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1、高二物理教案第一節(jié) 靜電現(xiàn)象的應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)1、 理解靜電感應(yīng)現(xiàn)象,知道靜電平衡條件;2、 理解靜電屏蔽重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn):靜電現(xiàn)象的應(yīng)用難點(diǎn):靜電感應(yīng)現(xiàn)象的解釋教具高壓起電機(jī)、多媒體教學(xué)過(guò)程一、靜電平衡的特點(diǎn)1、處于靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體,內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)處處為零。2、處于靜電平衡狀態(tài)的整個(gè)導(dǎo)體是個(gè)等勢(shì)體,它的表面是個(gè)等勢(shì)面。3、導(dǎo)體外表面處場(chǎng)強(qiáng)方向必跟該點(diǎn)的表面垂直。地球是一個(gè)極大的導(dǎo)體,可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài),所以它是一個(gè)等勢(shì)體。這是我們可以選大地做零電勢(shì)體的一個(gè)原因。二、閱讀課本了解本節(jié)內(nèi)容,并回答下列問(wèn)題:1、放電現(xiàn)象有哪些?2、什么是火花放電?什么是接地放電?3、尖端放電的原理是什么?4、尖端

2、放電的原理有何應(yīng)用?避雷針的發(fā)展歷史是怎樣的?5、靜電有哪些應(yīng)用? 6、  哪些地方應(yīng)該防止靜電?二、利用實(shí)驗(yàn)和錄像教學(xué):高壓起電機(jī)、電荷分布演示器、靜電現(xiàn)象(包括靜電復(fù)印、靜電除塵、靜電噴漆錄象)三、解決問(wèn)題1、火花放電和接地放電;2、火花放電是指物體上積累了電荷,且放電時(shí)出現(xiàn)火花的放電現(xiàn)象;接地放電是指為了防止物體上過(guò)量積累電荷,而用導(dǎo)體與大地連接,把電荷接入大地進(jìn)行時(shí)時(shí)放電的現(xiàn)象;3、尖端放電的原理:物體表面帶電密集的地方尖端,電場(chǎng)強(qiáng)度大,會(huì)把空氣分子“撕裂”,變?yōu)殡x子,從而導(dǎo)電;4、可以應(yīng)用到避雷針上;避雷針的發(fā)展史介紹富蘭克林與國(guó)王的避雷針“尖端”與“圓端”之爭(zhēng);5、靜電除

3、塵,靜電復(fù)印,靜電噴漆;6、靜電產(chǎn)生的火花能引起火災(zāi),如油罐、紡織廠、危險(xiǎn)制品等地方都必須避免靜電;四、練習(xí)1.如圖,在真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷A和B,電量分別為Q和2Q,它們相距L,如果在兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O有一個(gè)半徑為r(2rL)的空心金屬球,且球心位于O點(diǎn),則球殼上的感應(yīng)電荷在O點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)大小_ 方向_ 作業(yè)課后“問(wèn)題與練習(xí)1.2  靜電力 庫(kù)侖定律 【教學(xué)目的】(1)知道點(diǎn)電荷,體會(huì)科學(xué)研究中的理想模型方法。(2)了解兩種電荷間的作用規(guī)律,掌握庫(kù)侖定律的內(nèi)容及其應(yīng)用?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】掌握真空中點(diǎn)電荷間作用力大小的計(jì)算及方向的判定庫(kù)侖定律【教學(xué)難點(diǎn)】真空中點(diǎn)電荷間作用力為一對(duì)相

4、互作用力,遵從牛頓第三定律【教學(xué)媒體】1、 演示實(shí)驗(yàn):有機(jī)玻璃棒、絲綢、碎紙片、毛皮、橡膠棒、鋁箔包好的草球、表面光滑潔凈的絕緣導(dǎo)體、絕緣性好的絲線、絕緣性好的支架、鐵架臺(tái)。2、 課件:庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn)?zāi)M動(dòng)畫(huà)?!拘抡n導(dǎo)入】從上節(jié)課我們學(xué)習(xí)到同種電荷相吸引,異種電荷相排斥,這種靜電荷之間的相互作用叫做靜電力。力有大小、方向和作用點(diǎn)三要素,我們今天就來(lái)具體學(xué)習(xí)一下靜電力的特點(diǎn)。圖1【新課內(nèi)容】1. 靜電力的三要素的探究/點(diǎn)電荷模型(1) 靜電力的作用點(diǎn)作用在電荷上,如果電荷相對(duì)于物體不能自由移動(dòng),則所有電荷受力的合力就是帶電體的受力(可視為作用在物體的電荷中心上,怎么找電荷的中心呢?如果形狀規(guī)則的物

5、體所帶電荷又是均勻分布的話,電荷中心可看作在物體的幾何中心上。如:右圖1為一均勻帶電的環(huán)性物體,其電荷可看集中在圓心處)(2) 靜電力的方向沿著兩電荷的連線。(3) 靜電力的大小(電荷A對(duì)B與B對(duì)A的力等大反向,與所帶電荷多少無(wú)關(guān))i. 猜想:可能與哪些因素有關(guān),說(shuō)出猜測(cè)的理由?(與電荷所帶電量有關(guān),電量越大,力越大,理由放電導(dǎo)致電量減小后,驗(yàn)電器的金箔張角減小說(shuō)明斥力減??;也與電荷間的距離有關(guān),帶電物體靠近時(shí)才能吸引輕小物體,離的遠(yuǎn)時(shí)吸不起來(lái))ii. 定性實(shí)驗(yàn):如圖2,先把表面光滑潔凈的絕緣導(dǎo)體放在A處,然后把鋁箔包好的草球系在絲線下,分別用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒給導(dǎo)體和草球帶上正電,把草球先后

6、掛在P1、P2、P3的位置,帶電小球受到A 的作用力的大小可以通過(guò)絲線對(duì)豎直方向的偏角大小顯示出來(lái)。觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)帶電小球在P1、P2、P3 各點(diǎn)受到的A的作用力依次減小;再增大絲線下端帶電小球的電量,觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在同一位置小球受到的A的作用力增大了。教師總結(jié):該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了電荷之間的相互作用力大小與電量的大小、電荷間距離的大小有關(guān),電量越大,距離越近,作用力就越大;反之電量越小,距離越遠(yuǎn),作用力就越小。作用力的方向,可用同種電荷相斥,異種電荷相吸的規(guī)律確定。教師補(bǔ)充說(shuō)明,考慮到帶電體的受力是所帶電荷受力的合力的問(wèn)題,這個(gè)靜電力大小其實(shí)還會(huì)與物體的體積、形狀、電荷分布有關(guān)。因此,我們今天只研究一

7、個(gè)簡(jiǎn)化的模型點(diǎn)電荷。(回顧:質(zhì)點(diǎn)的概念,當(dāng)物體的形狀與兩物體間的距離相比可以忽略的時(shí)候,可以忽略物體的形狀和大小,將物體看做質(zhì)點(diǎn)。)板書(shū):1、當(dāng)帶電體的尺寸與它們之間的距離相比可以忽略的時(shí)候,可以將帶電體看作點(diǎn)電荷。什么是點(diǎn)電荷?簡(jiǎn)而言之,帶電的質(zhì)點(diǎn)就是點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷的電量、位置可以準(zhǔn)確地確定下來(lái)。正像質(zhì)點(diǎn)是理想的模型一樣,點(diǎn)電荷也是理想化模型。真正的點(diǎn)電荷是不存在的,但是,如果帶電體間的距離比它們的大小大得多,以致帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),這樣的帶電體就可以看成點(diǎn)電荷。均勻帶電球體或均勻帶電球殼也可看成一個(gè)處于該球球心,帶電量與該球相同的點(diǎn)電荷。iii. 如何設(shè)計(jì)實(shí)

