第一篇:高中物理《磁感應(yīng)強度》教案10新人教版選修3-1.
安培力 磁感應(yīng)強度(2課時)
【教學目標】
理解磁感應(yīng)強度的定義,知道磁感應(yīng)強度的單位。會用磁感應(yīng)強度的定義式進行有關(guān)計算。
知道用磁感線的疏密程度可以形象地表示磁感應(yīng)強度的大小。知道什么叫勻強磁場,知道勻強磁場的磁感線分布。知道什么是安培力,會用公式F=BIL解答有關(guān)問題。知道左手定則的內(nèi)容,并會用它解答有關(guān)問題。【教學重點】 磁感應(yīng)強度概念。安培力公式。左手定則
【教學難點】
磁感應(yīng)強度的概念?!窘虒W進程】
第一課時
一、引入新課
磁場不僅具有方向,而且也具有強弱。為表征磁場的強弱和方向就要引入一個物理量。怎樣的物理量能夠起到這樣的作用呢? 用電場強度的定義來類比。
二、進行新課
一、磁感應(yīng)強度
實驗1:通電導(dǎo)線在磁場中受到磁場力作用 我們把這種力稱為安培力。為了簡便起見,我們研究導(dǎo)線方向與磁場垂直時,安培力的大小跟什么有關(guān)。實驗2:研究安培力與其他物理量的關(guān)系 板書:
1、(1)電流不變,改變導(dǎo)線長度,實驗表明F∝L(2)導(dǎo)線長度不變,改變電流,實驗表明F∝I 歸納得出F∝IL F=BIL B=FIL 比較E=FFq與B=IL,在磁場中不同點與同一點的特點及此比值大小的意義,得出可以用B表示磁場強弱的物理量。
2、磁感應(yīng)強度的定義:在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線,所受的安培用心
愛心
專心
力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值。如導(dǎo)線很短,B就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度。
3、單位:在國際單位制中,磁感應(yīng)強度的單位是特斯拉,簡稱特,國際符號是T。
問:1T是如何定義的?
4、矢量性:磁感應(yīng)強度是矢量,把某點的磁場方向定義為該點的磁感應(yīng)強度的方向。
與電場線對比,在磁場中用磁感線可以表示磁感應(yīng)強度的大小和方向。
二、勻強磁場
1、特點:B的大小和方向處處相同。
2、產(chǎn)生方法:相距很近的兩異名磁極間的磁場,通電螺線管內(nèi)部的磁場,除邊緣部分外,都可認為是勻強磁場。
有了磁感應(yīng)強度,我們就可以更好地研究通電導(dǎo)線所受的安培力。
三、安培力
1、安培力的大?。篎=BIL 適用條件:(1)通電導(dǎo)線與磁場方向垂直;(2)勻強磁場。
練習1:在某勻強磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線,它的電流強度是2.5A,導(dǎo)線長1cm,它受到的安培力為0.05N,則這個位置的磁感應(yīng)強度是多大?
練習2:接上題,如果把通電導(dǎo)線中的電流強度增大到5A,則這一點的磁感應(yīng)強度是多大?安培力F是多大?
2、安培力的方向
實驗3:演示課本圖15-2實驗,改變電流方向、磁場方向。對現(xiàn)象分析、歸納。
左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。練習3:判斷下圖中導(dǎo)線A所受磁場力的方向。
用心
愛心
專心 2
三、本課小結(jié)
四、布置作業(yè)
1、練習二(1)(3)(6)(7)
2、課課練 課時2
第二課時 引入新課
利用前面所學知識來研究有關(guān)安培力的方向判斷和大小計算問題
二、進行新課
一、通電導(dǎo)線在磁場中的運動
演示實驗一:如圖所示,兩根靠近的直導(dǎo)線(1)如果通以方向相同的電流時,它們相互間作用力的方向如何?(2)如果通以方向相反的電流時,它們相互間作用力的方向如何?
例1:請大家利用上節(jié)課所學的知識來分析上述現(xiàn)象 分組討論1:如圖所示,AB直導(dǎo)線固定不動,另一直導(dǎo)線CD在AB上方,靠近AB且與AB異面垂直,并可自由運動,當兩直導(dǎo)線上通以如圖所示的電流時,直導(dǎo)線CD將如何運動?
分組討論2:試討論下圖中兩通電圓環(huán)的相互作用力并說出它們的運動情況?
