高二物理教案
作为一无名无私奉献的教育工作者,常常要写一份优秀的教案,编写教案有利于我们准确把握教材的重点与难点,进而选择恰当的教学方法。教案应该怎么写呢?下面是小编为大家整理的高二物理教案,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
高二物理教案1
教学目标
(一)知识目标
1、知道电流的产生原因和条件.
2、理解电流的概念和定义式,并能进行有关的计算
3、理解电阻的定义式,掌握并能熟练地用来解决有关的电路问题.知道导体的伏安特性.
(二)能力目标
1、通过电流与水流的类比,培养学生知识自我更新的能力.
2、掌握科学研究中的常用方法——控制变量方法,培养学生依据实验,分析、归纳物理规律的能力.
(三)情感目标
通过电流产生的历史材料的介绍,使学生了解知识规律的形成要经过漫长曲折的过程,培养他们学习上持之以恒的思想品质.
教学建议
1、关于电流的.知识,与初中比较有所充实和提高:
从场的观点说明电流形成的条件,即导体两端与电源两极接通时,导体中有了电场,导体中的自由电荷在电场力的作用下,发生定向移动而形成电流.
知道正电荷在电场力作用下从电势高处向电势低处运动,所以电流的方向是从电势高的一端流向电势低的一端,即在电源外部的电路中,电流的方向是从电源的正极流向负极.
2、处理实验数据时可以让学生分析变量,通过计算法和图象法来出来处理数据,加强学生对图象的认识,进一步学会如何运用图象来解题.有条件的学校可以采用“分组实验—数据分析—得出结论”的思路以加强感性认识,有利于对本节重点——的理解
3、的讲法与初中不同,是用比值定义电阻的,这种讲法更科学,适合高中学生的特点.电阻的定义式变形后有些学生会产生歧义,认为电阻是由电压和电流决定的,要注意引导解释.
4、要求学生知道公式,从而知道电流的大小是由什么微观量决定的.在本节的“思考与讨论”中,希望学生能够按照其中的设问自己推导出公式,以加深对电流的理解.如果学生自己推导有困难,希望教师加以引导.
5、对于导体的伏安特性是本节的难点,应该结合数学知识进行,并尽可能的多举实例以加强对知识的深化.
高二物理教案2
1、牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。
(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。
(2)定律说明了任何物体都有惯性。
(3)不受力的物体是不存在的。牛顿第一定律不能用实验直接验证。但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律。
(4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。
2、惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的.性质。
(1)惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关。因此说,人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性。
(2)质量是物体惯性大小的量度。
3、牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表达式F?合?=ma
(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础。
(2)对牛顿第二定律的数学表达式F?合?=ma,F?合?是力,ma是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力。
(3)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果。即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度。
(4)牛顿第二定律F?合?=ma,F合是矢量,ma也是矢量,且ma与F?合?的方向总是一致的。F合?可以进行合成与分解,ma也可以进行合成与分解。
4、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
(1)牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失。
(2)作用力和反作用力总是同种性质的力。
(3)作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可叠加。
5、牛顿运动定律的适用范围:宏观低速的物体和在惯性系中。
6、超重和失重
(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重。处于超重的物体对支持面的压力F?N?(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg,即F?N?=mg+ma.
(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重。处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg.即FN=mg-ma.当a=g时F?N?=0,物体处于完全失重。
(3)对超重和失重的理解应当注意的问题
不管物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)不等于物体本身的重力。
超重或失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方向。“加速上升”和“减速下降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重。
在完全失重的状态下,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等。
7、处理连接题问题----通常是用整体法求加速度,用隔离法求力。
高二物理教案3
【教学目标】
知识与技能
1.知道曲线运动的方向,理解曲线运动的性质
2.知道曲线运动的条件,会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系过程与方法
1.体验曲线运动与直线运动的区别
2.体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化
情感态度与价值观
能领会曲线运动的奇妙与和谐,培养对科学的好奇心和求知欲
【教学重点】
1.什么是曲线运动
2.物体做曲线运动方向的判定3.物体做曲线运动的条件
【教学难点】
物体做曲线运动的条件
【教学课时】
1课时
【探究学习】
1、曲线运动:__________________________________________________________2、曲线运动速度的方向:
质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的方向。3、曲线运动的条件:
(1)时,物体做曲线运动。(2)运动速度方向与加速度的方向共线时,运动轨迹是___________
(3)运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力为定值,运动为_________运动。(4)运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力不为定值,运动为___________运动。4、曲线运动的性质:
(1)曲线运动中运动的方向时刻_______(变、不变),质点在某一时刻(某一点)的速度方向是沿__________________________________________,并指向运动轨迹凹下的一侧。
(2)曲线运动一定是________运动,一定具有_________。
【课堂实录】
【引入新课】
生活中有很多运动情况,我们学习过各种直线运动,包括匀速直线运动,匀变速直线运动等,我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。下面我们就来欣赏几组图片中的物体有什么特点(展示图片)
再看两个演示
第一,自由释放一只较小的粉笔头
第二,平行抛出一只相同大小的.粉笔头
两只粉笔头的运动情况有什么不同?学生交流讨论。
结论:前者是直线运动,后者是曲线运动
在实际生活普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。新课讲解
一、曲线运动
1.定义:运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
2.举出曲线运动在生活中的实例。
问题:曲线运动中速度的方向是时刻改变的,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?
引出下一问题。
二、曲线运动速度的方向
看图片:撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转。
问题:水滴沿什么方向飞出?学生思考
结论:雨滴沿飞出时在那点的切线方向飞出。
如果球直线上的某处A点的瞬时速度,可在离A点不远处取一B点,求AB点的平均速度来近似表示A点的瞬时速度,时间取得越短,这种近似越精确,如时间趋近于零,那么AB见的平均速度即为A点的瞬时速度。
结论:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。三、物体做曲线运动的条件
实验1:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在不受外力作用时将如何运动?学生实验
结论:做匀速直线运动。
实验2:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在运动方向的正前方或正后方放一条形
磁铁,小球将如何运动?学生实验
结论:小球讲做加速直线运动或者减速直线运动。
实验3:在光滑的水平面上具有某一初速度的小球,在运动方向一侧放一条形磁铁,小球将
如何运动?学生实验
结论:小球将改变轨迹而做曲线运动。
总结论:曲线运动的条件是,
当物体所受合力的方向跟物体
运动的方向不在同一条直线时,物体就做曲线运动。
四、曲线运动的性质
问题:曲线运动是匀速运动还是变速运动学生思考讨论问题引导:
速度是(矢量、标量),所以只要速度方向变化,速度矢量就发生了,也就具有,因此曲线运动是。结论:曲线运动是变速运动。
【课堂训练】
例题1、已知物体运动的初速度v的方向及受恒力的方向如图所示,则图中可能正确的运动
例题2、一个质点受到两个互成锐角的F1和F2的作用,有静止开始运动,若运动中保持力的方向不变,但F1突然增大到F1+F,则此质点以后做_______________________解析:
例题3、一个物体在光滑的水平面上以v做曲线运动,已知运动过程中只受一个恒力作用,
运动轨迹如图所示,则,自M到N的过程速度大小的变化为________________________请做图分析:
【课堂小结】
1.曲线运动是变速运动,及速度的有可能变化,速度的方向一定变化。
2.当物体所受合力的方向跟物体运动的方向不在同一条直线时,物体就做曲线运动,所
以物体的加速度方向也跟速度方向不在同一直线上。
【板书设计】
第一节抛体运动
1、曲线运动
定义:运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。2、曲线运动速度的方向
质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向3、曲线运动的条件
当物体所受合力的方向跟物体运动的方向不在同一条直线时,物体就做曲线运动。4、曲线运动的性质
曲线运动过程中,速度方向始终在变化,因此曲线运动是变速运动。
【训练答案】
例1、B例2、匀变速曲线运动例3、自M到N速度变大(因为速度与力的夹角为锐角。
高二物理教案4
教学目的:
1.知道动量守恒定律的内容,掌握动量守恒定律成立的条件,并在具体问题中判断动量是否守恒。
2.学会沿同一直线相互作用的两个物体的动量守恒定律的推导。3.知道动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一。
教学重点:
重点是动量守恒定律及其守恒条件的判定。
教学难点:
难点是动量守恒定律的理解。
教具:
1.气垫导轨、光门和光电计时器,已称量好质量的两个滑块(附有弹簧圈和尼龙拉扣)。
教学过程:
前面已经学习了动量定理,下面再来研究两个发生相互作用的物体所组成的物体系统,在不受外力的情况下,二者发生相互作用前后各自的动量发生什么变化,整个物体系统的动量又将如何?
1.从生活现象引入:两个同学静止在滑冰场上,总动量为0,用力推开后,总动量为多少?(接下来通过实验建立模型分析)
2.实验:
1)准备:在已调节水平的气垫导轨上放置两个质量相等的滑块,用细线连在一起处于被压缩状态
2)解说实验操作过程
3)实际操作
4)实验结论:两个物体在相互作用的过程中,它们的总动量是一样的
3.理论推导总结出动量守恒定律并分析成立条件
1)推导:
碰撞之前总动量:P=P1+P2=m11+m22
碰撞之后总动量:P'=P1'+P2'=m11'+m22'
碰撞过程:F1t=m11'-m11
F2t=m22'-m22
由牛三定律有:F1t=-F2t
m11'-m11=-(m22'-m22)
整理:m11+m22=m11'+m22'
即:P=P'
2)引入概念:
1.系统:相互作用的物体组成系统。
2.外力:外物对系统内物体的作用力
3.内力:系统内物体相互间的`作用力
分析得到上述两球碰撞得出的结论的条件:
两球碰撞时除了它们相互间的作用力(系统的内力)外,还受到各自的重力和支持力的作用,使它们彼此平衡。桌面与两球间的滚动摩擦可以不计,所以说m1和m2系统不受外力,或说它们所受的合外力为零。
结论:相互作用的物体所组成的系统,如果不受外力作用,或它们所受外力之和为零,则系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定
4.动量守恒定律
1)内容:一个系统不受外力或者所受外力的和为零,这个系统的总动量保持不变
2)注意点:
①研究对象:系统(注意系统的选取)
②区别:a.外力的和:对系统或单个物体而言
b.合外力:对单个物体而言
③内力冲量只改变系统内物体的动量,不改变系统的总动量
④矢量性(即不仅对一维的情况成立,对二维的情况也成立,例如斜碰)
⑤同一性(参考系的同一性,时刻的同一性)
⑥作用前后,作用过程中,系统的总动量均保持不变
5.分析动量守恒定律成立条件:
b)F合=0(严格条件)F内远大于F外(近似条件)某方向上合力为0,在这个方向上成立
6.适用范围(比牛顿定律具有更广的适用范围:微观、高速)
7.小结
高二物理教案5
知识目标:
1、了解万有引力定律得出的思路和过程。
2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律。
3、知道任何物体间都存在着万有引力,且遵守相同的规律
能力目标:
1、培养学生研究问题时,抓住主要矛盾,简化问题,建立理想模型的处理问题的能力。
2、训练学生透过现象(行星的运动)看本质(受万有引力的作用)的判断、推理能力
德育目标:
1、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程,说明科学研究的长期性,连续性及艰巨性,渗透科学发现的方_育。
2、培养学生的猜想、归纳、联想、直觉思维能力。
教学重难点
教学重点:
月——地检验的推倒过程
教学难点:
任何两个物体间都存在万有引力
教学过程
(一)引入:
太阳对行星的引力是行星做圆周运动的向心力,,这个力使行星不能飞离太阳;地面上的物体被抛出后总要落到地面上;是什么使得物体离不开地球呢?是否是由于地球对物体的引力造成的呢?
