教案要逻辑思路清晰,符合认识规律。在教知识的过程中渗透教认识问题的方法,通过互动式教学安排和过程,能够使学生举一反三,培养学生自主学习习惯和能力。为同学们精心整理了高二学习物理教案(优秀4篇),可以帮助到您,就是小编最大的快乐。
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
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
一、教学目标
1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别。
2.知道什么是多普勒效应,知道它是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。
3.了解多普勒效应的一些应用。
二、重点难点
重点:多普勒效应及产生的原因。
难点:对多普勒效应的解释。
三、教学过程:
我们在前面的讨论中,波源和观察者都是相对介质静止的,波源的频率和观察者感觉到的频率是相同的,若波源或观察者或它们两者均相对介质运动,则视察者感觉到的频率f和波源的真实频率f一般并不相同,这种现象称为多普勒效应。火车入站,笛声较高,火车出站,笛声较低,就是这种现象。
(一)多普勒效应
【演示】制作的课件:听行驶中火车的汽笛声
1.现象:当火车向你驶来时,感觉音调变高;当火车离你远去时,感觉音调变低(音调由频率决定,频率高音调高;频率低音调低).
2.多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。
3.多普勒效应的成因:声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接收到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。
【演示】制作的课件:波源和观察者间的相对运动跟观察者间接收到的频率关系。
(1)当波源和观察者相对介质都静止不动。即二者没有相对运动时:
单位时间内波源发出几个完全波,观察者在单位时间内就接收到几个完全波。观察者接收到的频率等于波源的频率。
(2)当波源和观察者有相对运动时,观察者接收到的频率会改变。
①波源相对介质不动,观察者朝波源运动时(或观察者不动,波源朝观察者运动时)观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大。
②波源相对介质不动,观察者远离波源运动时(或观察者不动,波源远离观察者运动时)观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小。
总之:当波源与观察者有相对运动时,如果二者相互接近,观察者接收到的频率增大;如果二者远离,观察者接收到的频率减小。
【注意】在多普勒效应中,波源的频率是不改变的,只是由于波源和观察者之间有相对运动,观察者感到频率发生了变化。
4.多普勒效应是波动过程共有的特征,不仅机械波,电磁波和光波也会发生多普勒效应。
(二)多普勒效应的应用
1.根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢,以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等。
2.红移现象:在20世纪初,科学家们发现许多星系的谱线有"红移现象",所谓"红移现象",就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移,这种现象可以用多普勒效应加以解释:由于星系远离我们运动,接收到的星光的频率变小,谱线就向频率变小(即波长变大)的红端移动。科学家从红移的大小还可以算出这种远离运动的速度。这种现象,是证明宇宙在膨胀的一个有力证据。
【小结】多普勒效应是指由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象,它是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。
【作业】课本P25习题A组1~3
四、课堂跟踪反馈
1.关于多普勒效应,下列说法正确的是( )
A.多普勒效应是由于波的干涉引起的
B.多普勒效应说明波源的频率发生改变
C.多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的
D.只有声波可以产生多普勒效应
2.当火车进站鸣笛时,我们在车站听到的声调( )
A.变低
B.不变
C.变高
D.不知声速和火车车速,不能判断
3.由于波源和观察者之间有,使观察者感到频率发生变化的现象,叫做多普勒效应。
4.当波源与观察者有相对运动时,如果两者相互接近,观察者接收到的频率将_______波源频率;如果两者远离,观察者接收到的频率将_____被源频率(填"大于""等于"或"小于")
参考答案
1.C 2.C 3.相对运动 4大于 小于
教学目标
一、知识教育目标
引导学生从生活出发,了解科学、认识科学。
二、能力培养目标
引导学生以“教育历程”为重点,探讨其中表现的思想内涵。
三、德育渗透目标
引导学生体会科学精神。
重点、难点及解决办法
高维空间对普通人来说,是很难想像的。所以,教学重点是文章内容,而不是相关的科学知识。相关知识教师有所了解,能帮助教学课文即可,不必教授给学生。
教学过程
一、导入新课
成为一位科学家是无数有志青年的梦想,对物理的探究更是许多年轻的学子孜孜以求的,我们来看一下加来道雄的成长道路,或许能得到一些启发。
(板书)一名物理学家的教育历程
二、明确目标
1、引导学生从生活出发,了解科学、认识科学
2、引导学生以“教育历程”为重点,探讨其中表现的思想内涵。
三、整体感知
1、作者简介
加来道雄,美籍日裔物理学家,毕业于美国哈佛大学,获加利福尼亚大学伯克利分校哲学博士学位,后任纽约市立大学城市学院理论物理学教授。主要著作有《超越爱因斯坦》(与特雷纳合著)《量子场论》《超弦导论》。
2、本文的基本结构
文章的题目是“一名物理学家的教育历程”,因此,叙述的顺序主要是历时性的。但是,作者开头就说“童年的两件趣事极大地丰富了我对世界的理解力,并且引导我走上成为一个理论物理学家的历程。”而“童年的两件趣事”作为文章的主要内容,又是共时性的叙述。这样的结构安排,使文章既脉络清楚,又重点突出。结构如图:
童年
青年
(成年)
鲤鱼世界的幻想(想像)
实验
(理论物理学家)
爱因斯坦故事(理论)
3、本文的基本内容
①人人都对自然感到好奇,都以自己喜爱的形式寻求自然的“谜底”,但是大多数人一般直接探寻自然本身,而作者却由人的观察角度,反思人类对宇宙的认知。看似作者少年时的思维超出同龄人,其实只是他充分发挥了自己的想像力,并且保持了这样奇特的想像力,由此奠定了他对高维空间理论探究的基础。
②作者少年时接触到爱因斯坦的“未竟事业”,激发了他的探究兴趣。他之所以感到“激动人心”,是因为他把爱因斯坦的理论当成一个“侦探故事”来阅读、探究,这非常符合少年的心理。另外,“我决定要对这一秘密刨根问底”,也表现了他有毅力有恒心的性格,这是成为科学家的基本素质。
③高中时代,本应“在棒球场或篮球场玩耍”,享受青春年华,但作者却“找遍周边地区大量的电子仓库,装配必需的硬件设备”,在“学校的足球场中缠绕22英里长的铜线”,自己动手建设实验室,验证爱因斯坦理论,探究反物质。作者进行这样艰苦枯燥的工作,体现了他对科学的热爱,以及踏实的性格,显露出一个科学工作者的潜能。由①②到③,我们可以清楚地看到作者的“教育历程”和“教育内容”。
四、重点、难点的学习与目标完成过程
1、【提问】本文在材料处理上有什么特点?
