高中電動(dòng)勢(shì)優(yōu)秀教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-02感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)。
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開(kāi)展,教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來(lái),幫助教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì),希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1.知道感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)
2.理解感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生機(jī)理
[自主學(xué)習(xí)]
1.英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為,變化的磁場(chǎng)會(huì)在空間激發(fā)一種電場(chǎng),這種電場(chǎng)叫
做電場(chǎng);有這種電場(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做,該電場(chǎng)的方向可以由右手定則來(lái)判定。
2.由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為。
[典型例題]
例1如圖1所示,在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有兩根水平放置且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌AB、CD,在導(dǎo)軌的AC端連接一阻值為R的電阻,一根質(zhì)量為m的金屬棒ab,垂直導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計(jì)。金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,若用恒力F沿水平向右拉導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng),求金屬棒的最大速度。
例2如圖2所示,線圈內(nèi)有理想的磁場(chǎng)邊界,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加時(shí),有一帶電量為q,質(zhì)量為m的粒子靜止于水平放置的平行板電容器中間,則此粒子帶,若線圈的匝數(shù)為n,線圈面積為S,平行板電容器的板間距離為d,則磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率為。
[針對(duì)訓(xùn)練]
1.通電直導(dǎo)線與閉合線框彼此絕緣,它們處在同一平面內(nèi),導(dǎo)線位置與線框?qū)ΨQ軸重合,為了使線框中產(chǎn)生如圖3所示的感應(yīng)電流,可采取的措施是:
(A)減小直導(dǎo)線中的電流
(B)線框以直導(dǎo)線為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(從上往下看)
(C)線框向右平動(dòng)(D)線框向左平動(dòng)
2.一導(dǎo)體棒長(zhǎng)l=40cm,在磁感強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的速度v=5.0m/s,導(dǎo)體棒與磁場(chǎng)垂直,若速度方向與磁感線方向夾角β=30°,則導(dǎo)體棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為V,此導(dǎo)體棒在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),若速度大小不變,可能產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為V
3.一個(gè)N匝圓線圈,放在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈平面跟磁感強(qiáng)度方向成30°角,磁感強(qiáng)度隨時(shí)間均勻變化,線圈導(dǎo)線規(guī)格不變,下列方法中可使線圈中感應(yīng)電流增加一倍的是:
(A)將線圈匝數(shù)增加一倍(B)將線圈面積增加一倍
(C)將線圈半徑增加一倍(D)適當(dāng)改變線圈的取向(wWW.Zfw152.cOM 趣祝福)
4.如圖4所示,四邊完全相同的正方形線圈置于一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)垂直線圈平面,磁場(chǎng)邊界與對(duì)應(yīng)的線圈邊平行,今在線圈平面內(nèi)分別以大小相等,方向與正方形各邊垂直的速度,沿四個(gè)不同的方向把線圈拉出場(chǎng)區(qū),則能使a、b兩點(diǎn)電勢(shì)差的值最大的是:
(A)向上拉(B)向下拉
(C)向左拉(D)向右拉
5.如圖5所示,導(dǎo)線MN可無(wú)摩擦地沿豎直的長(zhǎng)直導(dǎo)軌滑動(dòng),導(dǎo)線位于水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,回路電阻R,將MN由靜止開(kāi)始釋放后的一小段時(shí)間內(nèi),MN運(yùn)動(dòng)的加速度可能是:
(A).保持不變(B)逐漸減小(C)逐漸增大(D)無(wú)法確定
6.在水平面上有一固定的U形金屬框架,框架上置一金屬桿ab,如圖所示(紙面即水平面),在垂直紙面方向有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),則:
(A)若磁場(chǎng)方向垂直紙面向外并增長(zhǎng)時(shí),桿ab將向右移動(dòng)
(B)若磁場(chǎng)方向垂直紙面向外并減少時(shí),桿ab將向左移動(dòng)
(C)若磁場(chǎng)方向垂直紙面向里并增長(zhǎng)時(shí),桿ab將向右移動(dòng)
(D)若磁場(chǎng)方向垂直紙面向里并減少時(shí),桿ab將向右移
7.如圖7所示,圓形線圈開(kāi)口處接有一個(gè)平行板電容器,圓形線圈垂直放在隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,要使電容器所帶電量增加一倍,正確的做法是:
(A)使電容器兩極板間距離變?yōu)樵瓉?lái)的一半
(B)使線圈半徑增加一倍
(C)使磁感強(qiáng)度的變化率增加一倍
(D)改變線圈平面與磁場(chǎng)方向的夾角
[能力訓(xùn)練]
1.有一銅塊,重量為G,密度為D,電阻率為ρ,把它拉制成截面半徑為r的長(zhǎng)導(dǎo)線,再用它做成一半徑為R的圓形回路(R>>r).現(xiàn)加一個(gè)方向垂直回路平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度B的大小變化均勻,則
(A)感應(yīng)電流大小與導(dǎo)線粗細(xì)成正比
(B)感應(yīng)電流大小與回路半徑R成正比
(C)感應(yīng)電流大小與回路半徑R的平方成正比
(D)感應(yīng)電流大小和R、r都無(wú)關(guān)
2.在圖8中,閉合矩形線框abcd,電阻為R,位于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,ad邊位于磁場(chǎng)邊緣,線框平面與磁場(chǎng)垂直,ab、ad邊長(zhǎng)分別用L1、L2表示,若把線圈沿v方向勻速拉出磁場(chǎng)所用時(shí)間為△t,則通過(guò)線框?qū)Ь€截面的電量是:
(A)(B)(C)(D)BL1L2
3.如圖9所示,矩形線框abcd的ad和bc的中點(diǎn)M、N之間連接一電壓表,整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向與線框平面垂直,當(dāng)線框向右勻速平動(dòng)時(shí),以下說(shuō)法正確的是()
(A)穿過(guò)線框的磁通量不變化,MN間無(wú)電勢(shì)差
(B)MN這段導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng),MN間有電勢(shì)差
(C)MN間有電勢(shì)差,所以電壓表有讀數(shù)
(D)因?yàn)闊o(wú)電流通過(guò)電壓表,所以電壓表無(wú)讀數(shù)
4.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向如圖10所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬桿PQ在寬為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌上以速度v向右勻速滑動(dòng),PQ中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1;若磁感應(yīng)強(qiáng)度增為2B,其它條件不變,所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小變?yōu)镋2,則E1與E2之比及通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流方向?yàn)?
