第一篇:电动势教案
电动势教案
课 题: 2.2电动势 授课人:仪征市精诚高级中学 王东梅 教 学 目 标
(一)知识与技能
理解电动势的概念,掌握电动势的定义式。
(二)过程与方法
通过本节课教学,使学生了解电池内部能量的转化过程,加强对学生科学素质的培养。
(三)情感、态度与价值观
了解生活中的电池,感受现代科技的不断进步。教学重点、难点
电动势的概念,对电动势的定义式的应用。电池内部能量的转化;电动势概念的理解。教 学 方 法
探究、讲授、讨论、练习教 学 手 段
各种型号的电池,手摇发电机,多媒体辅助教学设备 教学活动
(一)引入新课
教师:引导学生回顾上节课学习的“电源”的概念。在教材图2.1-2中电源的作用是什么? 教师:(投影)(如图所示)
学生思考,选出代表回答:电源能够不断地将电子从A搬运到B,从而使A、B之间保持一定的电势差;电源能够使电路中保持持续电流。
教师:电源P内的什么力把电子从A搬运到B? 学生思考,回答:电场力。
教师:是不是电源内部的电场力把电子从A搬运到B呢?我们带着这个问题来学习第二节的内容。
(二)进行新课
1、电源 教师:(投影)教材图2.2-1(如图所示)
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教师:这个问题有点复杂,让我们通过下面几个问题的分析,逐步寻找答案。(1)电源的内部电场方向如何? 学生:从正极到负极。
教师:电子定向移动的方向和电流方向相反,为我们研究问题带来不变。我们接下来按照正电荷定性移动的说法研究问题。
(2)电源外部,正电荷将怎样移动? 学生:从正极到负极。
教师:正电荷从负极移动到正极,负极聚集大量正电荷。(3)电源内部,正电荷将怎样移动?
学生:电源两端为了保持电势差,不断的把堆积在负极的正电荷移送到正极。
教师:回到我们刚才的问题,电源内部是不是电场力把正电荷由负极搬运到正极的呢?(4)电源内部的正电荷受到电场力方向?电场力做正功还是负功? 学生:正极指向负极;负功。
教师:现在我们知道电场力阻碍正电荷从负极移动到正极,那么同学们对电源内部正电荷的受力情况有什么推断呢?
学生:除电场力外,电源内部一定还有力把正电荷从负极搬运到正极,对正电荷做正功。教师:电源内部除电场力这外的力,我们称为非静电力。(5)什么力来克服电场力做功?做正功还是负功? 学生:非静电力;正功。
教师:电源内部的非静电力是哪来的呢?(6)电源内部的非静电力是由什么提供的? 我们来一起不同的电源。演示:干电池;电动机。总结:
电池:非静电力是化学作用。发电机:非静电力是电磁作用。
(7)电源内部的能量是怎样转化的?
学生:电源内部非静电力克服电场力做功,把其他形式的能转化为电势能。电源的作用(能量角度):电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。教师:思考
(1)根据电源的作用,可以类比与我们生活中的什么物体? 抽水机:抽水机增加水的重力势能 电源:电源增加电荷的电势能
抽水机:不同的抽水机;抽水的能力不同;使水的重力势能增加量不同。
电源:不同的电源;非静电力做功的本领不同;使电荷的电势能增加量不同。 资料1
1、某种干电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做1.5J的功,把1.5J化学能转化成1.5J的电势能;
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2、某种纽扣电池非静电力作功把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做3.0J的功,把3.0J化学能转化成3.0J的电势能;
3、某种蓄电池非静电力把1C正电荷在电源内从负极移送到正极时做6.0J的功,把6.0J化学能转化成6.0J的电势能;
2、电动势
1、定义:电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
资料2(1)某种干电池非静电力把2C正电荷在电源内从负极移送到正极时做3.0J的功,把3.0J化学能转化成3.0J的电势能;(2)某种纽扣电池非静电力作功把3C正电荷在电源内从负极移送到正极时做9.0J的功,把9.0J化学能转化成9.0J的电势能;(3)某种蓄电池非静电力把1.5C正电荷在电源内从负极移送到正极时做9.0J的功,把9.0J化学能转化成9.0J的电势能;
2、定义式:如果电源移送电荷q时非静电力所做的功为W,那么W与q的比值电源的电动势。用E表示电动势,则:
W,叫做qEW q3、式中W,q的单位分别是焦耳(J)、库仑(C);
电动势E的单位与电势、电势差的单位相同,是伏特(V)。W:非静电力做的功 q :电荷量
4、标量
5、物理意义:反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小。
6、电动势由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,也跟电源外部电路无关。
7、电源的另一重要参数——内阻。
3、生活中的电池 电池的重要参数
(1)电动势:反映电源把其他形式的能转化为电能本领的大小。(2)内阻:电源内部的电阻
(3)容量:电池放电时能输出的总电荷量
单位:A·h或mA ·h。例:1000 mA ·h
(三)课堂总结、点评
教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
(四)讨论电动势与电压的区别
教师要放开,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。
教师:电动势E的单位与电势、电势差的单位相同,电动势和电势差的物理意义有何不同呢?
学生思考,分组讨论,选出代表回答。
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电动势:EW。W表示正电荷从负极移到正极所消耗的化学能(或其它形式能),E表q示移动单位正电荷消耗化学能(或其它形式能),反映电源把其它形式能转化为电能的本领)。
电压:UW。W表示正电荷在电场力作用下从一点移到另一点所消耗的电势能,电压表q示移动单位正电荷消耗的电势能。反映把电势能转化为其它形式能的本领。
电动势表征电源的性质,电势差表征电场的性质。
作 业
1、课下阅读课本第44页阅读材料《生活中的电池》
2、课下阅读课本第45页“做一做”,各学习小组对常用可充电电池进行调查,完成调查表,进形交流。
3、完成P46“问题与练习”第1、2、3题。板 书 设 计 教 学 后 记
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第二篇:2.2电动势教案
2.2、电动势(1课时)
一、教学目标
(一)知识与技能
1. 理解电动势的的概念及定义式。知道电动势是表征电源特性的物理量。2.从能量转化的角度理解电动势的物理意义。
(二)过程与方法
通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解。
(三)情感态度与价值观
了解生活中电池,感受现代科技的不断进步
二、重点与难点: 重点:电动势的的概念
难点:对电源内部非静电力做功的理解
三、教学过程:
(一)复习上课时内容
要点:电源、恒定电流的概念
(二)新课讲解-----第二节、电动势
〖问题〗1。在金属导体中电流的形成是什么?(自由电子)
2.在外电路中电流的方向?(从电源的正极流向负极)
3.电源是靠什么能力把负极的正电荷不断的搬运到正极以维持外电路中恒定的电流?
结合课本图2。2-1,讲述“非静电力”,利用右图来类比,以帮助学生理解电路中的能量问题。当水由A池流入B池时,由于重力做功,水的重力势能减少,转化为其他式的能。而又由于A、B之间存在高度差,故欲使水能流回到A池,应克服重力做功,即需要提供一个外力来实现该过程。抽水机就是提供该外力的装置,使水克服重力做功,将其他形式的能转化为水的重力势能。重力做功、克服重力做功以及重力势能与其他形式的能之间的相互转化,学生易于理解和接受,在做此铺垫后,电源中的非静电力的存在及其作用也就易于理解了。
两者相比,重力相当于电场力,重力做功相当于电场力做功,重力势能相当于电势能,抽水机相当于电源。从而引出— 1.电源(更深层的含义)
(1)电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
(2)非静电力在电源中所起的作用:是把正电荷由负极搬运到正极,同时在该过程中非静电力做功,将其他形式的能转化为电势能。
【注意】在不同的电源中,是不同形式的能量转化为电能。
再与抽水机类比说明:在不同的电源中非静电力做功的本领不同---引出 2.电动势
(1)定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。(2)定义式:E=W/q(3)单位:伏(V)
(4)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。【注意】:① 电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
3.电源(池)的几个重要参数
①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。②内阻(r):电源内部的电阻。
③容量:电池放电时能输出的总电荷量。其单位是:A·h,mA·h.【注意】:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。
(三)小结:对本节内容做简要小结
(四)巩固新课:
1、复习课本内容
2、完成P46“问题与练习”:练习1-3
3.调查常用可充电电池:
建议全班分成若干个小组,对可充电电池进行调查,写出调查报告,然后在全班交流和评比。
第三篇:《电动势》
电动势
一.教材分析
电动势的概念比较抽象,是教学中的一个难点。但学生对各种电源比较熟悉,所以本设计从介绍各种电源开始,明确本节课要研究电源的共同特性。通过对电路中产生持续稳定电流原因的探讨,使学生知道电源工作过程中电源内部存在非静电力的作用。在讨论非静电力做功将其他形式的能转化为电能的过程中引入电动势概念。在学习闭合电路的基础上介绍外电路和内电路、外电阻和内电阻,外电压和内电压的意义,通过演示实验让学生直观感受内电阻的存在。在闭合电路中能量转化的讨论中采用类比儿童乘坐滑梯的方法帮助学生理解。二.教学目标
(一)知识与技能
1. 理解电动势的的概念及定义式。知道电动势是表征电源特性的物理量。2.从能量转化的角度理解电动势的物理意义。
(二)过程与方法
通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解。
(三)情感态度与价值观
了解生活中电池,感受现代科技的不断进步 三.教学重点与难点: 重点:电动势的的概念
难点:对电源内部非静电力做功的理解
四.学情分析、通过复习静电力概念,明确静电力的作用效果,通过类比,分层次提出相应问题,通过师生互动式的分析讨论,逐步明确电路中形成持续电流的原因。利用多媒体动画形象地将形成电流和水流条件进行类比,通过非重力对水的作用和非静电力对电荷的作用进行类比中得出非静电力的概念。通过讨论不同电源把其他形式的能转化为电能的本领不同过程中逐步建立电动势的概念,并通过电动势和电压概念本质区别的讨论,加强对电动势概念的理解 五.教学方法:实验,多媒体 六.课前准备:实验教具 七.课时安排:一课时 八.教学过程:
(一)预习检查、总结疑惑
要点:电源、恒定电流的概念
(二)情景引入、展示目标 新课讲解-----第二节、电动势
〖问题〗1。在金属导体中电流的形成是什么?(自由电子)
2.在外电路中电流的方向?(从电源的正极流向负极)
3.电源是靠什么能力把负极的正电荷不断的搬运到正极以维持外电路中恒定的电流?
结合课本图2。2-1,讲述“非静电力”,利用右图来类比,以帮助学生理解电路中的能量问题。当水由A池流入B池时,由于重力做功,水的重力势能减少,转化为其他式的能。而又由于A、B之间存在高度差,故欲使水能流回到A池,应克服重力做功,即需要提供一个外力来实现该过程。抽水机就是提供该外力的装置,使水克服重力做功,将其他形式的能转化为水的重力势能。重力做功、克服重力做功以及重力势能与其他形式的能之间的相互转化,学生易于理解和接受,在做此铺垫后,电源中的非静电力的存在及其作用也就易于理解了。
两者相比,重力相当于电场力,重力做功相当于电场力做功,重力势能相当于电势能,抽水机相当于电源。
(三)合作探究、精讲点播 1.电源(更深层的含义)
(1)电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。
(2)非静电力在电源中所起的作用:是把正电荷由负极搬运到正极,同时在该过程中非静电力做功,将其他形式的能转化为电势能。
【注意】在不同的电源中,是不同形式的能量转化为电能。
再与抽水机类比说明:在不同的电源中非静电力做功的本领不同---引出 2.电动势
(1)定义:在电源内部,非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电源的电动势。(2)定义式:E=W/q(3)单位:伏(V)
(4)物理意义:表示电源把其它形式的能(非静电力做功)转化为电能的本领大小。电动势越大,电路中每通过1C电量时,电源将其它形式的能转化成电能的数值就越多。【注意】:① 电动势的大小由电源中非静电力的特性(电源本身)决定,跟电源的体积、外电路无关。
②电动势在数值上等于电源没有接入电路时,电源两极间的电压。
③电动势在数值上等于非静电力把1C电量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。
3.电源(池)的几个重要参数