練習1:如圖所示,把一根柔軟的彈簧豎直地懸掛起來,使它的下端剛剛跟導(dǎo)電液體接觸。給彈簧通入電流,會發(fā)生什么現(xiàn)象?請解釋所發(fā)生的現(xiàn)象。
通電導(dǎo)線在磁場中的平衡問題
演示實驗二:如圖所示,水平放置的兩根光滑平行金屬軌道,上面放一均勻金屬棒,如果在金屬棒所在位置加一個豎直方向的勻強磁場,則該金屬用心
愛心
專心 棒將向哪運動? 解釋上述現(xiàn)象:
問:若要使該金屬棒對軌道的壓力為零,則該勻強磁場的方向如何?
例2:如上圖所示,金屬棒質(zhì)量為m,電阻為R,軌道間距為d,電阻不計,金屬棒處在磁感應(yīng)強度大小為B,方向沿水平方向垂直與金屬棒的勻強磁場中,電源內(nèi)阻不計。試求:(1)流過金屬棒的電流?(2)電源的電動勢?
例3:如圖所示,導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m,電阻為R,靜止于光滑傾斜金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌間距為d,電阻不計,傾角為β,導(dǎo)體棒處在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中,電源內(nèi)阻不計。試討論:(1)當磁感應(yīng)強度方向為豎直方向時,求電源的電動勢;(2)當磁感應(yīng)強度方向垂直于導(dǎo)軌面時,求電源的電動勢;(3)當磁感應(yīng)強度方向為水平方向時,求電源的電動勢。
練習2:如圖所示,在各圖中的導(dǎo)線ab長為L,通以電流均為I,勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B,在甲、丙圖中B方向豎直向上,在乙圖中B方向垂直軌道平面向上,在丁圖中B方向與軌道平面成α角且垂直ab棒斜向上,軌道間距均為d,在甲、丁圖中軌道均水平放置,在乙、丙圖中軌道平面與水平面夾角均為β角。寫出各圖中導(dǎo)線ab所受安培力的大小并畫出各平面圖的安培力方向。
用心
愛心
專心 用心
愛心專心5
課堂小結(jié) 課后作業(yè)
課課練 課時3
第二篇:高中物理 磁感應(yīng)強度教案
3.2磁感應(yīng)強度
一、教學目標
1.掌握磁感應(yīng)強度的定義和磁通量的定義. 2.掌握利用磁感應(yīng)強度的定義式進行計算. 3.掌握在勻強磁場中通過面積S的磁通量的計算.
4. 搞清楚磁感應(yīng)強度與磁場力,磁感應(yīng)強度與磁通量的區(qū)別和聯(lián)系.
二、教學重點、難點
1.該節(jié)課的重點是磁感應(yīng)強度和磁通量的概念.
2.磁感應(yīng)強度的定義是有條件的,它必須是當通電直導(dǎo)線L與磁場方向垂直的情況下,B=
F.IL3.磁通量概念的建立也是一個難點,講解時,要引入磁感線來幫助學生理解和掌握.
三、教具
1.通電導(dǎo)體在磁場中受力演示. 2.電流天平.(選用)3.掛圖(磁感線、磁通量用).
四、教學過程
(一)引入新課
提問:什么是磁現(xiàn)象的電本質(zhì)?
應(yīng)答:運動電荷(電流)在自己周圍空間產(chǎn)生磁場,磁場對運動電荷或電流有力的作用,磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間發(fā)生相互作用都可以看成是運動電荷之間通過磁場而發(fā)生相互作用.這就是磁現(xiàn)象的電本質(zhì).
為了表征磁場的強弱和方向,我們引入一個新的物理量:磁感應(yīng)強度.我們都知道電場強度是描述電場力的特性的,那么磁感應(yīng)強度就是描歡迎各位老師踴躍投稿,稿酬豐厚 郵箱:zxjkw@163.com
述磁場力特性的物理量,因此我們可以用類比的方法得出磁感應(yīng)強度的定義來.
提問:電場強度是如何定義的?
應(yīng)答:電場中某點的電場強度等于檢驗電荷在該點所受電場力與檢
電荷在該點的受力方向.
(二)教學過程設(shè)計 1.磁感應(yīng)強度
通過實驗,得出結(jié)論,當通電直導(dǎo)線在勻強磁場中與磁場方向垂直時,受到磁場對它的力的作用.對于同一磁場,當電流加倍時,通電導(dǎo)線受到的磁場力也加倍,這說明通電導(dǎo)線受到的磁場力與通過它的電流強度成正比.而當通電導(dǎo)線長度加倍時,它受到的磁場力也加倍,這說明通電導(dǎo)線受到的磁場力與導(dǎo)線長也成正比.對于磁場中某處來說,通電導(dǎo)線在該處受的磁場力F與通電電流強度I與導(dǎo)線長度L乘積的比值是一個恒量,它與電流強度和導(dǎo)線長度的大小均無關(guān).在磁場中不同位置,這個比值可能各不相同,因此,這個比值反映了磁場的強弱.
