振幅、周期和频率物理教案

第一篇：振幅、周期和频率物理教案

一、素质教育目标

（一）知识教学点

1．知道什么是振幅、周期和频率，知道什么是固有周期和固有频率．

2．理解并掌握周期和频率的关系

（二）能力训练点

1．用对比的方法认识描述简谐运动的特征量：振幅、周期和频率．

2．在分析振子的振幅、周期和频率的过程中，提高学生的观察能力及解决实际问题的能力．

3．学会使用秒表，掌握用秒表测弹簧振子周期的操作技能．

（三）德育渗透点

1．不同性质的运动包含各自不同的特殊矛盾．

2．事物矛盾的特殊性规定着它的特殊本质，使它与别的事物区别开来．

（四）美育渗透点

通过丰富多彩的仪器，给学生展示一幅美的画面，激发学生的学习兴趣．

二、学法引导

通过学生的观察来引导学生确定研究简谐振动的参量及如何确定．通过控制变量法来确定各个参量的决定因素．

三、重点·难点·疑点及解决办法

1．重点

（1）振幅、周期和频率的概念

（2）振幅、周期和频率在实际中的运用．

2．难点

振幅和位移、周期和频率的区别

3．疑点

振动的周期和频率、振动的固有周期和固有频率各自的物理意义．

4．解决办法

（1）运用对比描述几种典型运动的特征量．

（2）运用挂图、幻灯或多媒体课件加深对振幅、周期和频率概念的认识．

（3）教师演示、讲解、理论实践相结合，理解三个概念．

四、课时安排

1课时

五、教具学具准备

劲度系数不同的两支弹簧、质量不同的砝码、幻灯片、幻灯机、多媒体课件、秒表（五十只）、挂图、铁架台．

六、师生互动活动设计

1．教师用实验引导学生思考、分析，确定参量及决定因素．

2．学生通过观察、分析、归纳并通过控制变量去探索所学内容．

七、教学步骤

（一）明确目标

（略）

（二）整体感知

本节描述了周期性运动的几个基本概念，是进一步认识简谐运动的基础课，也为后面交流、电磁振荡等知识的学习打下基础．

（三）重点、难点的学习与目标完成过程

【新课导入】

多媒体课件（或幻灯片）

几种典型运动的比较运动种类 受力特点描述运动物理量匀速直线运动

合外力为零（理想状态不受力）t、s、v匀变速直线运动 合外力是恒量t、s、v、a匀速圆周运动

合外力垂直于速度，且大小不变t、s、v、w简谐运动 合外力为回复力，且 ？

【新课教学】

演示，将竖直弹簧振子从平衡位置往下拉一小段距离，释放后，观察它的振动；然后再往下拉稍大一段距离，释放后，再观察它的振动．

这两次振动的范围大小不同，可用下述物理量区分．

一、振幅

1．定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，单位：m

演示，竖直弹簧振子从平衡位置拉下的距离不同，振子振动的强弱不同，幻灯实物投影，比较琴弦振动振幅不同时声音的强弱．

2．作用：描述振动的强弱（如图中的oa或）

振幅和位移的区别是什么？

对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的，位移是矢量，振幅是标量，它等于最大位移的数值．

演示．让挂上相同重物而劲度系数不同的两个竖直弹簧振子以相同的振幅振动，观察振子振动的快慢不同．

提问，用什么物体量来描述简谐运动的快慢？

二、周期和频率

1．周期（t）：振动物体完成一次全振动所需的时间，单位：s

2．频率（f）：单位时间完成全振动的次数，单位：hz

讲授：一次全振动（往返一次）是指振子从 或 ．

3．作用：描述振动的快慢．

4．测量仪器：秒表、节拍器．

5．竖直弹簧振子周期的研究．

（1）介绍秒表的正确读数及使用方法．

（2）开始计时的时刻应选择振子经过平衡位置的时刻．

（3）振动周期用平均值法，即取全振动次数n＝30（或50）次的振动时间上，得平均周期

（4）数全振动次数时，可选倒数5－4－3－2－l－0再顺数l－2－3……在数到0时立即按下启动键．

（5）全班同学同时测讲台上演示的弹簧振子的振动周期．

实验：同一弹簧振子，质量不变，振幅较小与较大时，同学各测周期t

结论：振子的振动周期与振幅大小无关．

实验：同一弹簧振子，振幅不变，质量较小与较大时，同学各测同期t

结论：振子的振动周期与振子的质量有关，质量较小时，周期较小．

实验：质量不变，不同弹簧振子（劲度系数k较小与较大时），同学各测周期t

结论：振子的振动周期与弹簧的劲度系数有关，k较大时，周期较小．

弹簧振子的振动周期只决定于振子的质量和弹簧的劲度系数，而与振幅大小无关，只决定于振动系统本身，因此把振动周期和频率叫做固有周期和固有频率．

（四）总结、扩展

1．振幅是描述振动强弱的物理量，是振子离开平衡位置的最大距离．

2．周期和频率是描述振动快慢的物理量．

振动的物体完成一次全振动所需的时间，叫做振动的周期，用t表示．

单位时间内完成全振动的次数，叫做振动的频率，用f表示．

周期与频率存在如下关系式：

或

3．振幅、周期和频率可以作为描述作振动或其他周期性运动的物体的特征量，振幅表示振动物体最大振动幅度，也可以表示速度的最大值—速度的振幅，加速度的最大值—加速度的最大值一加速度的振幅，振福还表示按正弦或余弦规律变化的物理量所具有的最大幅度值．