①电动势:它取决于电池的正负极材料及电解液的化学性质,与电池的大小无关。②内阻(r):电源内部的电阻。
③容量:电池放电时能输出的总电荷量。其单位是:A·h,mA·h.【注意】:对同一种电池来说,体积越大,容量越大,内阻越小。
(四)反思总结、在学习闭合电路的基础上介绍外电路和内电路、外电阻和内电阻,外电压和内电压的意义,通过演示实验让学生直观感受内电阻的存在。在闭合电路中能量转化的讨论中采用类比儿童乘坐滑梯的方法帮助学生理解。九.板书设计 电动势
一、电荷定向移动的原因 1.静电力 化学作用(干电池)2.非静电力光作用(光电池)
电磁作用(发电机)
二、电动势(E)
1.表征了电源把其他能转化为电能的本领。2.大小:等于电源开路时两极间的电压。3.单位:伏特(V)
三、闭合电路外电路—外电阻—外电压内电路—内电阻—内电压
四、闭合电路中能量的转化 教学参考资料:
课题:西安市废旧电池的污染现状及建议 第一部分 选题的目的和意义:
在日常生活中人们经常会用到电池,然而,电池中所含的重金属,例如汞、镉等,会危害人体健康,并对环境造成严重的污染。因此,若将废旧电池随意丢弃或和其他生活垃圾堆放在一起,则会造成可怕的后果。现今,很多人还不知道废旧电池对生活环境有怎样严重的污染,对人体又有哪些危害。为此,我们将对废旧电池的结构及其危害进行研究,希望通过我们的研究与宣传,引起有关部门的重视,并使广大市民自觉地、积极主动地参加到“最大限度减小废旧电池的污染”的行列中来,使我们赖以生存的环境不再遭受新的污染,使人类的健康不再受到新的威胁。
第二部分 废旧电池的组成、危害及治理措施 1.废旧电池的组成 目前,电池的种类很多,但常用的电池有普通电池、钮扣电池、铅酸蓄电池、普通充电电池、锂电池及镍氢电池等,各类电池的主要组成如下表: 2. 废旧电池的危害
由上表可知,一般的废旧电池都含有汞、铅、镉、锂、镍氢等重金属元素。由于重金属不能自行净化,一旦将废旧电池混入生活垃圾之中或者随意丢弃,久而久之,重金属会渗出并污染地下水和土壤,对生活环境造成严重污染;继而,这些重金属又会通过食物链到达人体之中,蓄积在体内不能排出,长此以往就会致病致畸,对人体健康造成威胁。电池在我们生活中的使用量正在迅速增加,已深入到我们生活和工作的每一个角落,因此废旧电池对环境的污染也日趋严重。全球每年有320亿节废旧电池被丢弃。以德国为例,平均每人每年就要消耗10节电池,合计约30000吨。大量丢弃的废旧电池对土壤的破坏非常严重。然而,德国每年回收带有毒性的镍、镉电池只有1/3,而2/3的电池被作为生活垃圾处理。每年流入环境中的汞约8吨,镍约400吨,镉约400吨,这个数字是相当惊人的。再看看我国,目前我国干电池的年产量达120亿节以上,占全世界年产量的1/4,年消耗量
保守估计在70亿节左右。据有关部门统计,我国首都北京每年消耗电池达6000吨,约4.5亿节,但每年回收量仅约50吨,不足年消耗量的1%。有资料显示,一粒钮扣电池可以使1平方米的土壤化为“毒土”,使60万公升的水无法饮用。当然,这是专家理论上的测算,电池污染的外泄至少需要四年。但当成千上万节电池抛向道旁、田间、河中时,岂不是在我们周围埋下了一枚枚“生态地雷”?而更可怕的是,这些“生态地雷”是很难处理的,如果用堆肥处理,可能导致肥料中重金属含量超标;如果用焚烧处理,则形成汞蒸气,同时可能催化有害气体的生成,造成大气污染。
废旧电池对人类健康的危害也是不容忽视的。废旧电池之所以对人体造成危害,是由于废旧电池都含有铅、汞、镉、锂、镍氢等重金属元素,这些重金属元素能够通过各种途径进入人体内,长期积蓄难以排除,从而损害神经系统、造血功能和骨骼,甚至可以致癌,最终导致死亡。例如,若人体内铅过量,将损害人的神经系统和消化系统,会引起神经衰弱、神经紊乱、手足麻木、消化不良、腹部绞痛等症状,同时还会引起肾炎、血中毒和其他痛变。汞具有强烈的毒性,若人体内汞过量,将改变人的精神状态,同时还会引起脉搏加快、肌肉颤动、口腔和消化系统上的一些病变。重金属镉,主要是危害神经系统,同时还会造成肾损伤以及骨质疏松、软骨症、骨折等骨疾。另外,锂电池采用非水溶剂、无机或有机电解液及硫酰氯
