為單位討論,看可以有哪幾種方法來測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,然后把你們?cè)O(shè)計(jì)出來的電路圖畫在白紙上,列出求解方程式。設(shè)計(jì)完畢以后,每一組請(qǐng)一位同學(xué)起來作為代表講一下你們這一組的設(shè)計(jì)思路。我們比賽一下看哪一組的設(shè)計(jì)方案即合理又最多,現(xiàn)在開始討論。學(xué)生互相討論、設(shè)計(jì)測(cè)量方案………… 教師: 請(qǐng)每組同學(xué)推出一名代表介紹設(shè)計(jì)的方案,同時(shí)將設(shè)計(jì)方案中的電路圖投影到屏幕上。學(xué)生介紹設(shè)計(jì)方案…………
教師: 同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的方案很多,接下來請(qǐng)同學(xué)們針對(duì)這些設(shè)計(jì)方案來思考一下,如果根據(jù)他們測(cè)量時(shí)所使用的測(cè)量儀器和所列方程的形式,看看有什么相同的地方? 投影: 方案1電路圖
學(xué)生: 使用一個(gè)電流表 一個(gè)伏特表 一個(gè)滑動(dòng)變阻器(板書)投影: 方案 2電路圖
學(xué)生: 使用一個(gè)伏特表 一個(gè)變阻箱(板書)投影: 方案 3電路圖
學(xué)生: 使用一個(gè)電流表 一個(gè)變阻箱 E=I(R+r)(板書)教師: 同學(xué)們根據(jù)分析對(duì)比,現(xiàn)在得出了測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的三種方法。投影: 方案1 E=Ir+U 方案2 方案3 E=I(R+r)方案1 方案2 方案3
教師: 盡管這三種方法所列的方程形式不同,但他們的本質(zhì)是一樣的,都是閉合電路的歐姆定律。在第一種方法中E=U+Ir,其中E r是要求的,只要得到兩組不同的I和U的數(shù)值,列兩個(gè)方程,便可求得E r。至于外電路上的電阻R可以是已知的,也可以是未知的,只要能改變就行了,也就是說可以是兩個(gè)定值電阻,可以是滑動(dòng)變阻器,可以是電阻箱,等等。另外兩種方法與第一種方法相比,最大的區(qū)別在于他們只用了一個(gè)電表,但是外電路上的電阻必須是已知的。這就給外電路上的電阻有了一定的限制,在這二種情況下,滑動(dòng)變阻器是不能
知,U是I的一次函數(shù),則U—I圖像應(yīng)該是一條直線.投影:U—I 圖象如右圖。
教師:那么大家觀察圖象,直線與U軸、I軸各有交 點(diǎn),那么兩個(gè)交點(diǎn)分別代表什么物理意義,直線的斜率又代表什么呢?
學(xué)生回答總結(jié):直線與U軸相交點(diǎn)的值,I等于零,此值即為斷路時(shí)的路端電壓應(yīng)等于電源電動(dòng)勢(shì)E;這條直線與I軸的交點(diǎn)表示
U=0(外電路短路)時(shí)的短路電流 I0,而且I0 =,由U=E-Ir可知直線斜率為-r,計(jì)算內(nèi)阻時(shí),要在直線上任取兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的點(diǎn),用r=| |計(jì)算電池的內(nèi)阻r.投影:用幾何畫板模擬畫圖,取一組用方案一得出的數(shù)據(jù)描點(diǎn)。
教師:在坐標(biāo)紙上建立U—I坐標(biāo)系,依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中畫出相應(yīng)的點(diǎn),怎樣連接這些點(diǎn)呢?是否兩兩相連?