若真是这样,物体离地面越远,其受到地球的引力就应该越小,可是地面上的物体距地面很远时受到地球的引力似乎没有明显减小。如果物体延伸到月球那里,物体也会像月球那样围绕地球运动。地球对月球的引力,地球对地面上的物体的引力,太阳对行星的引力,是同一种力。你是这样认为的吗?
(二)新课教学:
一.牛顿发现万有引力定律的过程
(引导学生阅读教材找出发现万有引力定律的思路)
假想,理论推导,实验检验
(1)牛顿对引力的思考
牛顿看到了苹果落地发现了万有引力,这只是一种传说。但是,他对天体和地球的引力确实作过深入的思考。牛顿经过长期观察研究,产生如下的假想:太阳、行星以及离我们很远的恒星,不管彼此相距多远,都是互相吸引着,其引力随距离的增大而减小,地球和其他行星绕太阳转,就是靠劂的引力维持。同样,地球不仅吸引地面上和表面附近的物体,而且也可以吸引很远的物体(如月亮),其引力也是随距离的增大而减弱。牛顿进一步猜想,宇宙间任何物体间都存在吸引力,这些力具有相同的本质,遵循同样的力学规律,其大小都与两者间距离的平方成反比。
(2)牛顿对定律的推导
首先,要证明太阳的引力与距离平方成反比,牛顿凭着他对于数学和物理学证明的惊人创造才能,大胆地将自己从地面上物体运动中总结出来的运动定律,应用到天体的运动上,结合开普勒行星运动定律,从理论上推导出太阳对行星的引力F与距离r的平方成反比,还证明引力跟太阳质量M和行星质量m的乘积成正比,牛顿再研究了卫星的运动,结论是:
它们间的引力也是与行星和卫星质量的乘积成正比,与两者距离的平方成反比。
(3)。牛顿对定律的检验
以上结论是否正确,还需经过实验检验。牛顿根据观测结果,凭借理想实验巧妙地解决了这一难题。
牛顿设想,某物体在地球表面时,其重力加速度为g,若将它放到月球轨道上,让它绕地球运动时,其向心加速度为a。如果物体在地球上受到的重力F1,和在月球轨道上运行时受到的作用力F2,都是来自地球的吸引力,其大小与距离的平方成反比,那么,a和g之间应有如下关系:
已知月心和地心的距离r月地是地球半径r地的60倍,得。
从动力学角度得出的这一结果,与前面用运动学公式算出的数据完全一致,
牛顿证实了关于地球和物体间、各天体之间的引力都属于同一种性质力,都遵循同样的力学规律的假想是正确的。牛顿把这种引力规律做了合理的推广,在1687年发表了万有引力定律。可以用下表来表达牛顿推证万有引力定律的思路。
(引导学生根据问题看书,教师引导总结)
(1)什么是万有引力?并举出实例。
(2)万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律?其数学表达式如何?
(3)万有引力定律的适用条件是什么?
二.万有引力定律
1、内容:自然界中任何两个物体都是互相吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比,跟它们的'距离的二次方成反比;引力的方向沿着二者的连线。
2.公式:
3.各物理量的含义及单位:
F为两个物体间的引力,单位:N.
m1、m2分别表示两个物体的质量,单位:kg
r为它们间的距离,单位:m
G为万有引力常量:G=6.67×10-11N·m2/kg2,单位:N·m2/kg2.
4.万有引力定律的理解
①万有引力F是因为相互作用的物体有质量而产生的引力,与初中学习的电荷间的引力、磁极间的引力不同。
强调说明:
A.万有引力的普遍性.万有引力不仅存在于星球间,任何客观存在的有质量的物体间都存在这种相互吸引的力.
B.万有引力的相互性.两个物体相互作用的引力是一对相互作用的作用力与反作用力,它们大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上.
C.万有引力的宏观性.在通常情况下,万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际的物理意义.
D.万有引力的独立性.两物体间的万有引力只与它们本身的质量有关,而与所在空间的性质无关,也与周围有无其他物体无关.
②r为两个物体间距离:
A、若物体可以视为质点,r是两个质点间的距离。
B、若是规则形状的均匀物体相距较近,则应把r理解为它们的几何中心的距离。
C、若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按万有引力定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。
③G为万有引力常量,在数值上等于质量都是1kg的两物体相距1m时的相互作用的引力
随堂练习:
1、探究:叫两名学生上讲台做两个游戏:一个是两人靠拢后离开三次以上,二个是叫两人设法跳起来停在空中看是否能做到。然后设问:既然自然界中任何两个物体间都有万有引力,那么在日常生活中,我们各自之间或人与物体之间,为什么都对这种作用没有任何感觉呢?
具体计算:地面上两个50kg的质点,相距1m远时它们间的万有引力多大?已知地球的质量约为6.0×1024kg,地球半径为6.4×106m,则这个物体和地球之间的万有引力又是多大?(F1=1.6675×10-7N,F2=493N)
(学生计算后回答)
本题点评:由此可见通常物体间的万有引力极小,一般不易感觉到。而物体与天体间的万有引力(如人与地球)就不能忽略了。
2、要使两物体间万有引力减小到原来的1/4,可采用的方法是()
A.使两物体的质量各减少一半,距离保持不变
B.使两物体间距离增至原来的2倍,质量不变
C.使其中一个物体质量减为原来的1/4,距离不变
D.使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的1/4
答案:ABC
3.设地球表面重力加速度为,物体在距离地心4R(R是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g,则为()
A.1B1/9C.1/4D.1/16
提示:两处的加速度各由何力而产生?满足何规律?
答案:D
三.引力恒量的测定
牛顿发现了万有引力定律,却没有给出引力恒量的数值。由于一般物体间的引力非常小,用实验测定极其困难。直到一百多年之后,才由英国的卡文迪许用精巧的扭秤测出。
(1)用扭秤测定引力恒量的方法
卡文迪许解决问题的思路是:将不易观察的微小变化量,转化为容易观察的显著变化量,再根据显著变化量与微小量的关系,算出微小变化量。
问:卡文迪许扭秤实验中如何实现这一转化?
测引力(极小)转化为测引力矩,再转化为测石英丝扭转角度,最后转化为光点在刻度尺上移动的距离(较大)。根据预先求出的石英丝扭转力矩跟扭转角度的关系,可以证明出扭转力矩,进而求得引力,确定引力恒量的值。
卡文迪许在测定引力恒量的同时,也证明了万有引力定律的正确性。
(四)、小结
本节课重点学习了万有引力定律的内容、表达式、理解以及简单的应用重点理解定律的普遍性、普适性,对万有引力的性质有深层的认识
对万有引力定律的理解应注意以下几点:
(1)万有引力的普遍性。它存在于宇宙中任何有质量的物体之间,不管它们之间是否还有其他作用力。
(2)万有引力恒量的普适性。它是一个仅和m、r、F单位选择有关,而与物体性质无关的恒量。
(3)两物体间的引力,是一对作用力和反作用力。
(4)万有力定律只适用于质点和质量分布均匀球体间的相互作用。
课后习题
课本71页:2、3
板书
万有引力定律
1、万有引力定律的推导:
2、万有引力定律
①内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。
②公式:
G是引力常量,r为它们间的距离
③各物理量的含义及单位:
④万有引力定律发现的重要意义:
3.引力恒量的测定
4.万有引力定律的理解
①万有引力F是因为相互作用的物体有质量而产生的引力,与初中学习的电荷间的引力、磁极间的引力不同。
强调说明:
A.万有引力的普遍性.万有引力不仅存在于星球间,任何客观存在的有质量的物体间都存在这种相互吸引的力.
B.万有引力的相互性.两个物体相互作用的引力是一对相互作用的作用力与反作用力,它们大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上.
C.万有引力的宏观性.在通常情况下,万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际的物理意义.
D.万有引力的独立性.两物体间的万有引力只与它们本身的质量有关,而与所在空间的性质无关,也与周围有无其他物体无关.
②r为两个物体间距离:
A、若物体可以视为质点,r是两个质点间的距离。
B、若是规则形状的均匀物体相距较近,则应把r理解为它们的几何中心的距离。
C、若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按万有引力定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。
③G为万有引力常量,在数值上等于质量都是1kg的两物体相距1m时的相互作用的引力。
高二物理教案6
一、教学目标
1.知识目标:
(1)通过本节课的复习,进一步加深对电场概念的理解,使学生明确场的特点,描写场的方法,并能在头脑中建立起场的模型和图象。
(2)加深理解场电荷、检验电荷的概念,深刻理解和掌握电场强度的概念。
(3)能够运用点电荷的电场强度公式进行简单运算。
(4)进一步理解和掌握电场的叠加原理,会计算简单的点电荷组产生的电场。
2.能力目标:
能够运用所学概念、公式进行简单运算,形成一定的解题能力。
二、教学重点、难点
1.进一步深刻理解电场和电场强度的概念是本节课的重点。
2.熟练应用电场强度的概念、场的叠加原理解决有关问题是本节的难点。
三、教学方法:
讲练结合,启发式教学
四、教具:
幻灯片,上节课所用的课件
五、教学过程:
(一)复习提问
1.什么是电场?电场最基本的特性是什么?
2.用什么物理量来描述电场的强弱?是怎样定义的?是矢量还是标量?
3.电场强度的方向是怎样规定的?计算公式你知道有几个?应用时需要注意什么?
4.什么是电场的叠加原理?
引导学生回答:
1.电场的概念:
(1)电场是存在于电荷周围空间里的一种特殊物质。
只要有电荷存在,电荷周围就存在着电场。
(2)电场的基本性质:电场对放在其中的电荷有力的作用。
(这种力叫电场力)
2.电场强度:
(1)用电场强度来描述。定义:物理学中把放入电场中某一点的检验电荷受到的电场力与它的电量的比值叫做这一点的电场强度。简称场强。
(2)定义式:
(适用于任何电场)
(3)E的方向:
E和力F一样,也是矢量。我们规定电场中某点的场强方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同,那么负电荷所受电场力的方向与电场强度方向相反。
(4)E的单位:在国际单位制中E的单位:牛/库(N/C)
(5)E的物理意义:
①描述某点电场的强弱和方向,是描述电场力的性质的物理量,是矢量。
②某点的场强E的大小和方向取决于电场,与检验电荷的正负、电量及受到的电场力F无关。
③只能用来量度电场强弱,而不能决定电场强弱。
④为定义式,适用于一切电场
3.点电荷电场的场强:
a、表达式:(此式为决定式,只适用于真空中点电荷的电场)
b、方向:若Q为正电荷,E的方向背离Q,若Q为负电荷,E的方向指向Q。
c、几个点电荷同时存在的空间的电场叠加(场的叠加原理)
如果一个电场由n个点电荷共同激发时,那么电场中任一点的总场强将等于n个点电荷在该点各自产生场强的矢量和。
(应用平行四边形法则)
4、电场力F:
(1)概念:电场力是电荷在电场中受到电场的作用力。
(2)关系:电荷在电场中某点所受到的电场力F由电荷所带电量q与电场在该点的电场强度E两因素决定。即:
①大小:F=qE(电场力的决定式,F和q、E都有关)
②方向:正电荷受电场力方向与E相同,负电荷受电场力方向与E相反。
5、电场强度E和电场力F是两个不同概念
注意点:
1、对象不同
2、决定因素不同
3、方向不一定相同
4、单位不同
(二)进行新课
1.作业讲评
根据上节课学生作业中出现的问题进行适当评析。
2.例题精讲
【例1】带电小球A、C相距30cm,均带正电.当一个带有负电的小球B放在A、C间连线的直线上,且B、C相距20cm时,可使C恰受电场力平衡.A、B、C均可看成点电荷.
