光的折射教學(xué)教案

時(shí)間：2022-10-08 07:23:54 教案我要投稿

光的折射教學(xué)教案

　　光的折射

光的折射教學(xué)教案

　　第十三章第1節(jié)光的折射

　　課前預(yù)習(xí)學(xué)案

　　一、預(yù)習(xí)目標(biāo)

　　預(yù)習(xí)“光的折射”實(shí)驗(yàn)，了解折射定律的內(nèi)容，知道折射率是如何定義的。

　　二、預(yù)習(xí)內(nèi)容

　　1.反射及反射定律

　�。�1）光的反射：光從一種介質(zhì)射到它與另一種介質(zhì)的______時(shí)，一部分光會(huì)返回到第一種介質(zhì)的現(xiàn)象。（2）反射定律：反射光線與入射光線、法線在______，反射光線與入射光線分別位于法線的______；反射角____入射角。

　　2、折射及折射定律

　　（1）光的折射:光從一種介質(zhì)照射到兩種介質(zhì)的________時(shí)，一部分光進(jìn)入另一種介質(zhì)的現(xiàn)象。

　　（2）折射定律：折射光線與入折射光線、法線處在________內(nèi)，折射光線與入折射光線分別位于_________的兩側(cè)，_________與折射角θ2的正弦成正比，即________=n12

　�。�3）光路可逆性：在光的反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象中，光路都是_______的。

　　3、折射率：

　�。�1）定義：光從_________射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角θ1的________與折射角θ2的________之比，叫該介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡稱折射率，用________表示。

　�。�2）定義：n= _____。

　�。�3）折射率與光速的關(guān)系：光在不同介質(zhì)中的________不同，且都________光在真空中的傳播速度；某種介質(zhì)的折射率等于光在________的速度與光在________的速度之比，即n= _____。

　　三、提出疑惑

　　同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請(qǐng)把它填在下面的表格中

　　疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容

　　課內(nèi)探究學(xué)案

　　一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

　　1．掌握光的反射及反射定律

　　2．掌握光的折射及折射定律

　　3．掌握介質(zhì)的折射率的概念，了解介質(zhì)的折射率與光速的關(guān)系。

　　二、學(xué)習(xí)過程

　　(一光的折射及折射定律

　　探究一：折射定律

　　(1)折射的定律的內(nèi)容是?

　　(2)有折射一定有反射嗎?

　　(3)有反射一定有折射嗎？

　　探究二：折射率

　　(1)折射率的定義及定義式是什么?

　　(2)折射率一定是大于1的嗎?

　　(二)測定玻璃磚的折射率

　　（1）實(shí)驗(yàn)中式如何確定大頭針?biāo)摬宓奈恢玫模?/p>

　�。�2）在測定玻璃的折射率時(shí)，大頭針距離插的應(yīng)近些還是遠(yuǎn)些？

　　(三)當(dāng)堂檢測

　　光線從空氣射向折射率n＝的玻璃表面，入射角為θ1，求：

　�。�1）當(dāng)θ1＝45時(shí)，折射角多大？

　�。�2）當(dāng)θ1多大時(shí)，反射光線和折射光線剛好垂直？

　　課后練習(xí)與提高

　　1．光的反射定律：__________、__________和法線在同一平面內(nèi)，并分居法線兩側(cè)，_______角等于___________角。

　　2．光的折射定律：________、_________和法線在同一平面內(nèi)，并分居法線兩側(cè)，________________與________________成正比。

　　3．某種介質(zhì)的折射率等于光在___________中的傳播速度c與光在____________中的傳播速度v的比值，即n=__________。

　　4．如圖所示，平面鏡AB水平放置，入射光線PO與AB夾角為30°，當(dāng)AB轉(zhuǎn)過20°角至A′B′位置時(shí)，下列說法正確的是 ( )

　　A．入射角等于50°

　　B．入射光線與反射光線的夾角為80°

　　C．反射光線與平面鏡的夾角為40° D．反射光線與AB的夾角為60°

　　5．在平面鏡中看到的時(shí)鐘鐘面的像如圖所示，則此時(shí)鐘所指的時(shí)刻為 ( )

　　A．9∶20 B．3∶40 C．2∶40 D．4∶50

　　6．如圖所示是發(fā)生日食的示意圖，則人在圖示的哪個(gè)地方能看到日環(huán)食( )

　　A．Ⅰ處 B．Ⅱ處 C．Ⅲ處 D．均觀察不到

　　7．關(guān)于光的反射與折射現(xiàn)象，下列說法正確的是 ( )

　　A．光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變

　　B．光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90°

　　C．光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨著反射

　　D．光發(fā)生折射時(shí)，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90°

　　8．一束光從空氣射入某種透明液體，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，則反射光線與折射光線的夾角是 ( )

