高中物理人教版选修3-1第二章第2节电动势 教案(打包3份)

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名称 高中物理人教版选修3-1第二章第2节电动势 教案(打包3份)
格式 zip
文件大小 1.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2017-10-09 18:51:31

文档简介

《电动势》
教学分析     
电动势是本章的一个难点。教科书明确提出了“非静电力”的概念,让学生从功和能的角度理解非静电力,知道非静电力在电路中所起的作用,并能从“非静电力”做功的角度去理解电动势的概念。
同时为了降低难度,教科书直接给出了电动势的定义式,但只是说“电动势在数值上等于非静电力把1
C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功”,没有用比值的方法严格定义。电源的内阻在后面的闭合电路欧姆定律学习中很重要,本节作了一些铺垫。
我们常说要让学生经历科学过程,其形式是多种多样的。学生可以通过讨论或实验认识新的规律,通过阅读来了解前人的工作过程,跟着教师的思路一环套一环地接受新的概念等,这都是经历科学过程的不同形式。
教学目标     
1.知道电源是将其他形式的能转化成为电能的装置。
2.了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动过程中,静电力和非静电力做功与能量转化的关系。
3.了解电源电动势的基本含义,知道它的定义式。
4.理解电源内电阻。
教学重点难点   
电动势概念的建立是重点也是难点。此套书多处对“通过做功研究能量”的思想都有阐述和铺垫,此处再次运用这种功能关系的观点来学习电动势。可以使学生对电源电动势有深刻的理解,同时也很好地培养了学生的理性思维习惯。本节课从静电力做功和非静电力做功进行比较建立电动势的概念。也为后面第7节闭合电路的欧姆定律学习作了铺垫。
教学方法与手段   
实验演示、逻辑推理。在电压和电动势这两个容易混淆的概念中通过静电力做功和非静电力做功进行比较教学,建立新的概念。
教学媒体     
金属板、酸溶液、灵敏电流计、多种型号的干电池、学生电源、导线、电键、小灯泡、投影仪。
知识准备     
1.课前复习:电势差的定义式:U=。
2.课前说明:在金属导体中,能够自由移动的电荷是自由电子,由于它们带负电荷,电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向相反方向的定向移动。为了方便本节按照正电荷移动的说法进行讨论。
导入新课     
[事件1]
教学任务:承接上一节课的知识,导入新课。
师生活动:
由上一节“电源和电流”知道,电路中之所以能有持续的电流,是因为在电源两极聚集了大量的正负电荷,导线中存在着电场,导线中的电荷在电场力作用下从正极向负极运动。
同时一个新的问题提出,电源的两极聚集了大量的正负电荷,在电源内部也应该有电场。那么,在电源内部电荷是如何运动到两极的呢?对于电源我们能知道一些什么呢?这一节就来研究电源。(投影展示图1。)
图1
提出问题,引发讨论。
学生讨论:
电源内部电荷是如何运动到两极的呢?
结论:
电源内部应该还有除了电场力之外的其他力。
推进新课     
[事件2]
教学任务:提出电源中“非静电力”的概念。
师生活动:
推理:在导线中,电荷在电场力作用下由电源的正极移动到电源的负极,在电源内部就要不断地有电荷由负极移动到正极(假设移动的电荷是正电荷),而电源内部也有从正极指向负极的电场,所以就要有除静电场力之外的“非静电力”来搬运电荷。
【演示】利用化学电源进行演示实验,让学生观察到“金属板插入酸溶液中,板与溶液之间出现电势差,而且电源的极性与电场力移动电荷的方向相反”。
通过实验,学生不难得出“由化学反应提供非静电力”的结论。
学生讨论:
图2
发电机是通过什么作用提供“非静电力”的。
结论:
电源提供“非静电力”将电荷由负极搬运到正极,满足形成持续电流的需要。(投影展示图2)
[事件3]
教学任务:非静电力做功将其他形式的能转化成电势能。
师生活动:
在电源内部,“非静电力”克服电场力做功,使电源储存了电势能。
通过上面的铺垫让学生组织语言描述电源是一个什么样的装置。(培养学生用物理语言进行表述的能力)
结论:
电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能的装置。
[事件1]、[事件2]、[事件3]整体体现了探究性学习的学习过程——提出问题、提出假设、实验验证、得出结论。
[事件4]
教学任务:分清内外电路,明确整个回路中能量转化的情况。
师生活动:
【演示】
连接如图3,闭合开关,灯泡亮。
图3
观察与描述:
学生观察实验,描述整个回路中的能量转化情况。
总结与归纳:学生归纳实验结论,其他学生补充完善。
整个电路由内、外两部分组成,外电路指从电源正极经过导线、用电器再回到电源负极的那部分电路,在外电路中正电荷是从电源正极向负极运动,而内电路是指电源内部的那部分电路,正电荷在内电路中是从负极向正极运动。
在外电路中电能转化为其他形式的能;在内电路中其他形式的能转化为电能。
[事件5]
教学任务:静电力做功和非静电力做功的比较。
(1)外电路要有持续的电流,就必须提供恒定的电压。在这个恒定的电压的作用下,电场力做功将电能转化为其他形式的能。电压U等于电场力做功W静电力与移动电荷q的比值。
U=
即如果是静电力做功,电势能减少,移送单位正电荷减少的电势能就是电压。
(2)在内电路中(电源)“非静电力”做功搬运电荷,为外电路提供电压。电源这种为外电路提供电压的本领我们就叫它电动势。与电压U等于电场力做功W静电力与移动电荷q的比值相对应,电动势E等于非静电力做功W非静电力与移动电荷q的比值。
E=
即如果是非静电力做功,电势能增加,将单位正电荷从电源的负极移动到正极所增加的电势能就是电动势。
[事件6]
教学任务:建立电动势的概念。
根据[事件5]让学生总结电动势的定义,然后老师归纳如下:
电动势的定义:电动势是一个表征电源特征的物理量,是电源将其他形式的能转化为电能的本领,在数值上,等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功。
用公式推导出电动势的单位。
单位:从公式来看与电压的单位相同,是伏特(V)。
电动势的物理意义:在电源内部,电动势等于非静电力把单位正电荷从负极移送到正极时所做的功。
电动势与电源中非静电力的特性有关,跟电源的体积无关,也跟外电路无关。
[事件5]和[事件6]的分析为第7节闭合电路的欧姆定律推导作了充分的铺垫。
观察并讨论:
展示不同型号的干电池,每节干电池都标记着1.5
V的电动势。
结论:电动势是电源特性,是一个不变的物理量。
[事件7]
教学任务:电源的内阻。
电源内部(内电路)也是由导体组成,所以也有电阻,这个电阻叫做电源的内电阻。
内阻和电动势都是电源的重要参数。
[事件7]的讲授比较简单。只要将结论给学生即可。
[事件8]
教学任务:课堂巩固练习。
例1下面是对电源电动势概念的认识,你认为正确的是(  )
A.同一电源接入不同的电路,电动势就会发生变化
B.1号干电池比7号干电池大,但电动势相同
C.电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领,电源把其他形式的能转化为电能越多,电动势就越大
D.电动势、电压和电势差虽名称不同,但物理意义相同,所以单位也相同
解析:题目中A、B项考查了“电动势是表征电源特性的物理量”这个结论。C项考查了用能量的观点对电动势的理解。D项考查了电动势和电压的区别。
答案:B
例2下图是两个电池外壳上的说明文字。
某型号进口电池
某型号国产电池
Cd
GNY0.6(KRAA)1.2
V 600
mA·hRECHARGEABLESTANDARD
CHARGE15
h
at
60
mA
上述进口电池的电动势是______
V。上述国产电池最多可放出______
mA·h的电荷量;若该电池平均工作电流为0.03
A,则最多可使用______
h。
解答:(1)1.2 600 20
[事件9]
教学任务:引导学生用已有的知识通过逻辑推理,建立新的概念。
本节课以电源作为我们的研究对象。通过能量转化的概念建立了电动势的概念。
1.复习本节教材。
2.完成课本课后问题与练习。
2 电动势
一、非静电力:电源内部搬运正电荷由负极到正极的力。
电源提供“非静电力”将电荷由负极搬运到正极,满足形成持续电流的需要。
二、非静电力做功将其他形式的能转化成电势能。
在外电路中电能转化为其他形式的能;在内电路中其他形式的能转化为电能。
电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能的装置。
三、电动势的概念。
电动势的定义:电动势是一个表征电源特征的物理量,是电源将其他形式的能转化为电能的本领,在数值上,等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功。
公式:E=
单位:伏特(V)
电动势的物理意义:在电源内部,电动势等于非静电力把单位正电荷从负极移送到正极时所做的功。
四、电源的内阻
电源内部(内电路)也是由导体组成,所以也有电阻,这个电阻叫做电源的内电阻。
“电动势”的概念是教学中的一个难点,它难在概念的本身比较抽象,而且在讲述中又引入一个“非静电力”,学生学习时感到十分空洞。所以从“化抽象为具体”的角度来突破难点,使学生认识电动势是表征电源特性的一个重要的物理量。在教学中可以采用以下一些方法:第一,利用化学电源进行演示实验,让学生观察到“金属板插入酸溶液中,板与溶液之间出现电势差,而且电源的极性与电场力移动电荷的方向相反”这一事实。从而对化学电池中存在“其他形式的能(化学能)转化成电能”这一论断表示信服。第二,从能量守恒定律分析以化学电池为电源构成的闭合电路中发生的能量转化过程,阐述电源内部存在静电力及非静电力做功的必然性。在此基础上提出电源的电动势就是表明电源内部非静电力移动电荷做功,把其他形式的能转化为电能的本领的物理量。第三,运用电动势的概念来分析一些具体问题,这样学生对电动势的概念就不会感到空洞难懂了。
化学电池的原理
在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成,如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物,氧或空气,卤素及其盐类,含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料,如酸、碱、盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。当外电路断开时,两极之间虽然有电压,但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时,在两电极电压的作用下即有电流流过外电路。《电动势》
[学习目标] 1.知道电源是将其他形式的能转化为电能的装置. 2.了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动的过程中,静电力和非静电力做功与能量转化的关系.(难点)
 3.了解电源电动势的基本含义,知道它的定义式.(重点)
 4.了解电源内电阻.
电源
[先填空]
非静电力:
(1)非静电力的作用: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.
(2)非静电力的实质:在电池中是指化学作用,在发电机中是指电磁作用.
(3)电源:通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置.
[再思考]
从功能关系的角度分析:非静电力做功和静电力做功是否相同?为什么?
【提示】 静电力做功与非静电力做功不同,静电力做功是将电能转化为其他形式的能,而非静电力做功是在电源内部对电荷做功,将其他形式的能转化为电能.
[后判断]
(1)在电源内部静电力做负功.(√)
(2)非静电力做功,可以使正电荷在电源内部由负极移动到正极.(√)
(3)静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少.(×)
(4)在电源外部静电力使正电荷定向移动,在电源内部是非静电力使正电荷移动,因而形成电流.(√)
电源的电动势和内阻
[先填空]
1.电动势
(1)物理意义:反映电源非静电力做功的本领的大小.
(2)大小:在数值上等于非静电力把1
C的正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功.即E=.
(3)单位:伏特(V).
(4)大小的决定因素:由电源中非静电力的特性决定,跟电源的体积无关,跟外电路也无关.
(5)常用电池的电动势
干电池
铅蓄电池
锂电池
锌汞电池
1.5
V
2
V
3
V或3.6
V
1.2
V
2.内阻:电源内部导体的电阻.
3.容量:电池放电时能输出的总电荷量,其单位是:A·h或mA·h.
[再思考]
对于不同型号的干电池,其电动势均为1.5
V,这说明了什么?
【提示】 电动势是描述电源属性的物理量,其大小决定于非静电力做功的性质,与电池体积无关.不同型号干电池只是容量不同.
[后判断]
(1)电源的电动势就是电源两端的电压.(×)
(2)所有电池的电动势都是1.5
V.(×)
(3)电动势在数值上等于非静电力把1
C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功.(√)
(4)电动势公式E=中的W与电压U=中的W是一样的,都是电场力做的功.(×)
(5)电源的电动势大说明其把其他形式的能转化为电能的本领大.(√)
预习完成后,请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
学生分组探究一 对非静电力的理解(深化理解)
第1步 探究——分层设问,破解疑难
1.非静电力做功与静电力做功有何区别?
2.不同的电源非静电力相同吗?
第2步 结论——自我总结,素能培养
1.模型类比
(1)抽水机:如图2-2-1,水池A、B的水面有一定的高度差,若在A、B之间用一细管连起来,则水在重力的作用下定向运动,从水池A运动到水池B.A、B之间的高度差很快消失.在这种情况下,水管中只可能有一个瞬时水流.但若在水池A、B间连一台抽水机,将水池B中的水抽到水池A中,保持A、B之间的高度差,从而在水管中就有持续的水流了.
图2-2-1
(2)电源:如图2-2-2所示,电源在电路中的作用相当于抽水机的作用,它能不断地将流到负极的正电荷,在电源内部通过非静电力做功再搬运到正极,从而保持正负极有稳定的电势差,维持电路中有持续的电流.
图2-2-2
2.能量转化比较
(1)当水由A池流向B池时重力做正功,减少的重力势能转化为其他形式的能;
(2)在电源外部,电场力对正电荷做正功,减少的电势能转化为其他形式的能;
(3)当抽水机将B中的水抽到A中的过程中,要克服水的重力做功,将其他形式的能转化为水的势能;
(4)在电源内部,要靠非静电力作用于正电荷克服电场力做功,将其他形式的能转化为电荷的电势能.
第3步 例证——典例印证,思维深化
 以下说法中正确的是(  )
A.在外电路和电源内部,正电荷都受静电力作用,所以能不断地定向移动形成电流
B.静电力与非静电力都可以使电荷移动,所以本质上都是使电荷的电势能减少
C.在电源内部,正电荷能从负极到达正极是因为电源内部只存在非静电力而不存在静电力
D.静电力移动电荷做功,电势能减小;非静电力移动电荷做功,电势能增加
【思路点拨】 对于闭合电路,电源内部,非静电力做功,将其他能转化为电能,在电源外部静电力做功将电能转化为其他能.
【解析】 在电源内部和外部都存在着由正极指向负极的电场,在电源外部,正电荷受静电力作用,能不断地定向移动形成电流,此过程静电力做正功使电荷的电势能减少,在电源内部,正电荷受静电力方向与移动方向相反,静电力不能使正电荷定向移动,而非静电力使正电荷由负极移动到正极,克服静电力做功,使电荷的电势能增加,故D正确.
【答案】 D
静电力与非静电力做功的区别
 非静电力只在电源内部对电荷做功,将其他形式的能转化为电能,但静电力在整个闭合电路上都要做功,将电能转化为其他形式的能,在整个电路上,非静电力做的功与静电力做的功相等.
第4步 巧练——精选习题,落实强化
1.(多选)关于电源的作用,下列说法中正确的是(  )
A.在电源内部把电子从负极搬运到正极
B.在电源内部把电子从正极搬运到负极
C.把电能转化为其他形式的能
D.把其他形式的能转化为电能
【解析】 在电源内部是非静电力驱使电子从正极流向负极做正功,静电力做负功,A错误,B正确;从能量守恒的角度看,电源内部把其他形式的能转化为电能,C错误,D正确.
【答案】 BD
2.(多选)关于电源,下列说法中正确的是(  )
A.电源可将其他形式的能转化为电能
B.在电源内部,其他形式的能转化为电能
C.在电源内部,电源依靠库仑力搬运电荷
D.电源就是产生电荷的装置
【解析】 电源是将其他形式的能转化为电能的装置,A对;在电源内部依靠非静电力做功将其他形式的能转化为电能,B对C错;电源能够不断移动电荷,不能产生电荷,D错.
【答案】 AB
学生分组探究二 对电动势的理解(深化理解)
第1步 探究——分层设问,破解疑难
1.非静电力做功越多,电动势越大吗?
2.电动势与移送电荷的多少有关吗?
第2步 结论——自我总结,素能培养
1.概念理解
(1)不同电源的电动势不同:
对于不同电源,电动势不同,表示将其他形式的能转化为电能的本领不同,其实质是非静电力做功的本领不同,即把相同数量的正电荷在电源内部从负极搬运到正极,非静电力做功的多少不同.
例如,蓄电池的电动势为2
V,表示在蓄电池内移送1
C的电荷时,可以将2
J的化学能转化为电能,而干电池电动势为1.5
V,表示在干电池内移送1
C的电荷时可将1.5
J的化学能转化为电能.
2.E=的理解
公式E=是电动势的定义式而不是决定式,E的大小与W和q无关,是由电源自身的性质决定的.
3.电动势E是标量
为了研究问题方便,规定电动势的方向为电源内部电流方向,即由电源负极指向正极,但电动势是标量.
第3步 例证——典例印证,思维深化
 铅蓄电池的电动势为2
V,一节干电池的电动势为1.5
V,将铅蓄电池和干电池分别接入电路,两个电路中的电流分别为0.1
A和0.2
A.试求两个电路都工作20
s,电源所消耗的化学能分别为多少?哪一个把化学能转化为电能的本领更大?