①A、B所带电量应满足什么关系?
②如果要求A、B、C三球所受电场力同时平衡,它们的电量应满足什么关系?
学生读题、思考,找学生说出解决方法.
通过对此题的分析和求解,可以加深对场强概念和场强叠加的理解.学生一般从受力平衡的角度进行分析,利用库仑定律求解.在学生解题的基础上做以下分析.
分析与解:
①C处于平衡状态,实际上是要求C处在A、B形成的电场中的电场强度为零的地方.
既然C所在处的合场强为零,那么,C所带电量的正或负、电量的多或少均对其平衡无影响.
②再以A或B带电小球为研究对象,利用上面的方法分析和解决.
答案:①qA∶qB=9∶4,②qA∶qB∶qC=9∶4∶36.
【例2】如图所示,半经为r的硬橡胶圆环上带有均匀分布的.正电荷,其单位长度上的带电量为q,现截去环上一小段AB,AB长为(<<),则剩余部分在圆环中心处O点产生的场强多大?方向如何?
学生思考、讨论,可以请学生谈他们的认识与理解.
通过本题的求解,使学生加强对电场场强叠加的应用能力和加深对叠加的理解.
分析与解:
解法之一,利用圆环的对称性,可以得出这样的结果,即圆环上的任意一小段在圆心处所产生的电场场强,都与相对应的一小段产生的场强大小相等,方向相反,相互叠加后为零.由于AB段被截掉,所以,本来与AB相对称的那一小段所产生的场强就成为了整个圆环产生的电场的合场强。因题目中有条件<<,所以这一小段可以当成点电荷,利用点电荷的场强公式可求出答案.
解法之二,将AB段看成是一小段带正电和一小段带负电的圆环叠放,这样仍与题目的条件相符.而带正电的小段将圆环补齐,整个带电圆环在圆心处产生的电场的场强为零;带负电的一小段在圆心处产生的场强可利用点电荷的场强公式求出,这就是题目所要求的答案.
答案:方向指向AB
练习:如图所示,等边三角形ABC的边长为a,在它的顶点B、C上各有电量为Q(>0)的点电荷.试求三角形中心处场强E的大小和方向.
学生自己练习求解,以巩固概念.
通过此题的求解,进一步巩固对场强矢量性的认识和场强叠加理解.
3.课堂练习
(1)下列说法中正确的是
A.只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场。
B.电场是一种物质,它与其他物质一样,是不依赖于我们的感觉而客观存在的。
C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的。
D.电场最基本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用。
(2)下列说法中正确的是
A.电场强度反映了电场的力的性质,因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比。
B.场中某点的场强等于,但与检验电荷的受力及带电量无关。
C.场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向。
D.公式和对于任何静电场都是适用的
(3)下列说法中正确的是
A.场强的定义式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是放入电场中的电荷的电量。
B.场强的定义式中,F是放入电场中的电荷所受的力,q是产生电场的电荷的电量。
C.在库仑定律的表达式中,是点电荷Q2产生的电场在Q1处的场强的大小。
D.无论定义式
中的q值如何变化,在电场中的同一点,F与q的比值始终不变。
(4)讨论电场力与电场强度的区别。
物理量
比较内容电场力电场强度
区别物理意义电荷在电场中所受的力反映电场的力的属性
决定因素由电荷和电场共同决定仅由电场自身决定
大小F=qEE=F/q
方向正电荷受力与E同向
负电荷受力与E同向规定E的方向为正电荷在该点的受力方向
单位NN/C或V/m
联系F=qE(普遍适用)
(三)小结与反馈练习:
(1)不能说成E正比于F,或E正比于1/q。
(2)检验电荷q在周围是否产生电场?该电场对电源电荷Q有无作用?若有,作用力大小为多大?该点的场强又为多大?
(3)在求电场强度时,不但要计算E的大小,还需强调E的方向。
(四)作业布置:
1.为了确定电场中P点的电场强度大小,用细丝线悬挂一个带负电荷的小球去探测。当球在P点静止后,测出悬线与竖直方向夹角为37°。已知P点场强方向在水平方向上,小球重力为4.0×10-3N。所带电量为0.01C,取Sin37°=0.6,则P点的电场强度大小是多少?
2.真空中,A、B两点上分别放置异种点电荷Q1、Q2,已知两点电荷间引力为1N,Q1=1×10-5C,Q2=-1×10-6C。移开Q1,则Q2在A处产生的场强大小是___________N/C,方向是___________;若移开Q2,则Q1在B处产生的场强大小是____________N/C,方向是___________
3.在x轴上有两个点电荷,一个带正电Q1,一个带负电-Q2,且Q1=2Q2.用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小,则在X轴上[]
A.E1=E2之点只有一处,该处合场强为0
B.E1=E2之点共有两处:一处合场强为0,另一处合场强为2E2
C.E1=E2之点共有三处:其中两处合场强为0,另一处合场强为2E2
D.E1=E2之点共有三处:其中一处合场强为0,另两处合场强为2E2
说明:学习本节课需要注意的问题
1.场强是表示电场强弱的物理量,因而在引入电场强度的概念时,应该使学生了解什么是电场的强弱,同一个电荷在电场中的不同点受到的电场力的大小是不同的,所受电场力大的点,电场强。
2.应当使学生理解为什么可以用比值F/q来表示电场强度,知道这个比值与电荷q无关,是反映电场性质的物理量。
比值定义一个新的物理量是物理学中常用的方法,应结合学生前面学过的类似的定义方法,让学生领会电场强度的定义
高二物理教案7
三维教学目标
1、知识与技能
(1)理解为什么电感对交变电流有阻碍作用;
(2)知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小,知道感抗与哪些因素有关;
(3)知道交变电流能通过电容器。知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用;
(4)知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小。知道容抗与哪些因素有关。
2、过程与方法
(1)培养学生独立思考的思维习惯;
(2)培养学生用学过的知识去理解、分析新问题的习惯。
3、情感、态度与价值观:培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。
教学重点:
电感、电容对交变电流的阻碍作用。感抗、容抗的物理意义。
教学难点:
感抗的概念及影响感抗大小的因素。容抗概念及影响容抗大小的因素。
教学方法:
实验法、阅读法、讲解法。
教学手段:
双刀双掷开关、学生用低压交直流电源、灯泡(6 V、0.3 A)、线圈(用变压器的副线圈)、电容器(103 F、15 V与200 F、15 V)2个、两个扼流圈、投影片、投影仪。
(一)引入新课
在直流电路中,影响电流跟电压关系的只有电阻。在交变电流路中,影响电流跟电压关系的,除了电阻外,还有电感和电容。电阻器、电感器、电容器是交变电流路中三种基本元件。这节课我们学习电感、电容对交变电流的影响。
(二)进行新课
1、电感对交变电流的阻碍作用
演示:电阻、电感对交、直流的影响。实验电路如下图甲、乙所示:
[来源: ]
演示甲图,电键分别接到交、直流电源上,引导学生观察两次灯的亮度(灯的亮度相同。说明电阻对交流和直流的阻碍作用相同。)
演示乙图,电键分别接到交、直流电源上,引导学生观察两次灯的亮度(电键接到直流上,亮度不变;接到交流上时,灯泡亮度变暗。说明线圈对直流电和交变电流的阻碍作用不同。)
线圈对直流电的阻碍作用只是电阻;而对交变电流的阻碍作用除了电阻之外,还有电感。
问题1:为什么会产生这种现象呢?
答:由电磁感应的知识可知,当线圈中通过交变电流时,产生自感电动势,阻碍电流的变化。[来源: ]
问题2:电感对交变电流阻碍作用的大小,用感抗来表示。感抗的大小与哪些因素有关?请同学们阅读教材后回答。
答:感抗决定于线圈的自感系数和交变电流的频率。线圈的自感系数越大,自感作用就越大,感抗就越大;交变电流的频率越高,电流变化越快,自感作用越大,感抗越大。
线圈在电子技术中有广泛应用,有两种扼流圈就是利用电感对交变电流的阻碍作用制成的。出示扼流圈,并介绍其构造和作用。
(1)低频扼流圈
构造:线圈绕在闭合铁芯上,匝数多,自感系数很大。
作用:对低频交变电流有很大的阻碍作用。即通直流、阻交流。
(2)高频扼流圈
构造:线圈绕在铁氧体芯上,线圈匝数少,自感系数小。
作用:对低频交变电流阻碍小,对高频交变电流阻碍大。即通低频、阻高频。
2、交变电流能够通过电容器
演示:电容对交、直流的影响。实验电路如图所示:
开关S分别接到直流电源和交变电流源上,观察现象(接通直流电源,灯泡不亮;接通交变电流源,灯泡亮了说明了直流电不能够通过电容器,交变电流能够通过电容器。)
电容器的两极板间是绝缘介质,为什么交变电流能够通过呢?用CAI课件展示电容器接到交变电流源上,充、放电的动态过程。强调自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质,只是当电源电压升高时电容器充电,电荷向电容器的极板上集聚,形成充电电流;当电源电压降低时电容器放电,电荷从电容器的极板上放出,形成放电电流。电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流通过了电容器。
3、电容器对交变电流的.阻碍作用
演示:电容器对交变电流的影响:将刚才实验电路中1000 F,15 V的电容器去掉,观察灯泡的亮度,说明了什么道理?