【例】 1．弹簧振子从距平衡位置5cm处由静止释放，全振动10次所用的时间为8s，那么振子的振幅是 m，周期是 s，频率是 hz，8s内的位移大小是 m，8s内的路程是 m

2．甲物体完成30次全振动的时间内，乙物体恰好完成5次全振动，那么甲、动两物体振动周期之比是，振动频率之比是 ．

八、板书设计

二、振幅、周期和频率

一、振幅

1．定义：振动物体离开平衡位置的最大距离

2．作用：描述振动的强弱

二、周期和频率

1．周期（t）：振动物体完成一次全振动所需的时间．

2．频率（f）：单位时间完成全振动的次数．

3．作用：描述振动的快慢．

4．测量仪器：秒表、节拍器等．

5．竖直弹簧振子周期的研究．

6．固有频率的含义．

第二篇：高二物理教案09.2.振幅、周期和频率.DOC

振幅、周期和频率

一、教学目标：

1.知道什么是振幅、周期和频率

2.理解周期和频率的关系

3.知道什么是振动的固有周期和固有频率

二、教学重点：

1.简谐运动的振幅、周期和频率的概念.2.关于振幅、周期和频率的实际应用.三、教学难点：

1.振幅和位移的联系和区别.2.周期和频率的联系和区别.四、教学方法：

1.通过分析类比引入描述简谐运动的三个物理量：振幅、周期和频率.2.运用cai课件使学生理解振幅和位移、周期和频率的联系和区别.3.通过演示、讲解、实践等方法，加深对三个概念的理解.4.通过实验研究，探索弹簧振子的固有周期的决定因素.五、教学过程

导入新课

1.讲授：前边我们学过了直线运动，我们知道：对于匀速直线运动，所受合外力为零，描述该运动的物理量有位移、时间和速度，对于匀变速直线运动，物体所受的合外力是恒量，描述它的物理量有时间、速度、位移和加速度，而上节课我们研究了合外力为回复力的简谐

运动，那么描述简谐运动需要哪些物理量呢?

2.类比引入

我们知道：简谐运动是一种往复性的运动，而我们学过的匀速圆周运动也是一种往复性的运动，所以研究简谐运动时我们也有必要像匀速圆周运动一样引入周期、频率等物理量，本节课我们就来学习描述简谐运动的几个物理量［板书：振幅、周期和频率］

新课教学

(一)振幅

1.在铁架台上悬挂一竖直方向的弹簧振子，分别用大小不同的力把弹簧振子从平衡位置拉下不同的距离.2.学生观察两种情况下，弹簧振子的振动有什么不同.3.学生代表答：

①两种情况下，弹簧振子振动的范围大小不同；

②振子振动的强弱不同.4.教师激励评价，并概括板书：

同学们观察得很细，得到了正确的结论，在物理中，我们用振幅来描述物体的振动强弱.①振幅是描述振动强弱的物理量；

②振动物体离开平衡位置的最大距离叫振幅；

③振幅的单位是米.5.取一段琴弦，使其两端固定且被张紧，用实物投影仪进行投影.①第一次使琴弦的振幅小些，听它发出的声音的强弱；

②第二次使琴弦的振幅大些，听它发出的声音的强弱.比较后，加深对振幅的理解.6.用投影片出示问题，振幅和位移有什么区别?

①用实物投影仪投影弹簧振子所做的振动，并用cai课件模拟该运动.②学生观察上述运动，并总结振幅和位移的区别和联系.③学生代表答：

ａ.振幅是指振动物体离开平衡位置的最大距离；而位移是振动物体所在位置与平衡位置之间的距离.ｂ.对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的.ｃ.位移是矢量，但振幅是标量.ｄ.振幅等于最大位移的数值.(二)周期和频率

1.介绍什么是全振动?

①用多媒体展示如图所示的全振动［物体从ｏ→ａ→ｏ→ａ′→ｏ］

②学生描述：从ａ点开始，一次全振动的完整过程［ａ→ｏ→ａ′→ｏ→ａ］ 从ａ′点开始，一次全振动的完整过程：［ａ′→ｏ→ａ→ｏ→ａ′］

2.在两个劲度系数不同的弹簧下挂两个质量相同的物体，让这两个弹簧振子以相同的振幅振动，观察到振子振动的快慢不同.3.问：用什么来描述简谐运动的快慢呢?

学生阅读课文后回答：

①用周期和频率来描述机械振动的快慢.②老师总结并板书：

做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间，叫做振动的周期，单位：秒.单位时间内完成的全振动的次数，叫频率，单位：赫兹.③周期和频率之间的关系：ｔ＝1 f

4.过渡设问：如果改变弹簧振子的振幅、振动的周期是否会改变呢?

(三)研究弹簧振子的周期与什么因素有关

1.提出问题：猜想弹簧振子的振动周期可能由哪些因素决定?

①教师同时演示两个不同的弹簧振子(弹簧不同，振子小球质量也不同)，学生观察到：两个弹簧振子的振动不同步，说明它们的周期不相等.②学生猜想：影响弹簧振子周期的因素可能有：振幅、振子的质量、弹簧的劲度系数.2.我们要想证明猜想是否正确，必须通过实验验证，那么同学们讨论一下：研究弹簧振子振动的周期你准备采用哪些实验装置?

3.方案：弹簧一端固定，另一端系着小球，让小球在竖直方向上振动.4.研究弹簧振子周期的决定因素.①介绍实验的有关注意事项

ａ.介绍秒表的正确读数及使用方法.ｂ.应选择振子经过平衡位置的时刻作为开始计时的时刻

.t

n

②给每二位同学发一块秒表，全班同学同时测讲台上演示的弹簧振子的振动周期.③实验一：用同一弹簧振子，质量不变，振幅较小与较大时，测出振动的周期ｔ1和

ｔ1′并进行比较后得到结论：

弹簧振子的振动周期与振幅大小无关.④实验二：用同一弹簧，拴上质量较小和较大的小球，在振幅相同时，分别测出振动的周期ｔ2和ｔ2′，比较后得到结论.弹簧振子的振动周期与振子的质量有关，质量较小时，周期较小.⑤实验三：保持小球的质量和振幅不变，换用劲度系数不同的弹簧，测出振动的周期t3和ｔ3′，比较后得到结论.弹簧振子的振动周期与弹簧的劲度系数有关，劲度系数较大时，周期较小.5.通过上述实验，我们得到：

弹簧振子的周期由振动系统本身的质量和劲度系数决定，而与振幅无关，所以把周期和频率叫做固有周期和固有频率.六、巩固练习

1.弹簧振子振幅取决于开始振动时外界因素，振幅的大小标志着系统总机械能的多少.2.如图所示，弹簧振子在ａａ′间做简谐振动，o为平衡位置，ａａ′间距离是10cm，ａ′→ａ运动时间是1s，则（cd）

a.振动周期是1s，振幅是10cm

b.从ａ′→o→ａ振子做了一次全振动

c.经过两次全振动，振子通过的路程是40cm

d.从ａ′开始经过3s，振子通过的路程是30cm

3.一个做简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过相距10cm的a、b两点，历时0.5s.过b点后再经过0.5s质点以大小相等、方向相反的速度再次通过b点，则质点振动的周期是（c）

a.0.5s b.1.0s c.2.0s d.4.0s

a b

七、小结

1.振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离；振动物体完成一次全振动所需要的时间叫周期；单位时间内完成全振动的次数叫频率.2.当振动物体以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程就是一次全振动；一次全振动是简谐运动的最小运动单元，振子的运动过程就是这一单元运动的不断重复.3.由于物体振动的周期和频率只与振动系统本身有关，所以也叫固有周期和固有频率.八、板书设计

ｃ.振动周期的求解方法：ｔ＝，ｔ表示发生ｎ次全振动所用的总时间.振动物体离开平衡位置的最大距离（ｍ)，是标量 a表示振动的强弱 等于振动物体的最大位移的绝对值 做简谐振动的物体完成一次全振动所用的（ｓ）(t只有物体振动状态再次恢复到与起始时刻完全相同 成一次全振动

单位时间内完成的全振动的次数（ｈｚ）ｔ＝(ｆ)1 f

当周期t与频率ｆ是振动系统本身的性质决定时，叫固

有周期或固有频率

第三篇：高中物理 电磁振荡的周期和频率教案 人教版第二册

18．2 电磁振荡的周期和频率

一、教学目标

1．理解LC振荡电路的固有周期（频率）的决定因素 2．会用公式T2LC或f的计算

二、重点、难点分析

1．重点：LC振荡电路的周期公式，频率公式是教材中的重点内容。通过实验现象观察，定性地得出电感L大（小）、电容C大（小）、周期长（短）的结论。

2．难点：为什么电容越大，电感越大，周期就越大？通过对电容充放电作用，线圈的自感作用对公式T2LC进行定性分析，以利于加深对公式的理解。

三、教具

1．LC振荡回路示教板，准备两个以上电感不同的线圈（可拆变压器的220V线圈），电容器

2．大屏幕示波器（观察振荡电流周期变化情况）等

四、教学方法：实验演示

五、学生活动设计

1．通过观察演示实验，总结出振荡电流周期与电感L、电容C值大小定性关系。2．通过对小收音机的观察，分析收音机谐振电路的周期是如何调节的。3．通过练习训练，巩固周期频率公式。

