搜索
第二章2电动势学习目标1．在物理知识方面的要求：（1）巩固产生恒定电流的条件；（2）理解、掌握电动势的概念。2．在物理方法上的要求：初步培养从能量和能量转化的观点分析物理问题的方法。重、难点分析重点和难点都是电动势的概念。教具各种型号的干电池8个，电压表，电流表（计），手摇发电机等学习过程设计过程问题观察与思考讨论与总结复习提问问题1在电场中（以匀强电场为例），一检验电荷从静止开始，只在电场力作用下，将如何运动？在运动过程中，什么力做功，能量如何转化？在电场中（以匀强电场为例），一检验电荷从静止开始，只在电场力作用下，将做初速为零的匀加速直线运动，在运动过程中，静电力（电场力）做正功，电势能转化为动能。问题2欲使检验电荷逆着所受电场力的方向运动，需要什么条件？在运动过程中，什么力做功？能量如何转化？欲使检验电荷逆着所受电场力的方向运动，需要对电荷施加一个与静电力反向的外力的作用。在运动过程中，外力克服静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。点评：复习提问的目的是为引入非静电力做功和电动势的概念做铺垫。引入新课问题3有两个导体A和B，其电势分别为ΦA和ΦB，若ΦA＞ΦB，当用一根导线将A、B两导体相连接时，有什么现象发生？如何验证你的结论?有两个导体A和B，其电势分别为ΦA和ΦB，若ΦA＞ΦB，当用一导线将A、B两导体相连接时，产生一个瞬时电流，中间接一个电流表即可验证。教师活动：水池A、B的水面有一定的高度差且HAHB，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。怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？―――在之间连接一台抽水机。问题4为保持导线上有持续不断的恒定电流，应采取什么措施？为保持导线上有持续不断的恒定电流，应维持导体两端有恒定的电势差。教师活动：为了引导学生回答预定答案：维持导体两端有恒定的电势差，可提问：产生恒定电流的条件是：（1）有可以自由移动的电荷；（2）在导体两端有恒定的电势差。点评：上面的引入明确研究方向，即如何维持导体两端有恒定的电势差。下面主要研究如何维持导体两端有恒定的电势差。主要教学过程根据此图,,回答以下问题（ΦA＞ΦB）注意:金属导体中,能够自由移动的电荷是自由电子_,负电荷向某一方向的定向移动相当于正电荷向相反的方向移动,.为了方便,我们按正电荷移动的说法进论.主要教学过程问题5接通A、B时，正电荷向哪个方向移动?导体A、B的电势怎样变化？此过程什么力做功？能量如何转化？正电荷从电势高的导体A流向电势低的导体B；结果会使得导体A正电荷减少，其电势降低，导体B的正电荷增加，其电势升高，导体A、B的电势差逐渐减少，最终等势；此过程中是电场力做功，电势能减少，电势能转化为其他形式的能。教师活动：接刚才的水池A、B问题（学生可重看一遍）：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。教师提问：怎样才能使水管中有源源不断的水流呢？答：可在A、B之间连接一台抽水机，将水池B中的水抽到水池A中，这样可保持A、B之间的高度差，从而使水管中有源源不断的水流。问题6欲保持导体A、B的电势差恒定，应该怎么办？欲保持导体A、B的电势差恒定，需想办法将从导体A流向导体B的正电荷从导体B不断地移回导体A，使导体A的电势ΦA不降低，导体B的电势ΦB不升高，即A、B两导体间的电势差UAB=ΦA-ΦB保持恒定。谁能做到这一点？电源能保持两导体之间的点势差恒定。就像抽水机能保持两水池之间的高度差不变一样。教师活动：(Flash)注：回答问题7时，要结合此动画。根据下图回答：问题7将从电源正极通过外电路流向电源负极的正电荷从负极不断地移回到正极，这个过程受到哪些力？分别做什么功？能量如何转化？将从电源正极通过外电路流向电源负极的正电荷从负极不断地移回到正极，此过程受到静电力（阻力）和某种动力，是动力克服静电力做功，电势能增加，是其他形式的能量转化为电势能的过程。因为这种动力一定不是静电场中的电场力，我们将这种力称为非静电力。我们将具有这种性质的装置叫做电源。问题8根据以上分析,从能量转化的角度,总结出电源的定义.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随堂练习1、不同类型的电源中,非静电力的来源不同.结合实际情况,分析并填空在化学电池中，非静电力是化学作用；在发电机中，非静电力是电磁作用。在化学电池中，非静电力做功，将化学能转化为电势能，在发电机中，非静电力做功，将机械能转化为电势能。教师活动：让学生认识各种电源（PowerPoint）介绍：问题9不同类型的电源中,非静电力做功的本领一样吗?物理学中用哪个概念来表征电源的这种特性?其表达式是什么?怎样理解?不同类型的电源中,非静电力做功的本领不一样,物理学中用“电动势”这个概念来表征电源的这种特性。其表达式是qWE非。理解：电源两极间的电势差越大，移动同样多的电荷时，非静电力所做的功越大，电荷增加的电势能越多，即有更多的其他形式的能转化为电能。电动势的定义式qWE非描述了电源的这种特性。问题10说一说：可以看出，电动势也是用比值定义的物理量。请你把电动势的定义完整的说出来。将电量为q的正电荷，从电源的负极移向电源的正极的过程中，电源的非静电力所做的功非W与被移送的电荷的电量q的比值qW非叫做电源的电动势E，即qWE非问题11电动势的单位是什么?说说你的理由。电动势的单位是伏特，电势差的单位是伏特，其表达式是qWU电教师活动：比较两个公式：qWE非；qWU电随堂练习2、手电筒中的干电池给某小灯泡供电时，电流为0.3A，在某次接通开关的10S时间内，一节干电池（1.5V）中有多少化学能转化为电能？通过计算说明。解答：4.5J3、某个电动势为E的电源工作时，电流为I，乘积EI的单位是什么？从电动势的意义来考虑，EI表示什么？如果E=3V,I=2A,请具体说明EI的含义。解答：瓦特（W）；P＝6W；单位时间内非静电力做功6J问题12若一个电源与某用电器组成闭合电路，请说出电流的方向。分电源的外部和内部。在电源外部，电流方向是从正极流向负极，即从电势高处流向电势低处；在电源内部电流方向是从负极流向正极。即从电势低处流向电势高处。问题13电池的重要参数有哪些？电池的重要参数有：电动势E；内阻r；容量教师活动：简单介绍其他两个参数巩固练习1、对于电动势的定义式qWE，理解正确的是（）Ａ、E与W成正比B、E与q成反比C、E的大小与W、q无关D、W表示非静电力。答案：CD2、对于电动势E=2V的电源给外电路供电时，当输出电流为2A时，在1分钟的时间内电源消耗的化学能为（）A、240JB、4JC、216JD、3.6Ｊ答案：A3、单位电量的电荷在电场力的作用下沿闭和电路移动一周所释放的能量大小决定于（）Ａ、电源电动势B、电流强度大小C、电源的内阻D、电路的总电阻答案：A学生活动用电压表粗测常见电池的电动势课后作业1、调查各种不同电源的性能特点。（从电动势，内阻、能量转化情况、工作原理、可否充电几方面考虑）2、考察目前对废旧电池的回收情况