(A)2:1,b→a(B)1:2,b→a
(C)2:1,a→b(D)1:2,a→b
5.如圖11所示,一個(gè)有彈性的金屬圓環(huán)被一根橡皮繩吊于通電直導(dǎo)線的下方,當(dāng)通電直導(dǎo)線中電流I增大時(shí),圓環(huán)的面積S和橡皮繩的長(zhǎng)度L將
(A)S減小,L變長(zhǎng)(B)S減小,L變短
(C)S增大,L變長(zhǎng)(D)S增大,L變短
6.A、B兩個(gè)閉合電路,穿過(guò)A電路的磁通量由O增加到3×103Wb,穿過(guò)B電路的磁通量由5×103Wb增加到6×103Wb。則兩個(gè)電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EA和EB的關(guān)系是:
(A)EA>EB(B)EA=EB(C)EA<EB(D)無(wú)法確定
7.如圖12所示。在有明顯邊界PQ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外有一個(gè)與磁場(chǎng)垂直的正方形閉合線框。一個(gè)平行線框的力將此線框勻速地拉進(jìn)磁場(chǎng)。設(shè)第一次速度為v,第二次速度為2v,則兩次拉力大小之比為F1:F2=____,拉力做的功之比為W1:W2=____,拉力功率之比為P1:P2=____,流過(guò)導(dǎo)線橫截面的電量之比為
Q1:Q2=____
8.如圖13所示,水平桌面上固定一個(gè)無(wú)電阻的光滑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌左端有一個(gè)R=0.08歐的電阻相連,軌距d=50厘米。金屬桿ab的質(zhì)量m=0.1千克,電阻r=0.02歐,橫跨導(dǎo)軌。磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2特的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面?,F(xiàn)用水平力F=0.1牛拉ab向右運(yùn)動(dòng),桿ab勻速前進(jìn)時(shí)速度大小為_(kāi)_______米/秒;此時(shí)電路中消耗的電功率為_(kāi)_______瓦,突然撤消外力F后,電阻R上還能產(chǎn)生的熱量為_(kāi)___焦。
9.如圖14所示,M與N為兩塊正對(duì)的平行金屬板,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。ab是可以緊貼平板邊緣滑動(dòng)的金屬棒,能以v1速度勻速向左或向右滑動(dòng)?,F(xiàn)有一個(gè)電子以v2速度自左向右飛入兩塊板中間,方向與板平行與磁場(chǎng)垂直。為使電子在兩板間做勻速直線運(yùn)動(dòng),則
v1的方向應(yīng)如何?v1、v2的關(guān)系如何?
10.如圖15所示,矩形線圈abcd共有n匝,ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1,bc邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2,置于垂直穿過(guò)它的均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。平行正對(duì)放置的兩塊金屬板M和N,長(zhǎng)為L(zhǎng),間距為h。今有一束帶電量為q、質(zhì)量為m的離子流從兩板中央平行于板的方向以初速v0飛入板間,要使這些離子恰好能從兩板邊緣射出,求:①線圈abcd中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率如何?②兩板間的電場(chǎng)對(duì)每一個(gè)離子做多少功?
[學(xué)后反思]_______________________________________________________
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延伸閱讀
電動(dòng)勢(shì)
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案,做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境,使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢?小編經(jīng)過(guò)搜集和處理,為您提供電動(dòng)勢(shì),供大家借鑒和使用,希望大家分享!
2.2電動(dòng)勢(shì)
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1.理解電動(dòng)勢(shì)的的概念及定義式。
2.知道電動(dòng)勢(shì)是表征電源特性的物理量。
3.從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義。
(二)過(guò)程與方法
通過(guò)類比和分析電源的作用和電源電動(dòng)勢(shì)理解電源內(nèi)部非靜電做功。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)對(duì)電源、電動(dòng)勢(shì)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)將物理知識(shí)應(yīng)用于生活的生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí),探究日常生活有關(guān)的物理學(xué)問(wèn)題。
【預(yù)習(xí)自學(xué)】
1、在外電路中,正電荷由電源_____的極流向______極,在電源的內(nèi)部靠“非靜電力”把靜電荷從______極搬運(yùn)到_______極。
2、電源是通過(guò)非靜電力做功把______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____的裝置。
3、電動(dòng)勢(shì)是用來(lái)表示______把其他形式的能轉(zhuǎn)化為_(kāi)____本領(lǐng)的物理量。用E來(lái)表示,定義式為_(kāi)_________,其單位是______。
4、電動(dòng)勢(shì)由電源中_______決定,跟電源的體積______,跟外電路_______。
5、電源的重要參數(shù)有______、_______、等。
課內(nèi)探究學(xué)案
【合作探究】
〖問(wèn)題〗1.在金屬導(dǎo)體中電流的形成是什么?(自由電子)
2.在外電路中電流的方向?(從電源的正極流向負(fù)極)
3.電源是靠什么能力把負(fù)極的正電荷不斷的搬運(yùn)到正極以維持外電路中恒定的電流?
利用右圖來(lái)類比,理解電路中的能量問(wèn)題。當(dāng)水由A池流入B池時(shí),由于重力做功,水的重力勢(shì)能減少,轉(zhuǎn)化為其他式的能。而又由于A、B之間存在高度差,故欲使水能流回到A池,應(yīng)克服重力做功,即需要提供一個(gè)外力來(lái)實(shí)現(xiàn)該過(guò)程。抽水機(jī)就是提供該外力的裝置,使水克服重力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能。電源中的非靜電力的存在及其作用可類比于此。兩者相比,重力相當(dāng)于電場(chǎng)力,重力做功相當(dāng)于電場(chǎng)力做功,重力勢(shì)能相當(dāng)于電勢(shì)能,抽水機(jī)相當(dāng)于電源。
1.電源(更深層的含義)
(1)電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。
(2)非靜電力在電源中所起的作用:是把正電荷由負(fù)極搬運(yùn)到正極,同時(shí)在該過(guò)程中非靜電力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能。
〖注意〗在不同的電源中,是不同形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。
再與抽水機(jī)類比說(shuō)明:在不同的電源中非靜電力做功的本領(lǐng)不同。
2.電動(dòng)勢(shì)
(1)定義:在電源內(nèi)部,非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動(dòng)勢(shì)。
(2)定義式:E=W/q
(3)單位:伏(V)
(4)物理意義:表示電源把其它形式的能(非靜電力做功)轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動(dòng)勢(shì)越大,電路中每通過(guò)1C電量時(shí),電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。
〖注意〗:①電動(dòng)勢(shì)的大小由電源中非靜電力的特性(電源本身)決定,跟電源的體積、外電路無(wú)關(guān)。
②電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒(méi)有接入電路時(shí),電源兩極間的電壓。
③電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C電量的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。
3.電源(池)的幾個(gè)重要參數(shù)
①電動(dòng)勢(shì):它取決于電池的正負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì),與電池的大小無(wú)關(guān)。
②內(nèi)阻(r):電源內(nèi)部的電阻。
③容量:電池放電時(shí)能輸出的總電荷量。其單位是:Ah,mAh.
〖注意〗:對(duì)同一種電池來(lái)說(shuō),體積越大,容量越大,內(nèi)阻越小。
【實(shí)例分析】
〖例1〗下列關(guān)于電源的說(shuō)法,正確的是()
A.電源向外提供的電能越多,表示電動(dòng)勢(shì)越大。
B.電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源將單位正電荷從負(fù)極移送到正極時(shí),非靜電力所做的功
C.電源的電動(dòng)勢(shì)與外電路有關(guān),外電路電阻越大,電動(dòng)勢(shì)就越大
D.電動(dòng)勢(shì)越大的電源,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大
答案BD
〖例2〗鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V,一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V,將鉛蓄電池和干電池分別接入電路,兩個(gè)電路中的電流分別為0.1A和0.2A。試求兩個(gè)電路都工作20s時(shí)間,電源所消耗的化學(xué)能分別為多少?哪一個(gè)電源把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)更大?
【課堂訓(xùn)練】
1、關(guān)于電動(dòng)勢(shì),下列說(shuō)法正確的是()
A.在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極,非靜電力做功,電能增加
B.對(duì)于給定的電源,移動(dòng)正電荷,非靜電力做功越多,電動(dòng)勢(shì)就越大
C.電動(dòng)勢(shì)越大,說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位電荷量做功越多
D.電動(dòng)勢(shì)越大,說(shuō)明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移送到正極的電荷量越多
2、下列說(shuō)法正確的是()
A.電源外部存在著由正極指向負(fù)極的電場(chǎng),內(nèi)部存在著由負(fù)極指向正極的電場(chǎng).
B.在電源的外部負(fù)電荷靠電場(chǎng)力由電源的正極流向負(fù)極.
C.在電源的內(nèi)部正電荷靠非靜電力由電源的負(fù)極流向正極.
D.在電池中是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能.
3、關(guān)于電源的說(shuō)法,正確的是()
A.電源向外提供的電能越多,表明電動(dòng)勢(shì)越大
B.電動(dòng)勢(shì)表示電源將單位正電荷從負(fù)極移到正極時(shí),非靜電力做的功
C.在電源內(nèi)部從正極到負(fù)極電勢(shì)逐漸提高
D.在電源外部從正極到負(fù)極電勢(shì)逐漸提高
4、電源電動(dòng)勢(shì)的大小反映的是()
A.電源把電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能的本領(lǐng)的大小
B.電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)的大小
C.電源單位時(shí)間內(nèi)傳送電荷量的多少
D.電流做功的快慢.
5、鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V,這表示()
A.電路中每通過(guò)1C的電量,電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?br>
B.蓄電池兩極間的電壓為2V
C.蓄電池在1s內(nèi)將2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能
D.蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)為1.5V)強(qiáng)
電動(dòng)勢(shì)學(xué)案
一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,作為高中教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢?下面是小編為大家整理的“電動(dòng)勢(shì)學(xué)案”,希望能對(duì)您有所幫助,請(qǐng)收藏。
第二節(jié)、電動(dòng)勢(shì)學(xué)案導(dǎo)學(xué)
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一預(yù)習(xí)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
理解電動(dòng)勢(shì)的概念,掌握電動(dòng)勢(shì)的定義式。
(二)過(guò)程與方法
通過(guò)本節(jié)課教學(xué),了解電池內(nèi)部能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程,加強(qiáng)科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
了解生活中的電池,感受現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步。
二預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.電源是通過(guò)力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
2.電電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于把1C的正電荷在電源內(nèi)部從極移送到極所做的功;電動(dòng)勢(shì)E表示為E=;單位是,符號(hào)是;電動(dòng)勢(shì)由電源中決定,跟電源的體積無(wú)關(guān),也跟外電阻無(wú)關(guān)。
3.電源內(nèi)部也是由組成的,所以也有電阻,這個(gè)電阻叫做電源的。
同步導(dǎo)學(xué)
1.電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在電池中,非靜電力的作用是化學(xué)作用,它把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;在發(fā)動(dòng)機(jī)中,非靜電力的作用是電磁作用,它使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
2.電動(dòng)勢(shì)反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng);電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移送到正極所做的功;電動(dòng)勢(shì)由電源中非靜電力的性質(zhì)決定,跟電源的體積無(wú)關(guān),也跟外電路無(wú)關(guān)。
3.電池的參數(shù)
(1)電動(dòng)勢(shì)是電池的重要參數(shù),電動(dòng)勢(shì)取決于電池正負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì),跟電池的大小無(wú)關(guān)。
(2)電池的容量是電池放電時(shí)能輸出的總電荷量,通常以安培小時(shí)或毫安小時(shí)為單位。
(3)電池的內(nèi)阻指電源內(nèi)部導(dǎo)體對(duì)電源的阻礙作用,它在使用過(guò)程中變化較大,對(duì)同種電池來(lái)說(shuō),體積越大,電池的容量越大,內(nèi)阻越小。
例1.下面是對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)概念的認(rèn)識(shí),你認(rèn)為正確的是?()
A.同一電源接入不同的電路,電動(dòng)勢(shì)就會(huì)發(fā)生變化?
B.1號(hào)干電池比7號(hào)干電池大,但電動(dòng)勢(shì)相同?