【明确】本文布局谋篇重点突出,详略得当。在整体上,作者并没有从童年到小学到初中到高中,按时间顺序叙事,而是通过童年的两件趣事和高中时建立实验室的事例,突出他成长为一名“物理学家”的“教育历程”,并不旁及其他成长的经验;在局部上,如高中阶段,作者看了许多统一场理论方面的书,并常常去斯坦福大学的物理图书馆,相关的理论书籍是怎样启发、引导他研究的,这里肯定有许多精彩的故事,但是作者只是一笔带过,重点放在制造“自己的原子对撞机”上,其中具体的数据叙述得很详尽,让人体会到作者严谨、踏实的性格,以及内在的成为物理学家所需要的基本素质。
2、【提问】本文体现了怎样的科学精神?
【明确】本文三个主要部分,并不是简单地叙述成长的故事,而是具有深刻的科学精神内涵,可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。
(1)想像力:科学是需要想像力的,想像力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想像中,认识到人类观察空间的局限性,间接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想像上升到理性的创造,体现了创新意识和探索精神。
(2)乐趣:科学不应该是枯燥的,而是应该充满乐趣的。探寻自然的奥秘,对真正的科学工作者来说,是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏”,也是人生的“境界”。“游戏”使他们乐此不疲,充满激情,不受外界的诱惑和干扰;而“境界”使他们不顾功利,不畏强权,只求真理。
(3)实验精神:丁肇中说过:“现代学术的基础就是实地的探察,就是我们现在所谓的实验。”“科学发展的历史告诉我们,新的知识只能通过实地实验而得到,不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。”(《应有格物致知精神》)有了想像力,有了乐趣,那只是成为科学家的最基础的因素,不去踏踏实实地做实验,就不能得到基本数据,假说就不能确立。一味地空想,不去做基础工作,不可能达到真理的彼岸。作者从事的高维空间理论,虽然还停留在纸面上,但是科学家们已经在做许多基础的实验工作,努力使理论得到证明。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论,也要有数学和天体物理学的实验基础,也不是空想出来的。
3、【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的?
【明确】主要有以下几点:
(1)“水池之外看不见的世界没有科学意义。”
(2)“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”——它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。
(3)“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因。
(4)“鲤鱼科学”的“传奇故事”,真实地证明另一个世界的存在,而它们却认为“胡说八道”,荒谬绝伦,违背它们的“自然规律”。
4、【提问】作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么?
【明确】说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。
(1)人类“一生就在我们自己的‘池子’里度过”,只要“超出我们的理解力”的自然存在,他们就“拒绝承认”。
(2)“科学家发明像力这样一些概念……”,是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”,不肯改变思考问题的方式。
(3)“不能在实验室里便利地验证”的理论,他们就加以“鄙视”,表现出思想上的保守和固执。
5、【提问】课文中阅读多维空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容,对“教育历程”的叙述有什么作用?
【明确】课文的重点是童年趣事和建立实验室,这三个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来。而夹杂在其中的两个小事例,主要起补充和衔接的作用。历险故事加深作者对高维空间的想像,激发兴趣;而阅读统一场理论书籍,既表现高中阶段作者求知的热情,也衔接起由理论到实验的探究过程。
6、【提问】作者说“我决定要对这一问题刨根问底,纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人?
【明确】理论物理学家的工作是抽象、枯燥的,受实验条件的限制,自己的学说很难得到实验的证明,甚至可能到死也得不到成就。这样的人必须耐得住寂寞,必须有奉献精神。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。
7、【提问】作者建立实验室的事例,对我们现实生活有怎样的意义?
【明确】科学是建立在基础实验之上的,科学理论要经过实验的检验才能得到论证。实验不是简单的操作,要有理论指导,要有实验的设计,要有策划组织能力,要有耐力和恒心等等,实验考验的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是,重视理论,轻视基础实验,表现为动手能力和实践能力差,思想上浮躁,急功近利。对教育而言,重知识,轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪。