第一篇:高二物理教案
寫一份優(yōu)秀教案是設(shè)計者教育思想、智慧、動機(jī)、經(jīng)驗、個性和教學(xué)藝術(shù)性的綜合體現(xiàn)。下面是小編為大家搜集整理出來的有關(guān)于高二物理教案范文,希望可以幫助到大家!
《庫侖定律》
【課 題】人教版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗教科書物理(選修3—1)》第一章第二節(jié)《庫侖定律》
【課 時】1學(xué)時
【三維目標(biāo)】
知識與技能:
1、知道點(diǎn)電荷的概念,理解并掌握庫侖定律的含義及其表達(dá)式;
2、會用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)的計算;
3、知道庫侖扭稱的原理。
過程與方法:
1、通過學(xué)習(xí)庫侖定律得出的過程,體驗從猜想到驗證、從定性到定量的科學(xué)探究過程,學(xué)會通過間接手段測量微小力的方法;
2、通過探究活動培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析結(jié)果及結(jié)合數(shù)學(xué)知識解決物理問題的研究方法。
情感、態(tài)度和價值觀:
1、通過對點(diǎn)電荷的研究,讓學(xué)生感受物理學(xué)研究中建立理想模型的重要意義;
2、通過靜電力和萬有引力的類比,讓學(xué)生體會到自然規(guī)律有其統(tǒng)一性和多樣性。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1、建立庫侖定律的過程;
2、庫侖定律的應(yīng)用。
【教學(xué)難點(diǎn)】
庫侖定律的實(shí)驗驗證過程。
【教學(xué)方法】
實(shí)驗探究法、交流討論法。
【教學(xué)過程和內(nèi)容】
<引入新課>同學(xué)們,通過前面的學(xué)習(xí),我們知道“同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引”,這讓我們對電荷間作用力的方向有了一定的認(rèn)識。我們把電荷間的作用力叫做靜電力,那么靜電力的大小滿足什么規(guī)律呢?讓我們一起進(jìn)入本章第二節(jié)《庫侖定律》的學(xué)習(xí)。
<庫侖定律的發(fā)現(xiàn)>
活動一:思考與猜想
同學(xué)們,電荷間的作用力是通過帶電體間的相互作用來表現(xiàn)的,因此,我們應(yīng)該研究帶電體間的相互作用。可是,生活中帶電體的大小和形狀是多種多樣的,這就給我們尋找靜電力的規(guī)律帶來了麻煩。
早在300多年以前,偉大的牛頓在研究萬有引力的同時,就曾對帶電紙片的運(yùn)動進(jìn)行研究,可是由于帶電紙片太不規(guī)則,牛頓對靜電力的研究并未成功。
(問題1)大家對研究對象的選擇有什么好的建議嗎?
在靜電學(xué)的研究中,我們經(jīng)常使用的帶電體是球體。
(問題2)帶電體間的作用力(靜電力)的大小與哪些因素有關(guān)呢?
請學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗大膽猜想。
<定性探究>電荷間的作用力與影響因素的關(guān)系
實(shí)驗表明:電荷間的作用力F隨電荷量q的增大而增大;隨距離r的增大而減小。
(提示)我們的研究到這里是否可以結(jié)束了?為什么?
這只是定性研究,應(yīng)該進(jìn)一步深入得到更準(zhǔn)確的定量關(guān)系。
(問題3)靜電力F與r,q之間可能存在什么樣的定量關(guān)系?
你覺得哪種可能更大?為什么?(引導(dǎo)學(xué)生與萬有引力類比)
活動二:設(shè)計與驗證
<實(shí)驗方法>
(問題4)研究F與r、q的定量關(guān)系應(yīng)該采用什么方法?
控制變量法——(1)保持q不變,驗證F與r2的反比關(guān)系;
(2)保持r不變,驗證F與q的正比關(guān)系。
<實(shí)驗可行性討論>、困難一:F的測量(在這里F是一個很小的力,不能用彈簧測力計直接測量,你有什么辦法可以實(shí)現(xiàn)對F大小的間接測量嗎?)
困難二:q的測量(我們現(xiàn)在并不知道準(zhǔn)確測定帶電小球所帶的電量的方法,要研究F與q的定量關(guān)系,你有什么好的想法嗎?)
(思維啟發(fā))有這樣一個事實(shí):兩個相同的金屬小球,一個帶電、一個不帶電,互相接觸后,它們對相隔同樣距離的第三個帶電小球的作用力相等。
——這說明了什么?(說明球接觸后等分了電荷)
(追問)現(xiàn)在,你有什么想法了嗎?
<實(shí)驗具體操作>定量驗證
實(shí)驗結(jié)論:兩個點(diǎn)電荷間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們距離的二次方成反比。
<得出庫侖定律>同學(xué)們,我們一起用了大約20分鐘得到的這個結(jié)論,其實(shí)在物理學(xué)發(fā)展史上,數(shù)位偉大的科學(xué)家用了近30年的時間得到的并以法國物理學(xué)家?guī)靵龅拿謥砻膸靵龆伞?/p>
啟示一:類比猜想的價值
讀過牛頓著作的人都可能推想到:凡是表現(xiàn)這種特性的相互作用都應(yīng)服從平方反比定律。這似乎用類比推理的方法就可以得到電荷間作用力的規(guī)律。正是這樣的類比,讓電磁學(xué)少走了許多彎路,形成了嚴(yán)密的定量規(guī)律。馬克·吐溫曾說“科學(xué)真是迷人,根據(jù)零星的事實(shí),增添一點(diǎn)猜想,竟能贏得那么多的收獲!”??茖W(xué)家以廣博的知識和深刻的洞察力為基礎(chǔ)進(jìn)行的猜想,才是最具有創(chuàng)造力的思維活動。
然而,英國物理史學(xué)家丹皮爾也說“自然如不能被目證那就不能被征服!”
啟示二:實(shí)驗的精妙
1785年庫侖在前人工作的基礎(chǔ)上,用自己設(shè)計的扭稱精確驗證得到了庫侖定律。(庫侖扭稱實(shí)驗的介紹:這個實(shí)驗的設(shè)計相當(dāng)巧妙。把微小力放大為力矩,將直接測量轉(zhuǎn)換為間接測量,從而得到靜電力的作用規(guī)律——庫侖定律。)
<講解庫侖定律>
1.內(nèi)容:真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
2.?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式:
(說明),叫做靜電力常量。
3.適用條件:(1)真空中(一般情況下,在空氣中也近似適用);
(2)靜止的;(3)點(diǎn)電荷。
(強(qiáng)調(diào))庫侖定律的公式與萬有引力的公式在形式上盡管很相似,但仍是性質(zhì)不同的兩種力。我們來看下面的題目:
<達(dá)標(biāo)訓(xùn)練>
例題1:(通過定量計算,讓學(xué)生明確對于微觀帶電粒子,因為靜電力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬有引力,所以我們往往忽略萬有引力。)
(過渡)兩個點(diǎn)電荷的靜電力我們會求解了,可如果存在三個電荷呢?
(承前啟后)兩個點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個點(diǎn)電荷的存在而有所改變。因此,多個點(diǎn)電荷對同一個點(diǎn)電荷的作用力等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對這個點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。
例題2:(多個點(diǎn)電荷對同一點(diǎn)電荷作用力的疊加問題。一方面鞏固庫侖定律,另一方面,也為下一節(jié)電場強(qiáng)度的疊加做鋪墊。)
(拓展說明)庫侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一。雖然給出的是點(diǎn)電荷間的靜電力,但是任何一個帶電體都可以看成是由許多點(diǎn)電荷組成的。所以,如果知道了帶電體的電荷分布,就可以根據(jù)庫侖定律和平行四邊形定則求出帶電體間靜電力的大小和方向了。而這正是庫侖定律的普遍意義。
<本堂小結(jié)>(略)
<課外拓展>
1、課本第8頁的“科學(xué)漫步”欄目,介紹的是靜電力的應(yīng)用。你還能了解更多的應(yīng)用嗎?