C.電源電動(dòng)勢(shì)表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng),電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能越多,電動(dòng)勢(shì)就越大?
D.電動(dòng)勢(shì)、電壓和電勢(shì)差雖名稱不同,但物理意義相同,所以單位也相同?
解答:B?
例2.下圖是兩個(gè)電池外殼上的說(shuō)明文字?
某型號(hào)進(jìn)口電池某型號(hào)國(guó)產(chǎn)電池
RECHARGEABLE
1.2V500mAh
STANDARD
CHARGE
15hat50mAGNY0.6(KR-AA)
1.2V600mAh
RECHARGEABLE
STANDARDCHARGE
15hat60mA
(例2)
上述進(jìn)口電池的電動(dòng)勢(shì)是______V.上述國(guó)產(chǎn)電池最多可放出______mAh的電荷量;若該電池平均工作電流為0.03A,則最多可使用_____h.?
解答:(1)1.2;600;20
三提出疑惑
課內(nèi)探究學(xué)案
一學(xué)習(xí)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
理解電動(dòng)勢(shì)的概念,掌握電動(dòng)勢(shì)的定義式。
(二)過(guò)程與方法
通過(guò)本節(jié)課教學(xué),了解電池內(nèi)部能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程,加強(qiáng)科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
了解生活中的電池,感受現(xiàn)代科技的
二學(xué)習(xí)過(guò)程
1.電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在電池中,非靜電力的作用是化學(xué)作用,它把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;在發(fā)動(dòng)機(jī)中,非靜電力的作用是電磁作用,它使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
2.電動(dòng)勢(shì)反映了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng);電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1C正電荷在電源內(nèi)部從負(fù)極移送到正極所做的功;電動(dòng)勢(shì)由電源中非靜電力的性質(zhì)決定,跟電源的體積無(wú)關(guān),也跟外電路無(wú)關(guān)。
3.電池的參數(shù)
(1)電動(dòng)勢(shì)是電池的重要參數(shù),電動(dòng)勢(shì)取決于電池正負(fù)極材料及電解液的化學(xué)性質(zhì),跟電池的大小無(wú)關(guān)。
(2)電池的容量是電池放電時(shí)能輸出的總電荷量,通常以安培小時(shí)或毫安小時(shí)為單位。
(3)電池的內(nèi)阻指電源內(nèi)部導(dǎo)體對(duì)電源的阻礙作用,它在使用過(guò)程中變化較大,對(duì)同種電池來(lái)說(shuō),體積越大,電池的容量越大,內(nèi)阻越小。
例1.下面是對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)概念的認(rèn)識(shí),你認(rèn)為正確的是?()
A.同一電源接入不同的電路,電動(dòng)勢(shì)就會(huì)發(fā)生變化?
B.1號(hào)干電池比7號(hào)干電池大,但電動(dòng)勢(shì)相同?
C.電源電動(dòng)勢(shì)表征了電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng),電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能越多,電動(dòng)勢(shì)就越大?
D.電動(dòng)勢(shì)、電壓和電勢(shì)差雖名稱不同,但物理意義相同,所以單位也相同?
解答:B?
例2.下圖是兩個(gè)電池外殼上的說(shuō)明文字?
某型號(hào)進(jìn)口電池某型號(hào)國(guó)產(chǎn)電池
RECHARGEABLE
1.2V500mAh
STANDARD
CHARGE
15hat50mAGNY0.6(KR-AA)
1.2V600mAh
RECHARGEABLE
STANDARDCHARGE
15hat60mA
(例2)
上述進(jìn)口電池的電動(dòng)勢(shì)是______V.上述國(guó)產(chǎn)電池最多可放出______mAh的電荷量;若該電池平均工作電流為0.03A,則最多可使用_____h.?
三反思總結(jié)
在學(xué)習(xí)閉合電路的基礎(chǔ)上介紹外電路和內(nèi)電路、外電阻和內(nèi)電阻,外電壓和內(nèi)電壓的意義,通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀感受內(nèi)電阻的存在。在閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的討論中采用類比兒童乘坐滑梯的方法幫助學(xué)生理
當(dāng)堂檢測(cè)
1.電源是通過(guò)做功把能轉(zhuǎn)化為能的裝置。
2.關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì),以下說(shuō)法正確的是()
A.由電動(dòng)勢(shì)可知E跟q成反比,電路中移送的電荷越多,電動(dòng)勢(shì)越小
B.由電動(dòng)勢(shì)可知E跟W成正比,電源做的功越多,電動(dòng)勢(shì)越大
C.由電動(dòng)勢(shì)可知電動(dòng)勢(shì)E的大小跟W和q的比值相等,跟W的大小和q
的大小無(wú)關(guān),由電源本身決定
D.以上說(shuō)法都不對(duì)
3.鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V,這表示()
A.電路中每通過(guò)1C電荷量,電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?br>
B.蓄電池兩極間的電壓為2V
C.蓄電池能在1s內(nèi)將2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能
D.蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)為1.5V)的大
4.手電筒中裝有一節(jié)干電池,給小燈泡供電時(shí)電流為0.3A,在某次連續(xù)工作30s的時(shí)間內(nèi),通過(guò)小燈泡的電荷量是C,電池中有J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
課后提高與聯(lián)系
1.關(guān)于電源,以下說(shuō)法正確的是()
A.1號(hào)干電池比5號(hào)干電池大,所以電動(dòng)勢(shì)也大
B.1號(hào)干電池比5號(hào)干電池大,但是電動(dòng)勢(shì)相等,內(nèi)電阻相同
C.電動(dòng)勢(shì)的大小隨外電路的電阻增大而增大
D.電動(dòng)勢(shì)由電源中非靜電力的特性決定,跟電源的體積無(wú)關(guān),也跟外電路無(wú)關(guān)
2.鋅汞電池的電動(dòng)勢(shì)為1.2V,這表示()
A.電路中每經(jīng)過(guò)1s電源把1.2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?br>
B.電路中電流為1A時(shí),電池每經(jīng)過(guò)1s電源把1.2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?br>
C.電路中每通過(guò)1C電荷量,電源將1.2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能
D.鋅汞電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的本領(lǐng)比一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)為1.5V)的大
3.某鋰電池的電動(dòng)勢(shì)是3V,表示。
4.某蓄電池上標(biāo)有“1.5Ah”,指的是電池的容量,表示。
5.舉出五個(gè)生活中的常用電池:、、、、。
6.一定值電阻,在10s內(nèi)通過(guò)2C的電荷量時(shí),消耗的電能是16J,問(wèn):
(1)電阻兩端的電壓為多少?