學(xué)生討論后回答總結(jié):兩兩相連得出的折線不符合理論分析的結(jié)果,應(yīng)該作一條直線使之通過盡可能多的點(diǎn),并使不在直線上的點(diǎn)盡可能均勻的分布在兩旁.離直線教遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)該舍棄,如圖甲所示,延長這條直線,讀出它與U軸相交點(diǎn)的值,此值即為斷路時(shí)的路端電壓應(yīng)等于電源電動(dòng)勢(shì)E;這條直線與I軸的交點(diǎn)表示U=0(外電路短路)時(shí)的短路電流 I0,而且I0 =,還計(jì)算出內(nèi)阻r=| |.教師:A、B兩點(diǎn)均是無法用實(shí)驗(yàn)實(shí)際測(cè)到的,是利用得到的圖線向兩側(cè)合理外推得到的。當(dāng)干電池內(nèi)阻較小時(shí),路端電壓U的變化較小,坐標(biāo)圖中數(shù)據(jù)點(diǎn)所描直線呈現(xiàn)如下圖乙所示的狀況,下部大面積空間得不到利用,作圖時(shí)也易造成較大誤差,為此可使坐標(biāo)不從零開始如圖丙所示,并把坐標(biāo)的標(biāo)度取得小一些,可使結(jié)果的誤差減小些,要注意的是: 此時(shí)圖像與橫軸的交點(diǎn)不表示短路電流,計(jì)算內(nèi)阻時(shí),要在直線上任取兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的點(diǎn),用r=| |.來計(jì)算電池的內(nèi)阻r.(教學(xué)過程中必須明確):
①圖線的縱坐標(biāo)是路端電壓,它反映的是:當(dāng)電流強(qiáng)度I增大時(shí),路端電壓U將隨之減小,U與I成線性關(guān)系,U=E-Ir。也就是說它所反映的是電源的性質(zhì),所以也叫電源的外特性曲線。②電阻的伏安特性曲線中,U與I成正比,前提是R保持一定,而這里的U-I圖線中,E、r不變,外電阻R改變,正是R的變化,才有I和U的變化。
實(shí)驗(yàn)中至少得到6組數(shù)據(jù),畫在圖上擬合出一條直線。要求:使多數(shù)點(diǎn)落在直線上,并且分布在直線兩側(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)要大致相等,這樣,可使偶然誤差得到部分抵消,從而提高精確度。
歸納:將圖線兩側(cè)延長,分別交軸與A、B點(diǎn)。
A點(diǎn)意味著斷路情況,它的縱軸截距就是電源電動(dòng)勢(shì)E。
說明:①A、B兩點(diǎn)均是無法用實(shí)驗(yàn)實(shí)際測(cè)到的,是利用得到的圖線向兩側(cè)合理外推得到的。②由于r一般很小,得到的圖線斜率的絕對(duì)值就較小。為了使測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確,可以將縱軸的坐標(biāo)不從零開始,計(jì)算r時(shí)選取直線上相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)求得。2.誤差分析:
實(shí)驗(yàn)中的誤差屬于系統(tǒng)誤差,請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)一步討論,得到的數(shù)值是偏大還是偏???(提示:利用圖線及合理的推理)
可以請(qǐng)幾位同學(xué)發(fā)言,最后得到結(jié)論。因?yàn)?電壓表的分流作用 所以 I真=I測(cè)+I(xiàn)V
即(I真-I測(cè))↑,反映在圖線上:
第四篇:高中物理 7.4《溫度和溫標(biāo)》教案 新人教選修3-3
7.4 溫度和溫標(biāo)
新課標(biāo)要求
(一)知識(shí)與技能
1.了解系統(tǒng)的狀態(tài)參量以及平衡態(tài)的概念。2.掌握熱平衡的概念及熱平衡定律
3.掌握溫度與溫標(biāo)的定義以及熱力學(xué)溫度的表示。
(二)過程與方法
通過學(xué)習(xí)溫度與溫標(biāo),體會(huì)熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
體會(huì)生活中的熱平衡現(xiàn)象,感應(yīng)熱力學(xué)溫度的應(yīng)用。
教學(xué)重點(diǎn)
熱平衡的定義及熱平衡定律的內(nèi)容。
教學(xué)難點(diǎn)
有關(guān)熱力學(xué)溫度的計(jì)算。
教學(xué)方法
講練法、舉例法、閱讀法
教學(xué)用具:
投影儀、投影片
教學(xué)過程
(-)引入新課
教師:在初中我們已學(xué)過了測(cè)量溫度時(shí)常用的一種單位,叫“攝氏度”。大家都知道:它是以冰水混合物的溫度為0度,以一個(gè)大氣壓下沸水的溫度為100度,在這兩溫度之間等分100個(gè)等份,每一等份為1個(gè)溫度單位,叫“攝氏度”。這種以冰水混合物的溫度為零度的測(cè)溫方法叫攝氏溫標(biāo),以攝氏溫標(biāo)表示的溫度叫攝氏溫度。今天我們將要進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)溫度和溫標(biāo)的知識(shí)。
(二)進(jìn)行新課
1.平衡態(tài)與狀態(tài)參量
教師:引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P11有關(guān)內(nèi)容。回答問題:(1)什么是系統(tǒng)的狀態(tài)參量?并舉例說明。(2)舉例說明,什么平衡態(tài)?