2、萬有引力與庫侖定律有相似的數(shù)學(xué)表達(dá)式,這似乎在預(yù)示著自然界的和諧統(tǒng)一。課后請同學(xué)查閱資料,了解自然界中的“四種基本相互作用”及統(tǒng)一場理論。
《氣體的等溫變化》
教學(xué)內(nèi)容:人教版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗教科書選修3—3教材第八章氣體第一節(jié)氣體的等溫變化。
教學(xué)設(shè)計特點(diǎn):突出物理規(guī)律形成的感性基礎(chǔ)和理性探索的有機(jī)結(jié)合;通過問題驅(qū)動達(dá)成教目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn);重視物理從生活中來最終回到生活中去。
1.教學(xué)目標(biāo)1、1知識與技能
(1)知道什么是等溫變化;
(2)掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式;知道定律的適用條件。
(3)理解等溫變化的P—V圖象與P—1/V圖象的含義,增強(qiáng)運(yùn)用圖象表達(dá)物理規(guī)律的能力;
1、2過程與方法
帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷探究等溫變化規(guī)律的全過程,體驗控制變量法以及實(shí)驗中采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的方法。
1、3情感、態(tài)度與價值觀
讓學(xué)生切身感受物理現(xiàn)象,注重物理表象的形成;用心感悟科學(xué)探索的基本思路,形成求實(shí)創(chuàng)新的科學(xué)作風(fēng)。
2、教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)
重點(diǎn):讓學(xué)生經(jīng)歷探索未知規(guī)律的過程,掌握一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時壓強(qiáng)與體積的關(guān)系,理解 p—V 圖象的物理意義。
難點(diǎn):學(xué)生實(shí)驗方案的設(shè)計;數(shù)據(jù)處理。
3、教具:
塑料管,乒乓球、熱水,氣球、透明玻璃缸、抽氣機(jī),u型管,注射器,壓力計。
4、設(shè)計思路
學(xué)生在初中時就已經(jīng)有了固體、液體和氣體的概念,生活中也有熱脹冷縮的概念,但對于氣體的三個狀態(tài)參量之間有什么樣的關(guān)系是不清楚的。新課程理念要求我們,課堂應(yīng)該以學(xué)生為主體,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí),著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實(shí)證精神。這節(jié)課首先通過做簡單的演示實(shí)驗,讓學(xué)生明白氣體的質(zhì)量、溫度、體積和壓強(qiáng)這幾個物理量之間存在著密切的聯(lián)系;然后與學(xué)生一道討論實(shí)驗方案,確定實(shí)驗要點(diǎn),接著師生一道實(shí)驗操作,數(shù)據(jù)的處理,得出實(shí)驗結(jié)論并深入討論,最后簡單應(yīng)用等溫變化規(guī)律解決實(shí)際問題。
5.教學(xué)流程:(略)
6.教學(xué)過程
6、l課題引入
演示實(shí)驗:變形的乒乓球在熱水里恢復(fù)原狀
乒乓球里封閉了一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)它的溫度升高,氣體的壓強(qiáng)就隨著增大,同時體積增大而恢復(fù)原狀。由此知道氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)之間有相互制約的關(guān)系。本章我們研究氣體各狀態(tài)參量之間的關(guān)系。
對于氣體來說,壓強(qiáng)、體積、溫度與質(zhì)量之間存在著一定的關(guān)系。高中階段通常就用壓強(qiáng)、體積、溫度描述氣體的狀態(tài),叫做氣體的三個狀態(tài)參量。對于一定質(zhì)量的氣體當(dāng)它的三個狀態(tài)參量都不變時,我們就說氣體處于某一確定的狀態(tài);當(dāng)一個狀態(tài)參量發(fā)生變化時,就會引起其他狀態(tài)參量發(fā)生變化,我們就說氣體發(fā)生了狀態(tài)變化。這一章我們的主要任務(wù)就是研究氣體狀態(tài)變化的規(guī)律。
出示課題: 第八章 氣體
師問:同時研究三個及三個以上物理量的關(guān)系,我們要用什么方法呢?請舉例說明。
生:控制變量法
比如要研究壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系,需要保持質(zhì)量和溫度不變,再如要研究氣體壓強(qiáng)與溫度之間的關(guān)系,需要保持質(zhì)量和體積不變。
師:我們這節(jié)課首先研究氣體的壓強(qiáng)和體積的變化關(guān)系。
我們把溫度和質(zhì)量不變時氣體的壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系叫做等溫變化。出示本節(jié)課題:
第一節(jié) 氣體的等溫變化6、2 新課進(jìn)行
一、實(shí)驗探究
1、學(xué)生體驗壓強(qiáng)與體積的關(guān)系得出定性結(jié)論
全體同學(xué)體驗: 每個同學(xué)用力在口腔中摒住一口氣,然后用手去壓臉頰,你會怎么樣,思考為什么?
小組體驗:每桌同學(xué)用一只小的注射器體驗:一個同學(xué)用手指頭封閉一定質(zhì)量的氣體,另一個同學(xué)緩慢壓縮氣體,體積減小時第一個同學(xué)的手指有什么感覺,說明什么呢?反之當(dāng)我們拉動活塞增大氣體體積時,手指有什么感覺,說明什么呢?要求學(xué)生體驗并說出自己的感覺和結(jié)論(即壓縮氣體,體積減小,壓強(qiáng)增大;反之,體積增大壓強(qiáng)減?。?/p>
2、猜想
引導(dǎo)學(xué)生猜想:我們猜想:在一般情況下,一定質(zhì)量的氣體當(dāng)溫度不變時,氣體的壓強(qiáng)和體積之間可能有什么定量關(guān)系呢?
學(xué)生:壓強(qiáng)與體積成反比例關(guān)系(從最簡單的定量關(guān)系做起)
師:一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時壓強(qiáng)與體積是否是成反比例的關(guān)系,需要我們進(jìn)一步研究、這節(jié)課我們用實(shí)驗探究這一課題。
3、實(shí)驗驗證:
(1)實(shí)驗設(shè)計:
首先,要求學(xué)生完整的復(fù)述我們的實(shí)驗?zāi)康模禾骄恳欢ㄙ|(zhì)量的氣體在溫度不變情況下壓強(qiáng)與體積之間的定量關(guān)系、要求學(xué)生根據(jù)放在桌上的器材,思考試驗方案,并思考以下幾個問題:
問題1:本實(shí)驗的研究對象是什么?如何取一定質(zhì)量的氣體?實(shí)驗條件是什么?如何實(shí)現(xiàn)這一條件?
學(xué)生討論回答:研究對象是一定質(zhì)量的氣體,用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體在注射器內(nèi)以獲取,實(shí)驗條件是氣體質(zhì)量不變,氣體溫度不變;活塞加油增加密閉性,推拉活塞改變體積和壓強(qiáng);不用手握注射器;緩慢推拉活塞,穩(wěn)定后再讀數(shù)。
(或者有其他的實(shí)驗方案)
問題2: 數(shù)據(jù)收集 本實(shí)驗中應(yīng)該要收集哪些數(shù)據(jù)? 用什么方法測量?
學(xué)生:要收集氣體的不同壓強(qiáng)和體積,用氣壓計可以測量壓強(qiáng),注射器上面的讀數(shù)可以得到體積。
問題3:數(shù)據(jù)處理 怎樣處理上述數(shù)據(jù)才能得到等溫條件下壓強(qiáng)與體積之間的正確關(guān)系呢?(學(xué)生討論并回答)
學(xué)生:常用數(shù)據(jù)處理辦法有計算法,圖象法等。
老師:能不能說得更具體一點(diǎn)呢?
學(xué)生:就是先把V和P乘起來,看看各組的乘積是否相等(或者近似相等),從而得到結(jié)論;圖像法就是以V為橫坐標(biāo),P為縱坐標(biāo),在用描點(diǎn)作圖法,把得到的數(shù)據(jù)作到坐標(biāo)系中,再連線,看圖像的特點(diǎn),從而得到兩者的定量關(guān)系。
再讓一個學(xué)生把我們剛才分析得到的比較好的實(shí)驗方法再復(fù)述,然后師生互助完成實(shí)驗。
2、實(shí)驗過程:
師生共同完成實(shí)驗: 老師推、拉活塞,一名學(xué)生讀取數(shù)據(jù),另一名學(xué)生設(shè)計記錄表格并記錄數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理:①簡單計算 找壓強(qiáng)和體積之間的關(guān)系
②學(xué)生描繪圖象(提示作P—V圖像)能否得出結(jié)論?
總結(jié)提問:各小組是如何處理數(shù)據(jù)的,結(jié)論如何?(實(shí)物投影展示)
問題4:若P—V圖象為雙曲線的一支,則能說明P與V成反比。但能否確定我們做出就一定是是雙曲線的一支呢?(還是猜測)我們怎樣進(jìn)一步P和V之間的關(guān)系呢?
教師:有一種思想叫做轉(zhuǎn)化的思想。若P—V圖象為一雙曲線,那么P—1/V圖象是什么樣子?(過原點(diǎn)的一條直線)那我們就再作一條P—1/V圖象看看吧!
(師)計算機(jī)擬合:把P—V圖象轉(zhuǎn)化為P—1/V圖象。我們看到一定質(zhì)量的氣體,在溫度不變的情況下,P—1/V圖象是一條(幾乎)過原點(diǎn)的直線,表明壓強(qiáng)與體積成反比。
(三)實(shí)驗結(jié)論:在誤差允許的范圍內(nèi),一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的條件下壓強(qiáng)與體積成反比。(學(xué)生敘述)
師:大家看到我們作出來的這條直線,還不是很準(zhǔn)確,大家可以分析在實(shí)驗過程中有哪些地方可能引起實(shí)驗誤差?