(2)若該電路電源的電動(dòng)勢(shì)為12V,則在這段時(shí)間內(nèi),電源的內(nèi)電路消耗的電能為多少?
(3)該電源的功率是多少?
答案:1非靜電力化學(xué)能電能2.C3.AD4913.5
2.2電動(dòng)勢(shì)
高中物理課堂教學(xué)教案
2.2電動(dòng)勢(shì)
年月日
課題
§2.2電動(dòng)勢(shì)
課型
新授課(課時(shí))
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
理解電動(dòng)勢(shì)的概念,掌握電動(dòng)勢(shì)的定義式。(二)過(guò)程與方法
通過(guò)本節(jié)課教學(xué),使學(xué)生了解電池內(nèi)部能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),。(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
了解生活中的電池,感受現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
電動(dòng)勢(shì)的概念,對(duì)電動(dòng)勢(shì)的定義式的應(yīng)用。電池內(nèi)部能量的轉(zhuǎn)化;電動(dòng)勢(shì)概念的理解。教學(xué)方法
探究、講授、討論、練習(xí)
教學(xué)手段
各種型號(hào)的電池,手搖發(fā)電機(jī),多媒體輔助教學(xué)設(shè)備
教學(xué)活動(dòng)(一)引入新課
教師:引導(dǎo)學(xué)生回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的“電源”的概念。在教材圖2.1-2中電源的作用是什么?教師:(投影)(如圖所示)
學(xué)生思考,選出代表回答:電源能夠不斷地將電子從A搬運(yùn)到B,從而使A、B之間保持一定的電勢(shì)差;電源能夠使電路中保持持續(xù)電流。教師:電源P在把電子從A搬運(yùn)到B的過(guò)程中,電子的電勢(shì)能如何變化?從另一個(gè)角度看,電源又發(fā)揮了怎樣的作用?學(xué)生思考,選出代表回答:電子的電勢(shì)能增加了。電源為電路提供了電能。教師:自然界中的能量是守恒的,電源為電路提供了電能,必然會(huì)有其他形式的能量減少,從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度,你認(rèn)為電源是個(gè)怎樣的裝置呢?學(xué)生思考,選出代表回答:電源是把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。過(guò)度:電源又是如何把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的呢?不同的電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)一樣嗎?這個(gè)本領(lǐng)用什么來(lái)描述呢?(二)進(jìn)行新課
1、電源
教師:(投影)教材圖2.2-1(如圖所示)
教師:(1)用導(dǎo)線將電源連成最簡(jiǎn)單的電路,電路由哪幾部分組成?(2)導(dǎo)線中的電場(chǎng)是什么電場(chǎng)?電流是怎樣形成的?特點(diǎn)如何?為什么?學(xué)生思考,選出代表回答:(1)電路由兩部分組成,電源外部能看得見(jiàn)的部分,稱為外電路;電源內(nèi)部看不見(jiàn)的部分,稱為內(nèi)電路。(2)導(dǎo)線中的電場(chǎng)是恒定電場(chǎng)。導(dǎo)線中的自由電子在電場(chǎng)力的作用下從電源正極向負(fù)極定向運(yùn)動(dòng),形成電流。導(dǎo)線中的電流是恒定電流,因?yàn)閷?dǎo)線中的電場(chǎng)是恒定電場(chǎng),所以電子定向運(yùn)動(dòng)的速率是不變的,電流大小恒定。教師:自由電子在導(dǎo)線中定向運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力做什么功?電子的電勢(shì)能如何變化?學(xué)生:正功;減少。教師:自由電子定向運(yùn)動(dòng)的速率是不變的,能量還守恒嗎?該怎樣理解?學(xué)生:守恒。自由電子與帶正電的離子相互碰撞,在定向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到阻力作用,電子要不斷克服阻力做功,其動(dòng)能向熱能轉(zhuǎn)化。教師總結(jié):大家說(shuō)的對(duì),概括地說(shuō),在電源外部,電場(chǎng)力對(duì)自由電子做正功,是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能,這個(gè)過(guò)程中消耗了電能。這些電能又是哪里來(lái)的呢?學(xué)生:電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能。教師:根據(jù)前面的分析,大家討論一下,電源是如何把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的呢?學(xué)生思考,分組討論,選出代表回答。點(diǎn)評(píng):給學(xué)生創(chuàng)造思考、探究的空間,培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)學(xué)生交流合作的品質(zhì)。通過(guò)學(xué)生的回答,培養(yǎng)表達(dá)能力。學(xué)生代表回答:在電源內(nèi)部也存在電場(chǎng),電場(chǎng)方向也是從正極指向負(fù)極。根據(jù)電荷守恒定律,電源必須把自由電子不斷地從正極搬運(yùn)到負(fù)極,自由電子必須克服電場(chǎng)力做功,這就需要有“非靜電力”作用于電子。這個(gè)“非靜電力”是電源提供的。也就是說(shuō),電源通過(guò)非靜電力做功,使電荷的電勢(shì)能增加了。教師點(diǎn)評(píng)、總結(jié),引導(dǎo)學(xué)生建立起電源的概念: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。教師:出示干電池、手搖發(fā)電機(jī),提出問(wèn)題:干電池、手搖發(fā)電機(jī)都可以做電源,這些電源中的非靜電力相同嗎?所起的作用相同嗎?談?wù)勀愕目捶āW(xué)生思考,分組討論,選出代表回答。干電池中的非靜電力是化學(xué)作用,手搖發(fā)電機(jī)的非靜電力是電磁作用,前者把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,后者把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。非靜電力雖然不同,但從能量轉(zhuǎn)化的角度看,他們所起的作用是相同的,都是把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能。點(diǎn)評(píng):再次加深學(xué)生對(duì)概念的理解。教師:電源有好多種,他們?cè)诎哑渌问侥苻D(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)相同嗎?舉例說(shuō)明。學(xué)生舉例:手電筒、家用照明電燈、汽車上的照明電燈等,亮度不同。教師:在物理學(xué)上,該如何描述電源的這種本領(lǐng)呢?(承上啟下,過(guò)渡到下一問(wèn)題)2、電動(dòng)勢(shì)