【思路点拨】 由能量守恒可知,消耗的化学能与电能的增加量相等(等于静电力做功的绝对值).
【解析】 对于铅蓄电池所在电路,20
s时间内通过的电荷量q1=I1t=2
C;对于干电池所在电路,20
s时间内通过的电荷量q2=I2t=4
C.
由电动势定义式E=,可得,电源消耗的化学能分别为W1=q1E1=4
J,W2=q2E2=6
J.
因为E1>E2,故铅蓄电池把化学能转化为电能的本领大.电动势表征电源的转化本领.
【答案】 4
J 6
J 铅蓄电池
在外电路中,静电力(电场力)做功将电能转化为其它形式的能.在内电路中,非静电力将其它形式的能转化为电能
.在整个回路中,两力做功相等.
第4步 巧练——精选习题,落实强化
3.下列有关电动势的说法正确的是(  )
A.电源的电动势跟电源内非静电力做的功成正比,跟通过的电荷量成反比
B.电动势的单位跟电压的单位一致,所以电动势就是电源两极间的电压
C.非静电力做功越多,电动势就越大
D.E=W/q只是电动势的定义式而非决定式,电动势的大小由电源内非静电力的特性决定
【解析】 电动势的关系式E=W/q是比值定义式而非决定式,不能说和W成正比和q成反比,故A错误;虽然电动势的单位跟电压的单位一致,但电动势是和非静电力所做的功对应的物理量,而电压是和静电力所做的功对应的物理量,故B错误;非静电力所做的功多少还和移动的电荷量有关,故选项C错误;D选项正确.
【答案】 D
4.一台发电机用0.5
A的电流向外输电,在2
min内有1800
J的机械能转化为电势能,则发电机的电动势为(  )
A.6
V       
B.30
V
C.120
V
D.12
V
【解析】 发电机是电源,将机械能转化为电势能.在2
min内它消耗了1800
J的机械能,转化为电势能,据此,可建立能量守恒方程:W=IEt,所以E==
V=30
V.故选项B正确.
【答案】 B
电动势E=与电势差U=的比较
电动势E=:W为非静电力将正电荷从负极经内电路移到正极所做的功,数值上等于该过程中消耗电源的化学能(或其他形式能);E为电源电动势,在数值上等于电源移动单位正电荷消耗的化学能(或其他形式能),其大小反映了电源把其他形式能转化为电能的本领.
电势差U=:W为电荷在电场中从一点移到另一点过程中电场力做的功,数值上等于电荷电势能的变化量:电势差U在数值上等于在电场中移动单位电荷电势能的变化量,反映把电势能转化为其他形式能的本领.电动势表征电源的性质,电势差表征电场的性质.
 有关电压与电动势的说法中正确的是(  )
A.电压与电动势的单位都是伏特,所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法
B.电动势就是电源两极间的电压
C.电动势公式E=中的W与电压U=中的W是一样的,都是电场力做的功
D.电动势与电压从能量转化的角度来说有本质的区别
【解析】 只有电路开路时,电动势才等于电源两端的电压值,对于E=及U=,前者表示非静电力做的功;后者表示电场力做的功,电动势和电压的意义不同,电动势反映电源把其他形式的能转化为电能的本领,而电压反映把电能转化成其他形式能的本领.综上所述,选项D正确.
【答案】 D
[易错分析] 本题易错选项及错误原因如下:
易错项
错因分析
A
因为电压与电动势的单位相同,就误认为两者是同一物理量,认识片面,没有认清、理解两概念的本质
B
电动势在数值上等于电路断开时,电源两极间的电压,但电路不断开时,两者不等,且在电路断开时,两者仅仅在数值上相等,也不是完全相同
C
对两公式中的W理解不够,实际上公式E=中的W为非静电力做的功,而U=中的W为电场力做的功
——[再演练应用]———————————————
 下列说法中正确的是(  )
A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压
B.电源的电动势在数值上等于两极间的电压
C.电源的电动势与电压的单位相同,但与电压有本质的区别
D.电动势越大,电源两极间的电压一定越高
【解析】 电动势与电压有本质的区别,二者单位相同.只有电源与外电路断开时,两极间的电压在数值上才与电动势相等.
【答案】 C《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
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
、板书设计
T-A.电动势
一、电荷定向移动的原因
1.静电力
2.非静电力
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
四、闭合电路中能量的转化
十教学反思
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.