答:灯泡的亮度变亮了。说明电容器对交变电流也有阻碍作用。(的确是这样。物理上用容抗来表示电容器对交变电流阻碍作用的大小。)
问题2:容抗跟哪些因素有关呢?请同学们阅读教材后回答。
答:容抗决定于电容器电容的大小和交变电流的频率。电容越大,在同样电压下电容器容纳电荷越多,因此充放电的电流越大,容抗就越小;交变电流的频率越高,充放电进行得越快,充放电电流越大,容抗越小。即电容器的电容越大,交变电流频率越高,容抗越小。
电容器具有通交流、隔直流通高频、阻低频的特点。
4、课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题:
1、由于电感线圈中通过交变电流时产生自感电动势,阻碍电流变化,对交变电流有阻碍作用。电感对交变电流阻碍作用大小用感抗来表示。线圈自感系数越大,交变电流的频率越高,感抗越大,即线圈有通直流、阻交流或通低频,阻高频特征。
2、交变电流通过电容器过程,就是电容器充放电过程。由于电容器极板上积累电荷反抗自由电荷做定向移动,电容器对交变电流有阻碍作用。用容抗表示阻碍作用的大小。电容器的电容越大,交流的频率越高,容抗越小。故电容器在电路中有通交流、隔直流或通高频、阻低频特征。
5、实例探究
电感对交变电流的影响
【例1】如图所示电路中,L为电感线圈,R为灯泡,电流表内阻为零。电压表内阻无限大,交流电源的电压u=220 sin10t V。若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为25Hz,下列说法中正确的是( )
1. 电流表示数增大 B.电压表示数减小 C.灯泡变暗 D.灯泡变亮
电感和电容对交变电流的影响
例2、图所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用。
6、巩固练习
1、关于低频扼流圈,下列说法正确的是
A.这种线圈的自感系数很小,对直流有很大的阻碍作用 B.这种线圈的自感系数很大,对低频电流有很大的阻碍作用
C.这种线圈的自感系数很大,对高频交流的阻碍作用比低频交流的阻碍作用更大
D.这种线圈的自感系数很小,对高频交流的阻碍作用很大而对低频交流的阻碍作用很小
2、在图所示电路中,u是有效值为200 V的交流电源,C是电容器,R是电阻。关于交流电压表的示数,下列说法正确的是 ( )
A.等于220 V B.大于220 V C.小于220 V D.等于零
3、在图所示的电路中,a、b两端连接的交流电源既含高频交流,又含低频交流;L是一个25 mH的高频扼流圈,C是一个100 pF的电容器,R是负载电阻,下列说法中正确的是 ( )
A.L的作用是通低频,阻高频 B.C的作用是通交流,隔直流
C.C的作用是通高频,阻低频 D.通过R的电流中,低频电流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比
高二物理教案8
一、预习目标
预习光的颜色是干什么排列的,以及什么事光的色散现象?
二、预习内容
1、光的颜色 色散:
(1)在双缝干涉实验中,由条纹间距x与光波的波长关系为________,可推知不同颜色的光,其_不同,光的颜色由光的________决定,当光发生折射时,光速发生变化,而颜色不变。
(2)色散现象是指:含有多种颜色的光被分解为________的现象。
(3)光谱:含有多种颜色的光被分解后各种色光按其_______的大小有序排列。
2、薄膜干涉中色散:以肥皂液膜获得的干涉现象为例:
(1)相干光源是来自前后两个表面的________,从而发生干涉现象。
(2)明暗条纹产生的位置特点:来自前后两个面的反射光所经过的路程差不同,在某些位置,这两列波叠加后相互加强,出现了________,反之则出现暗条纹。
3、折射时的色散
(1)一束光线射入棱镜经_______折射后,出射光将向它的横截面的_______向偏折。物理学中把角叫偏向角,表示光线的偏折程度。
(2)白光通过棱镜发生折射时,_______的偏向角最小,________的偏向角最大,这说明透明物体对于波长不同的光的折射率不一样,波长越小,折射率越_______ _。
(3)在同一种物质中,不同波长的光波传播速度________,波长越短,波速越_______ _。
三、提出疑惑
同学们,通过你们的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
(一)学习目标: 1、知道什么是色散现象
2、观察薄膜干涉现象,知道薄膜干涉能产生色散,并能利用它来解释生活中的相关现象
3、知道棱镜折射能产生色散,认识对同一介质,不同颜色的光折射率不同
4. 本节的重点是薄膜干涉、白光通过三棱镜的折射情况
(二)学习过程:
【导读】仔细阅读教材P56-58,完成学习目标
1、 回顾双缝干涉图样,比较各种颜色的光产生的条纹间的.距离大小情况
2、 据双缝间的距离公式x= ,分析出条纹间的距离与光波的波长关系,我们可以断定,
3、 双缝干涉图样中,白光的干涉图样是彩色的说明
4、 物理学中,我们把 叫做光的色散;含有多种颜色的光被分解后,各种色光 就是光谱
5、 什么是薄膜干涉?请举出一实例
6、 薄膜干涉的原理:
7、 薄膜干涉的应用:
8、 一束白光通过三棱镜后会在棱镜的另一侧出现什么现象?
9、 总结本节课色散的种类:
(三)反思总结
(四)当堂检测
1.光的颜色由____________决定。
2.一束日光穿过棱镜,白光会分散成许多不同颜色的光,在屏上出现由________到________连续排列的七色彩光带,称为__________。这是由于棱镜对各种色光的________程度不同而引起的。
3.一束单色光从空气射入玻璃中,则其频率____________,波长____________,传播速度____________。(填变大、不变或变小)
4.一束白光经过玻璃制成的三棱镜折射后发生色散。各种色光中,___________色光的偏折角最大,___________色光偏折角最小。这种现象说明玻璃对___________色光的折射率最大,对___________色光的折射率最小。
5.如图所示,红光和紫光分别从介质1和介质2中以相同的入射角射到介质和真空的界面,发生折射时的折射角也相同。设介质1和介质2的折射率分别为n1、n2,则 ( )
A.n1=n2 B.n1n2
C.n1
课后练习与提高
1.一束红光和一束紫光以相同的入射角沿CO方向入射半圆形玻璃砖的下表面,之后沿OA,OB方向射出,如图所示,则下列说法中正确的是 ( )
A.OA是红光,穿过玻璃砖的时间较短
B.OB是红光,穿过玻璃砖的时间较短
C.OA是紫光,穿过玻璃砖的时间较长
D.OB是紫光,穿过玻璃砖的时间较短
2.如图所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下列说法正确的是 ( )
A.红光的偏折最大,紫光的偏折最小 B.红光的偏折最小,紫光的偏折最大
C.玻璃对红光的折射率比紫光大 D.玻璃中紫光的传播速度比红光大
3.如图所示,一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上,经棱镜折射后,交会在屏上同一点,若n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率,则有? ( )
A.n1
C.n1n2,a为红光,b为蓝光 D.n1n2,a为蓝光,b为红光
4.一细束红光和一细束紫光分别以相同入射角由空气射入水中,如图标出了这两种光的折射光线a和b,r1、r2分别表示a和b的折射角,以下说法正确的是 ( )
A.a为红光折射光线,b为紫光折射光线
B.a为紫光折射光线,b为红光折射光线
C.水对紫光与红光的折射率n1与n2之比n1∶n2=sinr1∶sinr2
D.紫光与红光在水中波速v1与v2之比v1∶v2=sinr1∶sinr2
5.如图所示,一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上,穿过玻璃后从下表面射出,变为a、b两束平行单色光,则 ( )
A.玻璃对a光的折射率较大 B.a光在玻璃中传播的速度较大
C.b光的频率较大 D.b光的波长较长
6.一束复色光由空气射向玻璃,发生折射而分为a、b两束单色光,其传播方向如图所示。设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb,a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb,则 ( )
A.nanb B.navb D.va
7.某同学为了研究光的色散,设计了如下实验:在墙角放置一个盛水的容器,其中有一块与水平面成45角放置的平面镜M,如图所示,一细束白光斜射向水面,经水折射向平面镜,被平面镜反射经水面折射后照在墙上,该同学可在墙上看到 ( )
A.上紫下红的彩色光带 B.上红下紫的彩色光带
C.外红内紫的环状光带 D.一片白光
8.如图所示,横截面是直角三角形ABC的三棱镜对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2。一束很细的白光由棱镜的一个侧面AB垂直射入,从另一个侧面AC折射出来。已知棱镜的顶角A=30,AC边平行于光屏MN,且与光屏的距离为L,求在光屏上得到的可见光谱的宽度。
预习内容答案:x=(L/d) 波长 频率 单色光 波长 反射光
亮条纹 两次 _下方 红色光 紫色光 小 不同 小
高二物理教案:光的颜色当堂检测答案:
1、频率 2、红,紫,光的色散,折射 3、不变,变小,变小 4、紫,红,紫,红 5、B
课后练习与提高
1、A 2、B 3、B 4、BD 5、AD 6、AD 7、B 8、 -
高二物理教案9
一、教材分析
磁场的概念比较抽象,应对几种常见的磁场使学生加以了解认识,学好本节内容对后面的磁场力的分析至关重要。
二、教学目标
(一)知识与技能
1.知道什么叫磁感线。
2.知道几种常见的磁场(条形、蹄形,直线电流、环形电流、通电螺线管)及磁感线分布的情况
3.会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。
4.知道安培分子电流假说,并能解释有关现象
5.理解匀强磁场的概念,明确两种情形的匀强磁场
6.理解磁通量的概念并能进行有关计算
(二)过程与方法
通过实验和学生动手(运用安培定则)、类比的方法加深对本节基础知识的认识。
(三)情感态度与价值观
1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力.
2.培养学生的空间想象能力.
三、教学重点难点
1.会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向.
2.正确理解磁通量的概念并能进行有关计算
四、学情分析
磁场概念比较抽象,学生对此难以理解,但前面已经学习过了电场,可采用类比的方法引导学生学习。
五、教学方法
实验演示法,讲授法
六、课前准备:
演示磁感线用的磁铁及铁屑,演示用幻灯片
七、课时安排:
1课时
八、教学过程:
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情景引入、展示目标
要点:磁感应强度B的大小和方向。
[启发学生思考]电场可以用电场线形象地描述,磁场可以用什么来描述呢?
[学生答]磁场可以用磁感线形象地描述.----- 引入新课
(老师)类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向,同样,也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向
(三)合作探究、精讲点播
【板书】1.磁感线
(1)磁感线的定义
在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致,这样的曲线叫做磁感线。
(2)特点:
A、磁感线是闭合曲线,磁铁外部的磁感线是从北极出来,回到磁铁的南极,内部是从南极到北极.
B、每条磁感线都是闭合曲线,任意两条磁感线不相交。
C、磁感线上每一点的切线方向都表示该点的磁场方向。
D、磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小
【演示】用铁屑模拟磁感线的形状,加深对磁感线的认识。同时与电场线加以类比。
【注意】①磁场中并没有磁感线客观存在,而是人们为了研究问题的方便而假想的。
②区别电场线和磁感线的不同之处:电场线是不闭合的,而磁感线则是闭合曲线。
2.几种常见的磁场
【演示】
①用铁屑模拟磁感线的演示实验,使学生直观地明确条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)各自的磁感线的分布情况(磁感线的走向及疏密分布)。
②用投影片逐一展示:条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)。
(1)条形、蹄形磁铁,同名、异名磁极的磁场周围磁感线的分布情况
(2)电流的磁场与安培定则
①直线电流周围的磁场
在引导学生分析归纳的基础上得出
a直线电流周围的磁感线:是一些以导线上各点为圆心的.同心圆,这些同心圆都在跟导线垂直的平面上.
b直线电流的方向和磁感线方向之间的关系可用安培定则(也叫右手螺旋定则)来判定:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.
②环形电流的磁场
a环形电流磁场的磁感线:是一些围绕环形导线的闭合曲线,在环形导线的中心轴线上,磁感线和环形导线的平面垂直。
[教师引导学生得]
b环形电流的方向跟中心轴线上的磁感线方向之间的关系也可以用安培定则来判定:让右手弯曲的四指和和环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向.