提問:類比電場強度的定義,誰能根據(jù)以上實驗事實用一句話來定義磁感應(yīng)強度,用B來表示,并寫出它的定義式.
回答:磁場中某處的磁感應(yīng)強度等于通電直導(dǎo)線在該處所受磁場力F與通電電流和導(dǎo)線長度乘積IL的比.定義式為
再問:通電直導(dǎo)線應(yīng)怎樣放入磁場? 應(yīng)答:通電直導(dǎo)線應(yīng)當垂直于磁場方向.
指出前面的回答對磁感應(yīng)強度的論述是不嚴密的.(不管學生回答的嚴密不嚴密)應(yīng)強調(diào)通電直導(dǎo)線必須在垂直磁場方向的條件下,該定義才成立.在測量精度要求允許的條件下,在非勻強磁場中,當通電導(dǎo)線足夠短,可以近似地看成一個點,在該點附近的磁場也可近似地看成
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(1)磁感應(yīng)強度的定義
在磁場中某處垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線,受到的磁場力F,跟通電電流強度和導(dǎo)線長度的乘積IL的比值叫做該處的磁感應(yīng)強度B.(2)磁感應(yīng)強度的公式(定義式):
(3)磁感應(yīng)強度的單位(板書)
在國際單位制中,B的單位是特斯拉(T),由B的定義式可知:
(4)磁感應(yīng)強度的方向
磁感應(yīng)強度是矢量,不但有大小,而且有方向,其方向即為該處磁場方向.
順便說明,一般的永磁體磁極附近的磁感應(yīng)強度是0.5T左右,地球表面的地磁場的磁感應(yīng)強度大約為5.0×10-5T. 課堂練習
練習1.勻強磁場中長2cm的通電導(dǎo)線垂直磁場方向,當通過導(dǎo)線的電流為2A時,它受到的磁場力大小為4×10-3N,問:該處的磁感應(yīng)強度B是多大?(讓學生回答)
應(yīng)答:根據(jù)磁感應(yīng)強度的定義
在這里應(yīng)提醒學生在計算中要統(tǒng)一單位,計算中必須運用國際單位. 再問:若上題中,電流不變,導(dǎo)線長度減小到1cm,則它受磁場力F和該處的磁感應(yīng)強度B各是多少?若導(dǎo)線長不變,電流增大為5A,則它受磁場力F和該處的磁感應(yīng)強度B各是多少?
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引導(dǎo)學生討論,得出正確的答案:2×10-3N,0.1T;1×10-2N,0.IT,并指出,某處的磁感應(yīng)強度由建立該磁場的場電流情況和該點的空間位置來決定,與檢驗通電直導(dǎo)線的電流強度大小、導(dǎo)線長短無關(guān).
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第三篇:高中物理選修3-3教案10
普通高中課程標準實驗教科書—物理選修3-3[人教版]
第十章 熱力學定律 4 熱力學第二定律
【教學目標】
一、知識與技能
1.了解熱傳遞過程的方向性。
2.知道熱力學第二定律的兩種不同的表述,以及這兩種表述的物理實質(zhì)。3.知道什么是第二類永動機,為什么第二類永動機不可能制成。
二、過程與方法
1.熱力學第二定律的表述方式與其他物理定律的表述方式有一個顯著不同,它是用否定語句表述的。
2.熱力學第二定律的表述不只一種,對任何一類宏觀自然過程進行方向的說明,都可以作為熱力學第二定律的表述,學習本節(jié)時注意這一方法。
三、情感、態(tài)度與價值觀
1. 通過學習熱力學第二定律,可以使學生明白熱機的效率不會達到100%,我們只能想辦法盡量提高熱機的效率,但不能渴求達到100%。
2. 自然界發(fā)生的一切過程中的能量都是守恒的,但不違背能量守恒定律的宏觀過程并都能發(fā)生。
【重點、難點分析】:
重點:熱力學第二定律兩種常見的表述。
難點:1.熱力學第二定律的開爾文表述。
2.自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性。
【課時安排】: 1課時 【課前準備】:
教師:多媒體課件,一個電冰箱模型,一盆涼水,準備一個酒精燈和一個鐵塊,鐵鉗。學生:課前預(yù)習課文,在家觀察自家的電冰箱。【教學設(shè)計】:
一.引入新課:
【問題】我們在初中學過,當物體溫度升高時,就要吸收熱量;當物體溫度降低時,就要放