六、教学过程

（一）引入新课

通过上节课的学习，我们知道电磁振荡具有周期性，振荡电流的周期是由什么因素决定的呢？电感L、电容C的大小对振荡的快慢有怎样的影响？其它因素（q、i、U大小）与周期有没有关系？下面来研究这个问题。

（二）进行新课

1．电磁振荡的周期和频率

（1）周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间。（2）频率：一秒钟内完成周期性变化的次数

（3）固有周期和固有频率：振荡电路里没有能量损失、发生无阻尼振荡时的周期和频率。

用心

爱心

专心

12LC定性分析有关问题，并能正确应用公式进行相关

设问：电磁振荡的周期和频率与什么因素有关系？与LC回路中的电感L、电容C有何关系（定性）？

演示实验

简介图1所示电路，多抽头带铁芯的线圈，L值较大（可用220V或二个110V可拆变压器线圈串联而成）2-3个电解电容器（100μF、500μF、1000μF）演示电流表（指针在表盘中央），二个电源（6V，45V）等

操作和观察 观察什么？（电流表指针摆动的快慢）选用不同的L或C值，发生电磁振荡时，电流表指针摆动的快慢程度（周期和频率）与L、C值的初步关系是什么？

启发同学根据实验现象，推理、分析得到①电容C不变时，电感L越大，振荡周期T就越长，频率越低。②当电感L不变时，电容C越大，振荡周期就越长，频率越低。

换用不同电压的电源，当L、C值不变时，表针摆动的快慢程度相同（仅摆动次数不同）在同学回答的基础上小结指出

LC振荡电路的固有周期（T）和固有频率（f），决定于电路中线圈的电感L和电容器的电容C

提出问题：上述现象如何解释？

归纳指出：电容越大，容纳电荷就越多，充放电需要的时间就越长，因而周期就长，频率就低。线圈的电感L越大，阻碍电流变化的延时作用就越强，使放电、充电的时间就越长，因而周期就越长，频率就越低，总而言之，LC电路的周期和频率由电路本身的性质（L、C的值）决定，与电容器的带电量的多少，电流大小无关。

2．固有周期和固有频率公式

大量精确的实验和电磁学理论证明，电磁振荡的周期T、频率f跟电感L、电容C的关系是：

T2LC

f12LC

式中T、f、L、C的单位分别是秒、赫、亨和法（单位符号是s、Hz、H、F）

用心

爱心

专心

公式表明，适当地选择电容C和电感L，就可以使电路的固有周期和频率符合我们的各种需要，通常应用中是可变电容器和电感线圈组成LC电路，要得到不同周期和频率的振荡电流，可通过改变电容器的电容C来实现，如图2所示；亦可通过改变电感L来实现，如图3所示。

收音机中调节谐振电路的周期，就是通过调节可变电容来实现的。

让学生打开收音机，观察并找到调谐电容。调节调揩旋钮时，观察动片的变化。要求学生分析

（1）旋入动片，旋出动片时正对面积如何变化？电容C大小如何改变？（2）C变化对周期、频率大小变化有何关系

（三）巩固练习（含机动内容）

【例1】

如图4所示的LC振荡电路中，可变电容器C的取值范围为10pF～360pF，线圈的电感L＝0.10H，求此电路能获得的振荡电流的最高频率多大？最低频率又为多少？

解析：由振荡电路的频率公式f12LC

当电容最小等于10Pf时，振荡电流的频率最高，f112LC1当电容最大等于360Pf时，振荡电流的频率最低，f22.6.6104Hz

2LC【例2】

有一LC振荡电路，当电容调节为C1＝200pF时，能产生频率为f1=500kHz的振荡电流，要获得频率为f2＝1.0×103kHz的振荡电流，则可变容器应调为多大？（设电感L保持不变）

