电动势(课堂实录)

1、电动势（课堂实录）【教学过程】一、引入：巴格达电池师：大家可能都知道，200多年前意大利物理学家伏打制成了世界上第一个电池伏打电池；但是大家可能不知道，早在2000多年前，古巴格达人就已经会制作原电池了。下面播放一个短片，介绍古巴格达电池的制作工艺，请大家欣赏。师：播放短片。师：看完短片，想必大家对古巴格达电池有了一定的了解，请问：古巴格达电池每个可以提供多大的电压？生：0.269V。他们用什么方式使电压达到了4.33伏？生：串联多个电池。猜猜他们制作这种电池是用来做什么的呢？生：宗教祭祀、镀金、施刑（这么低的电压能使人感到有点麻，不会产生痛楚的感觉，当时人们对电几乎没有认识，认为这种麻木是与

2、上帝沟通的一种方式）、电灯（那时候可能爱迪生还没有出生）师：据记载古巴格达人将这种简单的原电池用于电镀和宗教祭祀等方面。而现在电池给我们的生产和生活带来了许许多多的便利。今天我们这节课将沿着古巴格达人的足迹，来了解与我们生活息息相关的电源。（2min，2min）二、教学过程1原电池的研究（4个环节）师：桌面上上已经给大家准备了三种原电池，它们都用Cu片和Zn片为电极，分别以日常生活中常见的果汁、牛奶和食用油作为电解液。师：从何处着手对原电池进行研究呢？同学们有没有什么建议？（慢）（3min）师：大家可以讨论一下，我们回想一下刚才的短片。师：研究人员是如何研究巴格达电池的呢？生：测电压。师：如何

3、测量呢？师：要不要把原电池接入电路呢？生：将电压表直接接在电源两端。师：好！下面就让我们用这位同学提供的方法：在不接用电器的情况下，利用电压传感器来测量三种原电池两极间的电压。师：电压传感器就是测电压的仪器，测量方法与电压表相同。红夹子接正极，黑夹子接负极，测得的结果通过数据采集器在电脑中显示出来。请同学们开始实验，并将实验数据记录在学案中。师：打出PPt。在不接用电器的情况下，测量原电池两极间的电压。（2min）原电池的两极电解液板书，切换到传感器两极间的电压Cu和Zn为两极果汁0.96VCu和Zn为两极牛奶0.62VCu和Zn为两极食用油0师：就请两个同学上讲台来做（或请一组同学起来汇报一

4、下实验结果）。（或者（3min）师：板书。果汁：0.96V，牛奶：0.62V，食用油：0。师：请同学们根据实验数据，提出需要进一步研究的问题。（PPt展示）师：同学们没有思路，老师来给你们做个示范。电源有何作用能使两极间有电压呢？生：问题一：为什么食用油原电池两极间电压为零？问题二：三个数据代表了什么？电源有何作用能使两极间有电压？（为什么两极间有电压？0.96V反映了原电池的什么特性？问题三：为什么果汁电池两极间的电压比牛奶电池的大？问题四：为什么数据会有浮动？为什么会有负值？板书师：（板书：电源有何作用？为什么果汁比牛奶大？为什么食用油为零？）师：第四个问题是因为传感器很灵敏，外界的电磁波

5、会对传感器有干扰。当红夹子一端的电势比黑夹子一端的电势低时，显示就为负值。师：同学们对电源兴趣浓厚，提出了很多问题。因为时间关系我们这节课解决这几个问题，其它问题课后再作研究。（8min，10min）师：我们先来研究第一个问题：这三个数据代表了什么？（电源有何作用？）师：为了帮助大家解决这个问题，（PPt切换）首先请大家看这个玩具装置（让小球循环滚动，然后停止供电，让小球从高处滚到低处）小球在重力作用下会自发地从高处运动到低处，那么：师：在这一过程中能量是如何转化的呢？生：重力势能向动能、内能等其它形式的能转化师：到达低处的小球能否自发地回到高处呢？生：不能。师：同学们有没有办法帮小球回到高处

6、？生：用手：生物能转化为重力势能；用弹簧：弹性势能转化为重力势能；用滑轮、杠杆：机械能转化为重力势能；用传动装置：电能转化为重力势能师：（展示PPt）无论用什么办法，都有个向上的力作用于小球，并对小球做正功，使得其它形式的能转化为重力势能。师：我们再来看看这个装置（闭合开关）。师：电路中实质上是哪种电荷的定向移动？（电子）。人为规定正电荷的运动方向就是电流的方向，因此我们以正电荷为例，来讨论下面的问题。师：这两个装置有明显的相似之处，电路中的什么类似于玩具中的轨道？生：导线。师：电路中的什么类似于玩具中的传动装置？生：电源。师：太棒了！请同学们相互讨论一下，运用类比的方法，将自己的推测写在学案

7、上。师：这两个装置有明显的相似之处（打开玩具开关），请同学们运用类比的方法，根据小球在玩具中的运动，推测出正电荷在电路中的运动。师：电路中的什么与玩具中的轨道类似？生：导线。师：电路中的什么与玩具中的传动装置类似？生：电源。师：非常好！请继续运用类比的方法，将剩下的空格填写在学案上，大家可以相互讨论。玩具中电路中对象小球对象正电荷轨道在重力的作用下导线在电场力的作用下重力势能转化为其他形式的能电能转化为其他形式的能传动装置提供一个向上的力作用于小球这个力对小球做正功电源提供一个力给正电荷这个力对正电荷做正功其他形式的能转化为重力势能其他形式的能转化为电能师：刚才通过类比法推测出了电源的作用，电