　　A．小于40° B．在40°與50°之間 C．大于140° D．在100°與140°與間

　　9．光線從空氣射向玻璃磚，當(dāng)入射光線與玻璃磚表面成30°角時(shí)，折射光線與反射光線恰好垂直，則此玻璃磚的折射率為 ( )

　　A． B． C． D．

　　10．一束光由空氣入射入某介質(zhì)，入射角為60°，其折射光線恰好與反射光線垂直，則光在該介質(zhì)中的傳播速度為 ( )

　　A． ×108m/s B． ×108m/s C． ×108m/s D． ×108m/s

　　11．由某種透明物體制成的等腰直角棱鏡ABO，兩腰都為16cm，且兩腰與Ox和Oy軸都重合，如圖所示，從BO邊的C點(diǎn)注視A棱，發(fā)現(xiàn)A棱的位置在D點(diǎn)，在C、D 兩點(diǎn)插上大頭針，測出C點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，12)，D點(diǎn)的坐標(biāo)為(9，0)，則該透明物質(zhì)的折射率為 ( )

　　A．n＝ B．n＝ C．n＝ D．n＝

　　12．如圖所示AB為一直立的平面鏡，P1P2是水平放置的米尺（有刻度的一面朝著平面鏡），MN是屏，三者互相平行。屏MN上的 ab 表示一條豎直的縫（即 a 、b 之間是透光的），某人眼睛緊貼米尺上的小孔S（其位置見圖），可通過平面鏡看到米尺的一部分刻度。試在本題的圖上用三角板作圖求出可看到的部位，并在P1P2上把這部分涂以標(biāo)志。

　　13．為了測定水的折射率，某同學(xué)將一個(gè)高32cm，底面直徑24cm的圓筒內(nèi)注滿水，如圖所示，這時(shí)從P點(diǎn)恰能看到筒底的A點(diǎn)．把水倒掉后仍放在原處，這時(shí)再從P點(diǎn)觀察只能看到B點(diǎn)，B點(diǎn)和C點(diǎn)的距離為18cm．由以上數(shù)據(jù)計(jì)算得水的折射率為多少?

　　【典型例題】

　　（1）300（2）arctan

　　1光的折射

　　1、反射光線，入射光線，入射，反射 2、折射光線，入射光線，入射角的正弦，折射角的正弦 3、真空，該介質(zhì)， 4、B 5、C 6、B 7、ABC 8、D 9、B 10、D 11、A 12、略 13、

　　第三節(jié)、電磁波的發(fā)射和接收

　　目標(biāo)：

　　1、了解無線電廣播發(fā)射和接收技術(shù)中，調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)的含義。

　　2、了解電視攝像管的基本結(jié)構(gòu)以及電視廣播發(fā)射和接收過程。

　　3、了解移動(dòng)通信就的基本過程。了解基站的作用。

　　4、了解通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類明的促進(jìn)作用。

　　過程：

　　一、無線電波的發(fā)射

　　說明：LC振蕩電路中，能量損失主要是各個(gè)元之間的熱量和輻射出去的電磁波，然而輻射出去的電磁波能量很少。

　　問：如何才能有效地輻射電磁波，即有效地輻射電磁波的條是什么呢？（第一要有足夠高的頻率，理論研究表明，頻率越高，發(fā)射電磁波的能力越強(qiáng)；第二振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間）

　　問：觀察圖14.3-1所示的振蕩電路，說出這幾個(gè)圖的變化規(guī)律？（電容器極板間的距離逐漸增大，電場和磁場逐步擴(kuò)展到電容器的外部，這樣的電路稱之為開放電路）

　　說明：實(shí)際應(yīng)用的開放電路，如圖丁所示，一端用導(dǎo)線與大地相連，這根導(dǎo)線稱之為地線，另一端和高高地架設(shè)在空中的天線相連。無線電波就是通過這樣的方式發(fā)射出去的

　　問：在電磁波發(fā)射過程中有哪幾種方式呢？（①一種方式叫做調(diào)幅A即使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變②另一種方法稱之為調(diào)頻F即即使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變）

　　說明：使電磁波隨各種信號(hào)的強(qiáng)弱而變的技術(shù)叫做調(diào)制

　　二、無線電波的接收

　　問：無線電波的接收需要經(jīng)過幾個(gè)過程？（①調(diào)諧②解調(diào)。電磁波在傳播時(shí)如果遇到導(dǎo)體，會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)接收電磁波時(shí)，調(diào)節(jié)接收電路的固有頻率使固有頻率等于電磁波的頻率，接收電路的振蕩電流最大，這種現(xiàn)象稱之為電諧振，相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的共振，使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程就稱之為調(diào)諧。調(diào)諧以后得到的高頻電流還不是我們需要的聲音和圖象信息，還要使聲音和圖象信號(hào)從高頻電流中還原出，這個(gè)過程是調(diào)制的逆過程，所以叫做解調(diào)，調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波）

　　三、電視

　　說明：電視的傳播過程需要分兩個(gè)過程：電視信號(hào)的發(fā)射和電視信號(hào)的接收。

　　四、移動(dòng)電話

　　問：移動(dòng)電話的原理是什么？（每一部移動(dòng)電話都是一個(gè)無線電臺(tái)，它可以將用戶的聲音轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電信號(hào)發(fā)射到空中，同時(shí)又相當(dāng)于一臺(tái)收音機(jī)，捕捉到空中的電磁波，使用戶接收到通話對(duì)方送的信號(hào)）

　　問：移動(dòng)電話與其他用戶的通話要靠較大的固定無線電臺(tái)轉(zhuǎn)接。這種固定的電臺(tái)叫做基地臺(tái)或者基站。在城市中，移動(dòng)通信基地臺(tái)的天線建在高大建筑物上。

　　第三節(jié)、電磁波的發(fā)射和接收

　　板書設(shè)計(jì)

　　一、無線電波的發(fā)射

　　1、有效地輻射電磁波的條：①足夠高的頻率②振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間

　　2、電磁波發(fā)射方式①調(diào)幅A②調(diào)頻F

　　調(diào)制：使電磁波隨各種信號(hào)的強(qiáng)弱而變的技術(shù)

　　二、無線電波的接收

　　1、無線電波的接過程 ①調(diào)諧②解調(diào)

　　超導(dǎo)極其應(yīng)用

　　從導(dǎo)電性的角度，我們把材料分為導(dǎo)體、絕緣體，還有半導(dǎo)體。那么，還有沒有導(dǎo)電性更為奇特的材料呢？

　　14~3 超導(dǎo)極其應(yīng)用

　　【目的】

　　1、知道什么是超導(dǎo)現(xiàn)象，了解相關(guān)名詞

　　2、了解超導(dǎo)的歷史，知道一些重要的物理事件

　　3、知道超導(dǎo)的應(yīng)用，激發(fā)勇于探索前沿科技的精神

　　【重點(diǎn)】

　　超導(dǎo)現(xiàn)象和應(yīng)用

　　【教學(xué)難點(diǎn)】

　　轉(zhuǎn)變溫度TC和材料的必然聯(lián)系

　　【教具】

　　投影儀

　　【教學(xué)過程】

　　○、復(fù)習(xí)＆引入

　　金屬導(dǎo)體的電阻率一般都會(huì)隨著溫度的升高而升高，隨著溫度的降低而降低，當(dāng)溫度降到足夠低的時(shí)候，情形會(huì)怎樣呢？

　　前面我們從理論的角度解釋電阻定律時(shí)曾經(jīng)說過，促使電子定向移動(dòng)的因素是什么？——☆學(xué)生：電場力。制約電子定向移動(dòng)的微觀因素是什么？——☆學(xué)生：電子的熱運(yùn)動(dòng)。

　　那么我們是不是可以這樣認(rèn)為，當(dāng)溫度足夠低，熱運(yùn)動(dòng)很微弱的時(shí)候，電子受到的阻礙作用會(huì)非常非常小呢？

　　下面大家從事實(shí)的角度、歷史的角度、材料的角度，還有應(yīng)用的角度閱讀一下教材P156~157的內(nèi)容，閱讀完畢后，請(qǐng)同學(xué)們作相關(guān)的總結(jié)——

　　☆學(xué)生閱讀…

　　學(xué)生總結(jié)——

　　一、超導(dǎo)現(xiàn)象

　　超導(dǎo)現(xiàn)象：大多數(shù)金屬在溫度降到某一數(shù)值時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)電阻突然降為零的現(xiàn)象

　　轉(zhuǎn)變溫度：導(dǎo)體由常態(tài)轉(zhuǎn)變成超導(dǎo)狀態(tài)的溫度，用TC表示。

　　*兩種類型的超導(dǎo)體：a、常規(guī)金屬超導(dǎo)體；b、合金超導(dǎo)體，有兩各轉(zhuǎn)變溫度，而且在兩個(gè)轉(zhuǎn)變溫度之間，磁效應(yīng)和電效應(yīng)會(huì)出現(xiàn)“不一致”的情形。

　　二、超導(dǎo)的歷史

　　年份科學(xué)家材料轉(zhuǎn)變溫度TC

　　1911（荷）昂尼斯汞4.2K

　　至1986上半年23K

　　1986年7月鑭鋇銅氧化物35K

　　1987年2月美、中釔鋇銅氧化物90K

　　1992年初125K

　　*三、超導(dǎo)的相關(guān)研究

　　1、邁斯納效應(yīng)