等正极材料,这些物质的氧化性极强,污染严重时,可以导致人脱牙、掉发,甚至窒息。3.废旧电池的治理措施
既然废旧电池对人类的生活环境和健康会造成如此严重的危害,那么怎样处理废旧电池就显得尤为重要。当然,对废旧电池加以回收和利用不失为一种较理想的处理方法。
目前,国内对废旧干电池的处理和利用通常采用四种方法:人工分选法、干法、湿法和干湿法。人工分选法就是将回收的废旧干电池,先进行分类,人工选出碳棒、铜帽、锌皮及各种残留物,并分别用相应的方法予以处理。干法,也叫烟火法,就是对废旧干电池分类筛选、砸碎后再放入熔炉中在废旧电池都含有汞、铅、镉、锂、镍氢等重金属元素废旧电池都含有汞、铅、镉、锂、镍氢等重金属元素600--800度下焙烧,将排出的气体冷凝后提取汞,再将焙烧剩余物方入回转窑中在1100--1300度下焙烧,从烟气中回收氧化锌,从残渣中回收锰和铁。湿法就是将干电池分类破碎后置于浸取槽中,加入稀硫酸进行浸取,再经过过滤,从滤液中提取金属锌,滤渣分离出铜帽铁皮后,再从剩余泥渣中进一步提取出锰来。干湿法就是将干法和湿法的优点结合起来,先用焙烧的方法回收汞和部分锌,再用浸动和电积的方法回收锰和剩余的锌。
国外通常的做法是采用湿法,但比国外的处理方法多一道工序,也就是说,不仅用酸浸取,电积以提取铁、镉等,而且用碱中和来沉淀锌、镍等。此外,日本次愿研究所还采用筛选、磁选、氯化、再筛选外加熔炼的方法来处理废旧电池。
相比之下,国外的处理方法工序更多、更细致、更复杂,只有在较大的规模下才经济。我国的废旧干电池处理厂家只有不断扩大规模,充分利用规模,合理、经济的降低成本,并在此基础上大幅度地提高技术水平,才能兼顾环境效益、社会效益与经济效益,促进废旧电池的有效回收和利用。
第三部分 西安市废旧电池的污染现状与建议 我们先后对西安市的三家大型批发市场(西安市轻工业品批发市场、西安市康复路批发市场和西安市环南路批发市场),西安市的五家大型商场(民生大楼、开远商厦、百盛商厦、秋林公司和唐城大厦),以及东郊地区二十家小杂货铺营销电池的情况进行了调查,然后用统计分析的方法估算出西安市干电池年平均消耗量在1000万节以上,但西安市对废旧电池的回收处理却几乎为零。
从我们的调查结果可以看到,废旧电池对西安市的环境已造成了威胁,如果不及时处理,后果将不堪设想。为此,我们经过讨论提出以下建议: 1. 回收方面:
(1)学习外省经验(例如北京),提出“人人动手、人人收集”的口号,以每个社区为单位,建立1—2个废旧电池回收箱,由社区的住户将废旧电池收集起来,统一处理。
(2)在中小学中倡议学生将废旧电池集中到学校,避免因流失而造成环境污染。学校方面再将废旧电池送往专门处理的地方。这样做的同时,也对学生进行了“保护环境,从我做起”的教育。
(3)在零售商处设置废旧电池回收点,由零售商统一转交给批发商,最后再统一送往集中处理的地方。为了能够促使大家把废旧电池交会回收点,可开展一些优惠活动,例如,可以拿5节废旧电池换取1节新电池等。2. 处理方面:
(1)希望西安市政府能在废旧电池回收利用方面投资建厂,使回收来的电池有可以处理的地方。
(2)如政府因财政问题而无法解决资金问题,可先在社会各界发起募捐活动,剩余部分再由政府拨款。
(3)希望在“西部大开发”之际,能吸引一些外省及国外的废旧电池厂家前来投资,这将
是一个很有前景的市场。
(4)组成一个科研小组,对电池内各种物质的提纯进行研究,提高处理废旧电池的技术水平,降低处理成本。
(5)将提取的重金属出售给电池生产厂家进行再利用,以免造成二次污染。3. 宣传方面:
(1)号召大家多采用充电电池或“绿色电池”。
(2)在社会上定期做宣传,不能只是“三分钟热度”,这样才能将废旧电池的回收工作做好、做长久,让全社会时刻关心这个大工程。十.作业布置:课本45页1、2、3 十一.教学反思
在学习闭合电路的基础上介绍外电路和内电路、外电阻和内电阻,外电压和内电压的意义,通过演示实验让学生直观感受内电阻的存在。在闭合电路中能量转化的讨论中采用类比儿童乘坐滑梯的方法帮助学生理解.
