2019-2020年高中物理9.4物态变化中的能量交换示范教案新人教版选修3-3

1、019-2020年高中物理9.4物态变化中的能量交换示范教案新人教版选修3-3学习目标：1 知道熔化和熔化热、汽化和汽化热的概念。2 会用熔化热和汽化热处理有关问题。3 .体会能的转化与守恒在物态变化中的应用。重点、难点：1 .知道熔化和熔化热、汽化和汽化热的概念2 .会用熔化热和汽化热处理有关问题。教学过程：1. 熔化热（1）熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化；而从液态变成固态的过程叫凝固。（2） 熔化热：某种晶体熔化过程中所需的能量（Q）与其质量（m）之比叫做这种晶体的熔 化热。用入表示晶体的熔化热， 则入=Q/m ,在国际单位中熔化热的单位是焦尔/千克（J/Kg ）。 晶体在熔化过程中

2、吸收热量增大分子势能，破坏晶体结构，变为液态。所以熔化热与晶体的质量无关，只取决于晶体的种类。 一定质量的晶体，熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。 非晶体在熔化过程中温度不断变化，所以非晶体没有确定的熔化热。几种物质蛊压强为1.01企【MP日时的熔化热铜碳酸苦 氮化的 一：旅代殒1SO.U熔化热九刚k叮） 333.S2. 汽化热（1）汽化：物质从液态变成气态的过程叫汽化；而从气态变成液态的过程叫液化。（2） 汽化热：某种液体汽化成同温度的气体时所需要的能量（Q）与其质量（m）之比叫这种物质在这一温度下的汽化热。用L表示汽化热，则 L=Q/m，在国际单位制中汽化热的单位是焦尔/千克（J/K

3、g ）。 液体的汽化热与液体的物质种类、液体的温度、外界压强均有关。 一定质量的物质，在一定的温度和压强下， 汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相')-1-r 二=-一 一一_一 -.1500图9島】水fi kXEEal.OI <FPu1 1 1 、，O100M 血100400 疗 10T卅仙哩的吨祭50)-表几科物质牲压强为1.01 X IU'Pilb溟用为涕点时的査化热物质名称水100-182,90-195.82 355<)84.92 2602132(K)LOA X IU教学目标1 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现过程及相关的物理学史。 知道电磁感应、感应电

4、流的定义。 (5) 法拉第探索电磁感应现象的历程经历了 10年之久，经历了大量的失败，但法拉第凭借自己的坚定信念和对科学的执著追求，勇敢地面对失败，一次又一次，最终他成功了。作为现代的中学生就要学习法拉第不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教师及时给出点评。课件演示电磁感应现象。通过课件演示增加学生的感性认识。电磁感应现象产生的条7.6 X 10：3.9 X 1013、作业：课后1、2、32019-2020年高中物理1划时代的发现教学设计（二）新人教版选修3(4) 电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。【学生】 结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。(1) 许多哲学家提出了

5、各种自然现象之间是相互联系和相互转化的思想。奥斯特坚信电 与磁之间可能存在着某种联系。而在这之前许多物理学家都坚持认为电与磁是互不相关的。(2) 奥斯特的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败，但奥斯特始终没有放弃。直 到在1820年4月的一次演讲中他才发现了电流竟使下面的小磁针发生了转动。也就是电流 的磁效应。奥斯特在1820年4月的一次演讲中，碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。 当电源接通时，小磁针发生了转动。 说明电流对小磁针产生了作用，证明电流在其周围产生了磁场。这就是发现电流磁效应的过程。通过前面的学习，我们知道，地磁场是南北方向的，小磁针静止时指示南北方向，通电直导线的磁场

6、方向遵守安培定则。当导线南北放置时， 导线下方的磁场沿东西方向，当导线通电后，小磁针受到电流的磁场作用由原来的南北方向转向东西方向。奥斯特由磁针的偏转确定了电和磁的联系，也就是电流的磁效应。(4)电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系。奥斯特的思维和实 践突破了人类对电与磁认识的局限性。电流磁效应的发现引发了科学认识领域的思考，推动了电磁学的发展。【教师】 倾听学生回答，及时给出点评。课件演示电流的磁效应。通过课件演示增加学生的感性认识。2 法拉第心系“磁生电”【教师】 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