教師:引導(dǎo)學(xué)生從靜電力對(duì)電荷做功,電荷電勢(shì)能增加的角度建立起電動(dòng)勢(shì)的概念。思考問(wèn)題:是不是靜電力對(duì)電荷做的功越多,靜電力做功的本領(lǐng)越大?該如何描述靜電力做功的本領(lǐng)?學(xué)生思考,分組討論,選出代表回答。靜電力對(duì)電荷做功的多少與電荷的數(shù)量有關(guān),不能用做功多少來(lái)反映做功的本領(lǐng)。靜電力把相同數(shù)量的電荷從電源的一個(gè)極搬運(yùn)到另一極,做功越多,電荷獲得的電勢(shì)能就越多,可以用靜電力做功與電荷量的比值來(lái)反映靜電力做功的本領(lǐng)。教師:電動(dòng)勢(shì)也是用比值定義的物理量,請(qǐng)把電動(dòng)勢(shì)的定義完整地說(shuō)出來(lái)。并寫出電動(dòng)勢(shì)的定義式。說(shuō)明給物理量符號(hào)的意義和單位。學(xué)生思考,得出電動(dòng)勢(shì)的定義,并寫出電動(dòng)勢(shì)的定義式。如果電源移送電荷q時(shí)非靜電力所做的功為W,那么W與q的比值,叫做電源的電動(dòng)勢(shì)。用E表示電動(dòng)勢(shì),則:
式中W,q的單位分別是焦耳(J)、庫(kù)侖(C);電動(dòng)勢(shì)E的單位與電勢(shì)、電勢(shì)差的單位相同,是伏特(V)。
電動(dòng)勢(shì)由電源中非靜電力的特性決定,跟電源的體積無(wú)關(guān),也跟外電路無(wú)關(guān)。
教師:電動(dòng)勢(shì)E的單位與電勢(shì)、電勢(shì)差的單位相同,電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差的物理意義有何不同呢?
學(xué)生思考,分組討論,選出代表回答。電動(dòng)勢(shì):。W表示正電荷從負(fù)極移到正極所消耗的化學(xué)能(或其它形式能),E表示移動(dòng)單位正電荷消耗化學(xué)能(或其它形式能),反映電源把其它形式能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng))。
電壓:。W表示正電荷在電場(chǎng)力作用下從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所消耗的電勢(shì)能,電壓表示移動(dòng)單位正電荷消耗的電勢(shì)能。反映把電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其它形式能的本領(lǐng)。
電動(dòng)勢(shì)表征電源的性質(zhì),電勢(shì)差表征電場(chǎng)的性質(zhì)。教師指出:電源內(nèi)部也是由導(dǎo)體組成的,也存在電阻。這個(gè)電阻叫做電源的內(nèi)阻,大小由電源自身特點(diǎn)決定。內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì)都是反映電源特性的物理量。(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)
教師活動(dòng):讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動(dòng):認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰(shuí)的更好,好在什么地方。點(diǎn)評(píng):總結(jié)課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開(kāi),讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。(四)實(shí)例探究
☆對(duì)電源電動(dòng)勢(shì)的理解
【例1】下列關(guān)于電源的說(shuō)法,正確的是()
A.電源向外提供的電能越多,表示電動(dòng)勢(shì)越大。
B.電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源將單位正電荷從負(fù)極移送到正極時(shí),非靜電力所做的功
C.電源的電動(dòng)勢(shì)與外電路有關(guān),外電路電阻越大,電動(dòng)勢(shì)就越大
D.電動(dòng)勢(shì)越大的電源,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大
分析電源向外提供的電能除與電動(dòng)勢(shì)有關(guān)外,還與輸出的電流、通電的時(shí)間有關(guān)。所以電源向外提供的電能多,并不意味著電源的電動(dòng)勢(shì)一定大。譬如,一個(gè)電動(dòng)勢(shì)較小的電源,如果長(zhǎng)時(shí)間向外供電,照樣可以提供較多的電能;一個(gè)電動(dòng)勢(shì)較大的電源,如果沒(méi)有工作,即沒(méi)對(duì)外供電,則它根本不向外提供電能。故選項(xiàng)A的說(shuō)法錯(cuò)誤。
選項(xiàng)B的說(shuō)法是正確的。在此應(yīng)注意“單位正電荷”和“非靜電力”這兩個(gè)關(guān)鍵詞。“移送單位正電荷所做的功”即意味著表征的是電源的轉(zhuǎn)化“本領(lǐng)”,“移送電荷所做的功”意味著電源的“貢獻(xiàn)”。從這里可以看出“本領(lǐng)’與“貢獻(xiàn)”的區(qū)別。我們說(shuō)電動(dòng)勢(shì)表征的是電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的“本領(lǐng)”,而并未說(shuō)電動(dòng)勢(shì)表征電源對(duì)外提供電能的“貢獻(xiàn)”?!胺庆o電力”顧名思義就是靜電力之外的力,如化學(xué)作用的力、電磁作用的力等,電源正是通過(guò)“非靜電力”做功,實(shí)現(xiàn)了將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。
電源的電動(dòng)勢(shì)決定于電源自身的性質(zhì),與有無(wú)外電路及外電路的情況無(wú)關(guān)。選項(xiàng)C錯(cuò)誤。
電動(dòng)勢(shì)反映電源把其他能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小,電動(dòng)勢(shì)越大,移動(dòng)同樣電量的電荷非靜電力做功越多,轉(zhuǎn)化成的電能越多。D正確。
答案BD
☆對(duì)電動(dòng)勢(shì)定義式的應(yīng)用
【例2】鉛蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為2V,一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V,將鉛蓄電池和干電池分別接入電路,兩個(gè)電路中的電流分別為0.1A和0.2A。試求兩個(gè)電路都工作20s時(shí)間,電源所消耗的化學(xué)能分別為多少?哪一個(gè)電源把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)更大?