學(xué)生討論分析產(chǎn)生誤差的原因、早在17世紀(jì),英國科學(xué)家玻意耳和法國科學(xué)家馬略特分別通過更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗研究得出了這個結(jié)論,被稱為玻意耳定律。
二、玻意耳定律
1、內(nèi)容:一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度不變的條件下壓強(qiáng)P與體積V成反比。
2、公式:PV=C(常量)或P1V1=P2V2(其中P1V1和 P2V2分別為氣體在兩個狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積)
3、圖象:P—1/V圖象:過原點(diǎn)的直線——等溫線
P—V圖象:雙曲線的一支——等溫線
三、拓展思考
問題5:在同一溫度下,取不同質(zhì)量的同種氣體為研究對象,PV乘積C一樣嗎?即對不同的氣體,C是一個普適常量嗎?(學(xué)生思考不能求解或回答不一樣)
師問:怎樣才能得到正確的結(jié)果呢?(猜想—實(shí)驗驗證)
學(xué)生:改變氣體的質(zhì)量用同樣的方法重新測量,測量數(shù)據(jù)記錄在同一表格中,通過簡單的計算就能得到結(jié)果。
結(jié)論:不一樣。質(zhì)量越大,PV乘積越大。P—V圖象離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn),P—1/V圖象斜率越大。
問題6:取相同質(zhì)量的同種氣體,在不同溫度下,作出的P—V圖象是否一樣?(學(xué)生猜想——驗證)
結(jié)論:不一樣。溫度較高時,PV乘積較大,P—V圖象離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn),P—1/V圖象斜率較大。
四、玻意耳定律的應(yīng)用之定性解釋:
問題一:氣球漲大視頻。學(xué)生分析。
問題二:小實(shí)驗。裝水的瓶子下有小洞,當(dāng)蓋子打開時水會噴出,然后合上蓋子則水就不會持續(xù)地流出了。
解釋:蓋子打開時,小孔上方的壓強(qiáng)始終大于外面的壓強(qiáng),所以水會噴出,當(dāng)蓋子蓋上時,水的上方被封閉了一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)有水流出后,瓶中空氣的體積變大,根據(jù)波意耳定律壓強(qiáng)變小,當(dāng)孔上方壓強(qiáng)小于外部大氣壓時,水就流不出去了。
五.課堂小結(jié)
1、方法 ①研究多變量問題時用控制變量法
②實(shí)驗探究方法:猜想——驗證——進(jìn)一步猜想——再驗證——得到結(jié)論
2、知識 玻意耳定律:一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度不變的條件下壓強(qiáng)P與體積V成反比。
六.教學(xué)后記:
1.課堂上讓學(xué)生從自身體驗開始,充分參與科學(xué)探究的全過程,熟悉科學(xué)探究未知世界的一般流程,并堅持滲透實(shí)事求是和精益求精的科學(xué)精神。
2.教學(xué)中對應(yīng)用數(shù)學(xué)方法處理物理數(shù)據(jù),從而得出簡潔的物理學(xué)規(guī)律的過程,讓學(xué)生多練習(xí)多體驗,以使學(xué)生真正掌握,并且多給時間讓學(xué)生從圖像中找出規(guī)律,以提高學(xué)生認(rèn)識圖像與應(yīng)用圖像分析問題的能力。
3.教學(xué)中學(xué)生參與小實(shí)驗及視頻材料能很好地吸引學(xué)生的注意力,提高教學(xué)的有效性。
4、物理來源于社會生活實(shí)踐,反之也能解釋自然界及生活和生產(chǎn)中的相關(guān)現(xiàn)象,有效杜絕物理和生活相脫節(jié)的現(xiàn)象發(fā)生、也有利于學(xué)生正確物理觀的形成。
《簡諧運(yùn)動的描述》
1、理解振幅、周期和頻率的概念,知道全振動的含義。
2、了解初相位和相位差的概念,理解相位的物理意義。
3、了解簡諧運(yùn)動位移方程中各量的物理意義,能依據(jù)振動方程描繪振動圖象。
4、理解簡諧運(yùn)動圖象的物理意義,會根據(jù)振動圖象判斷振幅、周期和頻率等。
重點(diǎn)難點(diǎn):對簡諧運(yùn)動的振幅、周期、頻率、全振動等概念的理解,相位的物理意義。
教學(xué)建議:本節(jié)課以彈簧振子為例,在觀察其振動過程中位移變化的周期性、振動快慢的特點(diǎn)時,引入描繪簡諧運(yùn)動的物理量(振幅、周期和頻率),再通過單擺實(shí)驗引出相位的概念,最后對比前一節(jié)得出的圖象和數(shù)學(xué)表達(dá)式,進(jìn)一步體會這些物理量的含義。本節(jié)要特別注意相位的概念。
導(dǎo)入新課:你有喜歡的歌手嗎?我們常常在聽歌時會評價,歌手韓紅的音域?qū)拸V,音色嘹亮圓潤;歌手王心凌的聲音甜美;歌手李宇春的音色沙啞,獨(dú)具個性……但同樣的歌曲由大多數(shù)普通人唱出來,卻常常顯得干巴且單調(diào),為什么呢?這些是由音色決定的,而音色又與頻率等有關(guān)。
1、描述簡諧運(yùn)動的物理量
(1)振幅
振幅是振動物體離開平衡位置的①最大距離。振幅的②兩倍表示的是振動的物體運(yùn)動范圍的大小。
(2)全振動
振子以相同的速度相繼通過同一位置所經(jīng)歷的過程稱為③全振動,這一過程是一個完整的振動過程,振動質(zhì)點(diǎn)在這一振動過程中通過的路程等于④4倍的振幅。
(3)周期和頻率
做簡諧運(yùn)動的物體,完成⑤全振動的時間,叫作振動的周期;單位時間內(nèi)完成⑥全振動的次數(shù)叫作振動的頻率。在國際單位制中,周期的單位是⑦秒,頻率的單位是⑧赫茲。用T表示周期,用f表示頻率,則周期和頻率的關(guān)系是⑨f=。
(4)相位
在物理學(xué)中,我們用不同的⑩相位來描述周期性運(yùn)動在各個時刻所處的 不同狀態(tài)。
2、簡諧運(yùn)動的表達(dá)式
(1)根據(jù)數(shù)學(xué)知識,xOy坐標(biāo)系中正弦函數(shù)圖象的表達(dá)式為 y=Asin(ωx+φ)。
(2)簡諧運(yùn)動中的位移(x)與時間(t)關(guān)系的表達(dá)式為 x=Asin(ωt +φ),其中 A代表簡諧運(yùn)動的振幅,ω叫作簡諧運(yùn)動的“圓頻率”,ωt+φ代表相位。
1、彈簧振子的運(yùn)動范圍與振幅是什么關(guān)系?
解答:彈簧振子的運(yùn)動范圍是振幅的兩倍。
2、周期與頻率是簡諧運(yùn)動特有的概念嗎?
解答:不是。描述任何周期性過程,都可以用這兩個概念。
3、如果兩個振動存在相位差,它們振動步調(diào)是否相同?
解答:不同。
主題1:振幅
問題:(1)同一面鼓,用較大的力敲鼓面和用較小的力敲鼓面,鼓面的振動有什么不同?聽上去感覺有什么不同?
(2)根據(jù)(1)中問題思考振幅的物理意義是什么?
解答:(1)用較大的力敲,鼓面的振動幅度較大,聽上去聲音大;反之,用較小的力敲,鼓面的振動幅度較小,聽上去聲音小。
(2)振幅是描述振動強(qiáng)弱的物理量,振幅的大小對應(yīng)著物體振動的強(qiáng)弱。
知識鏈接:簡諧運(yùn)動的振幅是物體離開平衡位置的最大距離,是標(biāo)量,表示振動的強(qiáng)弱和能量,它不同于簡諧運(yùn)動的位移。
主題2:全振動、周期和頻率
問題:(1)觀察課本“彈簧振子的簡諧運(yùn)動”示意圖,振子從P0開始向左運(yùn)動,怎樣才算完成了全振動?列出振子依次通過圖中所標(biāo)的點(diǎn)。
(2)閱讀課本,思考并回答下列問題:周期和頻率與計時起點(diǎn)(或位移起點(diǎn))有關(guān)嗎?頻率越大,物體振動越快還是越慢?振子在一個周期內(nèi)通過的路程和位移分別是多少?
(3)完成課本“做一做”,猜想彈簧振子的振動周期可能由哪些因素決定?假如我們能看清楚振子的整個運(yùn)動過程,那么從什么位置開始計時才能更準(zhǔn)確地測量振動的周期?為什么?
解答:(1)振子從P0出發(fā)后依次通過O、M'、O、P0、M、P0的過程,就是全振動。
(2)周期和頻率與計時起點(diǎn)(或位移起點(diǎn))無關(guān);頻率越大,周期越小,表示物體振動得越快。振子在一個周期內(nèi)通過的路程是4倍的振幅,而在一個周期內(nèi)的位移是零。
(3)影響彈簧振子周期的因素可能有振子的質(zhì)量、彈簧的勁度系數(shù)等;從振子經(jīng)過平衡位置時開始計時能更準(zhǔn)確地測量振動周期,因為振子經(jīng)過平衡位置時速度最大,這樣計時的誤差最小。
知識鏈接:完成全振動,振動物體的位移和速度都回到原值(包括大小和方向),振動物體的路程是振幅的4倍。
主題3:簡諧運(yùn)動的表達(dá)式
問題:閱讀課本有關(guān)“簡諧運(yùn)動的表達(dá)式”的內(nèi)容,討論下列問題。
(1)一個物體運(yùn)動時其相位變化多少就意味著完成了全振動?