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出熱量。而且熱量公式Q = cm△t,這里有一個有趣的問題:地球上有大量的海水,它的總質(zhì)量約為1.4×10t , 如果這些海水的溫度降低0.1C,將要放出多少焦耳的熱量?海水的比熱容為C=4.2×10J/(kg·℃)。下面請大家計算一下。
學生計算:Q = 4.2×10×1.4×10×10×0.1 J = 5.8×10J 這相當于1800萬個功率為100萬千瓦的核電站一年的發(fā)電量。為什么人們不去研究這“新能源”呢?原來,這樣做是不可能的,這涉及物理學的一個基本定律,這就是本節(jié)要討論的熱力學第二定律。
【設(shè)計意圖】:從實際問題入手,喚起學生對學習的興趣。從學生已有的熱學知識出發(fā)引入新的知識,使過渡自然,減少學生對新知識的唐突性。
【板書】 第四節(jié) 熱力學第二定律
二.進行新課:
【板書】
一、熱傳遞的方向性
教師實驗,點燃酒精燈,用鉗夾住事先準備好的鐵塊,在火焰上灼燒一段時間后,問學生現(xiàn)在如果用手摸會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?下面把灼熱的鐵塊放入冷水中,過一段時間,拿出鐵塊現(xiàn)在你們敢用手摸嗎?通過這個實驗說明什么問題?(學生思考,教師給予啟發(fā))
學生答:熱量從溫度高的物體自發(fā)地傳給溫度低的物體
再讓學生列舉一些這樣的例子,例如:雪花落在手上就融化,挨著火爐就溫暖等等。利用課本中“思考與討論”開展小組討論并進行對話交流。
反問學生:有沒有可能發(fā)生這樣地現(xiàn)象,熱量自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體,使低溫物體的溫度越來越低,高溫物體的溫度越來越高。這里所說的“自發(fā)地”,指的是沒有任何外界的影響或幫助。學生思考討論一會后,有的同學可能產(chǎn)生疑問:電冰箱內(nèi)部的溫度比外部低,為什么致冷系統(tǒng)還能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳給外界的空氣?
事前我們讓大家觀察自家的電冰箱,請同學做簡要的回答,教師進行點撥。然后,展示電冰箱模型給學生簡要講解(圖1)。
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圖1 這是因為電冰箱消耗了電能,對致冷系統(tǒng)做了功。一旦切斷電源,電冰箱就不能把其內(nèi)部的熱量傳給外界的空氣了。相反,外界的熱量會自發(fā)地傳給電冰箱,使其溫度逐漸升高?!緦W生總結(jié)】熱傳導(dǎo)的方向性:兩個溫度不同的物體相互接觸時,熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體。要實現(xiàn)相反過程,必須借助外界的幫助,因而產(chǎn)生其他影響或引起其他變化。【板書】結(jié)論:熱力學第二定律的一種表述:熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。這是熱力學第二定律的克勞修斯表述。
老師講解對定律的理解:這里闡述的是熱傳遞的方向性.在這個表述中,“自發(fā)”二字指的是:當兩個物體接觸時,不需要任何第三者的介入、不會對任何第三者產(chǎn)生任何影響,熱量就能從一個物體傳向另一個物體.當兩個溫度不同的物體接觸時,這個“自發(fā)”的方向是從高溫物體指向低溫物體的。
教師指出:熱力學第二定律的克勞修斯表述實質(zhì)上就是:熱傳遞過程是不可逆的?!驹O(shè)計意圖】:
1.聯(lián)系學生熟悉的,身邊的生活現(xiàn)象,使知識的學習貼近學生的生活,使學生感受物理知識就在身邊,存在于生活,強化學生的實踐意識,使情感成為學習動力。
2.通過師生的對話交流,在互動中實現(xiàn)思維的碰撞,突出學生的學習過程,體現(xiàn)以學生為中心的原則,從自己的學習體驗和感悟中獲得知識,向?qū)W生學習活動要效益。
3.熱力學第二定律的克勞修斯表述中的“自發(fā)”是定律表述的關(guān)鍵詞,教師要引導(dǎo)學生作深刻理解。
【板書】
二、熱力學第二定律的另一種表述(第二類永動機)前面我們學習了第一類永動機,不能制成的原因是什么?(違背了能量守恒),什么是第版權(quán)所有:中華資源庫 004km.cn
二類永動機呢?