7、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 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】 结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。(1) 奥斯特发现电流磁效应引发了对称性的普遍思考：既然电流能够引起磁针的运动， 那么磁铁也会使导线产生电流。法拉第坚信：磁与电之间也应该

8、有类似的“感应”。(2) 法拉第的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败，但法拉第始终没有放弃。直 到1831年8月29日，他苦苦寻找了 10年之久的“磁生电”的效应终于被发现了。法拉第在1822年12月、1825年11月、1828年4月做过三次集中的实验研究，均 以失败告终。原因在于， 法拉第认为，既然奥斯特的实验表明有电流就有磁场，那么有了磁 场就应该有电流。他在实验中用的都是恒定电流产生的磁场。(4) 多次失败后，1831年8月29日，法拉第终于发现了电磁感应现象。他把两个线圈绕到同一个铁环上。一个线圈接电源，一个线圈接“电流表”，在给线圈通电和断电的瞬间， 另一个线圈中就出现电流。之后

9、他又做了大量的实验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是：“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。件将在下一节课深入学习， 本节课不宜过多地展开。 让学生体会一下最终法拉第成功的原因， 在于“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。可归结为五类：变化的电流，变化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁铁，在磁场中运 动的导体。（三）课堂检测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（）A .安培 B .赫兹 C.法拉第D .麦克斯韦解析：该题考查有关物理学史的知识，应知道法拉第发现了电磁感应现象。答案：C2. 发现电流磁效应现象的科学家是 ，发现通电导线在磁场中受力规

10、律的科学家是,发现电磁感应现象的科学家是 ,发现电荷间相互作用力规律的科学家是。解析：该题考查有关物理学史的知识。答案：奥斯特安培法拉第库仑3. 下列现象中属于电磁感应现象的是（）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 .电流周围产生磁场解析：电磁感应现象指的是利用磁场产生电流的现象，选项B是正确的。答案：B课后作业认真阅读教材，领悟科学家奥斯特发现电流磁效应现象和法拉第发现电磁感应现象的探 究历程。阅读教材第3页“科学足迹”，体会科学家们不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志, 学习科学家们的人格魅力。板书设计1划时代的发现1.奥斯特梦

11、圆“电生磁”2.法拉第心系“磁生电”3.实例探究：有关物理学史的知识对概念的理解和对物理现象的认识备课资料法拉第的科学思想方法：确信各种运动形式的相互联系和相互转化法拉第对自然力（或能）的统一性具有坚定的信念，他始终不渝地为证实各种现象之间的我长期以普遍联系而努力。他在关于光的偏振面的磁致偏转一文的开始就明确指出:来坚持一种看法，几乎可以说是确信 物质的力借以表现出来的各种形式，都有一个共同的起源， 或者换句话说， 它们如此的直接关联和相互依赖， 以至好像可以从一种形式转换成 另一种形式， 并在它们的作用中具有相等的能力。 ”相信并力图揭示自然力的 “统一性 ”这 一指导思想是贯穿他整个研究工

12、作的一条主线。 他坚持不懈地为从实验中证实电、 磁、光之 间的联系而努力。 显然， 电磁感应现象和磁致旋光现象的发现都是在他的关于自然力之统一 的思想指导下得出的。法拉第在 1831 年发现了电磁感应，揭示了电与磁的相互联系后，并不就此止步，而是 让研究继续向前发展，揭示自然界各种运动形式的普遍联系。 1833 年，法拉第研究了用各 种不同的方法产生的电 （摩擦电、电池的电、动物电、温差热电、电磁感应产生的电等）是否是同一种电的问题，他在比较了各种电产生的物理效应后得出结论：“电的所有这些形式，与得到它们的来源无关，在其本质上是完全相同的。 ”1834 年，法拉第研究了电与化学的关系，得出了电