8、驗(yàn)來(lái)尋找關(guān)系式?(方法控制變量)先要保持帶電物體的電荷大小不變,改變其距離,探究靜電力與距離的關(guān)系,然后再保持兩物體間距不變,改變電量,探究靜電力與電量大小的關(guān)系。問(wèn)題1如何測(cè)量靜電力的大小?(可參考前面定性實(shí)驗(yàn)的方法,將帶電體用細(xì)絲線吊起來(lái),就可從偏角的大小和重力的大小計(jì)算出電場(chǎng)力的大小。)問(wèn)題2如何改變電量?(可反復(fù)用與A完全相同的不帶電金屬球來(lái)接觸A,使A的電量不斷減為原來(lái)的1/2,1/4。iv. 庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn):(參考人教社的課本內(nèi)容)我國(guó)東漢時(shí)期就發(fā)現(xiàn)了電荷,并已定性掌握了電荷間的相互作用的規(guī)律。而進(jìn)一步將電荷間作用的規(guī)律具體化、數(shù)量化的工作,則是兩千年之后的法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵觯镁_

9、實(shí)驗(yàn)研究了靜止的點(diǎn)電荷間的相互作用力。于1785年發(fā)現(xiàn)了后來(lái)用他的名字命名的庫(kù)侖定律。試參照卡文笛許扭秤,說(shuō)出庫(kù)侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理。2. 庫(kù)侖定律(1) 庫(kù)侖定律的內(nèi)容和意義:庫(kù)侖實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是:在真空中兩個(gè)電荷間作用力跟它們的電量的乘積成正比,跟它們間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上,這就是庫(kù)侖定律。若兩個(gè)點(diǎn)電荷q1,q2靜止于真空中,距離為r,如圖3所示,則q1受到q2的作用力F12為板書(shū):2、庫(kù)侖定律(1)真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷的庫(kù)侖力(靜電力)q2受到q1 的作用力F21與F12互為作用力與反作用力,它們大小相等,方向相反,統(tǒng)稱靜電力,又叫庫(kù)侖力。若點(diǎn)電荷不是靜止的,而是存在相對(duì)運(yùn)

10、動(dòng),那么它們之間的作用力除了仍存在靜電力之外,還存在相互作用的磁場(chǎng)力。關(guān)于磁場(chǎng)力的知識(shí),今后將會(huì)學(xué)到。(2) 庫(kù)侖定律適用于真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力。板書(shū):(2)庫(kù)侖定律的適用條件:真空中,兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用。當(dāng)帶電體大小和它們之間的距離相比可以忽略時(shí),可理解為帶電體只為一點(diǎn),電荷集中于該點(diǎn),r即為兩個(gè)帶電體之間距離。這時(shí)可用庫(kù)侖定率。當(dāng)帶電體是均勻帶電的球體時(shí)也可使用庫(kù)侖定律,r可視為球心連線距離。不均勻就不能使用。當(dāng)帶電體大小與它們距離相比不可忽略時(shí),電荷不能視為集中一點(diǎn),r不能確定,不適用庫(kù)侖定律。這時(shí)要求兩帶電體間的相互作用,就要用到力的合成的辦法。例1:手冊(cè)P9/3:半

11、徑為R的兩個(gè)較大金屬球放在絕緣桌面上,若兩球都帶等量同種電荷Q時(shí)相互之間的靜電力為F1,兩球帶等量異種電荷Q和-Q時(shí)相互作用的靜電力為F2,則比較F1和F2的大小為:F1 F2。(3) 式中的K是非常重要的物理常數(shù),叫做靜電力恒量,數(shù)值為板書(shū):(3),這個(gè)大小是用實(shí)驗(yàn)方法確定的。其單位是由公式中的F、Q、r的單位確定的,使用庫(kù)侖定律計(jì)算時(shí),各物理量的單位必須是:F:N、Q:C、r:m。如果兩個(gè)1C的點(diǎn)電荷在真空中相距1m時(shí)產(chǎn)生的庫(kù)侖力是(大約一百萬(wàn)噸的物體的重)。(可見(jiàn),一方面庫(kù)侖是很大的單位,梳子和頭發(fā)摩擦的帶電量只有不到10-6C,但云層閃電前的電量可達(dá)幾百庫(kù)侖,另一方面也說(shuō)明靜電力比引力

12、強(qiáng)大的多。)(4) 公式計(jì)算時(shí)不要代入電量的符號(hào),因?yàn)橛?jì)算出的正負(fù)只能代表靜電力是吸引還是排斥,而不能揭示力的真正方向。而且公式, F是Q1對(duì)Q2的作用力,也是Q2對(duì)Q1的作用力的大小,是一對(duì)作用力和反作用力,即大小相等方向相反。不能理解為Q1¹Q2,受的力也不等。例2:已知點(diǎn)電荷A電量是B點(diǎn)電荷的2倍,則A對(duì)B作用力大小跟B對(duì)A作用力的比值為( C ) A.2:1B.1:2C.1:1D.不一定例3:兩個(gè)質(zhì)量都是m的小球,都用細(xì)線拴在同一點(diǎn),兩細(xì)線長(zhǎng)度相等,兩球都帶上正電荷,但甲球電量比乙球多,平衡時(shí)兩細(xì)線分別與豎直方向夾角為1和2,則二者相比,1_2。(答:=)(5) 庫(kù)侖力也稱為

13、靜電力,它具有力的共性。它與高一時(shí)學(xué)過(guò)的重力,彈力,摩擦力是并列的。它具有力的一切性質(zhì),它是矢量,合成分解時(shí)遵從平行四邊形法則,與其它的力平衡,使物體發(fā)生形變,產(chǎn)生加速度。3. 庫(kù)侖定律與萬(wàn)有引力定律的比較:庫(kù)侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一。它的建立既是實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),也是理論研究的成果。特別是力學(xué)中引力理論的發(fā)展,為靜電學(xué)和靜磁學(xué)提供了理論武器,使電磁學(xué)少走了許多彎路,直接形成了嚴(yán)密的定量規(guī)律。但是如果不是先有萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn),單靠實(shí)驗(yàn)具體數(shù)據(jù)的積累,不知要到何年才能得到嚴(yán)格的庫(kù)侖定律的表達(dá)式。實(shí)際上,整個(gè)靜電學(xué)的發(fā)展,都是在借鑒和利用引力理論的已有成果的基礎(chǔ)上取得的。我們將從下表中來(lái)系統(tǒng)的

14、認(rèn)識(shí)這兩大定律的關(guān)系,增強(qiáng)我們對(duì)這兩大定律的認(rèn)識(shí)與記憶,以便我們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)當(dāng)中更好的運(yùn)用。  萬(wàn)有引力庫(kù)侖力公式F=Gm1m2/r2F=Kq1q2/r2產(chǎn)生原因只要有質(zhì)量就有引力,因此稱為萬(wàn)有引力存在于電荷間,不光有吸引也可能有排斥相互作用吸引力與它們質(zhì)量積成正比庫(kù)侖力與它們的電量積成正比相似遵從牛頓第三定律與距離的關(guān)系為平方反比4. 庫(kù)侖定律的應(yīng)用例4:兩個(gè)完全相同的均勻帶電小球,分別帶電量q1=2C正電荷,q2=4C負(fù)電荷,在真空中相距為r且靜止,相互作用的靜電力為F。(1)今將q1、q2、r都加倍,相互作用力如何變?(作用力不變)(2)只改變兩電荷電性,相互作用力如何變?(作