解析：根据公式f12LC1.6105Hz

由于电感L保持不变 C2所以f1

f2C1f1211所以C22C1510F=50pF f2用心

爱心

专心

【例3】 在图5（甲）中，LC振荡电路中规定图示电流方向为电流i的正方向，则振荡电流随时间变化的图象如图5（乙）所示

图5 那么，电路中各物理量在一个周期内的情况是 _______时刻，电容器上带电量为零 _______时刻，线圈中的磁场最强

_______时刻，电容器两板间的电场强度值最大 _______时刻，电路中电流达到反向最大值 _______时间内是对电容器的充电过程

解析

分析这类问题的关键是要搞清电场能和磁场能相互转化的过程，以及它所对应的物理状态和物理量间的关系，由题图可知电容器C正在放电，当t＝0时，C带电量最多，两板间电压最大，电场能也最大，而此时磁场能最小（为零），对应的电流i最小（为零），随着C放电的持续，带电量、电压、电场能将逐渐减小，而磁场能、电流i将逐渐变大，磁场能、电流达到最大之后由于电感L和电容C的作用，将对电容反向充电，直至最大，依此类推，故可得知，A、C时刻电流最大，磁场最强，电场为零，C带电量为零，当电流为零时（对应图中的O、B、D）电容器上带电量最多，相应的电场强度值为最大，同理可知C时刻电流达到最大，电容经过T/4放电完毕后，紧接着又对电容反向充电，又经T/4，充电到最大值，即带电量、电压、电场能达最大，磁场能、电流变为零，这个过程对应着图中的A→B，类似的道理可知C→D也是对电容的充电过程。

（四）总结、扩展

1．LC振荡电路的周期公式，频率公式要理解其物理含义，它只由电路本身的特性（L、C值）决定，所以叫做固有周期和固有频率，应用中，通过改变LC回路中的电感L或电容C，周期和频率也随之改变，满足各种需要。

2．应用周期公式、频率公式进行计算时，要特别注意各个物理量的单位，常用电容器的单位有微法（μF）和皮法（pF），代入公式时一定要换为法（F），电感L的单位有时是毫亨或微亨（mH或μH），代入公式时要换为亨（H），这样得到的周期和频率的单位才是正确的（秒

用心

爱心

专心

和赫）

七、布置作业：课本练习一（3）、（4）题

八、板书设计

第二节

电磁振荡的周期和频率

1．定义

周期：电磁振荡完成一次周期性变化的时间

频率：一秒钟内完成周期性变化的次数 2．公式：T2LC

f12LC

决定因素 由电容C和电感L决定与电容器带电多少无关

用心

爱心

专心

第四篇：高二物理教案电场-电场和电场强度

电场和电场强度

【教学结构】

一.一.电场，是物质的一种特殊形态.1.电荷周围存在电场.分析库仑力:ＱＡ对ＱＢ的作用力,是在其周围产生电场,通过电场作用给B.2.电场力,ＱＢ在ＱＡ产生的电场中受到的力.电荷在电场中受到的力称为电场力.同一电荷在不同电场中或在同一电场不同位置所受电场力的大小和方向均可能不同.二.电场强度.描述电场力的性质的物理量 1.1.电场的强弱,电荷q放在电场A处所受电场力为FA,放置B处受电场力为FB,若FA＞FB到A处电场比B处强.2.2.电场强度:描述电场强弱的物理量.FEq.放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它电量的比值,叫这点 的电场强度,简称为场强.其物理意义为:单位电量的电荷在电场中受到的电场力.这是物理中常用的一种方法.同于单位时间物体的位移表示物体运动快慢.3.3.场强是描述电场性质的物质的物理量,只由电场决定,与检验电荷无关.例

FAEAq,EA与q的大小无关,与q是否存在无关.不能理解如在A点场强为EA与FA成正比,与q成反比.EFq4.4.场强是矢量.其大小按定义式计算即可,其方向为正电荷的受力方向为该点场强方向.其单位为NC.5.5.电场强度和电场力是两个不同的物理量,就像速度和位移是完全不同的两个概念.最

根本不同的是:场强是表示电场的性质的物理量,电场力是电荷在电场中受的电场的作用力.还应在大小、方向、单位等诸方面加以比较，它们的关系是FEq或FEq.6.6.点电荷在真空中电场的场强.在点电荷Q形成的电场中,距Q为r处放入点电荷q,如

图1所示,q受的电场力即库仑力

义或该处场强为

EFKQqr2,根据场强定

FQK2qr,r可取任意值,因此EKQr2即为点电荷在真空中场强公式,Q为场源电量,r为某点到场源的距离.k为静电常数.其方向,若Q为正;+q受力方向如图所示,即为该点场强方向,若Q为负,场强方向与图示方向相反.若把+q换成-q,所受电场力方向正与场强方向相反.注意:

EEKQr2是适用于点电荷在真空中的电场.而

Fq适用各种电场.7.场强可以合成分解,并遵守平行四边形法则,如图示2所示.QA与QB在C处的场强分别为EA、EB,E 即是E与E的合成场强.若在C处放一个-q点电荷,AB所受电场力方向应与E反方向.三.三.电场线

1.电场线是描述电场强度分布的一族曲线.描述方法:用曲线的疏密描述电场的强弱,用曲线某点的切线方向表示该点场强方向.2.2.电场的特点:(1)(1).在静电场中,电场线从正电荷起,终于负电荷,不闭合曲线.(2)(2).电场线不能相交,否则一点将有两个场强方向.(3)(3).电场线不是电场里实际存在的线,是为使电场形象化的假想线.3.3.点电荷的电场线.图