解析:對(duì)于鉛蓄電池的電路,20s時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量為q1=I1t=2C,
對(duì)于干電池的電路,20s時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電荷量為q2=I2t=4C,
由電動(dòng)勢(shì)的定義式得電源消耗的化學(xué)能分別為
J
J
電動(dòng)勢(shì)反映電源把其他能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的大小,電動(dòng)勢(shì)越大,電源本領(lǐng)越大。故鉛蓄電池把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)更大。
學(xué)生活動(dòng)
作業(yè)
1、課下閱讀課本第44頁(yè)閱讀材料《生活中的電池》2、課下閱讀課本第45頁(yè)“做一做”,各學(xué)習(xí)小組對(duì)常用可充電電池進(jìn)行調(diào)查,形成書(shū)面材料,同學(xué)之間進(jìn)行交流。3、完成P46“問(wèn)題與練習(xí)”第1、2、3題。
板書(shū)設(shè)計(jì)
教學(xué)后記
測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng),幫助高中教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡(jiǎn)單方便,下面是小編整理的“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”,僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
實(shí)驗(yàn):測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻學(xué)案(粵教版選修3-1)
一、實(shí)驗(yàn)原理和方法
1.畫(huà)出用電壓表、電流表加上滑動(dòng)變阻器來(lái)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路圖.
2.畫(huà)出用電流表、電阻箱測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路圖.
3.畫(huà)出用電壓表、電阻箱測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路圖.
二、數(shù)據(jù)處理
1.計(jì)算法:取兩組實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù),列方程:E=U1+I(xiàn)1r,E=U2+I(xiàn)2r,解得:E=_____,r=______________.
為了減小誤差,多取幾組數(shù)據(jù),分別列若干組聯(lián)立方程,求若干組E和r,最后以電動(dòng)勢(shì)的________和內(nèi)電阻的________作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果.
2.圖象法:若采用第一種實(shí)驗(yàn)電路,在坐標(biāo)紙上以________為橫坐標(biāo)、________為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖.
一、實(shí)驗(yàn)原理和方法
[問(wèn)題情境]
電池已成為人類生活的親密伙伴,生活中處處需要電池,新舊電池的主要不同是內(nèi)阻不同.從前面的學(xué)習(xí)可知伏安法可以測(cè)電阻,用歐姆表也可以直接測(cè)電阻.而電源的內(nèi)阻在里面,那又應(yīng)該怎樣測(cè)量呢?
1.三種測(cè)量方案,其原理均遵從什么定律?
2.第二、三種方案中的可變電阻與第一種方案中的相同嗎?
[要點(diǎn)提煉]
1.根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)條件,有下列三種測(cè)量電路,如圖1(1)、(2)、(3)所示分別寫出對(duì)應(yīng)的物理關(guān)系式:(1)________;(2)______;(3)________.
圖1
2.水果電池不太穩(wěn)定,也可改為測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,____________(填“新”或“舊”)干電池的內(nèi)阻較大,容易測(cè)量.
[問(wèn)題延伸]
恰當(dāng)選擇實(shí)驗(yàn)器材,照電路圖連好實(shí)驗(yàn)器材,使開(kāi)關(guān)處于________狀態(tài)且滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭滑到使接入電阻值________的一端.
二、數(shù)據(jù)處理
[問(wèn)題情境]
我們都有這樣的體會(huì):手電筒內(nèi)的電池用久了,燈泡的亮度會(huì)下降;收音機(jī)、錄音機(jī)內(nèi)的電池用久了,聲音會(huì)變小,這是什么原因呢?
1.用兩組I和U的數(shù)據(jù),解方程組就可以算出電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.這樣做雖然簡(jiǎn)單,但有什么缺點(diǎn)?
2.描點(diǎn)作圖時(shí),為便于研究問(wèn)題,畫(huà)出的圖象是直線好,還是曲線好?
[要點(diǎn)提煉]
1.?dāng)?shù)據(jù)處理的方法可用以下兩個(gè)方法,________法和________法.
2.用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),建立合適的坐標(biāo)系,使畫(huà)出的圖象盡量是直線,如________圖象.
[問(wèn)題延伸]
干電池內(nèi)阻較小時(shí)路端電壓U的變化也較小,即不會(huì)比電動(dòng)勢(shì)小很多,這時(shí),在畫(huà)U-I圖象時(shí),縱軸的刻度可以不從零開(kāi)始,而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開(kāi)始(橫坐標(biāo)I必須從零開(kāi)始).此時(shí)圖線和橫軸的交點(diǎn)不再是________________________________________,
但縱軸的截距仍然是電池的______________,直線斜率的絕對(duì)值|ΔUΔI|照樣還是電池的______.
例1某同學(xué)的實(shí)物連線如圖2甲所示.
甲
乙
圖2
(1)請(qǐng)指出該同學(xué)在接線中錯(cuò)誤和不規(guī)范的地方.
①________________________________________________________________________
②________________________________________________________________________
③________________________________________________________________________
(2)另有一同學(xué)實(shí)物連接圖正確,也能正確讀數(shù),但忙亂中在稿紙上記錄了一些數(shù)據(jù),如圖乙所示,請(qǐng)你幫他把數(shù)據(jù)整理好,并按實(shí)際情況填好表格.
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
物理量123456
電流表示數(shù)I/A0.160.240.320.400.480.56
電壓表示數(shù)U/V
在所給的數(shù)據(jù)中,求出電源電動(dòng)勢(shì)E=______V,內(nèi)阻r=________Ω
聽(tīng)課記錄:
變式訓(xùn)練1在測(cè)定一節(jié)干電池(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)阻約為2Ω)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中,滑動(dòng)變阻器和電壓表各有兩個(gè)供選:
A.電壓表量程為15V
B.電壓表量程為3V
C.滑動(dòng)變阻器為(20Ω,3A)
D.滑動(dòng)變阻器為(500Ω,0.2A)
(1)電壓表應(yīng)選________(填“A”或“B”),這是因?yàn)開(kāi)________________________.
(2)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________(填“C”或D),這是因?yàn)開(kāi)___________________.
例2如圖3所
圖3
示為測(cè)量某電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)得到的U-I圖線.用此電源與三個(gè)阻值均為3Ω的電阻連接成電路,測(cè)得路端電壓為4.8V.則該電路可能為下圖中的()
聽(tīng)課記錄:
變式訓(xùn)練2某同學(xué)采用如圖4甲所示的電路測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.已知干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)阻約為2Ω,電壓表(0~3V,3kΩ),電流表(0~0.6A,1.0Ω),滑動(dòng)變阻器有R1(10Ω,2A)和R2(100Ω,0.1A)各一只.