15、用力不變)(3)只將r 增大4倍,相互作用力如何變?(作用力變?yōu)?F25,方向不變。)(4)將兩個(gè)小球接觸一下后,仍放回原處,相互作用力如何變?(接觸后電量先中和,后多余電量等分,作用力大小變?yōu)?F8,方向由原來(lái)的吸引變?yōu)橥瞥猓?)接上題,為使接觸后,靜電力大小不變應(yīng)如何放置兩球?(將帶電體間距離變?yōu)椋?。?:如圖所示,把質(zhì)量為0.2克的帶電小球A用絲線吊起,若將帶電量為4×10-8C的小球B靠近它,當(dāng)兩小球在同一高度時(shí)且相距3cm,絲線與豎直方向夾角為45°,此時(shí)小球B受到庫(kù)侖力F=_。小球A帶的電量qA=_。解析:根據(jù)題給的條件,可知小球A處于平衡狀態(tài),分析小球A受力

16、情況如下圖所示。小球重力mg。絲線拉力T和小球B對(duì)小球A的靜電力F的合力為零。(物體的平衡條件是關(guān)鍵)題中小球A,B都視為點(diǎn)電荷,它們之間相互吸引,其作用力大小=>小球B受到庫(kù)侖力與小球A受到庫(kù)侖力為作用力和反作用力,所以小球B受到的庫(kù)侖力大小為2×10-3N。小球A與小球B相互吸引,B帶正電,小球A帶負(fù)電,所以qA=-0.5×10-8C(負(fù)號(hào)不可缺少)例6:兩個(gè)正電荷q1與q2電量都是3C,靜止于真空中,相距r=2m。(1)在它們的連線AB的中點(diǎn)O放入正電荷Q,求Q受的靜電力。(2)在O點(diǎn)放入負(fù)電荷 Q,求Q受的靜電力。(1)(2)題電荷Q受力為零。)(3)在連線上

17、A點(diǎn)的左側(cè) C點(diǎn)放上負(fù)點(diǎn)電荷q3,q3=1C且AC=1m,求q3所受靜電力。解 當(dāng)一個(gè)點(diǎn)電荷受到幾個(gè)點(diǎn)電荷的靜電力作用時(shí),可用力的獨(dú)立性原理求解,即用庫(kù)侖定律計(jì)算每一個(gè)電荷的作用力,就像其他電荷不存在一樣,再求各力的矢量和。(3)q3受引力F31與引力F32,方向均向右,合力為: 例7:如上圖所示,等邊三角形ABC,邊長(zhǎng)為L(zhǎng),在頂點(diǎn)A、B處有等量異性點(diǎn)電荷QA,QB,,QA=+Q,QB=-Q,求在頂點(diǎn)C處的點(diǎn)電荷QC所受的靜電力。解析:分析QC受幾個(gè)力,確定各力大小和方向。因QB的存在QA對(duì)QC的作用力,還遵守庫(kù)侖定律嗎?QC題目中沒(méi)有交待電性,解答時(shí)就需考慮兩種情況,即QC為正電,QC為負(fù)電

18、。當(dāng)QC為正電時(shí),受力情況如中圖所示,QA、QB對(duì)QC的作用力大小和方向都不因其它電荷的存在而改變,仍然遵守庫(kù)侖定律的規(guī)律。QA對(duì)QC作用力:,同性電荷相斥。QB對(duì)QC作用力:,異性電荷相吸。QA=QB=QFA=FB根據(jù)平行四邊形法則,QC受的力F1即為FA、FB的合力,根據(jù)幾何知識(shí)可知,QC受力的大小,F(xiàn)1=FA=FB=,方向?yàn)槠叫蠥B連線向右。當(dāng)QC為負(fù)電時(shí),如圖3所示。方向平行AB連線向左。從本題解答可知:(1)靜電力合成分解時(shí)遵守平行四邊形法則。(2)題中不交待電性時(shí),需根據(jù)題給的條件判斷其電性,若不能判斷電性,應(yīng)按兩種情況處理。(3)求靜電力時(shí)要計(jì)算其大小還要回答力的方向。例8:相距

19、為L(zhǎng)的點(diǎn)電荷A、B的帶電量分為+4Q和-Q,要引進(jìn)第三個(gè)點(diǎn)電荷C,使三個(gè)點(diǎn)電荷在庫(kù)侖力作用下都能處于平衡狀態(tài),試求C電荷的電量和放置的位置?解析:如圖所示,首先分析點(diǎn)電荷C可能放置的位置,三個(gè)點(diǎn)電荷都處于平衡,彼此之間作用力必須在一條直線上,C只能在AB決定的直線上,不能在直線之外。而可能的區(qū)域有3個(gè),一是AB間,A與B帶異性電荷互相吸引,C電荷必須與A、B均產(chǎn)生推斥力,這不可能。二是在BA連線的延長(zhǎng)線上,此時(shí)C離A近,A帶電荷又多,不能同時(shí)使A、B處于平衡。三是AB延長(zhǎng)線,放B的右側(cè)能滿足A、B同時(shí)處于平衡,C同時(shí)也平衡。設(shè):點(diǎn)電荷C置于B的右側(cè)且距離B為x,帶電荷為q,則(A處于平衡) (

20、B處于平衡)解方程:q=4Q,x=L本題的解答過(guò)程,要求學(xué)生能熟練使用庫(kù)侖定律,物體的平衡條件。同時(shí)要求學(xué)生有比較強(qiáng)的分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力。1.1  靜電現(xiàn)象及其微觀解釋【教學(xué)目的】(1)掌握兩種電荷,了解摩擦起電和感應(yīng)起電,定性了解自然界僅有的兩種電荷間的作用特點(diǎn)(2)了解靜電現(xiàn)象及其在生產(chǎn)和生活中的運(yùn)用(3)了解電荷守恒規(guī)律。能用原子結(jié)構(gòu)和電荷守恒規(guī)律解釋靜電現(xiàn)象 【教學(xué)重點(diǎn)】感應(yīng)起電的方法和原理/電荷守恒定律【教學(xué)難點(diǎn)】感應(yīng)起電的原理運(yùn)用電場(chǎng)有關(guān)知識(shí),分析、推理出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的成因【教學(xué)媒體】  實(shí)驗(yàn)器材:有機(jī)玻璃棒、絲綢、碎紙片、毛皮、橡膠棒、驗(yàn)電器、AB

21、筒,摩擦起電機(jī) 【教學(xué)安排】【新課導(dǎo)入】演示摩擦起電機(jī)的人造閃電(激發(fā)學(xué)生的興趣),讓學(xué)生分析原因。這是一種靜電現(xiàn)象,我們不少同學(xué)覺(jué)得電既神秘又危險(xiǎn),對(duì)電存在很多錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí),甚至覺(jué)得帶電就不能碰。其實(shí)不然,播放視頻靜電使長(zhǎng)發(fā)飄起來(lái)。反之在某節(jié)目中主持人說(shuō)電流電死人大約要1A左右,其實(shí)只要幾個(gè)mA就能電死人了。所以作為現(xiàn)代生活在電器時(shí)代的我們更要好好學(xué)習(xí)電學(xué)。因?yàn)檫@不僅是常識(shí),還是生存的能力。     人類從很早就認(rèn)識(shí)了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象,例如我國(guó)在戰(zhàn)國(guó)末期就發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦有吸引鐵的現(xiàn)象。在東漢初年就有帶電的琥珀吸引輕小物體的文字記載,但是人類對(duì)電磁現(xiàn)象的系統(tǒng)研究卻是在歐

