高中物理電動勢教學設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上物理選修3-1 第二章 恒定電流 第2節(jié) 電動勢山東省滕州市教學研究室 趙西耕第2節(jié) 電動勢（教學設計）一、設計思想人類的探知欲是科學發(fā)展的源動力，新課程強調(diào)“通過多樣化的教學方式，幫助學生學習物理知識與技能，培養(yǎng)其科學探究能力，使其逐步形成科學態(tài)度與科學精神”。“電動勢”是電學中一個重要的概念，又是中學物理教學中很突出的難點。它貫穿“恒定電流”“電磁感應”“交變流電”三個章節(jié)，在中學物理中占有重要地位。在常規(guī)教學中，一般是用“電源兩極間電壓的大小是由電源本身的性質(zhì)決定的，為了表征電源的這種特性，物理學中引入電動勢的概念”的表述把電動勢的概念直接呈現(xiàn)給學生。本節(jié)課采用

2、實驗探究的方法來學習“電動勢”。通過對電池的研究，了解電源電動勢是反映電源將其它形式的能轉化為電勢能本領的物理量。再通過燈泡發(fā)光實驗的探索，了解電源的內(nèi)阻。在教學中引導學生充分運用已有的舊知識和方法展開探索，促進學生在實踐中經(jīng)歷科學探索的過程，實現(xiàn)自主發(fā)展。二、課標要求、教學內(nèi)容及教學對象的大體分析1高中物理課標在這里的要求是：“知道電源電動勢和內(nèi)阻”。2本節(jié)課是參考各種版本教材進行設計的。在此之前，學生已經(jīng)學過電場、簡單電路、功能關系等知識，并且對類比法、比值定義法有了一定的認識。三、教學目標1知識與技能知道電源的電動勢和內(nèi)阻。2過程與方法（1）通過類比法，了解電源內(nèi)部的非靜電力和非靜電力做

3、功。（2）通過實驗探究的方法，了解電動勢是反映電源將其他形式的能轉化為電勢能本領的物理量，了解電源內(nèi)部存在內(nèi)阻。3情感、態(tài)度與價值觀（1）通過對物理學史的了解，使學生感受到人文情懷。（2）通過對電池種類的了解，使物理貼近學生生活、聯(lián)系社會實際。（3）通過實驗和探索，促進學生積極參與，勤于思考，提高學生的科學素養(yǎng)。四、教學重點、難點1重點：了解電源電動勢和內(nèi)阻2難點（1）電動勢和非靜電力這兩個概念的引入。（2）如何了解電源內(nèi)部還有內(nèi)阻。五、難點突破方法為了突破第一個難點，本課采用了類比法，通過玩具中的小球在滑道中的循環(huán)運動來引導學生推測出電源內(nèi)部的非靜電力，以及非靜電力的做功情況，然后從功能關系

4、闡釋能量的轉化，說明電源的作用；通過比較不同電源將其它形式的能轉化為電勢能本領的大小不同，引入電動勢的概念。為了突破第二個難點，巧妙地設計了三個對比實驗，電動勢為1.5V的干電池能使小燈泡發(fā)光，一個電動勢小于1.5V的水果電池不能使小燈泡發(fā)光；而串聯(lián)起來的蘋果電池和桔子電池，電動勢雖然達到1.5V以上，但也不能使小燈泡發(fā)光，從而激起學生的認知沖突，讓學生自主探索出電源里面有內(nèi)阻。六、實驗器材分組實驗：蘋果和桔子各一個 銅片和鋅片各兩片 數(shù)字電表一塊 1號干電池一節(jié)（帶電池盒） 小燈泡（帶燈座） 導線三根演示實驗：電容器和電池分別對小燈泡供電對比實驗演示裝置一套 小熊搬球玩具一套 化學能向電勢能

5、演示實驗裝置一套 數(shù)字電表一塊 手搖發(fā)電機 太陽能電池供電的向日葵花搖動玩具一件 100W燈泡（帶燈座和線） 插線4根七、教學過程引入展示伏打畫像以及伏打電堆示意圖，介紹伏打和他制成的電池伏打電堆，以及伏打發(fā)明伏打電堆的意義。展示古巴格達人制作的原電池的復原圖片以及剖面圖，介紹發(fā)現(xiàn)古巴格達人制作的原電池的過程，以及研究表明這種原電池每個可以提供的電壓和推測出的古巴格達人對它的應用。老師提出要求：早在200多年前的伏打和遠在2000多年前的古巴格達人就能制作出原始的電池，同學們想不想也做一個？開拓學生視野并激發(fā)學生制作水果電池的欲望。一、電源的作用學生實驗制作水果電池（1）將銅片和鋅片分別插入蘋