圖4
(1)在實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(填“R1”或“R2”);
(2)在圖乙中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)電路.
【即學(xué)即練】
1.在“用伏安法測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中,下列注意事項(xiàng)中錯(cuò)誤的是()
A.應(yīng)選用舊的干電池作為被測(cè)電源,使電壓表示數(shù)的變化比較明顯
B.應(yīng)選用內(nèi)阻較小的電壓表和電流表
C.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí),不能使滑動(dòng)變阻器短路造成電流表過(guò)載
D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)作U-I圖線時(shí),應(yīng)通過(guò)盡可能多的點(diǎn)畫(huà)一條直線,并使不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)
2.
圖5
如圖5所示為閉合回路中兩個(gè)不同電源的U-I圖象,下列判斷錯(cuò)誤的是()
A.電動(dòng)勢(shì)E1=E2,發(fā)生短路時(shí)的電流I1>I2
B.電動(dòng)勢(shì)E1=E2,內(nèi)阻r1>r2
C.電動(dòng)勢(shì)E1=E2,內(nèi)阻r1<r2
D.當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時(shí),電源2的路端電壓變化大
3.
圖6
如圖6所示是根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)畫(huà)出的U-I圖象,下列關(guān)于這個(gè)圖象的說(shuō)法中正確的是()
A.縱軸截距表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)
B.橫軸截距表示短路電流
C.根據(jù)r=EI短,計(jì)算出待測(cè)電源內(nèi)電阻為12Ω
D.電流為0.3A時(shí)的外電阻是18Ω
4.在測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖中(如圖7所示),電流表和電壓表的正接線柱都尚未連接,為了做這個(gè)實(shí)驗(yàn),應(yīng)該把()
圖7
A.電流表的正接線柱與c點(diǎn)相連
B.電流表的正接線柱與b點(diǎn)相連
C.電壓表的正接線柱與a點(diǎn)相連
D.電壓表的正接線柱與c點(diǎn)相連
參考答案
課前自主學(xué)習(xí)
一、
1.
2.
3.
二、
1.I1U2-I2U1I1-I2U1-U2I2-I1平均值平均值
2.電流I電壓U
核心知識(shí)探究
一、
[問(wèn)題情境]
1.閉合電路歐姆定律
2.不同.第二、三方案中是變阻箱,而第一方案中只需滑動(dòng)變阻器.
[要點(diǎn)提煉]
1.(1)E=U+I(xiàn)r(2)E=IR+I(xiàn)r(3)E=U+URr2.舊
[問(wèn)題延伸]
斷開(kāi)最大
二、
[問(wèn)題情境]
1.誤差可能很大2.直線
[要點(diǎn)提煉]
1.計(jì)算圖象2.U-I
[問(wèn)題延伸]
短路電流電動(dòng)勢(shì)內(nèi)阻
解題方法探究
例1見(jiàn)解析
解析(1)①電壓表沒(méi)有并接在開(kāi)關(guān)和電源串接后的兩端;②電流表正負(fù)接線柱錯(cuò)誤;③電壓表量程選用不當(dāng).
(2)表格數(shù)據(jù)依次按順序?yàn)?.40、1.36、1.32、1.28、1.24、1.20
代入公式E=U+I(xiàn)r,
聯(lián)立解得E=1.48V,r=0.5Ω
變式訓(xùn)練1見(jiàn)解析
解析(1)由于電源電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,故選量程為0~3V的電壓表,讀數(shù)既準(zhǔn)確,又方便;(2)D中滑動(dòng)變阻器的額定電流太小,最大阻值太大,調(diào)節(jié)不方便,故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選C.
例2B[由U-I圖線的斜率及截距可得該電源E=6V,r=0.5Ω.當(dāng)U=4.8V時(shí),I=E-Ur=2.4A,R=UI=2Ω,B正確.]
變式訓(xùn)練2見(jiàn)解析
解析(1)R1
(2)實(shí)驗(yàn)電路如下圖所示.
即學(xué)即練
1.B[實(shí)驗(yàn)中選用的電壓表的內(nèi)阻應(yīng)盡可能的大,而電流表的內(nèi)阻則盡可能的小,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;其他三個(gè)選項(xiàng)的內(nèi)容均為正確操作.]
2.B[閉合電路的U-I圖象中,I是電路的總電流,U是路端電壓.圖象上圖線與U軸的交點(diǎn)表示電路電流為零,屬斷路,路端電壓即電源電動(dòng)勢(shì);圖線與I軸交點(diǎn)表示路端電壓為零,電路短路,交點(diǎn)坐標(biāo)值即為短路電流,I=Er,即r=EI,可見(jiàn)圖線的斜率的絕對(duì)值為電源的內(nèi)阻.從坐標(biāo)中可以看出圖線1、2與U軸交于一點(diǎn)表明電動(dòng)勢(shì)E1=E2;圖線1斜率比圖線2斜率小,表明r1<r2;圖線1與I軸交點(diǎn)坐標(biāo)大于圖線2與I軸交點(diǎn)坐標(biāo),表明I1>I2.可見(jiàn)A、C正確.兩個(gè)電源電動(dòng)勢(shì)相等,內(nèi)阻r1<r2,當(dāng)電流變化量ΔI1=ΔI2時(shí),ΔI1r1<ΔI2r2,即電源1內(nèi)電壓變化量小于電源2內(nèi)電壓變化量,所以電源2路端電壓變化量大.D項(xiàng)正確.]
3.AD[圖象與縱軸的交點(diǎn),電流取值為0,此時(shí)為斷路狀態(tài),截距即等于電源電動(dòng)勢(shì),選項(xiàng)A對(duì);但圖象與橫軸的交點(diǎn)處,電壓等于5.0V,所以0.5A是路端電壓為5.0V時(shí)的電流,而不是短路電流,所以B錯(cuò);根據(jù)r=E-UI得:r=2Ω,所以C錯(cuò);根據(jù)R=UI=5.40.3Ω=18Ω,選項(xiàng)D對(duì).]
4.AC