22、洲文藝復(fù)興之后才逐漸開(kāi)展起來(lái)的,到十九世紀(jì)才建立了完整的電磁理論。電磁學(xué)及其應(yīng)用對(duì)人類的影響十分巨大,在電磁學(xué)研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的電能生產(chǎn)和利用,是歷史上的一次技術(shù)革命,是人類改造世界能力的飛躍,打開(kāi)了電氣化時(shí)代的大門(mén)。     工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通、通訊、國(guó)防、科學(xué)研究和日常生活都離不開(kāi)電。在當(dāng)前出現(xiàn)的新技術(shù)中,起帶頭作用的是在電磁學(xué)研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的微電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)。它們被廣泛應(yīng)用于各種新技術(shù)領(lǐng)域,給人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了深刻的變化。為了正確地利用電,就必須懂得電的知識(shí)。在初中我們學(xué)過(guò)一些電的知識(shí),現(xiàn)在再進(jìn)一步較深入地學(xué)習(xí)。【新課內(nèi)容】 (二) 

23、研究?jī)煞N電荷及摩擦起電的成因(主要是回顧初中的知識(shí))1. 實(shí)驗(yàn)一:用橡膠棒與毛皮摩擦后,放于碎紙片附近觀察橡膠棒吸引碎紙片情況。提問(wèn)一:為什么橡膠棒會(huì)吸引碎紙片?答:橡膠棒與絲綢摩擦后就帶電了,帶電物體會(huì)吸引輕小物體。若將橡膠棒摩擦過(guò)的毛皮靠近碎紙片,會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?答:毛皮帶上正電,也會(huì)吸引輕小物體。教師用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生的判斷。提問(wèn)二:注意觀察帶電橡膠棒吸引碎紙片情況,會(huì)發(fā)現(xiàn)被橡膠棒吸起的紙片中,較大的紙片先落下來(lái),這是為什么?答:帶電體在空氣中不斷放電,使它帶電量不斷減少,因而吸引輕小物體的力也相應(yīng)減小,所以較大紙片先落下來(lái)。師:在初中的學(xué)習(xí)中,我們已經(jīng)知道,自然界存在兩種電荷,叫

24、做正電荷與負(fù)電荷。用毛皮摩擦橡膠棒,用絲綢摩擦有機(jī)玻璃棒后,橡膠棒帶負(fù)電,毛皮帶正電,有機(jī)玻璃棒帶正電,絲綢帶負(fù)電。物體帶電后,能吸引輕小物體,而且?guī)щ娫蕉?,吸引力就越大,這種摩擦起電是怎么形成的呢?答:物體是由帶正電的原子核和核外電子構(gòu)成的。摩擦使物體中的正負(fù)電荷分開(kāi)。(不帶電物體,正負(fù)電荷等量)失去一些電子的物體帶正電。得到一些電子的物體帶負(fù)電。師:對(duì),我們可以看到這又是一個(gè)守恒的過(guò)程。即:電荷守恒:電荷不能創(chuàng)造,不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。反之,如果正電荷和負(fù)電荷相接觸呢?答:會(huì)中和。電量消失。師:很好,中和就是等量異種電荷相互抵消的現(xiàn)象。師

25、:電子帶有最小的負(fù)電荷,質(zhì)子帶有最小的正電荷,它們電量的絕對(duì)值相等,一個(gè)電子電量e=1.6×1019C。任何帶電物體所帶電量要么等于電子(或質(zhì)子)電量,要么是它們的整數(shù)倍,因此,把1.6×1019C稱為基元電荷。板書(shū):一、電荷與電量1、自然界只存在兩種電荷,叫做正電荷與負(fù)電荷。2、電荷守恒:電荷不能創(chuàng)造,不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。3、電荷的多少叫電量,電量的單位是庫(kù)侖。帶電體的電量q=Ne(N為整數(shù))。e=1.6×1019C稱為基元電荷。 (三) 研究?jī)煞N電荷間的相互作用及接觸起電。提問(wèn)三:除了吸引輕小物體

26、外,還可以用什么方法來(lái)檢驗(yàn)物體是否帶電?答:用驗(yàn)電器。將待檢驗(yàn)物體接觸驗(yàn)電器的金屬球,若驗(yàn)電器的金屬箔片張開(kāi),就說(shuō)明物體帶電。師:為什么帶電物體會(huì)使下方的金屬箔片張開(kāi)呢?答:兩箔片帶上了與接觸物體同種的電荷,電荷間作用的規(guī)律是同種電荷相斥,異種電荷相吸。因而兩箔片互相排斥。師:兩箔片為什么會(huì)帶上與接觸物體同種的電荷?能解釋一下嗎?答:驗(yàn)電器的金屬球與箔片都是金屬,金屬具有大量自由電子,帶負(fù)電的物體接觸金屬球時(shí),多余的電子彼此排斥,跑到了離金屬球與箔片的表面上。而帶正電的物體缺少電子,箔片上的電子將過(guò)來(lái)補(bǔ)充,導(dǎo)致箔片上也缺電子而帶正電。師:所以用接觸的辦法得到的是與原物體同種的電荷。大家也可以用

27、這樣的方法來(lái)解釋中和的現(xiàn)象。如果兩個(gè)一模一樣的金屬物質(zhì)相接觸,它們的電荷就要平均分配到兩個(gè)物體上去,即 (式中q含正負(fù)號(hào))。例1:兩個(gè)完全一樣的絕緣金屬球,A帶電量Q,B帶電量-2Q,將AB相觸后分開(kāi),AB分別帶多少電量?(都是-Q/2)例2:有三個(gè)完全一樣的絕緣金屬球,A帶電量Q,BC均不帶電,怎樣能使B帶上3Q/8的電量?(先AC碰,然后BC碰,再AB碰)板書(shū):二、電荷的相互作用: 同種電荷相斥,異種電荷相吸。三、起電方式:摩擦起電        接觸起電        感應(yīng)起電(四) 研究靜電感應(yīng)現(xiàn)

28、象和感應(yīng)起電提問(wèn):不用接觸,能否用一個(gè)帶電體A使另一個(gè)原本不帶電的物體B帶上電荷呢? 實(shí)驗(yàn)方法一:使A帶電,B、C端將出現(xiàn)感應(yīng)電荷,把B、C分開(kāi),各自出現(xiàn)凈電荷,從而帶電。操作:利用起電機(jī)使絕緣金屬球帶電,從而產(chǎn)生電場(chǎng),把感應(yīng)電機(jī)靠近A擺放,且接觸良好。將不帶電驗(yàn)電球A先與B接觸,再與驗(yàn)電器金屬球D接觸,如此反復(fù),可見(jiàn)D金屬箔張開(kāi)。同樣,可讓A與C接觸,再與E接觸,反復(fù)幾次,可見(jiàn)E金屬箔也張開(kāi)。由此可知B、C兩端帶電。此時(shí),若將A上電荷放掉,讓A與C接觸后與D接觸,反復(fù)幾次,可見(jiàn)D金屬箔張角變小,可見(jiàn)B、C兩端電荷異號(hào)。板書(shū)并解釋: 四、靜電感應(yīng)(1)什么叫靜電感應(yīng):將不帶電的導(dǎo)體靠近帶電體時(shí)