(2)若采用國際單位,簡諧運(yùn)動中的位移(x)與時間(t)關(guān)系的表達(dá)式x=Asin(ωt+φ)中ωt+φ的單位是什么?
(3)甲和乙兩個簡諧運(yùn)動的頻率相同,相位差為,這意味著什么?
解答:(1)相位每增加2π就意味著完成了全振動。
(2)ωt+φ的單位是弧度。
(3)甲和乙兩個簡諧運(yùn)動的相位差為,意味著乙(甲)總是比甲(乙)滯后個周期或次全振動。
知識鏈接:頻率相同的兩個簡諧運(yùn)動,相位差為0稱為“同相”,振動步調(diào)相同;相位差為π稱為“反相”,振動步調(diào)相反。
1、(考查對全振動的理解)如圖所示,彈簧振子以O(shè)為平衡位置在B、C間做簡諧運(yùn)動,則()。
A、從B→O→C為全振動
B、從O→B→O→C為全振動
C、從C→O→B→O→C為全振動
D、從D→C→O→B→O為全振動
【解析】選項A對應(yīng)過程的路程為2倍的振幅,選項B對應(yīng)過程的路程為3倍的振幅,選項C對應(yīng)過程的路程為4倍的振幅,選項D對應(yīng)過程的路程大于3倍的振幅,又小于4倍的振幅,因此選項A、B、D均錯誤,選項C正確。
【答案】C
【點(diǎn)評】要理解全振動的概念,只有振動物體的位移與速度第同時恢復(fù)到原值,才是完成全振動。
2、(考查簡諧運(yùn)動的振幅和周期)周期為T=2 s的簡諧運(yùn)動,在半分鐘內(nèi)通過的路程是60 cm,則在此時間內(nèi)振子經(jīng)過平衡位置的次數(shù)和振子的振幅分別為()。
A、15次,2 cm B、30次,1 cm
C、15次,1 cm D、60次,2 cm
【解析】振子完成全振動經(jīng)過軌跡上每個位置兩次(除最大位移處外),而每次全振動振子通過的路程為4個振幅。
【答案】B
【點(diǎn)評】一個周期經(jīng)過平衡位置兩次,路程是振幅的4倍。
3、圖示為質(zhì)點(diǎn)的振動圖象,下列判斷中正確的是()。
A、質(zhì)點(diǎn)振動周期是8 s
B、振幅是4 cm
C、4 s末質(zhì)點(diǎn)的速度為負(fù),加速度為零
D、10 s末質(zhì)點(diǎn)的加速度為正,速度為零
【解析】由振動圖象可得,質(zhì)點(diǎn)的振動周期為8 s,A對;振幅為2 cm,B錯;4 s末質(zhì)點(diǎn)經(jīng)平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動,速度為負(fù)向最大,加速度為零,C對;10 s末質(zhì)點(diǎn)在正的最大位移處,加速度為負(fù)值,速度為零,D錯。
【答案】AC
【點(diǎn)評】由振動圖象可以直接讀出周期與振幅,可以判斷各個時刻的速度方向與加速度方向。
4、(考查簡諧運(yùn)動的表達(dá)式)兩個簡諧運(yùn)動分別為x1=4asin(4πbt+π)和x2=2asin(4πbt+π),求它們的振幅之比、各自的頻率,以及它們的相位差。
【解析】根據(jù)x=Asin(ωt+φ)得:A1=4a,A2=2a,故振幅之比 = =
2由ω=4πb及ω=2πf得:二者的頻率都為f=2b
它們的相位差:(4πbt+π)—(4πbt+π)=π,兩物體的振動情況始終反相。
【答案】2∶1 2b 2b π
【點(diǎn)評】要能根據(jù)簡諧運(yùn)動的表達(dá)式得出振幅、頻率、相位。
拓展一:簡諧運(yùn)動的表達(dá)式
1、某做簡諧運(yùn)動的物體,其位移與時間的變化關(guān)系式為x=10sin 5πt cm,則:
(1)物體的振幅為多少?
(2)物體振動的頻率為多少?
(3)在時間t=0、1 s時,物體的位移是多少?
(4)畫出該物體簡諧運(yùn)動的圖象。
【分析】簡諧運(yùn)動位移與時間的變化關(guān)系式就是簡諧運(yùn)動的表達(dá)式,將它與教材上的簡諧運(yùn)動表達(dá)式進(jìn)行對比即可得出相應(yīng)的物理量。
【解析】簡諧運(yùn)動的表達(dá)式x=Asin(ωt+φ),比較題中所給表達(dá)式x=10sin 5πt cm可知:
(1)振幅A=10 cm。
(2)物體振動的頻率f= = Hz=2、5 Hz。
(3)t=0、1 s時位移x=10sin(5π×0、1)cm=10 cm。
(4)該物體簡諧運(yùn)動的周期T==0、4 s,簡諧運(yùn)動圖象如圖所示。
【答案】(1)10 cm(2)
2、5 Hz(3)10 cm(4)如圖所示
【點(diǎn)撥】在解答簡諧運(yùn)動表達(dá)式的題目時要注意和標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式進(jìn)行比較,知道A、ω、φ各物理量所代表的意義,還要能和振動圖象結(jié)合起來。
拓展二:簡諧振動的周期性和對稱性
甲
2、如圖甲所示,彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置做簡諧運(yùn)動,從O點(diǎn)開始計時,振子第到達(dá)M點(diǎn)用了0、3 s的時間,又經(jīng)過0、2 s第二次通過M點(diǎn),則振子第三次通過M點(diǎn)還要經(jīng)過的時間可能是()。
A、s B、s C、1、4 s D、1、6 s
【分析】題目中只說從O點(diǎn)開始計時,并沒說明從O點(diǎn)向哪個方向運(yùn)動,它可能直接向M點(diǎn)運(yùn)動,也可能向遠(yuǎn)離M點(diǎn)的方向運(yùn)動,所以本題可能的選項有兩個。
乙
【解析】如圖乙所示,根據(jù)題意可知振子的運(yùn)動有兩種可能性,設(shè)t1=0、3 s,t2=0、2 s
第一種可能性:=t1+=(0、3+)s=0、4 s,即T=1、6 s
所以振子第三次通過M點(diǎn)還要經(jīng)過的時間t3=+2t1=(0、8+2×0、3)s=1、4 s
第二種可能性:t1—+=,即T= s
所以振子第三次通過M點(diǎn)還要經(jīng)過的時間t3=t1+(t1—)=(2×0、3—)s= s。
【答案】AC
【點(diǎn)撥】解答這類題目的關(guān)鍵是理解簡諧運(yùn)動的對稱性和周期性。明確振子往復(fù)通過同一點(diǎn)時,速度大小相等、方向相反;通過關(guān)于平衡位置對稱的兩點(diǎn)時,速度大小相等、方向相同或相反;往復(fù)通過同一段距離或通過關(guān)于平衡位置對稱的兩段距離時所用時間相等。另外要注意,因為振子振動的周期性和對稱性會造成問題的多解,所以求解時別漏掉了其他可能出現(xiàn)的情況。
第二篇:[高二物理教案10-1]
[高二物理教案10-1] 10.1 波的形成和傳播
一、教學(xué)目標(biāo)
1、知識目標(biāo):
①知道直線上機(jī)械波的形成過程 ②知道什么是橫波,波峰和波谷 ③知道什么是縱波,密部和疏部
④知道“機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播,形成機(jī)械波”,知道波在傳播運(yùn)動形式的同時也傳遞了能量
2、能力目標(biāo):
①培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探索的能力 ②培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和歸納的能力 ③培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和思維能力 3.情感目標(biāo):
①培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心、認(rèn)真、一絲不茍做實(shí)驗的品質(zhì),進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和良好的工作作風(fēng)
②培養(yǎng)學(xué)生互相團(tuán)結(jié)、分工協(xié)作的團(tuán)隊精神
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
機(jī)械波的形成過程及傳播規(guī)律是本節(jié)課的重點(diǎn),也是本節(jié)課的難點(diǎn)。解決方案:通過課堂實(shí)驗和課件演示以及鞏固練習(xí)來突破重難點(diǎn),同時引導(dǎo)學(xué)生看書
三、教學(xué)方法
實(shí)驗探索和計算機(jī)輔助教學(xué)
四、教具
絲帶、波動演示箱、水平懸掛的長彈簧、音叉、計算機(jī)、投影儀、大屏幕、自制CAI課件
五、教學(xué)過程(-)引入新課
[演示]抖動絲帶的一端,產(chǎn)生一列凹凸相間的波在絲帶上傳播(激發(fā)興趣,引出課題)
在這個簡單的例子中,我們接觸到一種廣泛存在的運(yùn)動形式——波動,請同學(xué)們再舉出幾個有關(guān)波的例子。(學(xué)生舉例,活躍氣氛;讓學(xué)生在大量生活實(shí)例中感觸波的存在,增強(qiáng)感性認(rèn)識。)
學(xué)生會列舉水波、聲波、無線電波、光波。教師啟發(fā),大家聽說過地震嗎?學(xué)生會想到地震波。
水波、聲波、地震波都是機(jī)械波,無線電波、光波都是電磁波。這一章我們學(xué)習(xí)機(jī)械波的知識,以后還會學(xué)習(xí)電磁波的知識。
【板書】機(jī)械波
(二)進(jìn)行新課
現(xiàn)在學(xué)習(xí)第一節(jié),波的形成和傳播?!景鍟?/p>
一、波的形成和傳播
[演示]撥動水平懸掛的柔軟長彈簧一端,產(chǎn)生一列疏密相間的波沿彈簧傳播; [演示]敲擊音叉,聽到聲音,這是聲波在空氣中傳播(指明,雖然眼睛看不到波形,但它客觀存在,也是疏密相間的波形)
(演示實(shí)驗,進(jìn)一步為學(xué)生提供感性認(rèn)識,激發(fā)興趣)
師生共同分析,得出波產(chǎn)生的條件:①波源,②介質(zhì)。(為研究波的形成奠定基礎(chǔ))
波是怎樣形成的呢?為什么會有不同的波形?波傳播的是什么呢?(設(shè)置疑問,激發(fā)學(xué)生的探究欲望)
【板書】實(shí)驗探索
發(fā)放“探索波的形成和傳播規(guī)律”的實(shí)驗報告,進(jìn)行實(shí)驗探索并完成實(shí)驗報告。實(shí)驗?zāi)康模禾剿鞑ǖ男纬稍蚝蛡鞑ヒ?guī)律
實(shí)驗
(一),學(xué)生分組實(shí)驗:每兩人一條絲帶(60cm左右),觀察絲帶上凹凸相間的波。實(shí)驗步驟:
(1)、將絲帶一端用手指按在桌面上,手持另一端沿水平桌面抖動,在絲帶上產(chǎn)生一列凹凸相間的波向另一端傳播。
(2)、在絲帶上每隔大約2~3cm用墨水染上一個點(diǎn),代表絲帶上的質(zhì)點(diǎn)。重復(fù)步驟(1)。觀察絲帶上的質(zhì)點(diǎn)依次被帶動著振動起來,振動沿絲帶傳播開去,在絲帶上形成凹凸相間的波。
①思考:絲帶的一端振動后,為什么后面的質(zhì)點(diǎn)能被帶動著運(yùn)動起來?_________________如果將絲帶剪斷,后面的質(zhì)點(diǎn)還能運(yùn)動嗎?___________ ②分析:絲帶上凹凸相間的波形是怎樣產(chǎn)生的?___________________(可以參閱課本第3頁)
③觀察絲帶上的質(zhì)點(diǎn)是否隨波向遠(yuǎn)處遷移?__________ 實(shí)驗
(二),觀察波動演示器上凹凸相間的波:(因器材有限,可以教師操作,引導(dǎo)學(xué)生注意觀察)
實(shí)驗步驟:
(1)、逆時針轉(zhuǎn)動搖柄,演示屏上的質(zhì)點(diǎn)排成一條水平線。(表示各質(zhì)點(diǎn)都處在平衡位置)
(2)、順時針轉(zhuǎn)動搖柄,各個質(zhì)點(diǎn)依次振動起來。(注意觀察各個質(zhì)點(diǎn)振動的先后順序)
現(xiàn)象:①后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)開始振動的時刻_______,從總體上看形成凹凸相間的波。
②各質(zhì)點(diǎn)的振動沿________方向,波的傳播沿_______方向,質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向_______。
③質(zhì)點(diǎn)是否沿波的傳播方向遷移?_______ 這種波叫做橫波,在橫波中凸起的最高處叫做波峰,凹下的最低處叫做波谷。實(shí)驗
(三),觀察彈簧上產(chǎn)生的疏密相間的波。實(shí)驗步驟:(1)、撥動水平懸掛的柔軟長彈簧一端,產(chǎn)生一列疏密相間的波沿彈簧傳播。(2)、在彈簧上某一位置系一根紅布條,代表彈簧上的質(zhì)點(diǎn),重復(fù)步驟(1)。①觀察::紅布條是否隨波遷移?________說明了什么?_____________ ②分析:彈簧上疏密相間的波形是怎樣產(chǎn)生的?____________________(類比絲帶上波產(chǎn)生的分析方法,鍛煉學(xué)生的知識遷移能力)
實(shí)驗
(四),觀察波動演示器上疏密相間的波: 實(shí)驗步驟:
(1)、逆時針轉(zhuǎn)動搖柄,演示屏上的質(zhì)點(diǎn)排成一條水平線。(2)、順時針轉(zhuǎn)動搖柄,各個質(zhì)點(diǎn)依次振動起來。
現(xiàn)象:①后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)開始振動的時刻________,從總體上看形成疏密相間的波。
②各質(zhì)點(diǎn)的振動沿________,波的傳播沿_______方向,質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向_______。
③質(zhì)點(diǎn)是否沿波的傳播方向遷移?_______ 這種波叫做縱波,在縱波中最密處叫做密部,最疏處叫做疏部。分析實(shí)驗得出結(jié)論:
①不論橫波還是縱波,介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動并不隨波遷移。因此,波傳播的是_________________,而不是介質(zhì)本身。
②波傳來前,各個質(zhì)點(diǎn)是靜止的,波傳來后開始振動,說明他們獲得了能量。這個能量是從波源通過前面的質(zhì)點(diǎn)傳來的。因此:波是傳遞_________的一種方式。
【板書】
1、機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播,形成機(jī)械波。
2、機(jī)械波的分類:橫波、縱波
3、波傳播的是振動形式,是振動的能量。
師生雙邊活動,實(shí)驗探索,總結(jié)規(guī)律。(從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識,實(shí)現(xiàn)認(rèn)識上的第一次飛躍。)
(三)計算機(jī)輔助教學(xué):
1、波的分類演示
2、橫波的形成過程及傳播規(guī)律
3、縱波的形成過程及傳播規(guī)律(形象直觀,鞏固升華)
(四)知識應(yīng)用:
1、課本中提到地震波既有橫波,又有縱波。你能想象在某次地震時,位于震源正上方的建筑物,在縱波和橫波分別傳來時的振動情況嗎?為什么?(從理性認(rèn)識回到感性認(rèn)識,實(shí)現(xiàn)認(rèn)識的第二次飛躍)
2、本來是靜止的質(zhì)點(diǎn),隨著波的傳來開始振動,有關(guān)這一現(xiàn)象的說法正確的有:
A、該現(xiàn)象表明質(zhì)點(diǎn)獲得了能量 B、質(zhì)點(diǎn)振動的能量是從波源傳來的
C、該質(zhì)點(diǎn)從前面的質(zhì)點(diǎn)獲取能量,同時也將振動的能量向后傳遞 D、波是傳遞能量的一種方式
E、如果振源停止振動,在介質(zhì)中傳播的波也立即停止 F、介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)做的是受迫振動
(五)布置作業(yè):
1、書面作業(yè):列舉生活中常見的有關(guān)機(jī)械波的例子(橫波、縱波各一例)簡述它們是如何形成的。(培養(yǎng)學(xué)生觀察生活并用所學(xué)物理知識解決實(shí)際問題的能力和表達(dá)能力)
2、動腦作業(yè):發(fā)生地震時,從地震源傳出的地震波為什么能造成房屋倒塌、人員傷亡的事故?請用本節(jié)所學(xué)知識加以解釋。(學(xué)以致用,鞏固提高)
3、動手作業(yè):制作簡易的橫波演示器。
使用大約24根飲料吸管,回形針,膠帶紙。展開膠帶紙,每隔2.5cm左右粘一根吸管。每根吸管兩端各別上一個回形針。把膠帶的一端掛在鐵架臺的橫桿上,撥動上端(或下端)的吸管,使回形針左右振動,就可以看到橫波的傳播現(xiàn)象。(有興趣的同學(xué)可以制作其他的實(shí)驗器。)(培養(yǎng)學(xué)生動手能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力)
4、課外模擬波的形成:按照課本第4頁圖10—6,分組模擬波的形成。(培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊精神)
(多種形式激發(fā)興趣、提高能力)教后隨感:
思維方法是解決問題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開了思維方法和實(shí)踐活動,物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。
第三篇:[高二物理教案11-4]
[高二物理教案11-4] 11.42 物體的內(nèi)能 熱量
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知識目標(biāo):
(1)了解內(nèi)能改變的兩種方式:做功和熱傳遞
(2)知道做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的,知道兩者的區(qū)別,了解熱功當(dāng)量的意義。
(3)能舉出生活中用做功、熱傳遞改變物體內(nèi)能的實(shí)例。2.能力目標(biāo):
在培養(yǎng)學(xué)生能力方面,這節(jié)課中要讓學(xué)生掌握:做功與熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。
3.物理學(xué)方法教育目標(biāo):
在做功與熱傳遞關(guān)系上滲透歸納推理的方法。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.教學(xué)重點(diǎn)是使學(xué)生理解做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的,知道兩者的區(qū)別,了解熱功當(dāng)量的意義。
2.理解做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的,但兩種方式的物理實(shí)質(zhì)是不同的。
三、教學(xué)方法
教師講解,課件演示
四、教具
1.壓縮氣體做功,氣體內(nèi)能增加的演示實(shí)驗:圓形玻璃筒、活塞、硝化棉。2.計算機(jī)、大屏幕、自制多媒體課件
五、教學(xué)過程(-)引入新課
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了物體的內(nèi)能,知道了什么是物體的內(nèi)能及物體的內(nèi)能跟溫度和體積有關(guān)。那么怎樣的物理過程可以改變物體的內(nèi)能呢?這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)改 變物體內(nèi)能的有關(guān)知識。
【板書】第五節(jié)
改變內(nèi)能的兩種方式
(二)進(jìn)行新課
1.做功可以改變物體的內(nèi)能
【生活實(shí)例】列舉鋸木頭和用砂輪磨刀具,鋸條、木頭和刀具溫度升高,說明克服摩擦力做功,可以使物體的內(nèi)能增加。如果外力對物體做功全部用于物體內(nèi)能改變的情況下,外力做多少功,物體的內(nèi)能就改變多少。如果用W表示外界對物體做的功,用ΔE表示物體內(nèi)能的變化,那么有W=ΔE。功的單位是焦耳,內(nèi)能的單位也是焦耳。
【演示】演示壓縮空氣,硝化棉燃燒。說明外力壓縮空氣過程,對氣體做功,使氣體的內(nèi)能增加,溫度升高到棉花的燃點(diǎn)而使其燃燒。
以上實(shí)例說明做功可以改變物體的內(nèi)能。2.熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能
【生活實(shí)例】在爐灶上燒熱水,火爐烤熱周圍物體,這些物體溫度升高內(nèi)能增加。這些實(shí)例說明依靠熱傳遞方式也可以使物體的內(nèi)能改變。物體吸收熱量,內(nèi)能增加。物體放出熱量,物體的內(nèi)能減少。如果傳遞給物體的熱量用Q表示,物體內(nèi)能的變化量是ΔE,那么,Q=ΔE。