學(xué)生:閱讀教材,思考討論,回答問題。
參考答案:
(1)在物理學(xué)中,通常把所研究的對(duì)象稱為系統(tǒng)。為了描述系統(tǒng)的狀態(tài),需要用到一些物理量,例如,用體積描述它的幾何性質(zhì),用壓強(qiáng)描述力學(xué)性質(zhì),用溫度描述熱學(xué)性質(zhì)……這些描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量,叫做系統(tǒng)的狀態(tài)參量。
(2)要定量地描述系統(tǒng)的狀態(tài)往往很難,因?yàn)橛袝r(shí)系統(tǒng)各部分的參量并不相同,而且可能
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正在變化。然而在沒有外界影響的情況下,只要經(jīng)過足夠長的時(shí)間,系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量會(huì)達(dá)到穩(wěn)定。舉例說,把不同壓強(qiáng)、不同溫度的氣體混在同一個(gè)容器中,如果容器和外界沒有能量的交換,經(jīng)過一段時(shí)間后,容器內(nèi)各點(diǎn)的溫度、壓強(qiáng)就會(huì)變得一樣。這種情況下我們說系統(tǒng)達(dá)到了平衡態(tài),否則就是非平衡態(tài)。2.熱平衡與溫度
教師:引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P12有關(guān)內(nèi)容。回答問題:(1)什么是熱平衡?
(2)怎樣理解“熱平衡概念也適用于兩個(gè)原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)”?(3)怎樣判斷“兩個(gè)系統(tǒng)原來是處于熱平衡的”?(4)熱平衡定律的內(nèi)容是什么?
(5)溫度是如何定義的?其物理意義是什么? 學(xué)生:閱讀教材,思考討論,回答問題。
參考答案:
(1)對(duì)于兩個(gè)相互作用的系統(tǒng),如果它們之間沒有隔熱材料,它們相互接觸,或者通過導(dǎo)熱性能很好的材料接觸,這兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量將會(huì)互相影響而分別改變。最后,兩個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化,說明兩個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)具有了某個(gè)“共同性質(zhì)”,此時(shí)我們說兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到了熱平衡。
(2)兩個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后再把它們分開,如果分開后它們都不受外界影響,再把它們重新接觸,它們的狀態(tài)不會(huì)發(fā)生新的變化。因此,熱平衡概念也適用于兩個(gè)原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。
(3)只要兩個(gè)系統(tǒng)在接觸時(shí)它們的狀態(tài)不發(fā)生變化,我們就說這兩個(gè)系統(tǒng)原來是處于熱平衡的。
(4)實(shí)驗(yàn)表明:如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡,那么這兩個(gè)系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡,這個(gè)結(jié)論稱為熱平衡定律。
(5)兩個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡時(shí),它們具有一個(gè)“共同性質(zhì)”,我們就把表征這一“共同性質(zhì)”的物理量定義為溫度。也就是說,溫度是決定一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)是否達(dá)到熱平衡狀態(tài)的物理量,它的特征就是“一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度”。3.溫度計(jì)與溫標(biāo)
教師:引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P13有關(guān)內(nèi)容?;卮饐栴}:(1)什么是溫標(biāo)?
(2)如何來確定一個(gè)溫標(biāo)?并以“攝氏溫標(biāo)”的確定為例加以說明。
(3)什么是熱力學(xué)溫標(biāo)和熱力學(xué)溫度?熱力學(xué)溫度的單位是什么?熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系怎樣?