③通电螺线管的磁场.
a通电螺线管磁场的磁感线:和条形磁铁外部的磁感线相似,一端相当于南极,一端相当于北极;内部的磁感线和螺线管的轴线平行,方向由南极指向北极,并和外部的磁感线连接,形成一些环绕电流的闭合曲线(图5)
b通电螺线管的电流方向和它的磁感线方向之间的关系,也可用安培定则来判定:用右手握住螺线管,让弯曲四指所指的方向和电流的方向一致,则大拇指所指的方向就是螺线管的北极(螺线管内部磁感线的方向).
③电流磁场(和天然磁铁相比)的特点:磁场的有无可由通断电来控制;磁场的极性可以由电流方向变换;磁场的强弱可由电流的大小来控制。
【说明】由于后面的安培力、洛伦兹力、电磁感应与磁感应强度密切相关,几种常见磁场的磁感线的分布是一个非常基本的内容,不掌握好,对后面的学习有很大影响。
3.安培分子电流假说
(1)安培分子电流假说
对分子电流,结合环形电流产生的磁场的知识及安培定则,以便学生更容易理解它的两侧相当于两个磁极,这句话;并应强调这两个磁极跟分子电流不可分割的联系在一起,以便使他们了解磁极为什么不能以单独的N极或S极存在的道理。
(2)安培假说能够解释的一些问题
可以用回形针、酒精灯、条形磁铁、充磁机做好磁化和退磁的演示实验,加深学生的印象。举生活中的例子说明,比如磁卡不能与磁铁放在一起等等。
【说明】假说,是用来说明某种现象但未经实践证实的命题。在物理定律和理论的建立过程中,假说,常常起着很重要的作用,它是在一定的观察、实验的基础上概括和抽象出来的。安培分子电流的假说就是在奥斯特的实验的启发下,经过思维发展而产生出来的。
(3)磁现象的电本质:磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的.
4.匀强磁场
(1)匀强磁场:如果磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一些间隔相同的平行直线。
(2)两种情形的匀强磁场:即距离很近的两个异名磁极之间除边缘部分以外的磁场;相隔一定距离的两个平行线圈(亥姆霍兹线圈)通电时,其中间区域的磁场P87图3.3-7,图3.3-8。
5.磁通量
(1)定义: 磁感应强度B与线圈面积S的乘积,叫穿过这个面的磁通量(是重要的基本概念)。
(2)表达式:=BS
【注意】①对于磁通量的计算要注意条件,即B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度,S是线圈面积在与磁场方向垂直的平面上的投影面积。
②磁通量是标量,但有正、负之分,可举特例说明。
(3)单位:韦伯,简称韦,符号Wb 1Wb = 1Tm2
(4)磁感应强度的另一种定义(磁通密度):即B =/S
上式表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量,并且用Wb/m2做单位(磁感应强度的另一种单位)。所以:1T = 1 Wb/m2 = 1N/Am
(三)小结:对本节各知识点做简要的小结。
(四)反思总结、当堂检测
1.如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指向右.试判定电源的正负极.
解析:小磁针N极的指向即为该处的磁场方向,所以在螺线管内部磁感线方向由ab,根据安培定则可判定电流由c端流出,由d端流入,故c端为电源的正极,d端为负极.
注意:不要错误地认为螺线管b端吸引小磁针的N极,从而判定b端相当于条形磁铁的南极,关键是要分清螺线管内、外部磁感线的分布.
2.如图所示,当线圈中通以电流时,小磁针的北极指向读者.学生确定电流方向.
答案:电流方向为逆时针方向.
(五)发导学案、布置作业
九、板书设计
磁感线:人为画出,可形象描述磁场
几种常见的磁场:安培定则:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向。
匀强磁场:磁场中各处电场强度大小相等方向相同。其磁感线是一些间隔均匀的平行直线。
磁通量:B与S的乘积,单位是韦伯,也叫磁通密度。
十、教学反思
本节内容与本章第一节内容联系较大可先复习第一节知识后进入新课的学习,并在学习过程中加入对应习题。注重演示如演示磁感线用的磁铁及铁屑,演示用幻灯片等使学生具有形象感。
高二物理教案10
第1节《划时代的发现》
一、教材分析
《划时代的发现》是人教版高中物理3-4第四章第一节,本节是让学生体会科学家的思考、研究时的迷失与最后成功,本节是过程与方法、情感、态度与价值观教育的难得素材
二、教学目标
1.知识与技能
(1)知道奥斯特实验、电磁感应现象,
(2)了解电生磁和磁生电的发现过程,
(3)知道电磁感应和感应电流的定义。
2.过程与方法
(1)通过阅读使学生掌握自然现象之间是相互联系和相互转化的;
(2)通过学习了解科学家们在探究过程中的失败和贡献,从中学习科学探究的方法和思想。
(3)领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性
3.情感、态度与价值观
(1)通过学习阅读培养学生正确的探究自然规律的科学态度和科学精神;
(2)领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。
(3)以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。
三、教学重点难点
重点:探索电磁感应现象的历史背景;
难点:体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神
四、学情分析
我们的学生属于平行分班,没有实验班,学生已有的知识和实验水平有差距。本节课学生认识到探索电磁感应现象的历史背景是关键。
五、教学方法
1.讲授法:讲授科学家的艰辛
2. 实验法:学生自己体会奥斯特实验
3.学案导学:见后面的学案。
4.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑情境导入、展示目标合作探究、精讲点拨反思总结、当堂检测发导学案、布置预习
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习划时代的发现,初步了解物理学史。分小组6台奥斯特实验装置。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。3.教学环境的设计和布置:分小组合作学习,分6个学习小组。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
(三)合作探究、精讲点拨。
探究一:奥斯特梦圆电生磁------电流的磁效应
引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题,引导学生思考并回答:
(1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的?在这之前,科学研究领域存在怎样的历史背景?
(2)奥斯特的研究是一帆风顺的吗?奥斯特面对失败是怎样做的?
(3)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的?用学过的知识如何解释?
(4)电流磁效应的发现有何意义?谈谈自己的感受。
学生活动:结合思考题,认真阅读教材,分成小组讨论,发表自己的见解。
教师教学素材:
到18世纪末,人们开始思考不同自然现象之间的联系,例如:摩擦生热表明了机械运动向热运动转化,而蒸汽机则实现了热运动向机械运动的转化,于是,一些独具慧眼的哲学家如康德等提出了各种自然现象之间的相互联系和转化的思想。由于受康德哲学与谢林等自然哲学家的哲学思想的影响,坚信自然力是可以相互转化的,长期探索电与磁之间的联系。1803年奥斯特指出:物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种现象的零散的罗列,我们将把整个宇宙纳在一个体系中。在此思想的指导下,1820年4月奥斯特发现了电流对磁针的作用,即电流的磁效应。同年7月21日奥斯特又以
《关于磁针上电冲突作用的实验》为题发表了他的发现。这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动,导致了大批实验成果的出现,由此开辟了物理学的新领域──电磁学。1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。1829年起任哥本哈根工学院院长。
探究二:法拉第心系磁生电------电磁感应现象
引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题,引导学生思考并回答:
(1)奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考?法拉第持怎样的观点?
(2)法拉第的研究是一帆风顺的吗?法拉第面对失败是怎样做的?
(3)法拉第做了大量实验都是以失败告终,失败的原因是什么?
(4)法拉第经历了多次失败后,终于发现了电磁感应现象,他发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的?之后他又做了大量的实验都取得了成功,他认为成功的秘诀是什么?
(5)从法拉第探索电磁感应现象的历程中,你学到了什么?谈谈自己的体会。
学生活动:结合思考题,认真阅读教材,分成小组讨论,发表自己的见解。
教师教学素材:
1820年奥斯特发现电流的磁效应,受到科学界的关注,促进了科学的发展。1821年英国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章,评述奥斯特发现以来电磁学实验的理论发展概况。戴维把这一工作交给了法拉第。法拉第在收集资料的过程中,对电磁现象的研究产生了极大的热情,并开始转向电磁学的研究。他仔细地分析了电流的磁效应等现象,认为既然电流能产生磁,磁能否产生电呢?1822年他在日记中写下了自己的思想:磁能转化成电。
他在这方面进行了系统的研究。起初,他试图用强磁铁靠近闭合导线或用强电流使另一闭合导线中产生电流,做了大量的实验,都失败了。经过历时十年的失败、再试验,直到1831年8月29日才取得成功。他接连又做了几十个这类实验。1831年11月24日的论文中,他把产生感应电流的情况概括成五类:变化着的电流;变化着的磁场;运动的恒定电流;运动的磁场;在磁场中运动的导体。他指出:感应电流与原电流的变化有关,而不是与原电流本身有关。他将这一现象与导体上的静电感应类比,把它取名为电磁感应,产生的电流叫做感应电流。为了解释电磁感应现象,法拉第曾提出过电张力的概念。后来在考虑了电磁感应的各种情况后,认为可以把感应电流的产生归因于导体切割磁力线。在电磁感应现象发现二十年后,直到1851年才得出了电磁感应定律。经过大量实验后,他终于实现了磁生电的夙愿,宣告了电气时代的到来。
作为19世纪伟大实验物理学家的法拉第。他并不满足于现象的发现,还力求探索现象后面隐藏着的本质;他既十分重视实验研究,又格外重视理论思维的作用。1832年3月12日他写给皇家学会一封信,信封上写有现在应当收藏在皇家学会档案馆里的一些新观点。那时的法拉第已经孕育着电磁波的存在以及光是一种电磁振动的杰出思想,尽管还带有一定的模糊性。为解释电磁感应现象,他提出电致紧张态与磁力线等新概念,同时对当时盛行的超距作用说产生了强烈的怀疑:一个物体可以穿过真空超距地作用于另一个物体,不要任何一种东西的中间参与,就把作用和力从一个物体传递到另一个物体,这种说法对我来说,尤其荒谬。凡是在哲学方面有思考能力的人,决不会陷人这种谬论之中。他开始向长期盘踞在物理学阵地的超距说宣战。与此同时,他还向另一种形而上学观点──流体说进行挑战。1833年,他总结了前人与自己的大量研究成果,证实当时所知摩擦电、伏打电、电磁感应电、温差电和动物电等五种不同来源的电的同一性。他力图解释电流的本质,导致他研究电流通过酸、碱、盐溶液,结果在1833~1834年发现电解定律,开创了电化学这一新的学科领域。他所创造的大量术语沿用至今。电解定律除本身的意义外,也是电的分立性的重要论据。
1837年他发现电介质对静电过程的影响,提出了以近距邻接作用为基础的静电感应理论。不久以后,他又发现了抗磁性。在这些研究工作的基础上,他形成了电和磁作用通过中间介质、从一个物体传到另一个物体的思想。于是,介质成了场的场所,场这个概念正是来源于法拉第。正如爱因斯坦所说,引入场的概念,是法拉第的最富有独创性的思想,是牛顿以来最重要的发现。牛顿及其他学者的空间,被视作物体与电荷的容器;而法拉第的空间,是现象的容器,它参与了现象。所以说法拉第是电磁场学说的创始人。他的深邃的物理思想,强烈地吸引了年轻的麦克斯韦。麦克斯韦认为,法拉第的电磁场理论比当时流行的超距作用电动力学更为合理,他正是抱着用严格的物理语言来表述法拉第理论的决心闯入电磁学领域的。
法拉第坚信:物质的力借以表现出的各种形式,都有一个共同的起源,这一思想指导着法拉第探寻光与电磁之间的联系。1822年,他曾使光沿电流方向通过电解波,试图发现偏振面的变化,没有成功。这种思想是如此强烈,执着的追求使他终于在1845年发现强磁场使偏振光的偏振面发生旋转。他的晚年,尽管健康状况恶化,仍从事广泛的研究。他曾分析研究电缆中电报信号迟滞的原因,研制照明灯与航标灯。他的成就来源于勤奋,他的主要著作《日记》由16041则汇编而成;《电学实验研究》有3362节之多。
他生活简朴,不尚华贵,以致有人到皇家学院实验室作实验时错把他当作守门的老头。1857年,皇家学会学术委员会一致决议聘请他担任皇家学会会长。对这一荣誉职务他再三拒绝。他说:我是一个普通人。如果我接受皇家学会希望加在我身上的荣誉,那么我就不能保证自己的诚实和正直,连一年也保证不了。同样的理由,他谢绝了皇家学院的院长职务。当英王室准备授予他爵士称号时,他多次婉言谢绝说:法拉第出身平民,不想变成贵族。他的好友J.Tyndall对此作了很好的解释:在他的眼中看去,宫廷的华丽,和布来屯(Brighton)高原上面的雷雨比较起来,算得什么;皇家的一切器具,和落日比较起来,又算得什么?其所以说雷雨和落日,是因为这些现象在他的心里,都可以挑起一种狂喜。在他这种人的心胸中,那些世俗的荣华快乐,当然没有价值了。一方面可以得到十五万镑的财产,一方面是完全没有报酬的学问,要在这两者之间去选择一种。他却选定了第二种,遂穷困以终。这就是这位铁匠的儿子、订书匠学徒的郑重选择。1867年8月25日逝世,墓碑上照他的遗愿只刻有他的名字和出生年月。
后世的人们,选择了法拉作为电容的国际单位,以纪念这位物理学大师。
科拉顿的失败
1820年,奥斯特的磁效应发表后,在科学界引起极大反响,科学家想既然电能生磁,反过来磁也能生电。可以说,想实现磁生电是当时许多科学家的'愿望,例如,安培、科拉顿等人都曾为之努力过,但是都失败了。在这个问题上,最遗憾的莫过于科拉顿。
1825年,科拉顿做了这样一个实验,他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈,来观察在线圈中是否有电流产生。但是在实验时,科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响,他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里他想,反正产生的电流应该是稳定的(当时科学界都认为利用磁场产生的电应该是稳定的),插入磁铁后,如果有电流,跑到另一间房里观察也来得及就这样,科拉顿开始了实验。然而,无论他跑得多快,他看到的电流计指针都是指在0刻度的位置。
科拉顿失败了。科拉顿的这个失败,是一个什么样的失败呢?后人有各种各样的议论。
有人说这是一次成功的失败。因为科拉顿的实验装置设计得完全正确,如果磁铁磁性足够强,导线电阻不大,电流计十分灵敏,那么在科拉顿将磁铁插入螺旋线圈时,电流计的指针确实是摆动了的。也就是说,电磁感应的实验是成功了,只不过科拉顿没有看见,他跑得还是太慢,连电流计指针往回摆也没看见,有人说,这是一次遗憾的失败。因为科拉顿如果有个助手在另外那间房里,或者科拉顿就把电流计放在同一间房里看得见的地方,那么成功的桂冠肯定是属于科拉顿的。
有人说,这是一次真正的失败。因为科拉顿没能转变思想,没有从稳态的猜想转变到暂态的考虑上来,所以他想不到请个助手帮一下忙、或者把电流计拿到同一间房里来。事实也正是如此,法拉第总结了别人和他自己以前失败的教训,他决定不再固守稳态的猜想,终于在1831年8月,观察到了电磁感应现象。科拉顿只能留下永远的遗憾。
例1:发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是(C)
A.安培 B.赫兹 C.法拉第 D.麦克斯韦
例2:发现电流磁效应现象的科学家是__奥斯特__,发现通电导线在磁场中受力规律的科学家是_安培_,发现电磁感应现象的科学家是_法拉第_,发现电荷间相互作用力规律的的科学家是_库仑_。
例3:下列现象中属于电磁感应现象的是(B)
A.磁场对电流产生力的作用 B.变化的磁场使闭合电路中产生电流
C.插在通电螺线管中的软铁棒被磁化 D.电流周围产生磁场
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生认识探索电磁感应现象的历史背景并体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神。
(五)发导学案、布置预习。
在下一节课我们一起来学习探究电磁感应的条件。这节课后大家可以先预习这一部分,着重分析科学家是如何设计实验,如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图:布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
一、奥斯特梦圆电生磁------电流的磁效应
二、法拉第心系磁生电------电磁感应现象
十、教学反思
学生对于课外知识很感兴趣,有些同学有一定的知识基础,也能提出一些有建设性的问题,激发了他们学物理的兴趣。通过这节课的学习我了解到,学生对物理学的发展非常感兴趣,所以在以后的教学中我们应该多介绍一些这样的知识,来丰富学生的知识面,扩宽学生的视野。
在后面的教学过程中会继续研究本节课,争取设计的更科学,更有利于学生的学习,也希望大家提出宝贵意见,共同完善,共同进步!
高二物理教案11
教学目标
知识目标
(1)通过演示实验认识加速度与质量和和合外力的定量关系;
(2)会用准确的文字叙述牛顿第二定律并掌握其数学表达式;
(3)通过加速度与质量和和合外力的定量关系,深刻理解力是产生加速度的原因这一规律;
(4)认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系,认识加速度与和外力间的瞬时对应关系;
(5)能初步运用运动学和牛顿第二定律的知识解决有关动力学问题.
能力目标
通过演示实验及数据处理,培养学生观察、分析、归纳总结的能力;通过实际问题的处理,培养良好的书面表达能力.
情感目标
培养认真的科学态度,严谨、有序的思维习惯.
教学建议
教材分析
1、通过演示实验,利用控制变量的方法研究力、质量和加速度三者间的关系:在质量不变的前题下,讨论力和加速度的关系;在力不变的前题下,讨论质量和加速度的关系.
2、利用实验结论总结出牛顿第二定律:规定了合适的力的单位后,牛顿第二定律的表达式从比例式变为等式.
3、进一步讨论牛顿第二定律的确切含义:公式中的表示的是物体所受的合外力,而不是其中某一个或某几个力;公式中的和均为矢量,且二者方向始终相同,所以牛顿第二定律具有矢量性;物体在某时刻的加速度由合外力决定,加速度将随着合外力的变化而变化,这就是牛顿第二定律的瞬时性.
教法建议
1、要确保做好演示实验,在实验中要注意交代清楚两件事:只有在砝码质量远远小于小车质量的前题下,小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力(根据学生的实际情况决定是否证明);实验中使用了替代法,即通过比较小车的位移来反映小车加速度的大小.
2、通过典型例题让学生理解牛顿第二定律的确切含义.
3、让学生利用学过的重力加速度和牛顿第二定律,让学生重新认识出中所给公式.
教学设计示例
教学重点:牛顿第二定律
教学难点:对牛顿第二定律的理解
示例:
一、加速度、力和质量的关系
介绍研究方法(控制变量法):先研究在质量不变的前题下,讨论力和加速度的关系;再研究在力不变的前题下,讨论质量和加速度的关系.介绍实验装置及实验条件的保证:在砝码质量远远小于小车质量的条件下,小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力.介绍数据处理方法(替代法):根据公式可知,在相同时间内,物体产生加速度之比等于位移之比.
以上内容可根据学生情况,让学生充分参与讨论.本节书涉及到的演示实验也可利用气垫导轨和计算机,变为定量实验.
1、加速度和力的关系
做演示实验并得出结论:小车质量相同时,小车产生的加速度与作用在小车上的力成正比,即,且方向与方向相同.
2、加速度和质量的关系
做演示实验并得出结论:在相同的力F的作用下,小车产生的加速度与小车的质量成正比,即.
二、牛顿第二运动定律(加速度定律)
1、实验结论:物体的加速度根作用力成正比,跟物体的质量成反比.加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同.即,或.
2、力的单位的规定:若规定:使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N.则公式中的=1.(这一点学生不易理解)
3、牛顿第二定律:
物体的加速度根作用力成正比,跟物体的质量成反比.加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同.
数学表达式为:.或
4、对牛顿第二定律的理解:
(1)公式中的`是指物体所受的合外力.
举例:物体在水平拉力作用下在水平面上加速运动,使物体产生加速度的合外力是物体
所受4个力的合力,即拉力和摩擦力的合力.(在桌面上推粉笔盒)
(2)矢量性:公式中的和均为矢量,且二者方向始终相同.由此在处理问题时,由合外力的方向可以确定加速度方向;反之,由加速度方向可以找到合外力的方向.
(3)瞬时性:物体在某时刻的加速度由合外力决定,加速度将随着合外力的变化而变化.
举例:静止物体启动时,速度为零,但合外力不为零,所以物体具有加速度.
汽车在平直马路上行驶,其加速度由牵引力和摩擦力的合力提供;当刹车时,牵引力突然消失,则汽车此时的加速度仅由摩擦力提供.可以看出前后两种情况合外力方向相反,对应车的加速度方向也相反.
(4)力和运动关系小结:
物体所受的合外力决定物体产生的加速度:
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同——→物体做匀加速直线运动
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反——→物体做匀减速直线运动
以上小结教师要带着学生进行,同时可以让学生考虑是否还有其它情况,应满足什么条件.
探究活动
题目:验证牛顿第二定律
组织:2-3人小组
方式:开放实验室,学生实验.
评价:锻炼学生的实验设计和操作能力.
高二物理教案12
教学目标
(一)知识与技能
1.知道两种电荷及其相互作用.知道点电荷量的概念.
2.了解静电现象及其产生原因;知道原子结构,掌握电荷守恒定律
3.知道什么是元电荷.
4.掌握库仑定律,要求知道知道点电荷模型,知道静电力常量,会用库仑定律的公式进行有关的计算.