第四篇:《感应电动势》教案2
感应电动势与电磁感应定律
【教学依据】
教材 【教学流程】
1.感应电动势:创设问题情景→设计问题→迁移类比→回答问题→定义概念
2.法拉第电磁感应定律:创设问题情景→提出问题→设计实验→进行实验→分析与论证→交流与评估→总结规律→规律应用 【学情分析】
此部分知识较抽象,而现在学生的抽象思维能力还比较弱。所以在这节课的教学中,应该注重体现新课程改革的要求,注意新旧知识的联系,同时紧扣教材,通过实验、类比、等效的手段和方法,来化难为简、循序渐进,力求通过引导、启发,使同学们能利用已掌握的旧知识,来理解所要学习的新规律,力求通过明显的实验现象启发同学们主动起来,从而活跃大脑,激发兴趣,变被动记忆为主动认知。【三维目标】
1.知识与技能:
①知道感应电动势的含义,能区分磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率; ②理解法拉第电磁感应定律的内容和表达式,会用法拉第电磁感应定律解答有关问题. 2.过程与方法:
①通过演示实验,定性分析感应电动势的大小与磁通量变化快慢之间的关系。培养学生对实验条件的控制能力和对实验的观察能力;
②通过法拉第电磁感应定律的建立,进一步定量揭示电与磁的关系,培养学生类比推理能力和通过观察、实验寻找物理规律的能力;
③使学生明确电磁感应现象中的电路,通过对公式E=n的理解,引导学生推导出
tE=BLv,并学会初步的应用,提高推理能力和综合分析能力。
3.情感态度与价值观:
通过介绍法拉第电磁感应定律的建立过程,培养学生形成正确的科学态度、养成科学的研究方法。
相当于是电源。有电源那么就会产生电动势。
本节课我们就来一起探究感应电动势。
此处的实验设计,意图为在讲“感应电动势”这一概念时,通过“设计问题――推理”模式来进行概念教学。以引导方式来复习闭合电路中电动势的概念,知道闭合回路中有电流的条件是闭合回路中有电动势。闭合电路中提供电动势的装置是电源。法拉第通过多年的实验发现当穿过闭合回路的磁通量发生变化时,回路中也会产生电流。我们把此时的电流叫感应电流。虽然回路中没有电源,但根据有电流的条件可知肯定有电动势,把在电磁感应现象中产生的电动势就定义叫感应电动势。
2.探究影响感应电动势大小的因素:
问题情景设置一:刚才的实验中,磁铁插入过程中,除了观察到电流的有无以外,你还观察到了电流大小有什么特点吗?电流大小能说明感应电动势大小吗?是什么因素在起影响作用呢?做几次试试看!
安排此处的内容可激发学生探究感应电动势大小的影响因素的热情,因为显然每次插入的速度不同时电流表指针的偏转角度并不相同。这里教师不要急于去说,对学生来说这些是未知的却可以用简单实验定性显示的。有利于培养学生的探究热情和能力。
学生活动:实验二,按图<1>所示装置将相同的磁铁以不同的速度从同一位置插入同一个线圈中,观察并比较电流计指针的偏转情况。
教师追问:看到了什么现象?说明了什么?
问题情景设置二:利用学生已经很熟悉的控制变量思想,引导学生进一步通过实验定性探究,如果控制以相同的速度插入,再用不同磁性的磁铁试试看!
此处的设计在于培养学生严谨的探究精神和寻根求源的思维品质。学生活动:实验三,按图<3>所示装置用磁性不同的条形磁铁分别从同一位置以相同的速度插入同一个线圈中,观察并比较电流计指针的偏转情况。
教师追问:两次插入过程中磁通量变化是否相同?所用时间是否相同?看到了什么现象?说明了什么?
教师活动:引导学生归纳,电流计的指针偏角大,说明产生的电流大,而电流大的原因是电路中产生的感应电动势大。实验(2)由于两次穿过磁通量变化相同,穿过越快,时
①内容:电路中感应动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
②表达式:E∝n,E=Kn,(取适当的单位得K=1),则E=n
ttt教师活动:E=n合线圈的时间。4.课堂练习
1.一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb。则线圈中的感应电动势是 V(16 V)
2.有一个50匝的线圈,如果穿过它的磁通量的变化率为0.5Wb/s,则感应电动势是 V(25V)
3.下列说法正确的是(D)
A、线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 B、线圈中的磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大 C、线圈处在磁场越强的位置,线圈中产生的感应电动势一定越大 D、线圈中磁通量变化得越快,线圈中产生的感应电动势越大
4.如图所示,把矩形单匝线圈abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场中,线框平面和磁感线垂直。设线圈可动部ab的长度为L,以速度v向右匀速平动,当ab运动到图示虚线位置时,(1)ab运动Δt秒内,回路中的磁通量的变化量如何表示?(2)在这段时间内线框中产生的感应电动势为多少?