學(xué)生:閱讀教材,思考討論,回答問題。
參考答案:
(1)如果要定量地描述溫度,就必須有一套方法,這套方法就是溫標(biāo)。
(2)確定一個(gè)溫標(biāo)時(shí)首先要選擇一種測(cè)溫的物質(zhì),根據(jù)這種物質(zhì)的某個(gè)特性來制造溫度計(jì)。例如,可以根據(jù)水銀的熱膨脹來制造水銀溫度計(jì),這時(shí)我們規(guī)定細(xì)管中水銀柱的高度與溫度的關(guān)系是線性關(guān)系;也可以根據(jù)鉑的電阻隨溫度的變化來制造金屬電阻溫度計(jì),這時(shí)我們現(xiàn)定鉑的電阻與溫度的關(guān)系是線性關(guān)系。同樣的道理,還可以根據(jù)氣體壓強(qiáng)隨溫度的變化來制造氣體溫度計(jì),根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的大小來制造熱電偶溫度計(jì),等等。確定了測(cè)溫物質(zhì)和這種物質(zhì)用以測(cè)溫的某種性質(zhì)之后,還要確定溫度的零點(diǎn)和分度的方法。例如,早期的攝氏溫標(biāo)規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)為0℃,水的沸點(diǎn)為100℃;并據(jù)此把玻璃管上0℃刻度與100℃刻度之間均勻分成100等份,每份算做1℃。
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(3)以-273.15℃(在高中階段可簡單粗略地記成-273℃)作為零度的溫標(biāo)叫熱力學(xué)溫標(biāo),也叫絕對(duì)溫標(biāo)。用熱力學(xué)溫標(biāo)表示的溫度叫做熱力學(xué)溫度。它是國際單位制中七個(gè)基本物理量之一,用符號(hào) T表示,單位是開爾文,簡稱開,符號(hào)為K。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系是: T= t+273.15K 說明:熱力學(xué)溫度的每一度大小與攝氏溫度每一度大小相同。熱力學(xué)溫度的零度即0K,叫絕對(duì)零度,它是宇宙中只能無限接近,但不可能達(dá)到的低溫的極限。
典例探究
例1 細(xì)心觀察可以發(fā)現(xiàn),常見液體溫度計(jì)的下部的玻璃泡較大,壁也比較薄,上部的管均勻而且很細(xì),想一想,溫度計(jì)為什么要做成這樣呢?
解析:這樣做的目的都是為了使測(cè)量更準(zhǔn)確、更方便。下部較大而上部很細(xì),這樣下部儲(chǔ)存的液體就比較多,當(dāng)液體膨脹收縮時(shí),膨脹或收縮不大的體積,在細(xì)管中的液面就有較大的變化,可以使測(cè)量更精確;下部的壁很薄,可以使玻璃泡內(nèi)的測(cè)溫物質(zhì)的溫度較快地與待測(cè)物質(zhì)的溫度一致;細(xì)管的粗細(xì)是均勻的,是為了使刻度均勻,更便于讀數(shù)。
(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了: 1.平衡態(tài)與狀態(tài)參量。2.熱平衡與溫度的概念。3.溫度計(jì)與溫標(biāo)。課余作業(yè)
1.閱讀P14“科學(xué)漫步”中的材料。2.完成P15“問題與練習(xí)”的題目。附:課后練習(xí)
1.關(guān)于熱力學(xué)溫度和攝氏溫度,以下說法正確的是()A.熱力學(xué)溫度的單位“K”是國際單位制中的基本單位 B.溫度升高了1℃就是升高了1K C.1℃就是1 K D.0℃的溫度可用熱力學(xué)溫度粗略地表示為273K 2.(1)水的沸點(diǎn)是______℃=_________K;(2)絕對(duì)零度是______℃=_________K;
(3)某人體溫是36.5℃,也可以說體溫為______K;此人體溫升高1.5℃,也可以說體溫升高了______K。
(4)10℃=______K;
10K=______℃;
27℃=______K;
27K=______℃;
273℃=______K;
273K=______℃;(5)若Δt=40℃,則ΔT=______K;若ΔT=25K,則Δt=______℃。
參考答案: 1.A BD 2.(1)100;373(2)-273.15;0(3)36.5;309;310.5(4)283;-263;300;-246;546;0(5)40;25
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第五篇:高中物理(人教版選修3-1)《電動(dòng)勢(shì)》》教學(xué)設(shè)計(jì)
高中物理(人教版選修3-1)《電動(dòng)勢(shì)》》教學(xué)設(shè)計(jì)
一教材分析
電動(dòng)勢(shì)的概念比較抽象,是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)。但學(xué)生對(duì)各種電源比較熟悉,所以本設(shè)計(jì)從介紹各種電源開始,明確本節(jié)課要研究電源的共同特性。通過對(duì)電路中產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流原因的探討,使學(xué)生知道電源工作過程中電源內(nèi)部存在非靜電力的作用。在討論非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的過程中引入電動(dòng)勢(shì)概念。在學(xué)習(xí)閉合電路的基礎(chǔ)上介紹外電路和內(nèi)電路、外電阻和內(nèi)電阻,外電壓和內(nèi)電壓的意義,通過演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀感受內(nèi)電阻的存在。在閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的討論中采用類比兒童乘坐滑梯的方法幫助學(xué)生理解。
二、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1. 理解電動(dòng)勢(shì)的的概念及定義式。知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量。2.從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。
(二)過程與方法
通過類比的方法使學(xué)生加深對(duì)電源及電動(dòng)勢(shì)概念的理解。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
了解生活中電池,感受現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步
三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 重點(diǎn):電動(dòng)勢(shì)的的概念
難點(diǎn):對(duì)電源內(nèi)部非靜電力做功的理解 四學(xué)情分析、五教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn),多媒體 六課前準(zhǔn)備:實(shí)驗(yàn)教具 七課時(shí)安排:一課時(shí) 八教學(xué)過程:
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
要點(diǎn):電源、恒定電流的概念
(二)情景引入、展示目標(biāo) 新課講解-----第二節(jié)、電動(dòng)勢(shì)
〖問題〗1。在金屬導(dǎo)體中電流的形成是什么?(自由電子)
2.在外電路中電流的方向?(從電源的正極流向負(fù)極)
3.電源是靠什么能力把負(fù)極的正電荷不斷的搬運(yùn)到正極以維持外電路中恒定的電流? 結(jié)合課本圖2-1,講述“非靜電力”,利用右圖來類比,以幫助學(xué)生理解電路中的能量問題。當(dāng)水由A池流入B池時(shí),由于重力做功,水的重力勢(shì)能減少,轉(zhuǎn)化為其他式的能。而又由于A、B之間存在高度差,故欲使水能流回到A池,應(yīng)克服重力做功,即需要提供一個(gè)外力來實(shí)現(xiàn)該過程。抽水機(jī)就是提供該外力的裝置,使水克服重力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能。重力做功、克服重力做功以及重力勢(shì)能與其他形式的能之間的相互轉(zhuǎn)化,學(xué)生易于理解和接受,在做此鋪墊后,電源中的非靜電力的存在及其作用也就易于理解了。
兩者相比,重力相當(dāng)于電場(chǎng)力,重力做功相當(dāng)于電場(chǎng)力做功,重力勢(shì)能相當(dāng)于電勢(shì)能,抽水機(jī)相當(dāng)于電源。
(三)合作探究、精講點(diǎn)播 1.電源(更深層的含義)
(1)電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。
(2)非靜電力在電源中所起的作用:是把正電荷由負(fù)極搬運(yùn)到正極,同時(shí)在該過程中非靜電力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。
【注意】在不同的電源中,是不同形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。
再與抽水機(jī)類比說明:在不同的電源中非靜電力做功的本領(lǐng)不同---引出 2.電動(dòng)勢(shì)
(1)定義:在電源內(nèi)部,非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì)。(2)定義式:E=W/q(3)單位:伏(V)
(4)物理意義:表示電源把其它形式的能(非靜電力做功)轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動(dòng)勢(shì)越大,電路中每通過1C電量時(shí),電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多?!咀⒁狻浚孩?電動(dòng)勢(shì)的大小由電源中非靜電力的特性(電源本身)決定,跟電源的體積、外電路無關(guān)。
②電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí),電源兩極間的電壓。③電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C電量的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。
3.電源(池)的幾個(gè)重要參數(shù)
①電動(dòng)勢(shì):它取決于電池的正負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì),與電池的大小無關(guān)。②內(nèi)阻(r):電源內(nèi)部的電阻。
③容量:電池放電時(shí)能輸出的總電荷量。其單位是:A·h,mA·h.【注意】:對(duì)同一種電池來說,體積越大,容量越大,內(nèi)阻越小。
(四)反思總結(jié)、在學(xué)習(xí)閉合電路的基礎(chǔ)上介紹外電路和內(nèi)電路、外電阻和內(nèi)電阻,外電壓和內(nèi)電壓的意義,通過演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀感受內(nèi)電阻的存在。在閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的討論中采用類比兒童乘坐滑梯的方法幫助學(xué)生理解。九板書設(shè)計(jì) 電動(dòng)勢(shì)
一、電荷定向移動(dòng)的原因 1.靜電力
?化學(xué)作用(干電池)?2.非靜電力?光作用(光電池)
?電磁作用(發(fā)電機(jī))?
二、電動(dòng)勢(shì)(E)
1.表征了電源把其他能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)。2.大小:等于電源開路時(shí)兩極間的電壓。3.單位:伏特(V)
?外電路—外電阻—外電壓
三、閉合電路?
內(nèi)電路—內(nèi)電阻—內(nèi)電壓?
四、閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化 十教學(xué)反思
在學(xué)習(xí)閉合電路的基礎(chǔ)上介紹外電路和內(nèi)電路、外電阻和內(nèi)電阻,外電壓和內(nèi)電壓的意義,通過演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀感受內(nèi)電阻的存在。在閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的討論中采用類比兒童乘坐滑梯的方法幫助學(xué)生理解.