(二)过程与方法
2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
3、类比质点理解点电荷,通过实验探究库仑定律并能灵活运用
(三)情感态度与价值观
通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质,认识理想化是研究自然科学常用的方法,培养科学素养,认识类比的方法在现实生活中有广泛的应用
重点:电荷守恒定律,库仑定律和库仑力
难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题,库仑定律的理解与应用。
教具:丝绸,玻璃棒,毛皮,硬橡胶棒,绝缘金属球,静电感应导体,通草球,多媒体课件
教学过程:
第1节电荷库仑定律(第1课时)
(一)引入新课:
多媒体展示:闪电撕裂天空,雷霆震撼着大地。
师:在这惊心动魄的自然现象背后,蕴藏着许多物理原理,吸引了不少科学家进行探究。在科学史上,从最早发现电现象,到认识闪电本质,经历了漫长的岁月,一些人还为此付出过惨痛的代价。下面请同学们认真阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节,了解我们人类对闪电的研究历史,并完成下述填空:
电闪雷鸣是自然界常见的现象,蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩罚,直到1752年,伟大的科学家___________冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验,把天电引了下来,发现天电和摩擦产生的电是一样的,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。
师强调:以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危险去捕捉闪电,证实了闪电与实验室中的电是相同的。
雷电是怎样形成的?(大气中冷暖气流上下急剧翻滚,相互摩擦,云层就会积聚电荷,当电荷积累到一定程度,瞬间发生大规模的放电,就产生了雷电)物体带电是怎么回事?电荷有哪些特性?电荷间的相互作用遵从什么规律?人类应该怎样利用这些规律?这些问题正是本章要探究并做出解答的。
师:本节课我们重点研究了解几种静电现象及其产生原因,电荷守恒定律
(二)新课教学
复习初中知识:
师:根据初中自然的学习,用摩擦的方法可使物体带电,请举例说明。
生:用摩擦的方法。如:用丝绸摩擦过的玻璃棒,玻璃棒带正电;用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,橡胶棒带负电。
演示实验1:先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑,看有什么现象?然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒,再靠近碎纸屑看有什么现象?让学生分析两次实验现象的异同;并分析原因。
教师总结:摩擦过的物体性质有了变化,带电了或者说带了电荷。带电后,能吸引轻小物体,而且带电越多,吸引力就越大,能够吸引轻小物体,我们说此时物体带了电。而用摩擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。
人类从很早就认识了摩擦起电的现象,例如公元1世纪,我国学者王充在《论衡》一书中就写下了“顿牟掇芥”一语,指的是用玳琩的壳吸引轻小物体。
后来人们认识到摩擦后的物体所带的电荷有两种:用丝绸摩擦过的`玻璃棒的所带的电荷是一种,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是另一种。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
一、电荷:
1①把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷.②把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷.
2
3、电荷量:C
“做一做”验电器与静电计
为了判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少,从18世纪起,人们经常使用一种叫验电器的简单装置:玻璃瓶内有两片金属箔,用金属丝挂在一条导体棒的下端,棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出(图甲)。如果把金属箔换成指针,并用金属做外壳,这样的验电器又叫静电计(图乙)
问:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时,金属箔片才开始张开?解释看到的现象?
1、摩擦起电
摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同.特别是离核较远的电子受到的束缚较小。当两个物体互相摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体。实质:电子的转移.结果:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.得到电子:带负电;失去电子:带正电问:摩擦起电有没有创造了电荷?
生:没有,摩擦起电是带电粒子(如电子)从一个物体转移到另一个物体。师:很多物质都会由于摩擦而带电,是否还存在其它的使物体起电的方式?在学习新的起电方式之前,我们先来学习金属导体模型。
金属导体模型也是一个物理模型P3(动画演示)
自由电子:脱离原子核的束缚而在金属中自由活动。
带正电的离子:失去电子的原子,都在自己的平衡位置上振动而不移动。
2、感应起电
【演示】取一对用绝缘柱支持的导体A和B,使它们
彼此接触。起初它们不带电,帖在下部的金属箔是闭合的。
①把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A,B(参见
课本图1.1-1).金属箔有什么变化?
实验现象:可以看到A,B上的金属箔都张开了,表
示A,B都带上了电荷.提出静电感应概念:
(1)静电感应:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电的现象。
规律:近端感应异种电荷,远端感应同种电荷(2)利用静电感应使物体带电,叫做感应起电.
(3)提出问题:静电感应的原因?
带领学生分析物质的微观分子结构,分析起电的本质原因:把带电的球C移近金属导体A和B时,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使导体靠近带电体的一端带异号电荷,远离带电体的一端带同号电荷。如上面的这个演示实验中,导体A和B带上了等量的异种电荷.
【演示】
②如果先把C移走,金属箔又有什么变化?实验现象:A和B上的金属箔就会闭合.
③如果先把A和B分开,然后移开C,金属箔又有什么变化?
实验现象:可以看到金属箔仍张开,表明A和B仍带有电荷;
④如果再让A和B接触,金属箔又有什么变化?
实验现象:金属箔就会闭合,表明他们就不再带电.这说明A和B分开后所带的是异种等量的电荷,重新接触后等量异种电荷发生中和.
问:感应起电有没有创造了电荷?
生:没有。感应起电而是使物体中的正负电荷分开,是电荷从物体的一部分转移到另一部分。感应起电也不是创造了电荷。
师:无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移,并不是创造电荷.
得出电荷守恒定律.三、电荷守恒定律:电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分.
师:电荷守恒定律是物理学中重要的基本定律之一。四、元电荷
师:迄今为止,科学家实验发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。质子、正电子所带的电荷量与它相同,但符号相反。人们把这个最小的电荷量叫做元电荷。元电荷:电子所带的电荷量,用e表示。e=1.60×10-19C注意:迄今为止,发现所有带电体的电荷量或者等于e,或者等于e的整数倍。就是说,电荷量是不能连续变化的物理量。
(三)小结
高二物理教案13
本文题目:高二物理教案:互感与自感
课前预习学案
一、预习目标
1.知道什么是互感现象和自感现象。
2.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
二、预习内容
(一)自感现象
1、自感电动势总要阻碍导体中 ,当导体中的电流在增大时,自感电动势与原电流方向 ,当导体中的电流在减小时,自感电动势与电流方向 。注意:阻碍不是阻止,电流还是在变化的。
2、线圈的自感系数与线圈的 、 、 等因素有关。线圈越粗、越长、匝数越密,它的自感系数就越 。除此之外,线圈加入铁芯后,其自感系数就会 。
3、自感系数的单位: ,有1mH = H,1H = H。
4、感电动势的大小:与线圈中的电流强度的变化率成正比。★
(二)自感现象的应用
1、有利应用:a、日光灯的镇流器;b、电磁波的发射。
2、有害避免:a、拉闸产生的电弧;b、双线绕法制造精密电阻。
3、日光灯原理(学生阅读课本)
(1)日光灯构造:
(2)日光灯工作原理:
(三)互感现象、互感器
1、互感现象现象应用了 原理。
2、互感器有 , 。
课内探究学案
一、学习目标
1.知道什么是互感现象和自感现象。
2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的决定因素。
3.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4.能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
二、学习过程
(一)复习旧课,引入新课
1、引起电磁感应现象的最重要的条件是什么?
2、楞次定律的内容是什么?
(二)新课学习
1、互感现象
问题1:在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?
2、自感现象
问题2:当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢?
[实验1]演示通电自感现象。
画出电路图(如图所示),A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节R1,使两灯正常发光,然后断开开关S。重新闭合S,观察到什么现象?(实验反复几次)
现象:
问题3:为什么A1比A2亮得晚一些?试用所学知识(楞次定律)加以分析说明。
[实验2]演示断电自感。
画出电路图(如图所示)接通电路,待灯泡A正常发光。然后断开电路,观察到什么现象?
现象:
问题4:为什么A灯不立刻熄灭?
3.自感系数
问题5:自感电动势的大小决定于哪些因素呢?请同学们阅读教材内容。然后用自己的语言加以概括,并回答有关问题。
问题6:自感电动势的大小决定于哪些因素?
4.磁场的能量
问题7:在断电自感的实验中,为什么开关断开后,灯泡的发光会持续一段时间?甚至会比原来更亮?试从能量的'角度加以讨论。
学生分组讨论:
师生共同得出结论:
(三)实例探究
自感现象的分析与判断
【例1】如图所示,电路甲、乙中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡D发光。则 ( )
A.在电路甲中,断开S,D将逐渐变暗
B.在电路甲中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗
C.在电路乙中,断开S,D将渐渐变暗
D.在电路乙中,断开S,D将变得更亮,然后渐渐变暗
【例2】如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零。电键K原来是合上的,在K断开后,分析:
(1)若R1R2,灯泡的亮度怎样变化?
(2)若R1
(四)反思总结:
(五)当堂检测
1、无线电技术的发展,极大地方便了人们的生活.在无线电技术中常有这样的要求:一个线圈中电流变化时对另一个线圈中的电流影响最小,如图所示,两个线圈安装位置最符合该要求的是( )
A.① B.② C.③ D.④
2、如图所示电路,线圈L电阻不计,则 ( )
A、S闭合瞬间,A板带正电,B板带负电
B、S保持闭合,A板带正电,B板带负电
C、S断开瞬间,B板带正电,A板带负电
D、由于线圈电阻不计,电容被短路,上述三种情况电容器两板都不带电
3、在下图电压互感器的接线图中,接线正确的是( )
高二物理教案:互感与自感答案:1.D 2.D 3.B
课后练习与提高
1.下列关于自感现象的说法中,正确的是 ( )
A.自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
B.线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反
C.线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关
D.加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
2.关于线圈的自感系数,下面说法正确的是 ( )
A.线圈的自感系数越大,自感电动势一定越大
B.线圈中电流等于零时,自感系数也等于零
C.线圈中电流变化越快,自感系数越大
D.线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
3.如图所示,L为一个自感系数大的自感线圈,开关闭合后,小灯能正常发光,那么闭合开关和断开开关的瞬间,能观察到的现象分别是 ( )
A.小灯逐渐变亮,小灯立即熄灭
B.小灯立即亮,小灯立即熄灭
C.小灯逐渐变亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
D.小灯立即亮,小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
4.如图所示是一演示实验的电路图。图中L是一带铁芯的线圈,A是一灯泡。起初,开关处于闭合状态,电路是接通的。现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡A的电流方向是从_____端经灯泡到_____端.这个实验是用来演示_____现象的。
5.如图所示的电路中,灯泡A1、A2的规格完全相同,自感线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确的是 ( )
A.当接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后A2比A1亮
B.当接通电路时,A1和A2始终一样亮
C.当断开电路时,A1和A2都过一会儿熄灭
D.当断开电路时,A2立即熄灭,A1过一会儿熄灭
6.如图所示电路中,A1、A2是两只相同的电流表,电感线
圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是 ( )
A.开关S接通的瞬间,电流表A1的读数大于A2的读数
B.开关S接通的瞬间,电流表A1的读数小于A2的读数
C.开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A1的读数大于A2的读数
D.开关S接通电路稳定后再断开的瞬间,电流表A1数等于A2的读数
7.如图所示,L是电感足够大的线圈,其直流电阻可忽略不计,D1和D2是两个相同的灯泡,若将电键S闭合,等灯泡亮度稳定后,再断开电键S,则 ( )
A.电键S闭合时,灯泡D1、D2同时亮,然后D1会变暗直到不亮,D2更亮
B.电键S闭合时,灯泡D1很亮,D2逐渐变亮,最后一样亮
C.电键S断开时,灯泡D2随之熄灭,而D1会亮一下后才熄灭
D.电键S断开时,灯泡D1随之熄灭,而D2会更亮后一下才熄灭
高二物理教案:互感与自感答案:1.ACD 2.D 3.A 4.b a 5.C 6.BD 7.AC
高二物理教案14
本节教材分析:
波的干涉是波的一种特殊的叠加现象,所以对波的叠加现象的理解是认识波的干涉现象的基础。教材首先讲了波的叠加现象,即两列波相遇而发生叠加时,对某一质点而言,它每一时刻振动的总位移,都等于该时刻两列波在该质点引起的位移的矢量和。
在学生理解波的叠加的基础上,再进一步说明在特殊情况下,即当两列波的频率相同时,叠加的结果就会出现稳定的特殊图样,即某些点两列波引起的振动始终加强,某些点两列波引起的振动始终减弱,并且加强点与减弱点相互间隔,这就是干涉现象。
由于对干涉现象的理解,需要一定的空间想象力图,可借助图片、计算机模拟,尽可能使学生形象、直观地理解干涉现象。
教学目标:
1。知道波的叠加原理。
2。知道什么是波的干涉现象和干涉图样。
3。知道干涉现象也是波特有的现象。
教学重点:波的叠加原理和波的干涉现象。
教学难点:波的干涉中加强点和减弱点的位移和振幅的区别。
教学方法:实验法、电教法、训练法。
教学用具:实物投影仪、CAI课件、波的干涉实验仪。
教学过程
一、引入
1。什么叫波的衍射?