分組合作學習,思考討論下列問題: 1.熱機是一種把什么能轉(zhuǎn)化成什么能的裝置? 2.熱機的效率能否達到100%? 3.第二類永動機模型 4.機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性
然后由各小組代表回答,教師進行思路點撥
1.熱機是一種把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的裝置 2.熱機的效率不能達到100% 原因分析:
以內(nèi)燃機為例,氣缸中的氣體得到燃燒時產(chǎn)生的熱量為Q1,推動活塞做工W,然后排出廢氣,同時把熱量Q2散發(fā)到大氣中,由能量守恒定律可知:Q1 = W + Q2
我們把熱機做的功W和它從熱源吸收的熱量Q1的比值叫做熱機的效率,用η表示
η=W / Q1
實際上熱機不能把得到的全部內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,熱機必須有熱源和冷凝器,熱機工作時,總要向冷凝器散熱,不可避免的要由工作物質(zhì)帶走一部分熱量Q2,所以有:Q1>W 因此,熱機的效率不可能達到100%,汽車上的汽油機械效率只有20%~30%,蒸汽輪機的效率比較高,也只能達到60%,即使是理想熱機,沒有摩擦,也沒有漏氣等能量損失,它也不可能把吸收的熱量百分之百的轉(zhuǎn)化成機械能,總要有一部分散發(fā)到冷凝器中。
師生總結(jié):熱力學第二定律的另一種表述: 【板書】不可能從單一熱源吸收熱量,使之完全變成功,而不產(chǎn)生其他影響。這是熱力學第二定律的開爾文表述(也稱第二類永動機)。
教師應(yīng)該強調(diào)定律內(nèi)容“而不產(chǎn)生其他影響”這個條件,舉出“絕熱膨脹”的例子加以說明。
第二類永動機并不違反能量守恒定律,人們?yōu)榱酥圃斐龅诙愑绖訖C作出了各種努力,但同制造第一類永動機一樣,都失敗了。
為什么第二類永動機不可能制成呢?
因為機械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性。機械能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,內(nèi)能卻不能全部轉(zhuǎn)化為機械能,同時不引起其他變化。
再舉實例,說明有些物理過程具有方向性。
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〈學生思考回答,教師引導(dǎo)點撥〉 1.氣體的擴散現(xiàn)象。
2.書上連通器的小實驗(氣體向其中膨脹)?!景鍟繜崃W第二定律的兩種表述
表述一:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化
(按照熱傳遞的方向性來表述的)
表述二:不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他變化。也可表述為第二類永動機是不可能制成的。(機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化具有方向性)
這兩種表述是等價的,可以從一種表述導(dǎo)出另一種表述,所以他們都稱為熱力學第二定律。
熱力學第二定律揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性。(自然界中進行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性)。
因此,對任何一類宏觀自然過程進行方向的說明,都可以作為熱力學第二定律的表述。如圖2中,盒子中間有一個擋板,左室為真空,右室有氣體。撤去
圖2 擋板后右室的氣體自發(fā)地向左室擴散,而相反的過程不可能自發(fā)地進行。因此,熱力學第二定律也可以表述為:氣體向真空的自由彭脹是不可逆的。
【注意】 :不管如何表述,熱力學第二定律的實質(zhì)在于揭示了:一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是不可逆的。
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三.隨堂練習:
1、熱力學第二定律使人們認識到,自然界中進行的涉及 現(xiàn)象的宏觀過程都具有 性,例如機械能可以 轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,但內(nèi)能 全部轉(zhuǎn)化成機械能,而不引起其他變化。
2.熱傳導(dǎo)的規(guī)律為:()
A、熱量總是從熱量較多的物體傳遞給熱量較少的物體 B、熱量總是從溫度較高的物體傳遞給溫度較低的物體 C、熱量總是從內(nèi)能較多的物體傳遞給內(nèi)能較少的物體 D、熱量總是從比熱容較大的物體傳遞給比熱容較小的物體 3.根據(jù)熱力學第二定律,下列判斷正確的是()
A.電流的能不可能全部變?yōu)閮?nèi)能
B.在火力發(fā)電機中,燃氣的內(nèi)能不可能全部變?yōu)殡娔?/p>
C.熱機中,燃氣內(nèi)能不可能全部變?yōu)闄C械能
D.在熱傳導(dǎo)中,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞給高溫度物體. 4.第二類永動機不可以制成,是因為()
A.違背了能量的守恒定律
B.熱量總是從高溫物體傳遞到低溫物體
C.機械能不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能
D.內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機械能,同時不引起其他變化
四.回顧總結(jié):回過頭分析引入的例子,學生應(yīng)用熱力學第二定律分析,老師點撥總結(jié)。進一步說明第二類永動機不能制成的,違背熱力學第二定律?!驹O(shè)計意圖】:
1.熱力學第二定律的開爾文表述比較抽象和難以理解,需要學生通過合作學習,在討論和交流中認識規(guī)律,再通過教師的點撥指導(dǎo)才能更好的理解和掌握規(guī)律。
2.熱力學第二定律是在大量實驗事實的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的,教學過程要引導(dǎo)學生多運用實例來輔助理解。
3.分析引入的例子,學生應(yīng)用熱力學第二定律分析,師生共同小結(jié)本節(jié)內(nèi)容,首尾呼應(yīng),學
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以致用?!菊n后思考題】:
一種冷暖兩用型空調(diào)銘牌標注有如下指標:輸入功率1KW,制冷能力1.2×10KJ/h,制熱能力1.3×10 KJ/h。這樣,該空調(diào)在制熱時,每消耗1J電能,將放出3J多熱量,是指標注錯誤還是能量不守恒呢?