3、图4为正、负点电荷电场线的分布，应熟悉.从图5可看出,E1为+Q在A处的场强,E2为－Q在A处的场强,E为E1与E2的合场强,正好为电场线在A的切线。两个点电荷形成的电场中,每条电场线上每个点符合上述的关系。

4.匀强电场

(1)(1).定义:在电场的某一区域里,如果各点场强

大小和方向都相同,这个区域的电场叫匀强

电场.(2)(2).电场线如图6所示.电场线互相平行的直线,线间距离相等.(3)(3).两块靠近、正对且等大平行的金属板,分别带等量 正负电荷时,它们之间的电场是匀强电场.边缘附近除外.四.四.电场中的导体.1.1.导体的特征:导体内部有大量可以自由移动的电荷.金属导体可自由移动是自由电子.2.2.静电感应:导体内的自由电荷是电场的作用而重新分布的现象.认真分析如图所示的物理过程:把金属导体置于匀强电场

中.金

属导体中自由电子在电场力作用向左运动,达到左外表面,而右外表面带正电.金属导体外表面带的等量正负电荷称为感应电荷,感应电荷形成电场E的方向与电场E方向相反向左,E随着感应电荷增加而变大,当E=E时,导体内场强为零, 自由电子不受电场力作用,停止定向运动.达到静电平衡.静电平衡:导体中(包括表面)没有电荷走向移动的状态叫静电平衡.3.3.在导体处于静电平衡状态时有(1)(1).在导体内部的场强处处为零(2)(2).导体表面任何一点场强方向与该点表面垂直.(3)(3).电荷只能分布在外表面上.4.4.利用处于静电平衡状态时,导体内部场强处处为零的特点,利用金属网罩(金属包皮)把外

电场遮住,使内部不受电场影响即静电屏数.【解题点要】

例一.例一.在电场中A处放点电荷q,其受电场力为F,方向向左,则A处场强大小为, 方向为

.若将A处放点电荷为－2q,则该处电场强度将,方向将

.解析:根据电场强度定义式

EAFq.场度方向向左,在A处放－2q点电荷.该处场强大小,方向都不变.注意:场强是表示电场性质的物理量.是由电场决定,与点电荷电量无关,与点电荷电性无关.例二.例二.如图8所示,一个质量为30g带电量

17.108C的半径极小的小球,用丝线悬挂在某匀

强电场中,电力线与水平面平行.当小球静止时,测得悬线与竖直夹角为30°,由此可知匀强电场方向

为

,电场强度大小为

NC.(g取s2)

解析:分析小球受力,重力mg竖直向下,丝线拉力T沿丝

线方向向上,因为小球处于平衡状态,还应受水平向左的电场力F.小球带负电,所受电场力方向与场强方向向反,所以场强方向水平向右.小球在三个力作用之下处于平衡状态.三个力的合力必为零.所以

2m10F=mgtg30°又FEq

Eq=mgtg30° 30103103310.107NC817.10E=mgtg30°=

例三.例三.关于电场线,下述说法中正确的是 A.A.电场线是客观存在的

B.B.电场线与电荷运动的轨迹是一致的.C.C.电场线上某点的切线方向与与电荷在该点受力方向可以不同.D.D.沿电场线方向,场强一定越来越大.解析:电场线不是客观存在的,是为了形象描述电场的假想线,A选项是错的.B选项也是错的,静止开始运动的电荷所受电场力方向应是该点切线方向,下一时刻位置应沿切线方向上,可能在电场线上,也可能不在电场线上,轨迹可能与电场线不一致.何况电荷可以有初速度,运动轨迹与初速度大小方向有关,可能轨迹很多,而电场线是一定的.正电荷在电场中受的电场力方向与该点切线方向相同,而负电荷所受电场力与该点切线方向相反,选项C是正确的.场强大小与场强的方向无关,与电场线方向无关 ,D选项是错的.本题答案应是:C.例四.在x轴上A、B两处分别放有两个点电荷，A处为－Q,B处为+2Q,在x轴上某处,两个电荷各自产生电场强度数值为EA和EB,则（）A.EA=EB之点,只有一处,该处合场强为0;B.B.EA=EB之点有两处,一处合场强为0,另一处合场强为2EA C.C.EA=EB之点共有三处,其中两处合场强为0;另一处合场强为2EA D.D.EA=EB之点共有三处,其中一处合场强为0,另二处合场强为2EA

解析:根据题意画出图9,在AB之间某点x1,－Q在x1处产生的场强EAKQrA2.+2Q产生的场强

22EBKQ122rrB2,当A2rB时,EA=EB，EA方向向左,EB的方向向左,合场强

E=2EA.在A点左侧x2处,Ax2=rA,Bx2=rB,rA2rB存在, EA=EB,EA的方向向右,EB的方向向左,合场强E=0.122rArB2不可能, EA=EB不存在.所以EA=EB之点有在B点右侧x3处, Ax2＞Bx2, 两处,且合场强一处为0,另一处为2EA,答案应选,B.例五.例五.如图10所示,正电荷q在电场力作用下由p向Q做加速运动,而且加速度越来越大, 那么可以断定,它所在的电场是图中哪能一个?（）