29、,其自由電荷發(fā)生帶電體電荷的作用下,發(fā)生定向移動(dòng),從而重新分布,在其表面不同部分出現(xiàn)了正、負(fù)電荷的現(xiàn)象。分析實(shí)驗(yàn):可根據(jù)同性相斥、異性相吸,指出本實(shí)驗(yàn)中距A近端(B端)有與A異號(hào)的電荷,距A遠(yuǎn)端(C端)電荷與A同號(hào)。播放課件靜電感應(yīng)現(xiàn)象的微觀解釋實(shí)驗(yàn)方法二:如圖所示,A帶正電,若感應(yīng)電機(jī)C端接地,問(wèn)B、C端各帶什么電荷?(B端帶負(fù)電荷,C端無(wú)凈電荷)若此時(shí)斷開(kāi) C與地的連線,B、C端帶什么電荷?(B端負(fù)電荷,C端無(wú)電荷)整個(gè)導(dǎo)體凈余什么電荷?(負(fù)電荷)若B端接地,整個(gè)導(dǎo)體凈余什么電荷?(負(fù)電荷)教師實(shí)驗(yàn)演示。(接地可用手接觸來(lái)代替)歸納過(guò)程:將不帶電導(dǎo)體B靠近帶電體A;用手輕觸B(隨便哪一端)

30、;將手移開(kāi);挪開(kāi)A;B上帶與A相反的電荷。注意:操作順序不能反。關(guān)于手指觸碰哪一端的問(wèn)題,可參考學(xué)習(xí)手冊(cè)P3/例例:學(xué)習(xí)手冊(cè)P4/4:驗(yàn)電器早已帶正電,現(xiàn)將一導(dǎo)體球移近驗(yàn)電器的小球,但不接觸,在移動(dòng)過(guò)程中箔片張角減小,則:(D)(可能帶負(fù)電,也可能不帶電)A  球P一定帶正電   B   球P一定帶負(fù)電   C 球P一定不帶電       D 球P可能不帶電  例:利用靜電感應(yīng)的知識(shí)解釋帶電體為什么會(huì)吸引輕小物體?(提示:電荷作用力的大小還與遠(yuǎn)近有關(guān),越近

31、作用力越大。)(五) 靜電的防護(hù)與利用(自學(xué)為主,課上閱讀歸納)1. 利用1) 吸附功能;可用于除塵、噴涂等2)殺菌功能:處理種子,處理水,3)放電產(chǎn)生臭氧:強(qiáng)氧化劑,可殺菌2.防止危害放電導(dǎo)致火花,電擊等危害 預(yù)防方法盡快導(dǎo)走靜電(利用金屬或潮濕的空氣導(dǎo)電)                射線照射,使空氣電離導(dǎo)電2.10簡(jiǎn)單的邏輯電路教學(xué)目標(biāo)(一)知識(shí)與技能1、知道數(shù)字電路和模擬電路的概念,了解數(shù)字電路的優(yōu)點(diǎn)。2、知道“與”門(mén)、“或”門(mén)、“非”門(mén)電路的特征、邏輯關(guān)系及表示法。3、初步

32、了解“與”門(mén)、“或”門(mén)、“非”門(mén)電路在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用(二)過(guò)程與方法突出學(xué)生自主探究、交流合作為主體的學(xué)習(xí)方式。(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、感受數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)代生活的巨大改變;2、體驗(yàn)物理知識(shí)與實(shí)踐的緊密聯(lián)系;教學(xué)重點(diǎn)三種門(mén)電路的邏輯關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)數(shù)字信號(hào)和數(shù)字電路的意義。教學(xué)方法探究、講授、討論、練習(xí)教學(xué)手段聲光控感應(yīng)燈、投影儀、多媒體教學(xué)設(shè)備、三種門(mén)電路演示示教板、電壓表等教學(xué)過(guò)程(一)引入新課 (1)演示:一盞神奇的燈接通電源,燈不亮;有聲,燈不亮;擋住光線,全場(chǎng)安靜,燈不亮;擋住光線,拍手,燈亮。點(diǎn)評(píng):通過(guò)演示聲光控感應(yīng)燈,引發(fā)學(xué)生好奇心理和探究欲望。(2)教師簡(jiǎn)介:身邊的“數(shù)字”話題

33、:數(shù)碼產(chǎn)品、數(shù)字電視、DIS實(shí)驗(yàn)、家電等。這些電器中都包含了“智能”化邏輯關(guān)系,今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的邏輯電路。(二)進(jìn)行新課教師介紹:A、數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)(1)數(shù)字信號(hào)在變化中只有兩個(gè)對(duì)立的狀態(tài):“有”,或者“沒(méi)有”。而模擬信號(hào)變化則是連續(xù)的。(2)調(diào)節(jié)收音機(jī)的音量,聲音連續(xù)變化,聲音信號(hào)是“模擬”量。(3)圖示數(shù)字信號(hào)和模擬信息:點(diǎn)評(píng):引導(dǎo)學(xué)生了解數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的不同特征。B、數(shù)字電路 邏輯電路 門(mén)電路 數(shù)學(xué)信號(hào)的0和1好比是事物的“是”與“非”,而處理數(shù)字信號(hào)的電路稱數(shù)字電路,因此,數(shù)字電路就有了判別“是”與“非”的邏輯功能。下面我們將學(xué)習(xí)數(shù)字電路中最基本的邏輯電路-門(mén)電路。 1、

34、“與”門(mén)教師介紹:所謂“門(mén)”,就是一種開(kāi)關(guān),在一定條件下它允許信號(hào)通過(guò),如果條件不滿足,信號(hào)就被阻擋在“門(mén)”外。教師:(投影)教材圖2.10-2引導(dǎo)學(xué)生分析開(kāi)關(guān)A、B對(duì)電路的控制作用。體會(huì)“與”邏輯關(guān)系。思考與討論:談?wù)勆钪心男┦吕w現(xiàn)了“與”邏輯關(guān)系。教師指出:具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為“與”門(mén)電路,簡(jiǎn)稱“與”門(mén)。符號(hào):。(1)“與”邏輯關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá),尋找“與”電路的真值表把開(kāi)關(guān)接通定義為1,斷開(kāi)定義為0,燈泡亮為1,熄為0,圖2.10-2的情況可以用表2的數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述。這種表格稱為真值表。投影:(2)總結(jié)“與”邏輯關(guān)系:有兩個(gè)控制條件作用會(huì)產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果,當(dāng)兩個(gè)條件都滿足時(shí),結(jié)果才會(huì)