6、果中（銅片為蘋果電池的正極，鋅片為蘋果電池的負極）；（2）將數(shù)字電表量程選擇開關撥至直流電壓20V檔，打開電源（按下POWER鍵）；（3）分別用紅色鱷魚夾夾住銅片，黑色鱷魚夾夾住鋅片；（4）讀出數(shù)字電表的示數(shù)，即蘋果電池兩極間的電壓為 V。（5）將另一組銅片和鋅片分別插入桔子中；測量桔子電池兩極間的電壓為 V。（學生做，老師巡視。學生做完后，匯報在不接用電器的情況下，測量出的蘋果電池和桔子電池兩極間的電壓值）老師提出問題：水果電池和我們?nèi)粘Ｋ玫母呻姵匾粯?，兩極之間存在電勢差，上一章學習的電容器充電以后兩極板之間也存在電勢差，如果把電容器和電池分別接入電路，會產(chǎn)生什么不同的現(xiàn)象呢？演示實驗（1

7、）先給電容器充電，然后用電容器給發(fā)光二極管供電，發(fā)光二極管亮一下后即熄滅。（2）用電池組給發(fā)光二極管供電，發(fā)光二極管能持續(xù)發(fā)光。（讓學生解釋產(chǎn)生以上兩種現(xiàn)象的原因）演示實驗：讓小球在玩具的滑道中循環(huán)運動，模擬正電荷在電路中的運動。類比兩個裝置的相似之處，填寫導學案上的表格并得出電源的作用。用生活中常見的蘋果、桔子制作原電池，一方面降低了常規(guī)原電池實驗中使用稀硫酸的危險性，另一方面又使物理實驗生活化，讓學生感受到我們生活在物理的世界中。一、電源的作用玩具電路滑道在重力作用下，小球從高處運動到低處，重力勢能 轉化為其它形式的能。電源外部電路在電場力作用下，正電荷從高電勢運動到低電勢，電勢能轉化為其

8、它形式的能。小熊小熊施加給小球的作用力克服小球所受的重力做功，其它形式的能轉化為重力勢能。電源電源施加給正電荷的非靜電力克服正電荷所受的靜電力做功，其它形式的能轉化為電勢能。1電源的作用：提供的非靜電力在電源內(nèi)部不斷的將正電荷從負極搬運到正極，使電源正、負極之間保持一個恒定的電勢差，并通過非靜電力做功把其它形式的能轉化為電勢能。演示實驗III：（1）將銅片和鋅片插在電池槽中，用數(shù)字電表測量銅片和鋅片之間的電壓，電壓為零。將稀硫酸緩緩倒入電池槽，此時電池槽中發(fā)生了化學反應，再次用數(shù)字電表測量銅片和鋅片之間的電壓，發(fā)現(xiàn)銅片和鋅片之間存在一個不小的電壓。通過這個實驗說明原電池、水果電池、干電池等是通

9、過化學作用將化學能轉化為電勢能。（2）搖動手搖發(fā)電機能讓小燈泡發(fā)光，說明發(fā)電機是通過電磁作用將機械能轉化為電勢能。電勢能機械能化學能光 能（3）用強光照射向日葵花搖動玩具（用太陽能電池供電），日葵花搖動玩具的葉片和花擺動的幅度變大，說明太陽能電池是通過光的作用將光能轉化為電勢能。通過類比法將抽象的內(nèi)、外電路形象化，為學生順利地推測出電源的作用鋪設臺階。引導學生體會到不同電源的工作方式不同。二、電動勢老師提出問題：各種電源都是通過非靜電力做功，將其它形式的能轉化為電勢能，但不同的電源非靜電力做功的本領是不是相同呢？電源甲通過非靜電力作用，將1C正電荷從負極搬運到正極，做功1.2 J。電源乙通過非