解析:带电体在电场中做加速运动,其电场力方向与加速度方向相同,加速度越来越大电荷所受电场力应越来越大,电量不变,电场力FEq,应是E越来越大.电

场线描述电场强度分布的方法是,电场线密度越大,表示场强越大,沿PQ方向.电场线密度增大的情况才符合题的条件.应选D.例六.例六.如图11所示,在匀强电场中的O点放

置点电荷Q,其带电量为2.0108C,此时距

O点10cm处的P点,场强恰好为零.求原匀

强电场的场强大小是多少?若以O点为圆心,以OP长为半径作一圆,在O点正上方圆周上S点的场强的大小是多少?方向如何? 解析:P点场强EP=0,应为原场E与点电荷Q在P产生场强EQ的合场强。E与EQ大小相等方向相反。大小关系为

8Q2.010EEQK29.010918.103NC2op(01.).Q在S点产生场强大小等于EQ，方向向上，与原场强E垂直，S处场强ES是E与EQ的合场强，如图12所示。ES2E2.5103NC.方向:与E成45°角向上.【课余思考】

1.什么是电场强度?其方向是如何规定的,写出场强定义式和点电荷在真空中各点场强的计算式? 2.2.区分电场强度,电场力两个概念.【同步练习】 1.1.下列关于电场强度的叙述正确的是（）A.A.电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力 B.电场中某点的场强与该点检验电荷所受电场力成正比

C.电场中某点的场强与方向就是检验电荷在该点所受电场力方向 D.D.电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关

2.真空中两个带电量分别为Q和4Q的正点电荷,位于相距为30cm的A、B两点,将另一个正电荷q置于AB连线上的C点,q受的合力恰好为零,C点距A

点

cm处.若将电荷q取走,C点场强为

NC.3.3.如图13所示,AB为体积可以忽略的带

电小

88球,QA2.010C,QB2.010C，AB相距3cm，在水平外电场作用下AB保持静止,悬线都沿竖直方向,则外电场的

场强

,方向

,AB中点处总场强大小为

,方向为

.4.在场强为E,方向竖直向下的匀强电场中,有两个质量均为m的带电小球,电量分别为+2q和－q.用长为l的绝缘细线相连,另用绝缘细线系住带正电的小球悬挂于O处,处于平衡状态,如图14所示,重力加速度为g,则细线对O点的作用力等于

.52.010NC水平向左、【参改答案】1.AD 2.10、O 3.16.106NC、水平向右4.2mg+Eq

第五篇：音调.响度和音色物理教案

教学目标 知识目标： 1．知道乐音的三要素．

2．知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关，响度跟发声体的振幅和距发声体的远近有关，不同发声体发出的乐音的音色不同．

3．常识性了解频率的概念及其单位

4．常识性了解能引起人的听觉的声音的频率范围 能力目标： 1．过观察教师演示实验培养学生的观察能力和分析概括能力 2．通过学生参与实验培养学生的动手能力 情感目标：

通过本课 学习，使学生感受到： 物理 不但是一门实用学科，同时还是一门具有艺术性、很美的一门学科． 教学建议 教材分析

教材首先从我们周围的两类声音：一类是使人感到愉快的声音——乐音；一类是使人感到烦躁的声音——噪声.教材以实验为基础，通过生活中有关实例的分析和概括，引入了乐音的三个基本要素——响度、音调和音色.由于音调跟频率的关系，多 数学 生缺乏感性认识，教材安排了用硬纸片划木梳和拨动橡皮筋的实验，教材在出现频率的概念和单位这一较深知识点的同时，又举出一个有趣的人、狗、猫听觉范围对照的实例，以有利于学生对频率的理解，同时又会引起学生的兴趣.响度跟振幅的关系学生比较容易接受，给出其关系后，教材利用插图介绍了一些减少声音分散，增大响度的方法，使知识与实际联系起来.由于音色是三要素中较为复杂的概念，教材只是简单指出了声音有这个特征，而未进一步探讨.教法建议

1）引入要激发学生的求知欲.新课引入没有一定的模式，要根据教材、学校实验设备、学生实际等条件，用不同的形式巧妙的引入，注意引起学生的兴趣，激发求知欲望，跟该堂课要 学习的内容紧密的联系起来.2）注重实验，加强学生的感性认识.教学大纲对本节知识点的要求较低，而这节教材的知识点虽少，但感性东西较多，单纯靠讲是不行的，必须加进大量实验，通过实验使学生获得感性认识，活跃课堂，增强学生对知识的理解力.如可增加让直尺振动发声，演示振动快慢与音调的关系；在纸盆上放乒乓球，演示响度跟振幅的关系等.3）注意引导学生区别科学用语和日常用语的不同.4）本节课 物理 名词较多，对于刚上 物理 不久的初二学生来说要完全理解是困难的，不要给学生提出过高的要求，课内教学也不要在这些名词上多费唇舌，否则将适得其反，要把握住本课的教学目的.这些名词在实际生活中和今后高中 物理 课的 学习中，还可以进一步加深理解.教学设计示例 重点和难点

1、知道乐音的三要素.2、知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关；响度跟发声体的振幅和距发声体的远近有关；不同发声体发出的乐音的音色不同.教法：学生参与实验 教具：

录音机、磁带、旋转齿轮装置、木梳、硬纸片、硬塑料片、粗细不同的橡皮筋、由演奏同学准备乐器.教学过程 ：

（一）新课引入 [播放录音]教师提前录好一段赏心悦目的轻音乐和一段在繁忙路口来来往往的各种车辆的声音，上课时用录音机放出来，让学生感受并做出判断：

使人感到愉快的声音 → 乐音

使人感到烦躁的声音 → 噪音

方法1：[播放录音]用录音机播放有高音部和低音部的合唱歌曲的磁带.请同学分析低音部和高音部的不同？男声和女声的不同？演奏乐器有哪些？引入乐音的三要素.方法2：请班上会乐器演奏的同学表演.（应有两种以上的乐器），引入乐音的三要素.（二）新课教学

一、音调

方法1：学生分组实验探索总结

[实验1]用一张硬纸片，让它在木梳齿上划过，一次快些，一次慢些.分析：谁是发声体？拨动快慢对发声体有何影响？声音听起来有什么不同？

[实验1]拨动张紧的细橡皮筋，再拨动张紧的粗橡皮筋.分析：粗细不同的橡皮筋振动快慢不同，音调不同.结论：音调跟发声体振动快慢（频率）有关系.方法2：学生参与演示实验得出结论

[演示]先介绍发声齿轮，请同学上前观察同一轴上的几个发声齿轮的齿数.并告诉全体同学每个齿轮的齿数不同.转动齿轮，请同学注意听用硬塑料片接触不同齿数的齿轮时，声音的高低有何不同？

分析：硬塑料片的振动发声；齿数多，振动快；齿数少，振动慢.结论：音调由发声体振动的频率决定.频率越大，音调越高；频率越小，音调越低.简介人和动物的听觉范围，提高学生的兴趣.二、响度：

1． 响度的概念：

人耳感觉到的声音的大小叫响度

人耳感觉到的：不同的人，不同的位置感觉

声音大小不同.方法1：教师提问：人耳感觉到的声音的大小主要与那些因素有关？你能否自己设计实验进行说明？

（除教师提供的实验仪器：鼓、鼓锤和镲之外，其它仪器一律不限，现场没有的可用语言描述）

控制时间在5分钟左右，让学生充分发言.归纳总结出结论：响度与声源振动的幅度大小和距离声源的远近有关.方法2：由演示实验和学生可操作实验得出结论.[演示] 在纸盆上放乒乓球（或碎纸屑），调节音量观察球（或碎纸屑）的跳动幅度.[实验感受]：手摸喉部大声说话和小声说话时的不同.总结结论.2． 响度和音调的区别

同学们在论述实验结果与分析结果时，都使用了声音的高低一词，而没有使用声音的大小，可见，同学们是知道声音的高低和大小是有区别的.参考书37页科学用语和日常用语的不同.三、音色：

小活动：请出几位同学分别说一句话，其它同学闭上眼睛猜出发言的先后顺序.由学生讲述猜测的理由，教师给出音色的概念.（三）总结、扩展

由于大纲对本节知识点的要求不高，所以，对于一般的学生，教师只要使学生从实验角度理解并记忆大纲所要求内容即可；而对于程度较高的学生，教师完全可以不局限于书本内容，可根据学生的实际程度自由拓展.板书设计 探究活动 1）某种乐器改变音调的方法 【组织形式】个人或自由结组

【活动目的】扩展知识，提高学生的人文素质

【活动流程】

制订计划；查阅和收集相关的材料；分析材料并得出一些结论；写出 论文 ；与其他组交流．

【备注】

1、网上查找的资料要有 学习的过程记录．

2、和其他成员交流． 2）了解某种乐器的制作过程

【组织形式】个人或自由结组

【活动目的】

通过了解乐器的制作过程，加深对乐音三要素的理解，把所学知识与实际应用结合起来．

【活动流程】

制订计划；查阅和收集相关的材料；分析材料并得出一些结论；尝试制作乐器；写出 论文 ；与其他组交流．

【备注】

1.网上查找的资料要有 学习的过程记录．

2．尝试制作乐器要有完整的过程记录（不一定成功）．

3．和其他成员交流．