五.布置作業(yè):p62問題與練習:
2、3
【教學反思】
1.從有趣的問題引入,學生利用初中的熱學知識能夠計算出地球上海水降低0.1 oC時釋放出巨大的能量,是否是新能源?在能源緊缺的今天,無疑是一個能引發(fā)學生積極思考的問題,學生對此特別感興趣,學習積極性也有此受到激發(fā),求知欲望強烈,這是一個成功的引入。
2.通過實例的討論和分析,學生整體對熱力學第二定律的克勞修斯表達能夠較好的理解,教學過程的關(guān)鍵點是由實例引導(dǎo)學生對兩個關(guān)鍵詞“自發(fā)”和“不可逆”的理解。
3.對于本節(jié)的教學難點―― 熱力學第二定律的開爾文表述,學生對此理解有一定的難度,引導(dǎo)學生對教材中的熱機工作過程的分析,用好“熱機能流圖”和“熱機工作時能流分配圖”,明確熱機效率不可能100%,才能幫助學生理解機械能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性,到此學生有一個誤區(qū),以為內(nèi)能一定不可能100%的轉(zhuǎn)化為機械能,教師應(yīng)該強調(diào)定律內(nèi)容“而不產(chǎn)生其他影響”這個條件,舉出“絕熱膨脹”的例子加以說明。
4.熱力學第二定律的兩種表述,一種是按照熱傳導(dǎo)過程的方向性表述的另一種是按照機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程的方向性表述的。這兩種表述是等價的,它們都表明,自然界中一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是不可逆的。教學時,要注意說明這兩種不同表述的內(nèi)在聯(lián)系,講清這兩種表述的物理實質(zhì)。
5.熱力學第二定律跟其它的物理規(guī)律不同的是:用一種現(xiàn)象作為定律的內(nèi)容,對任何一類宏觀自然過程方向的說明,都可以作為熱力學第二定律的表述,必須向?qū)W生交代清楚的這一特點。
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第四篇:高中物理 7.4《溫度和溫標》教案 新人教選修3-3
7.4 溫度和溫標
新課標要求
(一)知識與技能
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.掌握溫度與溫標的定義以及熱力學溫度的表示。
(二)過程與方法
通過學習溫度與溫標,體會熱力學溫度與攝氏溫度的關(guān)系。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
體會生活中的熱平衡現(xiàn)象,感應(yīng)熱力學溫度的應(yīng)用。
教學重點
熱平衡的定義及熱平衡定律的內(nèi)容。
教學難點
有關(guān)熱力學溫度的計算。
教學方法
講練法、舉例法、閱讀法
教學用具:
投影儀、投影片
教學過程
(-)引入新課
教師:在初中我們已學過了測量溫度時常用的一種單位,叫“攝氏度”。大家都知道:它是以冰水混合物的溫度為0度,以一個大氣壓下沸水的溫度為100度,在這兩溫度之間等分100個等份,每一等份為1個溫度單位,叫“攝氏度”。這種以冰水混合物的溫度為零度的測溫方法叫攝氏溫標,以攝氏溫標表示的溫度叫攝氏溫度。今天我們將要進一步學習有關(guān)溫度和溫標的知識。
(二)進行新課
1.平衡態(tài)與狀態(tài)參量
教師:引導(dǎo)學生閱讀教材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)?