2。产生明显的衍射的条件是什么?
学生答:波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射。
只有缝、孔的宽度和障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小时,才能产生明显的衍射现象。
教师:波的衍射研究的是一个波源发出波的情况,那么两列或两列以上的波在同一介质中传播,又会发生什么情况呢?
二、新课教学
(一)波的叠加原理
[设问]把两块石子在不同的地方投入池塘的水中,就有两列波在水面上传播,两列波相遇时,会不会像两个小球相碰时那样,都改变原来的运动状态呢?
[演示]取一根长绳,两位同学在这根水平长绳的两端分别向上抖动一下,学生观察现象。
[学生叙述现象]
现象一:抖动一下后,看到有两个凸起状态在绳上相向传播。
现象二:两列波相遇后,彼此穿过,继续传播,波的形状和传播的情形跟相遇前一样。
[教师总结]两列波相遇后,每列波都像相遇前一样,保持各自原来的波形,继续向前传播,这是波的独立传播特性。
[多媒体模拟绳波相遇前和相遇后的波形]
[教师]刚才,通过实验,我们知道了两列波在相遇前后,它们都保持各自的运动状态,彼此都没有受到影响,那么在两列波相遇的区域里情况又如何呢?
[多媒体模拟绳波相遇区的情况]
[教师总结]在两列波重叠的区域里,任何一个质点同时参与两个振动,其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和。当两列波在同一直线上振动时,这两种位移的矢量和简化为代数和,这叫做波的叠加原理。
[强化训练]两列振动方向相同和振动方向相反的波叠加,振幅如何变化?振动加强还是减弱?
学生讨论后得到:两列振动方向相同的波叠加,振动加强,振幅增大;两列振动方向相反的波叠加,振动减弱,振幅减小。
(二)波的干涉
[实物投影演示]把两根金属丝固定在同一个振动片上,当振动片振动时,两根金属丝周期性地触动水面,形成两个波源,观察在两列波相遇重叠的区域里出现的现象。
[教师说明]由于这两列波是由同一个振动片引起的,所以这两个波源的振动频率和振动步调相同。
[学生叙述现象]在振动的水面上,出现了一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的区域和激烈振动的区域,这两种区域在水面上的位置是固定的,而且相互隔开。
两列频率相同的水波相遇,会出现振动加强和振动减弱相互间隔的现象,形成稳定的干涉图样。
干涉;频率相同的两列波叠加,使某些区域的`振动加强、某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔,这种现象叫波的干涉。
在干涉现象中形成的图样叫干涉图样。由于两列波的频率相同,振动加强处总是加强,振动减弱处总是减弱,所以出现了稳定的干涉图样。
[用多媒体展示课本水波的干涉图样及波的干涉的示意图]
[教师]为什么会出现这种现象呢?
结合课本图10—30进行分析:?
对于图中的a点:?
设波源S1、S2在质点a引起的振幅分别为A1和A2,以图中a点波峰与波峰相遇时刻计时,波源S1、S2分别引起a质点的振动图象如图甲、乙所示,当两列波重叠后,质点a同时参与两个振动,合振动图象如图丙所示:
从图中可看出:对于a点,在t=0时是两列波的波峰和波峰相遇,经过半个周期,就变成波谷和波谷相遇,也就是说:在a点,两列波引起的振幅都等于两列波的振幅之和,即a点始终是振动加强点。
说明的几个问题:
1。从波源S1、S2发出的两列波传到振动加强的点a振动步调是一致的,引起质点a的振动方向是一致的,振幅为A1+A2。
2。振动加强的质点a并不是始终处于波峰或波谷,它仍然在平衡位置附近振动,只是振幅最大,等于两列波的振幅之和。
3。振动加强的条件:波峰与波峰或波谷与波谷相遇点是振动加强点。加强点与两个波源的距离差:△r=r2—r1=k (k=0,1,2,3)
那么,振动减弱的点又是如何形成的呢?
以波源S1、S2分别将波峰、波谷传给减弱点b时刻开始计时,波源S1、S2分别引起质点b振动的图象如图甲、乙所示,当两列波重叠后,质点a同时参与两个振动,合振动图象如图丙所示:
在b点是两列波的波峰和波谷相遇,经过半个周期,就变成波谷和波峰相遇,在这一点两列波引起的合振动始终是减弱的,质点振动的振幅等于两列波的振幅之差。?
说明的几个问题:?
1。从波源S1、S2发出的两列波传到b点时引b的振动方向相反,振幅为|A1—A2|。
2。振动减弱的质点b并不是一定不振动,只是振幅最小,等于两列波的振幅之差。
3。振动减弱的条件:波峰与波谷相遇点是振动加强点。减弱点与两个波源的距离差:△r=r2—r1=(2k+1)/2 (k=0,1,2,3)
[强化训练]
1。从一条弦线的两端,各发生一如图甲所示的横脉冲,它们均沿弦线传播,速度相等,传播方向相反,在它们传播的过程中,可能出现的脉冲波形是图乙中的(ABD)
2。如上图中s1和s2是两个相干波源,以s1和s2为圆心的两组同心圆弧分别表示在同一时刻两列波的波峰和波谷,实线表示波峰,虚线表示波谷,a、b、c三点中,振动加强的点是 ,振动减弱的点是 ,再过 周期,振动加强的点是 ,振动减弱的点是 。
(三)产生波的干涉的条件
[对比投影演示实验]
实验一:在投影仪上放一个发波水槽,用同一振动片带动两个振针振动,观察产生的现象。
实验二:在投影仪上放一个发波水槽,用二个振针分别激起两列水波,观察发生的现象。?
[学生叙述现象]
现象一:看到了稳定的干涉图样(实验一)
现象二:实验二中,得到的干涉图样是不稳定的。
产生干涉的条件:两列波的频率相同。
说明:
1。干涉现象中那些总是振动加强的点或振动减弱的点是建立在两个波源产生的频率相同的前提条件下。
2。如果两列频率不同的波相叠加,得到的图样是不稳定的;而波的干涉是指波叠加中的一个特例,即产生稳定的叠加图样。
3。声波的干涉。
4。一切波都能发生干涉,干涉和衍射是波特有的现象。
[强化训练]
关于两列波的稳定干涉现象,下列说法正确的是(BD)
A。任意两列波都能产生稳定干涉现象
B。发生稳定干涉现象的两列波,它们的频率一定相同
C。在振动减弱的区域,各质点都处于波谷
D。在振动加强的区域,有时质点的位移等于零
两列波叠加产生稳定干涉现象是有条件的,不是任意两列波都能产生稳定干涉现象的,两列波叠加产生稳定干涉现象的一个必要条件是两列波的频率相同,所以选项A是错误的而选项B是正确的;在振动减弱的区域里,只是两列波引起质点的振动始终是减弱的,质点振动的振幅等于两列波的振幅之差,如果两列波的振幅相同,质点振动的振幅就等于零,也不可能各质点都处于波谷,所以选项C是错误的。在振动加强的区域里,两列波引起质点的振动始终是加强的,质点振动的最激烈,振动的振幅等于两列波的振幅之和,但这些点始终是振动着的,因而有时质点的位移等于零,所以选项D是正确的。所以本题应选B、D。
强调:不论是振动加强点还是振动减弱点,位移仍随时间做周期性变化。
三、小结
1。什么是波的独立性?什么是波的叠加原理?
2。什么是波的干涉?产生稳定干涉的条件是什么?
四、板书设计
五、1。课本P18?第3题?2。课本 P18的做一做:观察声音的干涉现象。?
高二物理教案15
知识与技能:
1.理解点电荷的概念。
2.通过对演示实验的观察和思去向不明,概括出两个点电荷之间的作用规律。掌握库仑定律。
过程与方法:
1.观察演示实验,培养学生观察、总结的能力。
2.通过点电荷模型的建立,了解理想模型方法,把复杂问题简单化的途径,知道从现实生活的情景中如何提取有效信息,达到忽略次要矛盾,抓住主要矛盾,直指问题核心的目标。
情景引入
为了测定水分子是极性分子还是非极性分子,可做如下实验:在酸性滴定管中注入适当蒸馏水,打开活塞,让水慢慢如线状流下,把用丝绸摩擦过的玻璃棒接近水流,发现水流向靠近玻璃棒的方向偏转,这证明水分子是极性分子,聪明的同学,根据上述素材,你想知道是如何证明水分子是极性分子吗?
(同性相斥,异性相吸),带正电的一端远离玻璃棒。而水分子两极的电荷量相等,这就使带正电的玻璃棒对水分子显负电的一端的引力大于对水分子显正电的一端的斥力,因此水分子所受的合力指向玻璃棒,故水流向靠近玻璃棒方向偏转.
问题探究
点电荷
走进生活
验电器的上部是球形的金属导体,中央金属箔是指针式的形状,电荷分布与带电体的形状有关,与万有引力相似,带电体间的相互作用力与带电体的形状和大小有关。为了研究的方便,在应用万有引力定律时,我们引入了质点的概念,利用万有引力定律就能求出两质点间的万有引力大小,如果带电体也能等效成电荷全部集中在一个几何点上,研究带电体间的相互作用力也会变得相对简单。回顾学过的质点概念,你能建立起点电荷的概念吗?
自主探究
1.点电荷
(1)点电荷是实际带电体的一种理想化的模型。
(2)一个带电体能否看作点电荷主要看其形状和大小对所研究的问题影响大不大,如果属于无关或次要因素时,或者说,它本身的.大小比起它到其他带电体的距离小得多,即可把带电体看作点电荷。
(3)对于带电体能否被看作点电荷,一定要具体问题具体分析,即使对同一带电体,在有些情况下可以看作质点,而在有些情况下又不能被看作质点.
2.理想化的模型到简化,这是一种重要的科学研究方法。
1.对点电荷概念的解读:
(1)点电荷是一个忽略大小和形状的几何点,电荷的全部质量全部集中在这个几何点上。
(2)事实上,任何带电体都有大小和形状,真正的点电荷是不存在的,它是一个理想化模型。
(3)如果带电体本身的几何线度比起它们之间的距离小得多,带电体的形状、大小和电荷分布对带电体之间的相互作用的影响可以忽略不计,在此情况下,我们可以把带电体抽象成点电荷,可以理解为带电的质点。
2.对点电荷的应用:
有一种特殊情况,均匀带电的球体或均匀带电的球面,带电体本身的几何线度可能并不比它们之间的距离小很多,但带电体电荷分布具有对称性,对外所表现的电特性跟一个等效于球心的点电荷的电特性相同,所以均匀带电的球体或均匀带电的球面都可以等效为一个球心处的点电荷,就是通常所说的带电小球。
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