熱量的計算公式有:Q=mcΔt。熱量的單位是焦耳,過去的單位是卡。所以做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式?!景鍟?/p>
1、做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式 3.做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。
一杯水可以用加熱的方法(即熱傳遞方式)傳遞給它一定的熱量,使它從某一溫度升高到另一溫度。這過程中這杯水的內(nèi)能有一定量的變化。也可以采取做功的方式,比如用攪拌器在水中不斷攪拌,也可以使這杯水從相同的初溫度升高到同一高溫度,這樣,水的內(nèi)能會有相同的變化量。兩種方式不同,得到的結(jié)果是相同的。除非事先知道,否則我們無法區(qū)別是哪種方式使這杯水的內(nèi)能增加的。因此,做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的?!景鍟?.做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的 4.做功和熱傳遞的區(qū)別
雖然做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的,但是這兩種方式的物理過程有本質(zhì)的區(qū)別。做功使物體內(nèi)能改變的過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。而熱傳遞的過程只是物體之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,沒有能量形式的轉(zhuǎn)化。
(三)課堂練習(xí)
1.用做功的方法來改變物體的內(nèi)能,實(shí)際上是______能和______能的相互轉(zhuǎn)化。2.鋸木頭,鋸條發(fā)熱,這是用______的方法使鋸條內(nèi)能;用鐵錘多次敲打鐵塊后,鐵塊的溫度會升高,這是通過______的方法增加了它的內(nèi)能。
3.煮稀飯時,鍋蓋被水蒸氣頂起,水蒸氣對鍋蓋做了______,水蒸氣的內(nèi)能______。4.古人用“鉆木取火”的方法產(chǎn)生火,這種方法的道理是______。
5.火柴可以擦燃,也可以放在火上點(diǎn)燃,前者是用______的方法使火柴燃燒,后者是用______的方法使火柴燃燒,兩種方法都可以改變物體的內(nèi)能。
6.冬天人們常用嘴往手上呵手,手感到暖和,是用______的方法改變手的內(nèi)能;用雙手相互搓擦同樣使手感到熱,這是用______的方法改變手的內(nèi)能。7.在下列過程中,通過熱傳遞增加物體內(nèi)能的是
[ ] A. 火車經(jīng)過鐵軌后鐵軌的溫度升高 B.壓縮筒內(nèi)乙醚,使其燃燒 C.鐵棒被太陽曬熱 D.汽車剎車后,輪胎變熱
8.下列說法中正確的是
[ ] A.高溫物體比低溫物體熱量多 B.高溫物體比低溫物體的內(nèi)能大
C.熱量從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞
9.物體的內(nèi)能增加這是因為
[ ] A.一定是由于物體吸收了熱量 B.一定是由于對物體做了功
C.可能是由于物體吸收了熱量,也可能是由于對物體做了功 10.氣體膨脹對外做功的過程是
[ ] A.機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,氣體溫度升高 B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,氣體溫度降低 C.氣體內(nèi)能增加,是消耗了內(nèi)能
11.一個物體溫度升高了,則
[ ] A.它一定吸收了熱量 B.一定是對它做功 C.它含有的熱量增加 D.它的內(nèi)能一定增加 12.說明下列各題中內(nèi)能改變的方法:(1)一盆熱水放在室內(nèi),一會就涼了,______;
(2)高溫高壓的氣體,迅速膨脹,對外做功,溫度降低,______。(3)鐵塊在火爐上加熱,一會兒熱得發(fā)紅,______;(4)打氣筒給車胎打氣,過一會筒壁發(fā)熱,______’(5)冬天人們往手上呵氣取暖,______;(6)兩手互相摩擦取暖,______。
13.關(guān)于熱量,下列說法正確的是
[ ] A.熱水比冷水含的熱量多 B.一大桶水比一小桶水含的熱量多 C.一個物體內(nèi)能越多,它具有的熱量越多 D.熱量是在熱傳遞過程中內(nèi)能的改變量
(四)課件演示,課堂小結(jié)
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道了做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式,而且做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。
(課件演示,形象直觀)
(五)布置作業(yè)
1.復(fù)習(xí)本節(jié)課文。
2.把練習(xí)五第(1)、(2)、(3)題做在練習(xí)本上。教學(xué)建議:
1.在講述本節(jié)內(nèi)容時,要以實(shí)驗或生活中學(xué)生常見的實(shí)例為基礎(chǔ),做好“外力對物體做功,物體的內(nèi)能增加”和“物體對外做功,內(nèi)能減少”及“熱傳遞改變物體的內(nèi)能”三個實(shí)驗。
2.通過教師引導(dǎo),讓學(xué)生理解做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)。
3.要使學(xué)生知道,由于做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,因此,就物體的內(nèi)能發(fā)生改變來說,功和熱量是等效的。
參考資料
焦耳和熱功當(dāng)量的實(shí)驗測定
焦耳(J.P.Joule英1818~1889)在1840年到1878年的30余年熱功轉(zhuǎn)換實(shí)驗工作中,積累了大量精確的數(shù)據(jù),測得了熱功當(dāng)量。這項成果徹底否定了熱質(zhì)說,為能量轉(zhuǎn)換和守恒定律的建立奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
1841年,焦耳測量電流通過電阻線發(fā)出的熱量時,發(fā)現(xiàn)在一定時間內(nèi)發(fā)出的熱量與電路中的電阻成正比,與電路中電流的平方成正比,這就是焦耳定律。
1843年,焦耳利用重物下落時重力勢能的減少而作出的機(jī)械功去開動發(fā)電機(jī),發(fā)電機(jī)發(fā)出的電又去加熱浸在水中的電阻線,電阻線發(fā)出的熱來加熱水使其溫度升高。他根據(jù)13組實(shí)驗數(shù)據(jù)取平均值,求得熱功當(dāng)量的值為每卡4.511焦耳。
1845年,焦耳測定了壓縮空氣向大氣擴(kuò)散時產(chǎn)生的冷卻效應(yīng),和壓縮空氣將另一容器中的水排出時所作的功,由此求得熱功當(dāng)量的值為4.29焦耳/卡。
1849年,焦耳完成了測定熱功當(dāng)量最著名的實(shí)驗:他在一個盛滿水或水銀的量熱器中插一根軸,軸的下面裝有葉片,軸的上端繞有細(xì)繩,細(xì)繩通過滑輪懸掛重物。讓重物下落來帶動葉片攪拌水,在葉片與水摩擦?xí)r產(chǎn)生熱使水溫升高。經(jīng)過多次實(shí) 驗和精確測量,他得出熱功當(dāng)量的值為4.158焦耳/卡,這與現(xiàn)在所采用的4.186焦耳/卡相差無幾。
第四篇:高二物理教案:電功率
高二物理教案:電功率
【摘要】步入高中,相比初中更為緊張的學(xué)習(xí)隨之而來。在此高二物理欄目的小編為您編輯了此文:高二物理教案:電功率希望能給您的學(xué)習(xí)和教學(xué)提供幫助。
本文題目:高二物理教案:電功率
一、電功和電功率
1.電功是指__________的功,電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的________、電路中的________和________三者的乘積,表達(dá)式W=________.2.電功率是指____________________________,P=________=________.二、焦耳定律和熱功率
1.在一段只有電阻元件的純電阻電路中,電場力所做的功W等于電流通過這段電路時發(fā)出的________,即Q=W=__________,由歐姆定律U=IR,熱量Q=________,這就是焦耳定律.2.一段電路因發(fā)熱而消耗的功率P熱=______,稱為熱功率.純電阻電路上的熱功率可表示為P熱=__________.3.如果不是純電阻電路,電能除一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能外,其他部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等,這時的電功仍然等于______,電阻上產(chǎn)生的熱量仍為______,此時電功比電阻上產(chǎn)生的熱量______.三、閉合電路中的功率
1.EI=U外I+U內(nèi)I,反映了閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系.__________表示電源提供的電功率,________和________分別表示外電路和內(nèi)電路上消耗的電功率.公式表明,電源提供的能量一部分消耗在______上,轉(zhuǎn)化為其他形式的能量;另一部分消耗在________上,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.2.電動勢反映了電源把______________ ______轉(zhuǎn)化為電能的能力.當(dāng)電源流過單位電時,若電源電動勢越大,則電源提供的__________越大,電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的能力越強(qiáng).一、電功和電功率
[問題情境]
在日常生活中,經(jīng)常會用到家用小電器,例如電吹風(fēng)、電熨斗等,它們都會分為幾檔,像電吹風(fēng)可以吹涼風(fēng)、暖風(fēng)和熱風(fēng).你知道如何計算它們消耗的電能嗎?
1.電流做功的實(shí)質(zhì)是什么?
2.設(shè)加在一段電路兩端的電壓為U,流過電路的電流為I,試推導(dǎo)電流做功的表達(dá)式.[要點(diǎn)提煉]
1.電功的計算式:______________.2.電功率的計算式:____________.二、焦耳定律和熱功率 [問題情境]
隨著家用電器的增多,特別是空調(diào),電熱器等大功率用電器的使用,引發(fā)的火災(zāi)事故越來越多.據(jù)統(tǒng)計很大一部分火災(zāi)的事故原因是導(dǎo)線、插座或開關(guān)等元件溫度升高而導(dǎo)致的.電流通過導(dǎo)體為什么會發(fā)熱,產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)呢?
1.什么樣的電路是純電阻電路?
2.電功和電熱相等嗎?
3.比較非純電阻電路中電功與電熱的關(guān)系.[要點(diǎn)提煉]
1.焦耳定律的表達(dá)式:____________.2.電功與電熱的關(guān)系:純電阻電路中:________________,非純電阻電路中: __________.三、閉合電路中的功率
[問題情境]
1.閉合電路中電源電動勢和內(nèi)、外電壓的關(guān)系是怎樣的.2.推導(dǎo)閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系并解釋各項的物理意義.[
[要點(diǎn)提煉]
1.閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系:______________,對于純電阻電路該式可寫為______.2.電動勢反映了電源把________________轉(zhuǎn)化為____________的能力.[問題延伸]
1.什么是電源的輸出功率?在一個閉合回路中電源的輸出功率與外電阻之間有怎樣的關(guān)系(純電阻電路)?
2.電源的效率如何計算?它與外電阻有怎樣的關(guān)系?
例1 有一個直流電動機(jī),把它接入0.2 V電壓的電路時,電動機(jī)不轉(zhuǎn),測得流過電動機(jī)的電流是0.4 A.若把它接入2 V電壓的電路中,電動機(jī)正常工作,工作電流是1 A.(1)求電動機(jī)正常工作 時的輸出功率.(2)若在正常工作時,轉(zhuǎn)子突然被卡住,此時電動機(jī)的發(fā)熱功率為多大?
變式訓(xùn)練1 某吸塵器中的電動機(jī)線圈電阻為1,接在220 V的直流電壓下,工作電流為1 A,則吸塵器消耗的電功率為________;發(fā)熱損耗的功率為________;轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為________.例2 圖1
如圖1所示,線段A為某電源的U-I圖線,線段B為某電阻R的U-I圖線,由上述電源和電阻組成閉合電路時,則:(1)電源的輸出功率P出是多大?
(2)電源內(nèi)部損耗的電功率P內(nèi)是多少?
變式訓(xùn)練2 電路圖如圖2甲所示,圖乙中的圖線是電路中的電源的路端電壓隨電流變化的關(guān)系圖象,滑動變阻器的最大阻值為15,定值電阻R0=3.圖2
(1)當(dāng)R為何值時,R0消耗的功率最大?最大值為多少?
(2)當(dāng)R為何值時,電源的輸出功率最大 ?最大值為多少?
思路點(diǎn)撥 求解本題應(yīng)把握以下三點(diǎn):
(1)由U-I圖象求電源的電動勢和內(nèi)阻.(2)電路中的電流最大時,R0消耗的功率最大.(3)利用電源有最大輸出功率的條件,求電源的最大輸出功率.【即學(xué)即練】
1.下列求解電熱的公式中,對所有電路均適用的是()
A.Q=UIt B.Q=I2Rt
C.Q=U2Rt D.W=Pt
2.一臺電動機(jī)的輸出功率是10 kW,這表明該電動機(jī)工作時()
A.每秒消耗10 kW電能
B.每秒對外做10 kW功
C.每秒消耗10 kJ電能
D.每秒對外做10 kJ功
3.電動機(jī)的電樞阻值為R,電動機(jī)正常工作時,兩端的電壓為U,通過的電流為I,工作時間為t,下列說法中正確的是()
A.電動機(jī)消耗的電能為UIt
B.電動機(jī)消耗的電能為I2Rt
C.電動機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量為I2Rt
D.電動機(jī)線 圈產(chǎn)生的熱量為U2tR
4.電源的電動勢和內(nèi)阻都保持一定,在外電路的電阻逐漸變小的過程中,下列說法錯誤的是()
A.路端電壓一定逐漸變小
B.電源的輸出功率一定逐漸變小
C.電源內(nèi)部消耗的電功率一定逐漸變大
D.電源的輸出電流一定變大
高二物理教案:電功率參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
一、1.電流所做 電壓U 電流I 通電時間t UIt
2.單位時間內(nèi)電流所做的功 Wt UI
二、1.熱量Q UIt I2Rt 2.Q/t I2R
3.UIt I2Rt 大
三、1.EI U外I U內(nèi)I 外電路 內(nèi)電路
2.其他形式的能量 電功率
核心知識探究
一、[問題情境]
1.因電流是自由電荷在電場力作用下定向移動形成的,電流做的功,實(shí)質(zhì)上是電場力對自由電荷做功.2.推導(dǎo):t時間內(nèi)流過電路的電荷總量q=It,電場力移動電荷做的功為W=qU,所以t時間內(nèi)電流做功W=UIt.[要點(diǎn)提煉]
1.W=UIt 2.P=UI
二、[問題情境]
1.只含白熾燈、電爐等電熱元件的電路是純電阻電路.電流通過純電阻電路做功時,電能全部轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的內(nèi)能.2.在純電阻電路中,兩者相等;在非純電阻電路中,兩者不相等.3.非純電阻電路中,電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,其他部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等其他形式的能,這時電功仍然等于UIt,電熱仍為I2Rt,此時電功大于電熱.[要點(diǎn)提煉]
1.Q=I2Rt 2.W=Q WQ
三、[問題情境]
1.E=U內(nèi)+U外
2.根據(jù)E=U內(nèi)+U外可得EI=U內(nèi)I+U外I,式中EI表示電源提供的電功率,U外I表示外電路上消耗的電功率;U內(nèi)I表示內(nèi)電路上消耗的電功率.[要點(diǎn)提煉]
1.EI=U內(nèi)I+U外I EI=I2r+I2R
2.其他形式 的能 電能
[問題延伸]
1.電源的輸出功率是指外電路消耗的功率.當(dāng)外電路為純電阻電路時,(1)電源的輸出功率
P出=I2R=E2R+r2R=E2RR-r2+4Rr=E2R-r2R+4r,由此可知當(dāng)R=r時,電源有最大輸出功率P出max=E24r.(2)P出與外電阻R的函數(shù)關(guān)系圖象如圖所示,從圖中看出當(dāng)Rr時,若R增大,P出減小.對一個確定的電源,除R=r外,外電阻 有兩個值對應(yīng)的輸出功率相等,即(ER1+r)2R1=(ER2+r)2R2,化簡后得到這兩個阻值的關(guān)系為R1R2=r2.2.=P出P=IUIE=UE=IRIR+r=RR+r=11+rR,可見,外電阻R越大,電源的效率越高,當(dāng)電源有最大輸出功率時,=50%,此時電源的效率并不是最高.解題方法探究
例1(1)1.5 W(2)8 W
解析(1)電動機(jī)不轉(zhuǎn)時,說明電動機(jī)無機(jī)械能輸出,它消耗的電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,此時電動機(jī)可看做純電阻電路,則R=UI=0.5
當(dāng) 加電壓為2 V、電流為1 A時,電動機(jī)正常工作,有機(jī)械能輸出,此時電動機(jī)為非純電阻電路,消耗的電能等于轉(zhuǎn)化的機(jī)械能和內(nèi)能之和.轉(zhuǎn)化的熱功率為P熱=I2R =0.5 W
總功率P總=UI=2 W,則輸出功率P出=P總-P熱=1.5 W.(2)若在電動機(jī)正常工作時被卡住,電動機(jī)無機(jī)械能輸出,看做純電阻電路,此時的電熱功率為:
P熱=U2R=220.5 W=8 W.變式訓(xùn)練1 22 0 W 1 W 219 W
例2(1)4 W(2)2 W
解析(1)根據(jù)題意,從圖線A可讀出
E=3 V,r=EI=36 =0.5.從圖線B可讀出R=UI=1.由電源E=3 V,r=0.5 與電阻R=1 組成的閉合電路中,I=ER+r=31.5 A=2 A,則P出=I2R=4 W.(2)P內(nèi)=I2r=2 W.變式訓(xùn)練2(1)0 10.9 W
(2)4.5 13.3 W 即學(xué)即練
1.B [A、D兩選項適合于任何電路電功的計算.B選項適合于任何電路電熱的計算.C選項只適合于純電阻電路電熱的計算.]
2.D [輸出功率是指電動機(jī)單位時間內(nèi)對外所做的功,D項正確.]
3.AC [電動機(jī) 為非純電阻元件,由電功、電熱的計算公式知A、C正確.]
4.B [外電路的電阻逐漸變小的過程中,由U外=RR+rE知,路端電壓一定逐漸變小.內(nèi)電壓變大,輸出電流一定變大,電源內(nèi)部消耗的電功率一定逐漸變大,但輸出功率不一定變大.]
【總結(jié)】2013年查字典物理網(wǎng)為小編在此為您收集了此文章高二物理教案:電功率,今后還會發(fā)布更多更好的文章希望對大家有所幫助,祝您在查字典物理網(wǎng)學(xué)習(xí)愉快!
第五篇:高二物理教案電磁感應(yīng)-自感
五、自感
教學(xué)目的
1.知道什么是自感現(xiàn)象和自感電動勢
2.知道自感系數(shù)是表示線圈本身特性和物理量。知道它的單位 3.知道自感現(xiàn)象的利和弊以及它們應(yīng)用和防止
教具
通電自感演示器,斷電自感演示器,直流電源,導(dǎo)線若干
教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入(5分鐘)
[提問] 1.產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件是什么?
[投影] 2.如圖是一個通電螺線管,其中電流強(qiáng)度為I,回答下列問題:(1).螺線管中有無磁場?磁場的強(qiáng)弱與電流有無關(guān)系?(2).當(dāng)電流變化時,螺線管中的磁場是否變化?(3).當(dāng)電流變化時,通過螺線管中的磁通量是否變化?(4).當(dāng)電流變化時,螺線管中是否產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象?(5).當(dāng)電流變化時,螺線管中是否產(chǎn)生感應(yīng)電動勢?
[啟發(fā)講解] 當(dāng)通過螺線管中電流變化時,螺線管中也能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,但這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象與我們前面學(xué)過的電磁感應(yīng)現(xiàn)象有所不同,這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于通過導(dǎo)體自身的電流變化引起磁通量的變化。這種現(xiàn)象就稱為自感現(xiàn)象。
二、新課:
[板書]
一、自感現(xiàn)象
[板書] 1.自感現(xiàn)象:由于導(dǎo)體本身電流的變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。
[啟發(fā)提問]通過上面的分析,想一想,自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么呢? [板書]2.自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因:導(dǎo)體本身電流變化,引起磁通量的變化。[提問講解]自感現(xiàn)象屬于一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象,那么在自感現(xiàn)象中有沒有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生呢? [板書]
二、自感電動勢:(15分鐘)
[板書] 1.自感電動勢:在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。[設(shè)問講解] 那么自感電動勢有什么作用呢?回顧楞次定律,然后通過實(shí)驗來說明。
[板書] 2.自感電動勢的作用:阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化。
[小結(jié)講解] :(投影燈片)當(dāng)通過螺線管中原來的電流I增大時,螺線管中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙I變大;當(dāng)通過螺線管中原來的電流I減小時,螺線管中產(chǎn)生的自感電動阻礙I減小。[板書](1)導(dǎo)體中原電流增大時,自感電動勢阻礙它增大。(2)導(dǎo)體中原電流減小時,自感電動勢阻礙它減小。[講解] 下面通過實(shí)驗來驗證自感電動勢的作用。[投影] 實(shí)驗電路如圖:
[講解]介紹電路,其中L是帶有鐵芯的線圈。下面進(jìn)行理論分析。[啟發(fā)思考](投影思考題)
(1)開關(guān)S合上的瞬間,通過兩個支路的電流怎么變化?
(2)開關(guān)S合上的瞬間,通過兩個支路的電流變化情況是否相同?為什么?(3)燈1和燈2哪個只能逐漸亮起來?
理論結(jié)果:(讓學(xué)生討論后回答)[演示實(shí)驗一]
實(shí)驗要觀察的現(xiàn)象:燈1和燈2哪個立即達(dá)最亮,哪個只能逐漸亮起來。實(shí)驗結(jié)果:燈1只能逐漸亮起來、燈2立即達(dá)最亮。
實(shí)驗結(jié)果說明的問題:通過線圈的電流發(fā)生變化時,線圈中產(chǎn)生了自感電動勢,自感電動勢的作用是阻礙線圈中原電流的變化。[演示實(shí)驗二]
實(shí)驗觀察到的現(xiàn)象:電鍵斷開后,燈泡要過一會兒才熄滅。
[引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行分析]:(投影實(shí)驗電路)電路斷開的瞬間,通過線圈的電流突然減弱,穿過線圈的磁通量也就很快地減少,因而線圈中產(chǎn)生了自感電動勢。自感電動勢阻礙電流的減弱,這時盡管燈泡與電源已經(jīng)斷開,但線圈和燈泡組成了閉合回路,所以燈泡中有有感應(yīng)電流通過,因而燈泡不會立即熄滅。
總結(jié)兩個實(shí)驗要說明的問題。
[講解]自感現(xiàn)象在我們?nèi)粘I钪杏泻軓V泛的應(yīng)用,如日光燈的鎮(zhèn)流器就是利用線圈自感現(xiàn)象的一個例子……
[提問](投影燈片)感應(yīng)電動勢大小與下面哪個因素有關(guān)? A 磁通量大小 B 磁通量變化量的大小 C 磁通量變化的快慢 D 磁場的強(qiáng)弱
[設(shè)問]自感電動勢是一種感應(yīng)電動勢,它的大小也與磁通量的變化快慢有關(guān)。在發(fā)生自感現(xiàn)象時,導(dǎo)體中產(chǎn)生的自感電動勢與下面的哪個因素有關(guān)? A 電流大小 B 電流變化量的大小 C 電流變化的快慢
(指導(dǎo)學(xué)生看書、思考、集體回答)
[板書] 3.自感電動勢大小與線圈中電流變化快慢有關(guān)。
[講解] 對同一線圈來說,電流變化的快,線圈中產(chǎn)生的自感電動勢大;反之,電流變化得慢,產(chǎn)生的自感電動勢小。
[講解過渡]對于不同線圈,在電流變化快慢相同的情況下,產(chǎn)生的自感電動勢可以不同,說明不同線圈具有不同的特性,在物理上用自感系數(shù)來表示這種特性。
[板書]
三、自感系數(shù)
[設(shè)問]那么線圈的自感系數(shù)與線圈的哪些因數(shù)有關(guān)呢?它的單位是什么? [板書] 1.決定線圈自感系數(shù)的因素:線圈的形狀、長短、匝數(shù)、線圈中是否有鐵芯。
[板書] 2.自感系數(shù)的單位:亨利,簡稱亨,符號是H。1mH=10H,1μH=10H [例題]有關(guān)自感現(xiàn)象,下列敘述中正確的是:………()
A 有鐵芯的多匝金屬線圈中,通過的電流強(qiáng)度不變時,無自感現(xiàn)象發(fā)生,線圈的自感系數(shù)為零
B 導(dǎo)體中所通電流發(fā)生變化時,產(chǎn)生的自感電動勢總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化
C 線圈中所通電流越大,產(chǎn)生的自感電動勢也越大 D 線圈中所通電流變化越大,產(chǎn)生的自感電動勢也越大
[引導(dǎo)學(xué)生分析]線圈的自感系數(shù)與線圈中是否有電流無關(guān),它是由線圈本身的特性決定的。自感電動勢的大小與線圈中電流變化的快慢有關(guān)。
[小結(jié)]本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因:是由于通過導(dǎo)體本身電流的變化,自感電動勢的作用:阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化、自感系數(shù)的決定因素和單位。-3