8、源提供一个力，这个力做正功，将其他形式的能转化为电能。我们用刚刚学完的电场知识再来推敲一下这个结论，我们来研究一下电源的内部。师：请大家思考：电源为什么能使正电荷从负极到达正极？生：因为电源提供了一个力作用在正电荷上。由于这个力的性质与电场力不同，习惯上称这个力为非静电力。板书师：非静电力做正功还是负功？生：正功。师：假设这就是果汁电池，它两极间的电压为0.96V，那么非静电力移动1C正电荷从电源的负极到达正极，非静电力做功是多少焦耳？将会有多少焦耳其他形式的能转化为电能？生：0.96J，0.96J。（黑板板书：果汁 1C 0.96J）师：牛奶电池两极间的电压为0.62J，那么移动1C正电荷，

9、非静电力做功是多少焦耳？将会有多少焦耳其他形式的能转化为电能？生：0.62J，0.62J。师：很好！（黑板板书：果汁 1C 0.96J 牛奶 1C 0.62J）师：哪种原电池转化能量的本领大呢？生：果汁电池。师：老师有不同的看法。因为如果牛奶电池移动2C正电荷时，非静电力做功为1.24J，那岂不是牛奶电池比果汁电池转化的能量多了吗？同学们有没有不同的看法？（黑板板书：果汁1C 0.96J 牛奶 1C 0.63J 2C 1.24J）生：还是果汁电池，因为当2C正电荷从果汁电池的负极到达正极时，就会有1.92J其他形式的能转化为电能。（黑板板书：果汁 1C 0.96J 2C 1.92J 牛奶 1C

10、 0.63J 2C 1.24J）师：老师被这位同学说服了。那么我们该如何来描述电源转化能量的本领呢？生：用比值。师：太棒了！用比值来表示。这个比值反映了电源将其他形式的能转化为电能的本领，人们把它叫做电动势，用E来表示。师：因此电动势的定义式写为：，这就是我们物理学中常用到的比值定义法。师：根据这个比值，可以得知电动势的单位应是什么？生：伏特。师：同学们理解得很好。电动势，由此可知，哪种原电池转化能量的本领大？生：果汁电池。师：很好！我们再来看一下最开始同学们提出的问题。电源有何作用？生：电源能将其他形式的能转化为电能。（或电源是能量转换的装置。）师：0.96V代表的是什么？0.63V代表的是

11、什么？生：果汁电池的电动势和牛奶电池的电动势，表示了他们将其他形式的能转化为电能的本领。师：为什么果汁电池的电动势大？生：因为它转化为能量的本领大。师：我们已经解决了两个问题，还剩最后一个问题。为什么食用油的电动势为零呢？生：从化学的角度，食用油为非电解液；从物理的角度，没有非静电力做功，无法转化为电能。师：太棒了！真精彩！（15min，25min）转到视频仪师：（转换到视频仪）这里有1号、5号、7号干电池各一节，请同学们在干电池上找到它们的电动势。生：都是1.5V。师：这说明了这些干电池转化能量的本领相不相同？生：相同。师：这是一块手机电池，请同学们找到手机电池的电动势。 生：3.7V。师：

12、它和干电池相比，哪一个转化能量的本领大？先转到电脑再转到传感器最后到PPt生：手机电池。师：这是一块太阳能电池。随着光照增强，电动势怎么变化？生：变大了。师：这说明了什么？生：太阳能电池随着光照的增强转化能量的本领增强了。（3min，28min）2研究氖泡发光情况（2个环节）师：通过以上的学习，我们了解到电动势是反映电源本身属性的物理量，那么还有没有其他的物理量描述电源本身的特性呢？请同学们完成以下一组实验。师：实验一：用一节1.5V干电池能否使氖泡发光？（1min）实验二：如果用果汁电池或牛奶电池能否使氖泡发光？（1min）师：在下面巡视，随即请同学们汇报实验结果。生：用干电池能使氖泡发光。

13、生：用水果电池或牛奶电池不能使氖泡发光。师：为什么？生：电动势不够大。师：同学们有没有办法能使果汁电池和牛奶电池的电动势达到1.5V以上？生：将果汁电池和牛奶电池串联。师：太棒了！真精彩！请同学们继续做实验。（3min）师：当我们把果汁电池和牛奶电池串联后，氖泡发光了吗？生：没有。转到传感器师：电源电动势达到1.5V没有？我们接入传感器测量一下。生：达到了。板书：内阻？！为什么不能使氖泡发光呢？生：电源里面有内阻。师：太棒了！从实验中我们知道，描述电源本身的属性的物理量不仅有电动势，还有内阻。下面请大家集中注意力来观察一个演示实验。（2min）师：这是果汁电池，我们来测量一下它的电动势，测量电

14、动势0.96V，加入稀硫酸后，电动势是多少？生：0.98V。师：大家猜想一下能否使氖泡发光？生：不能/能。师：来验证一下我们的猜想。（接入氖泡，发现氖泡发光了）师：请大家解释一下为什么氖泡发光了？生：内阻减小了。师：加入稀硫酸是如何减小果汁电池内阻的呢？有待同学们课后去探索。（7min，35min）转到PPt三、课堂小结（1个总结）电动势内阻手机电池干电池食用油牛奶果汁类比实验探索师：今天我们学习了两个反映电源本身属性的物理量：电动势和内阻。请同学们结合今天所学，根据下图的提示，谈谈自己的收获。四、课后作业（2个作业）废旧电池对环境的污染很严重，一粒纽扣电池可污染60万升水，一节干电池烂在土里，能够使一平方米的土地失去利用价值。请你搜集有关废旧电池对环境污染的资料，并向周围的