问题研究:(启发学生推导)导体ab向右运动时,ab棒切割磁感线,同时穿过abcd面的磁通量增加,线框中必然要产生感应电动势。设经过极短的时间Δt,导体ab运动的距离为vΔt,穿过线框abcd的磁通量的变化量为BLvΔt,线圈匝数n=1,代入公式:E=nΔΦ/公式中的n是线圈的匝数,ΔΦ是磁通量的变化量,Δt是穿过闭tΔt中,得到E=BLv。
这里可用等效的思想帮助学生认识E=BLv,ab棒向右运动,等效于abcd面积增大,而磁场的磁感应强度不变,因此磁通量发生变化。
5.一个匝数为100、面积为10cm2的线圈垂直磁场放置,在1s内穿过它的磁场从1T增加到9T。求线圈中的感应电动势。
解:由电磁感应定律可得E=nΔΦ/Δt① ΔΦ= ΔB×S②
第五篇:电动势的教案示例之二
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电动势的教案示例之二
教学目的
使学生确认电动势是表征电源特性的物理量;知道电动势的大小等于外电路断开时电源两极间的电压,也等于外电路接通时内外电压之和;初步从能量转化的角度理解电动势的物理意义.教具准备
不同型号的干电池若干;手摇发电机一台;太阳能电池一只;可谓高内阻蓄电池一只;示教电压表(0~2.5V)两只;滑动变阻器(0~50Ω)一只;电容器(440μF/25V)一只;2.5V小电珠两只;电键、导线等.教学过程
一、电源的特性 1.提问
(1)在导体中产生电流的条件是什么?
(2)将小电珠接在充过电的电容器两端,会有电流产生吗?为什么小电珠只闪亮一下就熄灭了?
(3)使导体中形成持续电流的条件是什么?持续的电压可由什么装置来提供? 通过以上复习提问,明确电源的特性:在电源两极间保持一定的电压.(板书)2.演示
(1)小电珠跨接在蓄电池两端而发光;(2)转动手摇发电机,使小电珠发光;
(3)用100W白炽灯光照射太阳能电池,带动玩具电动机运转.引导学生分析上述电源中的能量转化关系.蓄电池:化学能→电能;发电机:机械能→电能;光电池:光能→电能.从而指出,从能量转化观点来看,电源实际上就是一个“能量转换器”,由此揭示电源的特性:把其他形式的能转化为电能.(板书)
二、电源的电动势 1.提出问题
电源具有保持电压和转化能量的特性.那么,如何来描述电源的持性呢?
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2.联想类比
前面学过,电场具有力和能的特性,那时是用什么方法描述电场持性的?
教师指出,E和U都是物理量,用物理量去描述客观事物的特性,是研究物理的主要方法.例如,对于电场中某一确定点来说,它的场强与电势均是相应的定值.按照类似的思路,我们是否也可以找到这样一个只由电源本身性质所决定的物理量,从而利用它来描述电源的特性呢? 3.观察思考
要求学生仔细观察干电池上的字样,并问:关于它们的特性,你能得出些什么线索来吗?让学生报告观察结果.又问:在这些结果中,你认为最能反映电池特性的是什么?肯定学生的回答,因为各种干电池尽管型号不同,但都标有“1.5V”字样,共同性往往体现了规律性.接着再问:你能说明这“1.5V”表示什么含义吗?
学生回答后,用示教电压表测量各种不同型号的干电池两极间的电压值,果然都是1.5V.可见:同种电源两极间的电压相同.再分别测量蓄电池、手摇发电机和太阳能电源的两极间电压,结果表明:不同电源两极间的电压不相同.4.引出概念
由此看来,电源在两极能保持多大的电压,是完全由电源本身的性质(材料结构、工作方式等)决定的.对于确定的电源来说,它两端的电压是个定值;对于不同的电源来说,它们两端的电压也分别有相应的定值.既然电源两极间的电压与它的特性有着如此密切的关系,可否就通过这个电压来反映电源的特性呢?回答应是肯定的.据此,我们引出一个新的物理量——电动势,它的数值就等于电源未接入电路时两极间的电压.(板书)
说明电动势常用符号E表示,它的单位是伏.三、电动势与内、外电压的关系 1.激疑
将电流接入电路后再测两极间的电压,结果会如何呢?