13、解定律，即电解所析出的物质的质 量与溶液的电量成正比， 与析出物的化学当量， 亦即与原子价除以原子量的数值成正比。 他 已将化学亲和力， 即各种原子之间相互结合的吸引力， 理解为参与化学反应的物质粒子的电 吸引力。 他说：“我们相信物质的原子被以某种方式赋予了电力或者与电力相关联，我们把大多数物质的明显属性归之于物质的原子， 其中就有它们相互之间的化学亲和力。 ”他又说： “化学亲和力和电力是同一种力。 ”他反对用接触理论说明电池中电的来源的流行观念， 认 为接触理论实际上是一种无中生有的能和力的创生说， 是和我们已知的各种形式的自然力之 间可以互相转换但决不能凭空产生的事实相矛盾的。 他说：

14、“ 电池的电本身仅仅是真实 的化学作用或它的原动力的一种发挥形式， 或展现方式， 或存在方式， 因此我早已说过我赞 同那些人的观点，即相信电的供应是来自化学能。 ”1845 年，法拉第发现了光的振动面在强磁场中的旋转。这表示光学现象与磁学现象间 存在内在的联系。当他用一束偏振光顺着磁感线方向透过置于强电磁铁的两个磁极之间的“重玻璃 ”时， 利用尼科耳棱镜，他发现光的偏振面发生了一定角度的偏转，磁力越强，偏 转角越大。 这就是法拉第的磁致旋光效应。这个发现载于他的电学的实验研究 第 19 节。法拉第兴奋地说： “我确信， 光与电和磁的关系是从这里开始被发现的。 ”“ 这件事更有力 地证明，一切自

15、然力都是可以互相转化的，有着共同的起源。” 我们知道， 这种效应实际上是磁场使位于其中的物质受到影响， 间接地使光的振面发生旋转， 并非磁场对光的直接作用。 法拉第还考虑过 “在引力和电力之间可能的联系 ”。他写道： “有一个古老而不可改变的信 念，即自然界的一切力都彼此有关， 有共同的起源，或者是同一基本力的不同表现形式。这 种信念常常使我想到在实验上证明重力和电力之间联系的可能性。” 1849 年，他在日记上写道： “重力这种力与电力、 磁力和其他力的实验关系一定能够找出来， 从而通过相互作用 和等价的效应来确定这种关系。 考虑了一下如何用事实和实验着手解决这个问题。” 要把这些伟大猜测变

16、成科学事实， 还需要经历一个漫长而艰难的路程。 这远远不是法拉第所能完成 的。他作为先驱者尽了自己最大的努力。 1859年，他已是 68 岁的老人，还步履蹒跚地爬到 泰晤士河畔滑铁卢大桥附近的高塔上去做实验，观察是否会因重力的变化而产生电荷的变 化，结果失败了。他在日记上写道：“ 现在我的实验就到此为止，结果是否定的。但它们并没有动摇我坚强的信念， 即重力和电力之间一定是有关系的。 ” 今天看来， 他把问题想得太 简单直观了，但他坚信自然力的统一的思想， 仍然是非常可贵的。 值得指出的是， 相信自然 界的和谐统一， 这也是法拉第同时代许多科学家共同的信念。他们中也有不少人在这种信念影响下从事研

17、究，终于在科学上有所发现。但他们往往是浅尝辄止，缺少穷追到底的气概， 或是择一而终， 钻进一个课题便很少再考虑其他方面的问题。而法拉第却不同， 他比同时代的科学家站得更高， 看得更远， 认识得更深刻，处理的问题更广泛，正像他的传记作家克劳 塞(Growther)所形容的那样：“他从像庇斯伽山那样的高处，下眺自然界中还没有为人征服可以领导的方面，拿出预言家的眼光，画出应该遵循的途径。他使后继的人得到一种线索, 他们在那荆棘丛生的知识道路中安全渡过。 ”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。4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。5以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。教学重点难点知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。教学媒体计算机、投影仪、录像片。教学过程（一）新课引入在上一册（选修3 1）我们学习了有关电场和磁场的知识，对电现象和磁现象有了较为深刻的理解。我们已经知道电