10、靜電力作用，將1C正電荷從負極搬運到正極，做功1.5 J。電源丙通過非靜電力作用，將3C正電荷從負極搬運到正極，做功3J。（讓學生完成導學案上的“比一比”欄目）電源甲和電源乙誰做功的本領大？ 電源乙電源乙和電源丙誰做功的本領大？ 電源乙二、電動勢通過對比得出：通過計算可以比較非靜電力做功本領的大小。將和比較，得出其相似之處，并指出其本質(zhì)區(qū)別。得出電動勢的概念。2電動勢（1）定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功與被移送電荷量q的比值。（2）定義式：電動勢在數(shù)值上等于非靜電力移送1C電荷克服電場力所做的功。（3）單位：伏特（V） （4）物理意義：反映了電源將其他形式的能轉化為電勢能的本領。（5）電源

11、的電動勢由電源本身的性質(zhì)決定。（6）電動勢大小等于電源沒有接入電路時，電源兩極間的電壓。采用層層設問的方式引導學生感悟出描述電源轉化能量的本領的物理量電動勢，讓學生親自經(jīng)歷電動勢概念的形成過程。三、內(nèi)阻學生實驗II實驗1：用一節(jié)干電池（電動勢為1.5V）給小燈泡供電，觀察小燈泡是否發(fā)光。 實驗2：用一個蘋果電池（蘋果電池的電動勢約為 V）給小燈泡供電，觀察小燈泡是否發(fā)光。 實驗3：將蘋果電池和桔子電池串聯(lián)起來，用數(shù)字電表測出串聯(lián)后的水果電池兩極間電壓為 V。用串聯(lián)后的水果電池給小燈泡供電，觀察小燈泡是否發(fā)光。3.內(nèi)阻：電源內(nèi)部的電阻。巧妙地設計了一系列的學生實驗，激起學生的認知沖突，教師引導學

12、生運用同中求異的科學方法來研究物理規(guī)律，讓學生自主探索出電源里面有內(nèi)阻。四、容量比較：同為7號電池的華太電池和南孚電池哪個更耐用一些？提出電池還有另一個重要參數(shù)：容量。展示手機電池圖片，分析2800mAH的意義，得出容量的含義以及常用單位。讓學生認識手機電池上不要將電池扔進垃圾桶的標識，展示由于亂扔電池給環(huán)境帶來嚴重污染的圖片，提醒大家要將電池送進專門的電池回收站。4.容量：電池放電時能輸出的總電荷量。常用單位：安培小時（AH）或毫安小時（mAH） 2800 mA H表示這塊電池充電后以28mA電流為用電器供電，大約可工作100小時。說明電池給生活帶來便利的同時也給環(huán)境帶來嚴重的污染，喚醒學生

13、的環(huán)保意識。五、課堂小結及練習請同學們結合今天所學，談談自己的收獲。知識目標1電動勢反映了電源轉化能量的本領。2內(nèi)阻反映了電源內(nèi)部對電流的阻礙作用。練一練1關于電動勢，下列說法正確的是 （ AC ）A在電源內(nèi)部把正電荷從負極移送到正極，非靜電力做正功，電勢能增加B對于給定的電源，移送正電荷，非靜電力做的功越多，電動勢就越大C電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極移送單位電荷做功越多D電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負極移送到正極的電荷量越多2鉛蓄電池的電動勢為2V，這表示 （ ACD ）A鉛蓄電池沒有接入電路時，電源兩極間的電壓為2V B鉛蓄電池在1s內(nèi)將2J的化學能轉化為

14、電勢能C電路中每通過1C的電量，電源把2J的化學能轉化為電勢能D鉛蓄電池把化學能轉化為電勢能的本領比一節(jié)干電池（電動勢為1.5V）大從三維教學目標進行小結，在落實知識目標的同時體會研究物理問題的過程和方法。六、走向社會課下請同學們采用社會調(diào)查或上網(wǎng)查詢等方式，把下面的問題寫出一份調(diào)查報告，并向你周圍的人進行宣傳，為保護環(huán)境作出自己的一份貢獻。1手機電池、蓄電池等都給環(huán)境帶來了哪些污染？為什么廢舊電池必須得有專門的回收站回收？2我國目前建立了哪些廢舊電池回收的制度、法律等？還有哪些地方需要完善？你有哪些建議？3世界上哪些國家對廢舊電池的回收做的比較好？都有哪些好的做法？通過作業(yè)引導學生關注社會問