學生:閱讀教材,思考討論,回答問題。
參考答案:
(1)在物理學中,通常把所研究的對象稱為系統(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),用壓強描述力學性質(zhì),用溫度描述熱學性質(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,因為有時系統(tǒng)各部分的參量并不相同,而且可能
用心
愛心
專心
正在變化。然而在沒有外界影響的情況下,只要經(jīng)過足夠長的時間,系統(tǒng)內(nèi)各部分的狀態(tài)參量會達到穩(wěn)定。舉例說,把不同壓強、不同溫度的氣體混在同一個容器中,如果容器和外界沒有能量的交換,經(jīng)過一段時間后,容器內(nèi)各點的溫度、壓強就會變得一樣。這種情況下我們說系統(tǒng)達到了平衡態(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原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)”?(3)怎樣判斷“兩個系統(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? 學生:閱讀教材,思考討論,回答問題。
參考答案:
(1)對于兩個相互作用的系統(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,這兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量將會互相影響而分別改變。最后,兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化,說明兩個系統(tǒng)已經(jīng)具有了某個“共同性質(zhì)”,此時我們說兩個系統(tǒng)達到了熱平衡。
(2)兩個系統(tǒng)達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)不會發(fā)生新的變化。因此,熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)。
(3)只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化,我們就說這兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的。
(4)實驗表明:如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡,那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡,這個結(jié)論稱為熱平衡定律。
(5)兩個系統(tǒng)處于熱平衡時,它們具有一個“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,溫度是決定一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)是否達到熱平衡狀態(tài)的物理量,它的特征就是“一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度”。3.溫度計與溫標
教師:引導(dǎo)學生閱讀教材P13有關(guān)內(nèi)容?;卮饐栴}:(1)什么是溫標?
(2)如何來確定一個溫標?并以“攝氏溫標”的確定為例加以說明。
(3)什么是熱力學溫標和熱力學溫度?熱力學溫度的單位是什么?熱力學溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系怎樣?
學生: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。
(2)確定一個溫標時首先要選擇一種測溫的物質(zhì),根據(jù)這種物質(zhì)的某個特性來制造溫度計。例如,可以根據(jù)水銀的熱膨脹來制造水銀溫度計,這時我們規(guī)定細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,這時我們現(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)氣體壓強隨溫度的變化來制造氣體溫度計,根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生電動勢的大小來制造熱電偶溫度計,等等。確定了測溫物質(zhì)和這種物質(zhì)用以測溫的某種性質(zhì)之后,還要確定溫度的零點和分度的方法。例如,早期的攝氏溫標規(guī)定,標準大氣壓下冰的熔點為0℃,水的沸點為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℃。
用心
愛心
專心
(3)以-273.15℃(在高中階段可簡單粗略地記成-273℃)作為零度的溫標叫熱力學溫標,也叫絕對溫標。用熱力學溫標表示的溫度叫做熱力學溫度。它是國際單位制中七個基本物理量之一,用符號 T表示,單位是開爾文,簡稱開,符號為K。熱力學溫度與攝氏溫度的換算關(guān)系是: T= t+273.15K 說明:熱力學溫度的每一度大小與攝氏溫度每一度大小相同。熱力學溫度的零度即0K,叫絕對零度,它是宇宙中只能無限接近,但不可能達到的低溫的極限。
典例探究
例1 細心觀察可以發(fā)現(xiàn),常見液體溫度計的下部的玻璃泡較大,壁也比較薄,上部的管均勻而且很細,想一想,溫度計為什么要做成這樣呢?
解析:這樣做的目的都是為了使測量更準確、更方便。下部較大而上部很細,這樣下部儲存的液體就比較多,當液體膨脹收縮時,膨脹或收縮不大的體積,在細管中的液面就有較大的變化,可以使測量更精確;下部的壁很薄,可以使玻璃泡內(nèi)的測溫物質(zhì)的溫度較快地與待測物質(zhì)的溫度一致;細管的粗細是均勻的,是為了使刻度均勻,更便于讀數(shù)。
(三)課堂總結(jié)、點評 本節(jié)課我們主要學習了: 1.平衡態(tài)與狀態(tài)參量。2.熱平衡與溫度的概念。3.溫度計與溫標。課余作業(yè)
1.閱讀P14“科學漫步”中的材料。2.完成P15“問題與練習”的題目。附:課后練習
1.關(guān)于熱力學溫度和攝氏溫度,以下說法正確的是()A.熱力學溫度的單位“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℃的溫度可用熱力學溫度粗略地表示為273K 2.(1)水的沸點是______℃=_________K;(2)絕對零度是______℃=_________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
用心
愛心
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第五篇:高中物理 3.2磁感應(yīng)強度教學案 新人教版選修3-1
第二節(jié) 磁感應(yīng)強度
班級________
姓名________ 等第_________ 【教學目標】
磁感應(yīng)強度概念的建立 【教學內(nèi)容】
一、預(yù)習作業(yè) 磁感應(yīng)強度:
(1)引入目的:用來描述磁場的(2)方向:物理學中把小磁針靜止時
極所指的方向規(guī)定為該點的磁感應(yīng)強度的方向,簡稱為
的方向.
(3)大小:由
決定.
二、典型例題
1.有關(guān)磁感應(yīng)強度的方向,下列說法正確的是
()
A.B的方向就是小磁針N極所指的方向
B.B的方向與小磁針在任何情況下N極受力方向一致
C.B的方向就是通電導(dǎo)線的受力方向
D.B的方向就是該處磁場的方向
2.⑴磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線,它的電流強度是2.5 A,導(dǎo)線長1 cm,它受到的安培力為5×10-2 N,則這個位置的磁感應(yīng)強度是多大?
⑵接上題,如果把通電導(dǎo)線中的電流強度增大到5A時,這一點的磁感應(yīng)強度應(yīng)是多大?
⑶如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力,是否肯定這里沒有磁場.三、隨堂練習
1.對磁感應(yīng)強度的理解有如下幾種說法,其中正確的是()A.磁感應(yīng)強度和磁場力F成正比,和檢驗電流元IL之乘積成反比 B.在檢驗電流元不受磁場力處,磁感應(yīng)強度必為零
C.磁感應(yīng)強度的方向也就是檢驗電流元所受磁場力的方向
D.磁場中各點磁感應(yīng)強度大小和方向是一定的,與檢驗電流元IL無關(guān)
2.在紙面上有一個等邊三角形ABC,在B、C頂點處都通有相同電流的兩根長直導(dǎo)線,導(dǎo)線垂直于紙面放置,電流方向如圖3-2-2所示,每根通電導(dǎo)線在三角形的A點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B,則三角形A點的磁感應(yīng)強度大小為
.方向為
.若C點處的電流方向反向,則A點處的磁感應(yīng)強度大小為,方向為
.圖3-2-2
四、課堂總結(jié)
【鞏固練習】
一、選擇題
1.下列說法中正確的是
()
A.電荷在某處不受電場力的作用,則該處的電場強度為零
B.一小段通電導(dǎo)線在某處不受安培力的作用,則該處磁感應(yīng)強度一定為零 C.把一個試探電荷放在電場中的某點,它受到的電場力與所帶電荷量的比值表示該點電場的強弱 D.把一小段通電導(dǎo)線放在磁場中某處,所受的磁場力與該小段通電導(dǎo)線的長度和電流的乘積的比值表示該處磁場的強弱
2.下列關(guān)干磁感應(yīng)強度大小的說法中正確的()A.通電導(dǎo)線受磁場力大的地方磁感應(yīng)強度一定大 B.通電導(dǎo)線在磁感應(yīng)強度大的地方受力一定大
C.放在勻強磁場中各處的通電導(dǎo)線,受力大小和方向處處相同
D.磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān) 3.下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向的說法中.正確的是
()A.某處磁感應(yīng)強度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時所受磁場力的方向 B.小磁針N極受磁力的方向就是該處磁感應(yīng)強度的方向
C.垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強度的方向 D.磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向 4.磁感應(yīng)強度單位是特斯拉,1特斯拉相當于()A.1kg/A·s2
B. 1kg·m/A·s2
C.1kg·m2/s2
D. 1kg·m2/A·s2 5.在磁感應(yīng)強度的定義式B中,有關(guān)各物理量間的關(guān)系,下列說法中正確的是()
A.B由F、I和L決定
B.F由B、I和L決定 C.I由B、F和L決定
D.L由B、F和I決定 6.A有一小段通電導(dǎo)體,長為1cm,電流為5A,把它置入磁場中某點,受到的磁場力為0.1N,則該點的磁感應(yīng)強度B一定是
()A.B=2 T
B.B≤2T
C.B≥2T
D.以上情況都有可能
7.在同一平面內(nèi)放置六根通電導(dǎo)線,通以相等的電流,方向如圖所示,則在a、b、c、d四個面積相等的正方形區(qū)域中,磁場最強且磁感線指向紙外的區(qū)域是()A.a(chǎn)區(qū)
B.b區(qū)
C.c區(qū)
D.d區(qū)
二、填空題
8.在赤道上,地球磁場磁感應(yīng)強度的大小是0.5×10-4T,則沿東西方向、長為20m,通有由西向東30A電流的水平導(dǎo)線,受地磁場作用力的大小為。
9.一根導(dǎo)線長0.2m,通以3A的電流,在磁場中某處受到的最大的磁場力是6×10-2N,則該處的磁感應(yīng)強度B的大小是
T.如果該導(dǎo)線的長度和電流都減小一半,則該處的B的大小是
T.