演示:如图1,闭合K,可见电压表示数减少;若在小电珠L两端再并接一只小电珠,则电压表示数又会进一步减少.这说明,随着电源外部电路的改 变,其两极间的电压也随之变化.一流专家·一流技术·一流服务 中国精品教育软件──www.100soft.net研制开发 第3页
对此现象,学生普遍感到意外,并急于了解其中原因.针对学生心态,可设问:你认为电源的电动势是变量还是恒量? 2.猜想
(1)先让学生围绕“减少的电压哪儿去了?”展开讨论,并鼓励他们进行合理的猜想.会有学生提出,减少的这部分电压可能分布在电源的内部.因为他们感到,电源内部也许会有电阻存在,当电流通过时,将会受到阻碍作用,从而在电源内部产生一定的电压.这种猜想是否合理?关键在于确认电源内部有电阻,对此,可通过演示来检验:将小电珠跨接在可调内阻蓄电池的两极,提高或降低可动挡板的位置(从而改变了电池内部溶液的截面积),可见电珠发光亮度随之变化,这就间接地说明了电源内部确实存在着电阻的作用.(2)再启发学生进一步猜想:电流通过闭合电路时,在内、外电路都会有电压,那么,外电压U、内电压U'与电动势E这三者之间又有怎样的关系呢?
学生会根据闭合电路中内、外电路的串联关系,凭直觉就得出E=U+U' 的猜测.对此,教师既要肯定学生猜想的合理性,更需指出,这一猜想的依据是过去所学的串联电路分压规律,它是否能适用于今天这种包括电源在内的闭合电路,还有待于实验的检验.3.验证
(1)介绍装置.实验电路如图2所示。重点说明内电压的测量,尤其是探针a、b的作用以及电压表V' 的连接等.(关于V'表的极性,学生常常接反,如发现这种错误,可先不予更正,当实验中V'表的指针反偏时,再作强调,以加深印象)
(2)说明方法.移动滑动变阻器的滑动触头,或者改变蓄电池挡板的位置,都可看到V和V'表的示数随之而变.这说明,无论改变外电阻R或内电阻r,都会引起电路中内、外电压的变化.对于这种含有多个变量的问题,我们可采用“控制变量”的方法,即在R与r中,先保持其中一个量不变,而只改变另一个量的大小,以便于实验.(3)记录数据.将蓄电池的挡板固定在某一合适位置(即保持r不变),逐渐移动变阻器触头(改变R),由学生读出并画表格记录每次电压表V和V'的示数.(4)分析结果.引导学生分析表列的实验数据,寻求其中规律.4.结论
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通过上面的实验,证实了我们的猜想,正是由于内电压U'的存在,才使得电源两极间的电压U小于电动势E,电动势是一个不受电源外部条件影响的恒量,用它可描述电源的特征.我们根据实验结果,还可得出电动势的另一层含义,即:电动势的数值等于电路接通时内、外电压之和.(板书)
四、从能量转化角度理解电动势的物理意义.先对公式E=U+U'作些数字变换,将其两边同乘以电量q,得: qE=qU+qU'.这个式子有什么新的物理含义呢?虽然,右端两项都是电场力做功的形式,它们的数值等于q库电量通过外电路与内电路时所消耗的总电能,根据能量守恒,式子左端qE就应该是电源所提供的电能了.如果我们考虑q=1C的最简情况,则这时电源提供的电能就为E焦,其数值正好等于电动势.由此看来,电动势的大小,也可以反映出电源把其他形式的能转化为电能的本领.板书:电动势的数值等于电路中通过1C电量时电源提供的电能.五、小结
这节课讨论了电源具有保持电压和转化能量的特性,而电动势是用来表征电源特性的重要物理量.我们通过特殊、一般和本质这样三个不同的层次,剖析了电动势的物理意义,六、作业(补充)
1.一节干电池的电动势E=1.5V,你能说明它表示什么物理意义吗? 2.如图3电路,当K断开时,V表读数是6V.(1)若K接通后,V表读数变为5V,则电源电动势E=?外电压U=?内电压U'=?(2)若K接通后,电路中的电流I=0.5A,则1分钟内,电源提供了多少电能?
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