15、題，接受可持續(xù)發(fā)展的理念。專心-專注-專業(yè)板書設計1電源的作用：電勢能機械能化學能光 能2電動勢 伏特反映了電源將其它形式的能轉化為電勢能的本領。區(qū)別：3內(nèi)阻4容量 附件: 第2節(jié) 電動勢（導學案） 【學習目標】1知道電源是將其它形式的能轉化為電勢能的裝置。2了解電路中（電源外部和內(nèi)部）自由電荷定向移動過程中，靜電力和非靜電力做功與能量轉化的關系。3了解電源電動勢的基本含義，知道它的定義式。4知道電源內(nèi)電阻和容量。【學習過程】動動手 制作水果電池1將銅片和鋅片分別插入蘋果中（銅片為蘋果電池的正極，鋅片為蘋果電池的負極）；2將數(shù)字電表量程選擇開關撥至直流電壓20V檔，打開電源（按下POWER鍵）

16、；3分別用紅色鱷魚夾夾住銅片，黑色鱷魚夾夾住鋅片；4讀出數(shù)字電表的示數(shù)，即蘋果電池兩極間的電壓為 V。5將另一組銅片和鋅片分別插入桔子中；測量桔子電池兩極間的電壓為 V。填一填玩具電路滑道在 力作用下，小球從高處運動到低處， 能轉化為其它形式的能。電源外部電路在 力作用下，正電荷從高電勢運動到低電勢， 能轉化為其它形式的能。小熊小熊施加給小球的作用力克服小球所受的 做功，其它形式的能轉化為 。電源電源施加給正電荷的 力克服正電荷所受的 做功，其它形式的能轉化為 。1.電源的作用：提供的 在電源內(nèi)部不斷的將 從負極搬運到正極，使電源正、負極之間保持一個恒定的電勢差，并通過 做功把其它形式的能轉化

17、為 。電勢能（ )（ )（ )電源甲通過非靜電力作用，將1C正電荷從負極搬運到正極，做功1.2 J。電源乙通過非靜電力作用，將1C正電荷從負極搬運到正極，做功1.5 J。電源丙通過非靜電力作用，將3C正電荷從負極搬運到正極，做功3 J。比一比電源甲和電源乙誰做功的本領大？ 電源乙和電源丙誰做功的本領大？ 2電動勢（1）定義：在電源內(nèi)部，非靜電力 與 的比值。（2）定義式： 。電動勢在數(shù)值上等于非靜電力 克服 所做的功。 （3）單位： （ ）（4）物理意義：反映了電源將 轉化為 的本領。 （5）電源的電動勢由 的性質(zhì)決定。（6）電動勢大小等于電源沒有接入電路時，電源兩極間的 。做一做 實驗1：用

18、一節(jié)干電池（電動勢為1.5V）給小燈泡供電，觀察小燈泡是否發(fā)光。 現(xiàn)象：小燈泡 （選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”）。實驗2：用一個蘋果電池（蘋果電池的電動勢約為 V）給小燈泡供電，觀察小燈泡是否發(fā)光。 現(xiàn)象：小燈泡 （選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”）。實驗3：將蘋果電池和桔子電池串聯(lián)起來，用數(shù)字電表測出串聯(lián)后的水果電池兩極間電壓為 V。用串聯(lián)后的水果電池給小燈泡供電，觀察小燈泡是否發(fā)光?，F(xiàn)象：小燈泡 （選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”）。3.內(nèi)阻：電源 的電阻。4.容量：電池放電時能輸出的 。常用單位： 或 。2800 mA H表示這塊電池充電后以28mA的電流為用電器供電，大約可工作 小時。練一練1關于電動勢，下列說法正確的是 （ ）A在電源內(nèi)部把正電荷從負極移送到正極，非靜電力做正功，電勢能增加B對于給定的電源，移送正電荷，非靜電力做的功越多，電動勢就越大C電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部從負極向正極移送單位電荷做功越多D電動勢越大，說明非靜電力在電源內(nèi)部把正電荷從負極移送到正極的電荷量越多2鉛蓄電池的電動勢為2V，這表示 （ ）