高中物理电源和电流和涡流教案.docx

高二物理教案 二极管和发光二极管(一) 教学目的1.常识性了解二极管的单向导电特性;2.初步认识二极管的应用;3.常识性了解发光二极管的特点。(二)实验器材(按学生实验分组情况配置,下面列出的是每组的器材)1.课本图15-2的实验2CZ型半导体二极管1只;0.3安2.5伏小灯泡(附小灯座)1副;一号干电池2节(附电池盒);单刀开关1个;连接导线若干。2.课本图15-4的实验GD552型发光二极管1只;200欧滑动变阻器1只;一号干电池(附盒)2节;单刀开关1只;导线若干。3.课本图15-7的实验GD552型发光二极管2只(红、绿色各1只);玩具电动机1只;100欧定值电阻2只;一号干电池2节(附电池盒);单刀开关1只;导线若干。(三)教学过程1.引入新课教师举例说明在日常生活中和现代科技中经常遇到的许多自动控制装置,如:自动报警装置、路灯发光和熄灭的自动控制等。这些自动控制装置都是由电子元件组成的。今天,我们就学习常见的有用的电子元件的初步知识。首先学习二极管。板书:(第一节二极管和发光二极管)2.进行新课(1)二极管的单向导电性二极管是半导体二极管的简称,半导体二极管也叫晶体二极管,它由半导体材料构成,是电子技术中最常见的电子元件之一。顾名思义,它有二根引线,一根叫正极,一根叫负极。板书:(二极管是半导体二极管的简称。)在黑板上画出二极管的符号,说明符号上的箭头指向表示允许电流通过的方向。展示不同规格(类型)的二极管,使学生对二极管有直观印象:即二极管都有二根引线。指出判断二极管正负极的方法。学生实验让学生按照课本图15-2甲和乙,分别连接电路,接通开关,观察小灯泡发光情况。然后通过讨论,板书结论:(二极管的单向导电性:当二极管的正极与电池的正极连接、二极管的负极与电池的负极连接时,小灯泡才发光,否则小灯泡不发光。)(2)发光二极管二极管有许多种,如普通二极管、发光二极管、光敏二极管等,下面我们来介绍发光二极管。展示发光二极管,让学生观察它的外形,它也有二根引线,较长的一根为正极,较短的一根为负极。有的发光二极管带有一个小平面,靠近小平面的一根引线为负极。在黑板上画出发光二极管在电路中的符号,并做说明。学生实验:让学生按照课本图15-4那样连接电路,先观察发光二极管在什么情况下发光,什么情况下不发光。然后在发光二极管发光的电路中,用滑动变阻器改变通过发光二极管的电流大小,再观察发光二极管的发光情况。实验后,通过讨论,板书结论:(发光二极管在导电时发光,在不导电时不发光;发光二极管导电发光时的明亮程度与通过发光二极管的电流大小有关系,通过发光二极管的电流大时,二极管发的光亮,电流小时暗。)总结后,教师参照课文介绍发光二极管的正常工作电流值及发光二极管的用途。再做下面的演示:演示实验:按照课本图15-6连接电路,演示手控交通红绿灯。下面请同学们按照课本图15-7连接电路,用不同颜色的发光二极管来显示电动机是向哪个方向转动的。学生实验:(要求同学们标出红灯亮时表示电动机向哪个方向转,绿灯亮时表示电动机向哪个方向转。)3.小结(1)二极管有特殊的导电性质单向导电性。(2)发光二极管与一般二极管相比,它有能在导电时发光,且发光明亮程度与电流大小有关系的特点。(3)发光二极管有特殊的用途:因为它正常工作电流小,发光又与电流大小有关,所以常用它省电且灵敏的特点来做电路的显示装置(如录音机上就用到了不同颜色的发光二极管,来显示音调的高低和音量的大小。4.布置作业课本上本章的习题1。(四)说明1.本节(及本章)的教学目的不在于讲多少知识,不要求学生理解许多专业名词、术语,更不要求理解电子元件的工作原理,只要求学生有个感性认识,知道元件的作用即可。2.本节(及本章)的“实验”都是要学生自己来做的,不能用教师的演示来代替,只有课文中提到的实验,如课本中图15-6这类实验才可以只演示而不作学生实验。时间上要充裕,使学生能有机会反复动手玩味。只有这样,才能有好的教学效果。使学生通过自己动手、自己的实践来认识电子元件的作用。3.在做实验时,要注意说明限流电阻的作用,其工作原理不必讲解。4.如有可能可简要地向学生介绍一下二极管的极性及好坏的简易判别方法,以扩充学生的知识面,也可以向学生介绍一下二极管的规格、型号、用途,以便学生自己动手购买器件,进行小实验、小制作活动。高二物理教案 涡流通过分析事例,培养学生全面认识和对待事物的科学态度.教学建议本节是选学的内容,它又是一种特殊的电磁感应现象,在实际中有很多应用,比如:发电机、电动机和变压器等等.所以可以根据实际情况选讲,或者知道学生阅读.什么是涡流是本节课的重点内容.涡流和自感一样,也有利和弊两个方面.教学中应该充分应用这些实例,培养学生全面认识和对待事物的科学态度.教学设计方案一、引入:引导学生观察发电机、电动机和变压器(可用事物或图片)提出问题:为什么它们的铁芯都不是整块金属,而是由许多相互绝缘的薄硅钢片叠合而成?引导学生看书回答,从而引出涡流的概念:什么是涡流?把块状金属放在变化的磁场中,或者让它在磁场中运动时,金属块内将产生感应电流,这种电流在金属块内自成闭合回路,很象水的旋涡,因此叫做涡流.整块金属的电阻很小,所以涡流常常很大.(使学生明确:涡流是整块导体发生的电磁感应现象,同样遵守电磁感应定律.)二、涡流在实际中的意义是什么?为什么电机和变压器通常用相互绝缘的薄硅钢片叠合而成,就可以减少涡流在造成的损失?利用涡流原理制成的冶炼金属的高频感应炉有什么优点?电学测量仪表如何利用涡流原理,方便观察?提出上述问题后,让学生看书、讨论回答三、作业:让学生业余时间到物理实验室观察电度表如何利用涡流,写出小文章进行阐述.高二物理教案 电源和电流要点导学1.能把电子从正级搬运到负级的装置是_。2.恒定电场:导线内的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。尽管导线中的电荷在运动,但有的流走,另外的又来补充,所以电荷的分布是稳定的,电场的分布也不会随时间变化。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定电场称为恒定电场。3.形成电流的必要条件:(1)要有能自由移动的_。在导体中存在着大量的能自由移动的电荷,如金属导体中的_,电解液中的_等。(2)导体两端有_,即能产生驱使电荷作定向移动的作用力-电场力。电源的作用就是保持导体两端的电压,从而使电路中有持续的电流。4.电流的定义:通过导体横截面的电量跟所用时间的比值叫电流,表达式I=q/t。电流的单位:安(A),1A=1C/s,常用单位还有毫安(mA)、微安(A),1A=103mA=106A。在国际单位制中,电流是一个基本物理量,其单位安培是基本单位之一。5.电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流方向。在金属导体中,电流方向与电子定向移动的方向_。但电流是标量,电流的方向表示的是电流的流向,电流的叠加是求代数和,而不是矢量和。6.恒定电流:大小和方向都不随时间变化的电流。7.电流的微观表达式:I=nqvS。其中,n是导体每单位体积内的自由电荷数,q是每个自由电荷的电量,v是导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率,S是导体的横截面积。推导过程如下:如图12-1-1所示,在加有电压的一段粗细均匀的导体AD上选取截面B和C,设导体的截面积为S,导体每单位体积内的自由电荷数为n,每个电荷的电量为q,电荷的定向移动速率为v,则在时间t内处于相距为vt的两截面B、C间的所有自由电荷将通过截面C。由于I=q/t可得:I=qnSvt/t=nqvS范例精析例1 某电解池中,若在2 s内各有1.01019个二价正离子和2.01019个一价负离子通过某截面,那么通过这个截面的电流是( ).A.O B.0.8 A C.1.6 A D.3.2 A解析:电荷的定向移动形成电流,但+一电荷同时向相反方向定向移动时,通过某截面的电量应是两者绝对值的和。故由题意可知,电流由正、负离子定向运动形成,则在2 s内通过截面的总电量应为:q=1.610-1921.01019C+1.610-1912.01019C=6.4C。根据电流的定义式得:I=q/t=6.4/2=3.2A拓展:电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电量,而正电荷的定向移动形成电流与负电荷定向移动形成电流是等效的。只不过负电荷定向移动形成电流的方向与负电荷定向移动的方向相反而已。例2 电子的绕核运动可等效为环形电流。若氢原子中的电子以速率v在半径为r的轨道上运动,用e 表示电子的电荷量,则其等效电流等于多少?解析:假想电子绕核运动的轨迹就是一个环形导体,在运动的轨迹上任取一截面,则在一个周期内只有一个电子通过这个截面,由于电子电荷量题目已经给出,只要求出电子运动的周期,就可以根据电流的定义求解。根据圆周运动的知识可知,电子运动的周期为T=2r/v,因此所求电流为 I=e/T=ev/2r.拓展:本题用到前面所学有关圆周运动的基本知识,还用到一种等效的思维方法。由于没有直观经验,对于不少学生来说,采用这个思维方法是有一定难度的,因此本题作为一种类型,希望学生通过练习积累这种解题思路,在今后解决类似问题时可以采用相近的思维方法。例如:一电子沿一圆周顺时针方向高速运动,周期为10-10s,则等效电流大小为-A,电流方向是-(填顺时针或逆时针 )。答案:1.610- 9,逆时针例3 有一横截面积为s的铜导线,流经其中的电流强度为I;设每单位体积的导线中有n个自由电子,电子的电量为e,此电子的定向移动速率为v,在t时间内,通过导线横截面的自由电子数可表示为( )A.nvs t B.nvt C.It /e D. I