35、成立,這種關(guān)系稱為“與”邏輯關(guān)系。點(diǎn)評(píng):讓學(xué)生理解數(shù)字信號(hào)“與”邏輯關(guān)系間的聯(lián)系,對(duì)“與”邏輯關(guān)系的仔細(xì)分析,理解記住“與”邏輯的真值表。(3)演示“與”門(mén)電路實(shí)驗(yàn),如圖2.10-5。通過(guò)示范性的操作演示講解,理解“與”門(mén)電路實(shí)現(xiàn)“與”關(guān)系處理的電路原理,為下階段探究“或”關(guān)系及“或”電路作準(zhǔn)備。(4)聲、光控感應(yīng)燈的再討論:2、“或”門(mén)鎖門(mén)方式的討論,引入“或”門(mén):家中的門(mén)鎖能用“與”的關(guān)系嗎?學(xué)生討論:不能用“與”的關(guān)系。教師:(投影)教材圖2.10-6引導(dǎo)學(xué)生分析開(kāi)關(guān)A、B對(duì)電路的控制作用。體會(huì)“或”邏輯關(guān)系。教師指出:具有“或”邏輯關(guān)系的電路稱為“或”門(mén)電路,簡(jiǎn)稱“或”門(mén)。符號(hào):。(1

36、)“或”邏輯關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá),尋找“或”電路的真值表把開(kāi)關(guān)接通定義為1,斷開(kāi)定義為0,燈泡亮為1,熄為0,將表3制成表4。表4就是反映“或”門(mén)輸入輸出關(guān)系的真值表。投影:(2)總結(jié)“或”邏輯關(guān)系:在幾個(gè)控制條件中,只要有一個(gè)條件得到滿足,結(jié)果就會(huì)發(fā)生。這種關(guān)系稱為“或”邏輯關(guān)系。點(diǎn)評(píng):讓學(xué)生理解數(shù)字信號(hào)“或”邏輯關(guān)系間的聯(lián)系,對(duì)“或”邏輯關(guān)系的仔細(xì)分析,理解記住“或”邏輯的真值表。(3)演示“或”門(mén)電路實(shí)驗(yàn),如圖2.10-8。點(diǎn)評(píng):通過(guò)示范性的操作演示講解,理解“或”門(mén)電路實(shí)現(xiàn)“或”關(guān)系處理的電路原理,為下階段探究“非”關(guān)系及“非”電路作準(zhǔn)備。3、“非”門(mén)教師:(投影)教材圖2.10-9引導(dǎo)學(xué)生

37、分析開(kāi)關(guān)A對(duì)電路的控制作用。體會(huì)“非”邏輯關(guān)系。教師:仍然把開(kāi)關(guān)接通定義為1,斷開(kāi)定義為0,燈泡亮為1,熄為0,請(qǐng)同學(xué)們自己探究輸入與輸出間的關(guān)系。說(shuō)明什么是“非”邏輯。學(xué)生:討論,得出結(jié)論:輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)成相反的邏輯關(guān)系,叫做“非”邏輯。教師指出:具有“非”邏輯關(guān)系的電路稱為“非”門(mén)電路,簡(jiǎn)稱“非”門(mén)。符號(hào):。教師:請(qǐng)同學(xué)們自己畫(huà)出“非”門(mén)的真值表。如下表。教師:介紹集成電路的優(yōu)點(diǎn)。讓學(xué)生了解幾個(gè)“或”門(mén)的集成電路和幾個(gè)“非”門(mén)的集成電路的外引線圖。投影:演示“非”門(mén)電路實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖2.10-13。(三)實(shí)例探究投影:教師引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)例題的分析和求解,通過(guò)實(shí)例分析加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解

38、。 課 題2.7閉合電路的歐姆定律 課 型新授課 教 學(xué) 目 標(biāo) (一)知識(shí)與技能1、能夠推導(dǎo)出閉合電路歐姆定律及其公式,知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和。2、理解路端電壓與負(fù)載的關(guān)系,知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá),并能用來(lái)分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。3、掌握電源斷路和短路兩種特殊情況下的特點(diǎn)。知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。4、熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律解決有關(guān)的電路問(wèn)題。5、理解閉合電路的功率表達(dá)式,知道閉合電路中能量的轉(zhuǎn)化。(二)過(guò)程與方法1、通過(guò)演示路端電壓與負(fù)載的關(guān)系實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生利用“實(shí)驗(yàn)研究,得出結(jié)論”的探究物理規(guī)律的科學(xué)思路和方法。2、通過(guò)利用閉合電路

39、歐姆定律解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)本節(jié)課教學(xué),加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),通過(guò)探究物理規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)1、推導(dǎo)閉合電路歐姆定律,應(yīng)用定律進(jìn)行有關(guān)討論。2、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系難點(diǎn)路端電壓與負(fù)載的關(guān)系教 學(xué) 方 法 演示實(shí)驗(yàn),討論、講解教 學(xué) 手 段 滑動(dòng)變阻器、電壓表、電流表、電鍵、導(dǎo)線若干、投影儀、多媒體電腦 教學(xué)活動(dòng)(一)引入新課教師:前邊我們知道電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。只有用導(dǎo)線將電源、用電器連成閉合電路,電路中才有電流。那么電路中的電流大小與哪些因素有關(guān)?電源提

40、供的電能是如何在閉合電路中分配的呢?今天我們就學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)。(二)進(jìn)行新課1、閉合電路歐姆定律教師:(投影)教材圖2.7-1(如圖所示)教師:閉合電路是由哪幾部分組成的?學(xué)生:內(nèi)電路和外電路。教師:在外電路中,沿電流方向,電勢(shì)如何變化?為什么?學(xué)生:沿電流方向電勢(shì)降低。因?yàn)檎姾傻囊苿?dòng)方向就是電流方向,在外電路中,正電荷受靜電力作用,從高電勢(shì)向低電勢(shì)運(yùn)動(dòng)。教師:在內(nèi)電路中,沿電流方向,電勢(shì)如何變化?為什么?學(xué)生(代表):沿電流方向電勢(shì)升高。因?yàn)殡娫磧?nèi)部,非靜電力將正電荷從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處。教師:這個(gè)同學(xué)說(shuō)得確切嗎?學(xué)生討論:如果電源是一節(jié)干電池,在電源的正負(fù)極附近存在著化學(xué)反應(yīng)層,反應(yīng)

41、層中非靜電力(化學(xué)作用)把正電荷從電勢(shì)低處移到電勢(shì)高處,在這兩個(gè)反應(yīng)層中,沿電流方向電勢(shì)升高。在正負(fù)極之間,電源的內(nèi)阻中也有電流,沿電流方向電勢(shì)降低。教師:(投影)教材圖2.7-2(如圖所示)內(nèi)、外電路的電勢(shì)變化。教師:引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)閉合電路的歐姆定律??砂匆韵滤悸愤M(jìn)行:設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,外電路電阻為R,閉合電路的電流為I,(1)寫(xiě)出在t時(shí)間內(nèi),外電路中消耗的電能E外的表達(dá)式;(2)寫(xiě)出在t時(shí)間內(nèi),內(nèi)電路中消耗的電能E內(nèi)的表達(dá)式;(3)寫(xiě)出在t時(shí)間內(nèi),電源中非靜電力做的功W的表達(dá)式;學(xué)生:(1)E外=I2Rt(2)E內(nèi)=I2rt(3)W=Eq=EIt根據(jù)能量守恒定律,W= E外+E內(nèi)即

42、EIt =I2Rt+ I2rt整理得:E =IR+ Ir或者教師(幫助總結(jié)):這就是閉合電路的歐姆定律。(1)內(nèi)容:閉合電路中的電流跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比,這個(gè)結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。(2)公式:I=(3)適用條件:外電路是純電阻的電路。根據(jù)歐姆定律,外電路兩端的電勢(shì)降落為U外=IR,習(xí)慣上成為路端電壓,內(nèi)電路的電勢(shì)降落為U內(nèi)=Ir,代入E =IR+ Ir得該式表明,電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)外電路電勢(shì)降落之和。2、路端電壓與負(fù)載的關(guān)系教師:對(duì)給定的電源,E、r均為定值,外電阻變化時(shí),電路中的電流如何變化?學(xué)生:據(jù)I=可知,R增大時(shí)I減?。籖減小時(shí)I增大。教師:外電阻增大時(shí),

43、路端電壓如何變化?學(xué)生:有人說(shuō)變大,有人說(shuō)變小。教師:實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的惟一標(biāo)準(zhǔn),讓我們一起來(lái)做下面的實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn):探討路端電壓隨外電阻變化的規(guī)律。(1)投影實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示。(2)按電路圖連接電路。(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,改變外電路的電阻,觀察路端電壓怎樣隨電流(或外電阻)而改變。學(xué)生:總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:當(dāng)外電阻增大時(shí),電流減小,路端電壓增大;當(dāng)外電阻減小時(shí),電流增大,路端電壓減小。教師:下面用前面學(xué)過(guò)的知識(shí)討論它們之間的關(guān)系。路端電壓與電流的關(guān)系式是什么?學(xué)生:U=E-Ir教師:就某個(gè)電源來(lái)說(shuō),電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r是一定的。當(dāng)R增大時(shí),由得,I減小,由U=E-Ir,路端電壓增大。反之,當(dāng)R減小時(shí),

44、由得,I增大,由U=E-Ir,路端電壓減小。拓展:討論兩種特殊情況:教師:剛才我們討論了路端電壓跟外電阻的關(guān)系,請(qǐng)同學(xué)們思考:在閉合電路中,當(dāng)外電阻等于零時(shí),會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?學(xué)生:發(fā)生短路現(xiàn)象。教師:發(fā)生上述現(xiàn)象時(shí),電流有多大?學(xué)生:當(dāng)發(fā)生短路時(shí),外電阻R=0,U外=0,U內(nèi)=E=Ir,故短路電流I=。教師:一般情況下,電源內(nèi)阻很小,像鉛蓄電池的內(nèi)阻只有0.005 0.1 ,干電池的內(nèi)阻通常也不到1 ,所以短路時(shí)電流很大,很大的電流會(huì)造成什么后果?學(xué)生:可能燒壞電源,甚至引起火災(zāi)。教師:實(shí)際中,要防止短路現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)外電阻很大時(shí),又會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢?學(xué)生:斷路。斷路時(shí),外電阻R,電流I=0,

45、U內(nèi)=0,U外=E。教師:電壓表測(cè)電動(dòng)勢(shì)就是利用了這一原理。3、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用(投影)教師引導(dǎo)學(xué)生分析解決例題。討論:電源的UI圖象教師:根據(jù)U=E-Ir,利用數(shù)學(xué)知識(shí)可以知道路端電壓U是電流I的一次函數(shù),同學(xué)們能否作出UI圖象呢?學(xué)生:路端電壓U與電流I的關(guān)系圖象是一條向下傾斜的直線。投影:UI圖象如圖所示。教師:從圖象可以看出路端電壓與電流的關(guān)系是什么?學(xué)生:U隨著I的增大而減小.教師:直線與縱軸的交點(diǎn)表示的物理意義是什么?直線的斜率呢?學(xué)生:直線與縱軸的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)E,直線的斜率的絕對(duì)值表示電源的內(nèi)阻。(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題:1、電源

46、的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒(méi)有接入電路時(shí)兩極間的電壓。電源電動(dòng)勢(shì)等于閉合電路內(nèi)、外電阻上的電勢(shì)降落U內(nèi)和U外之和,即E=U內(nèi)+U外。2、閉合電路的歐姆定律的內(nèi)容及公式。3、路端電壓隨著外電阻的增大而增大,隨著外電阻的減小而減小。4、路端電壓與電流的關(guān)系式為U=E-Ir,其UI圖線是一條傾斜的直線。(四)實(shí)例探究電路結(jié)構(gòu)變化問(wèn)題的討論【例1】在如圖所示的電路中,R1=10 ,R2=20 ,滑動(dòng)變阻器R的阻值為050 ,當(dāng)滑動(dòng)觸頭P由I向b滑動(dòng)的過(guò)程中,燈泡L的亮度變化情況是_A.逐漸變亮B.逐漸變暗C.先變亮后變暗D.先變暗后變亮解析:燈泡的亮度由燈的實(shí)際功率大小決定.電燈燈絲電阻不變,研究通過(guò)燈絲電流的

47、大小可知燈的亮度.電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r不變,通過(guò)燈泡電流由外電路總電阻決定。外電阻是由滑動(dòng)變阻器連入電路部分的電阻決定的,當(dāng)滑動(dòng)觸頭由a向b滑動(dòng)過(guò)程中,滑動(dòng)變阻器連入電路部分的電阻增大,總電阻增大,總電流I=減少,燈泡的實(shí)際功率PL=I2RL減小,燈泡變暗。綜上所述,選項(xiàng)B正確。閉合電路歐姆定律的定量應(yīng)用【例2】 如圖所示電路中,R1=0.8,R3=6,滑動(dòng)變阻器的全值電阻R2=12 ,電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V,內(nèi)阻r=0.2 ,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在變阻器中央位置時(shí),閉合開(kāi)關(guān)S,電路中的電流表和電壓表的讀數(shù)各是多少?解析:外電路的總電阻為R=+0.8=3.8根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,電路中的總電流

48、為I= A=1.5 A即電流表A1的讀數(shù)為1.5 A對(duì)于R2與R3組成的并聯(lián)電路,根據(jù)部分電路歐姆定律,并聯(lián)部分的電壓為U2=I·R并=I·=1.5×3 V=4.5 V即電壓表V2的讀數(shù)為4.5 V對(duì)于含有R2的支路,根據(jù)部分電路歐姆定律,通過(guò)R2的電流為I2= A=0.75 A即電流表A2的讀數(shù)為0.75 A電壓表V1測(cè)量電源的路端電壓,根據(jù)E=U外+U內(nèi)得U1=E-Ir=6 V-1.5×0.2 V=5.7 V即電壓表V1的讀數(shù)為5.7 V.點(diǎn)評(píng):1.電路中的電流表、電壓表均視為理想電表(題中特別指出的除外),即電流表內(nèi)阻視為零,電壓表內(nèi)阻視為無(wú)窮大。

49、2.解答閉合電路問(wèn)題的一般步驟:(1)首先要認(rèn)清外電路上各元件的串并聯(lián)關(guān)系,必要時(shí),應(yīng)進(jìn)行電路變換,畫(huà)出等效電路圖。(2)解題關(guān)鍵是求總電流I,求總電流的具體方法是:若已知內(nèi)、外電路上所有電阻的阻值和電源電動(dòng)勢(shì),可用全電路歐姆定律(I=)直接求出I;若內(nèi)外電路上有多個(gè)電阻值未知,可利用某一部分電路的已知電流和電壓求總電流I;當(dāng)以上兩種方法都行不通時(shí),可以應(yīng)用聯(lián)立方程求出I。(3)求出總電流后,再根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)或部分電路歐姆定律求各部分電路的電壓和電流。學(xué) 生 活 動(dòng)1.8電容器的電容三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能(1)知道什么是電容器及常見(jiàn)的電容器;(2)知道電場(chǎng)能的概念,知道電容器充電和

50、放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)換;(3)理解電容器電容的概念及定義式,并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算;(4)知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān),掌握平行板電容器的決定式并能運(yùn)用其討論有關(guān)問(wèn)題。2、過(guò)程與方法:結(jié)合實(shí)物觀察與演示,在計(jì)算過(guò)程中理解掌握電容器的相關(guān)概念、性質(zhì)。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀:體會(huì)電容器在實(shí)際生活中的廣泛應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生探究新事物的興趣。 教學(xué)重點(diǎn):掌握電容器的概念、定義式及平行板電容器的電容。 教學(xué)難點(diǎn):電容器的電容的計(jì)算與應(yīng)用。教學(xué)過(guò)程:第8節(jié) 電容器的電容(一)復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)要點(diǎn):場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)能、電勢(shì)、電勢(shì)差等。 (二)新課教學(xué)展示各種電容器,并做解釋:這是一種能容納電荷的容器,今天學(xué)習(xí)電容器以及描

51、述它容納電荷本領(lǐng)的物理量電容。1、電容器(1)構(gòu)造:任何兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成一個(gè)電容器。(2)電容器的充電、放電充電操作:把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連,另一個(gè)極板與負(fù)極相連,兩個(gè)極板上就分別帶上了等量的異種電荷。這個(gè)過(guò)程叫做充電。充電現(xiàn)象:從靈敏電流計(jì)可以觀察到短暫的充電電流。充電后,切斷與電源的聯(lián)系,兩個(gè)極板間有電場(chǎng)存在,充電過(guò)程中由電源獲得的電能貯存在電場(chǎng)中,稱為電場(chǎng)能。放電操作:把充電后的電容器的兩個(gè)極板接通,兩極板上的電荷互相中和,電容器就不帶電了,這個(gè)過(guò)程叫放電。放電現(xiàn)象:從靈敏電流計(jì)可以觀察到短暫的放電電流。放電后,兩極板間不存在電場(chǎng),電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式

52、的能量。提問(wèn):電容器在充、放電的過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么? 待學(xué)生討論后總結(jié)如下:充電帶電量Q增加,板間電壓U增加,板間場(chǎng)強(qiáng)E增加,電能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能。放電帶電量Q減少,板間電壓U減少,板間場(chǎng)強(qiáng)E減少,電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能。2、電容與水容器類比后得出:對(duì)于給定電容器,相當(dāng)于給定柱形水容器。C類比于橫截面積S。在C一定情況下,Q正比于U。Q=CU,這是量度式,不是關(guān)系式。(1)定義:電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢(shì)差U的比值,叫做電容器的電容。(2)公式:(3)單位:法拉(F)、還有微法(F)、皮法(pF) 1F=10-6F=10-12pF(4)物理意義:電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量,

53、是由電容器本身的性質(zhì)(由導(dǎo)體大小、形狀、相對(duì)位置及電介質(zhì))決定的,與電容器是不是帶電無(wú)關(guān)。3、平行板電容器的電容(1)研究平行板電容器電容大小的因素(詳參閱P30圖1.8-5)說(shuō)明:通過(guò)觀察指針的偏轉(zhuǎn)角度大小可以估計(jì)兩個(gè)平行板之間的電勢(shì)差U。現(xiàn)象:可以看到:(1)保持Q和d不變,S越小,靜電計(jì)的偏轉(zhuǎn)角度越大,U越大,電容C越小。(2)保持Q和S不變,d越大,靜電計(jì)的偏轉(zhuǎn)角度越大,U越大,電容C越小。(3)保持Q、d、S都不變,在兩極板間插入電介質(zhì),靜電計(jì)的偏轉(zhuǎn)角度減小, U越小,電容C增大。結(jié)論:平行板電容器的電容C與介電常數(shù)成正比,跟正對(duì)面積S成正比,跟極板間的距離d成反比。平行板電容器的決

54、定式:真空中: 介質(zhì)中: 4、常用電容器(結(jié)合課本介紹P31)5、對(duì)本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)進(jìn)行概括6、作業(yè)鞏固新課:1、完成 練習(xí)P32. 1、2、3 教后記:1、電容的物理意義的理解在上課前就意識(shí)到是個(gè)難點(diǎn),所以采用了類比法,幾次使用類比法的效果都是比較理想的。2、對(duì)于電容變化引起的電壓、帶電量、電場(chǎng)強(qiáng)度的變化因涉及的公式較多,學(xué)生掌握還有個(gè)過(guò)程。5.5電能的輸送教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo)1、知道“便于遠(yuǎn)距離輸送”是電能的優(yōu)點(diǎn)之一知道輸電的過(guò)程了解遠(yuǎn)距離輸電的原理2、理解各個(gè)物理量的概念及相互關(guān)系3、充分理解 ; ; 中的物理量的對(duì)應(yīng)關(guān)系4、知道什么是輸電導(dǎo)線上的功率和電壓損失和如何減少功率和電壓損失.5

55、、理解為什么遠(yuǎn)距離輸電要用高壓.二、能力目標(biāo)1、培養(yǎng)學(xué)生的閱讀和自學(xué)能力2、通過(guò)例題板演使學(xué)生學(xué)會(huì)規(guī)范解題及解題后的思考3、通過(guò)遠(yuǎn)距離輸電原理分析,具體計(jì)算及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過(guò)程,使學(xué)生學(xué)會(huì)分析解決實(shí)際問(wèn)題的兩種基本方法:理論分析、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)三、情感目標(biāo)1、通過(guò)對(duì)我國(guó)遠(yuǎn)距離輸電掛圖展示,結(jié)合我國(guó)行政村村村通電報(bào)導(dǎo)及個(gè)別違法分子偷盜電線造成嚴(yán)重后果的現(xiàn)象的介紹,教育學(xué)生愛(ài)護(hù)公共設(shè)施,做一個(gè)合格公民2、教育學(xué)生節(jié)約用電,養(yǎng)成勤儉節(jié)約的好習(xí)慣 教學(xué)建議教材分析及相應(yīng)的教法建議1、對(duì)于電路上的功率損失,可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況,引導(dǎo)學(xué)生自己從已有的直流電路知識(shí)出發(fā),進(jìn)行分析,得出結(jié)論2、講解電路上的電

56、壓損失,是本教材新增加的目的是希望學(xué)生對(duì)輸電問(wèn)題有更全面、更深人和更接近實(shí)際的認(rèn)識(shí),知道影響輸電損失的因素不只一個(gè),分析問(wèn)題應(yīng)綜合考慮,抓住主要方面但真正的實(shí)際問(wèn)題比較復(fù)雜,教學(xué)中并不要求深人討論輸電中的這些實(shí)際問(wèn)題,也不要求對(duì)輸電過(guò)程中感抗和容抗的影響進(jìn)行深入分析教學(xué)中要注意掌握好分寸3、學(xué)生常常容易將導(dǎo)線上的電壓損失面  與輸電電壓混淆起來(lái),甚至進(jìn)而得出錯(cuò)誤結(jié)論可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論,澄清認(rèn)識(shí)這里要注意,切不可單純由教師講解,而代替了學(xué)生的思考,否則會(huì)事倍功半,形快而實(shí)慢4、課本中講了從減少損失考慮,要求提高輸電電壓;又講了并不是輸電電壓越高越好希望幫助學(xué)生科學(xué)地、全面地認(rèn)識(shí)問(wèn)題,逐步樹(shù)立正確地分析問(wèn)題、認(rèn)識(shí)問(wèn)題的觀點(diǎn)和方法教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦

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