　　把溫度T < Tc的超導(dǎo)體放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0<BC的外磁場中，超導(dǎo)體內(nèi)部的磁應(yīng)強(qiáng)度等于0；如果是在T < Tc時(shí)，加B0<BC的外磁場，再降溫到TC以下時(shí)，超導(dǎo)體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B也變?yōu)?，即磁場被“排擠”出超導(dǎo)體外．這表明超導(dǎo)體是“完全抗磁體”，超導(dǎo)體的完全抗磁效應(yīng)是邁斯納和奧森費(fèi)爾德在1933年發(fā)現(xiàn)的，現(xiàn)在稱為邁斯納效應(yīng)。

　　2、約瑟夫森效應(yīng)（超導(dǎo)隧道效應(yīng)）

　　1962年，英國劍橋大學(xué)的研究生約瑟夫森從理論上預(yù)言：當(dāng)兩塊超導(dǎo)體（S）之間用很�。�10~30 ）的氧化物絕緣層（I）隔開，形成S－I－S結(jié)構(gòu)，將出現(xiàn)量子隧道效應(yīng)．這種結(jié)構(gòu)稱為隧道結(jié)，即使在結(jié)的兩端電壓為0時(shí)，也可以存在超導(dǎo)電流．這種超導(dǎo)隧道效應(yīng)現(xiàn)在稱為約瑟夫森效應(yīng)．約瑟夫森從結(jié)論上證明超導(dǎo)隧道結(jié)的一些奇特性質(zhì)．例如，當(dāng)兩端電壓V不等于0時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)高頻振蕩的超導(dǎo)電流，它的頻率f滿足關(guān)系式

　　f = V

　　其中e為基本電荷，h為普朗克恒量．這時(shí)隧道結(jié)好像一根能輻射電磁波的天線；反之，當(dāng)頻為f1的外界電磁波輻射到結(jié)上時(shí)，它的能量會(huì)被結(jié)吸收，從而在直流I-V 曲線上引起一系列電流臺(tái)階，如右圖所示，其中第n個(gè)臺(tái)階處的電壓滿足關(guān)系式．

　　Vn = f1

　　約瑟夫森的預(yù)言不久就被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這為一門新學(xué)科超導(dǎo)電子學(xué)奠定了基礎(chǔ)，他因此而獲得1973年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．

　　3、同位素效應(yīng)

　　1950年，麥克斯韋和雷諾等人用實(shí)驗(yàn)證明，臨界溫度TC與樣品的同位素質(zhì)量M 有關(guān)，M 越大，TC 越低，其關(guān)系可以用近似公式 TC = 常數(shù)來表示，這說明超導(dǎo)現(xiàn)象的形成與原子核的質(zhì)量有關(guān)。

　　4、超導(dǎo)體比熱在臨界溫度的不連續(xù)性

　　實(shí)驗(yàn)表明，超導(dǎo)體在臨界溫度TC時(shí)，比熱發(fā)生不連續(xù)的變化，超導(dǎo)態(tài)的比熱大于正常態(tài)的比熱，但從正常相變?yōu)槌瑢?dǎo)相時(shí)，沒有吸收或放出潛熱，這稱為第二類相變。

　　四、超導(dǎo)的應(yīng)用

　　1、優(yōu)越的超導(dǎo)電機(jī)

　　普通發(fā)電機(jī)組中的材料載流量十分有限，由于電路中有電阻，總要發(fā)熱，因此既不經(jīng)濟(jì)又不安全。用超導(dǎo)體制造電機(jī)，完全不發(fā)熱，可以提高載流量，據(jù)專家計(jì)算，用超導(dǎo)體制作電機(jī)，功率可以提高幾十倍。

　　2、省電的超導(dǎo)電路

　　普通的電路由于輸電線的耗能嚴(yán)重，必須經(jīng)過升壓、降壓的程序，而且也不可能作到完全不損耗。超導(dǎo)體導(dǎo)線則能完全解決這個(gè)問題。

　　3、精密的超導(dǎo)儀器

　　一些精密的儀器，如核磁共振儀、電子顯微鏡等對(duì)磁場有非常嚴(yán)格的要求（強(qiáng)度要高、穩(wěn)定性要高、磁感線分布要理想，有時(shí)還要求很大的尺寸），普通的材料很難達(dá)到要求，超導(dǎo)則能解決這個(gè)問題。

　　4、神速的超導(dǎo)計(jì)算機(jī)

　　把超導(dǎo)體應(yīng)用于計(jì)算機(jī)將會(huì)迎來科學(xué)史上的一次重大革命。理論研究表明：應(yīng)用約瑟夫森效應(yīng)制成超導(dǎo)器件，其開關(guān)速度可以比當(dāng)前使用的半導(dǎo)體集成電路快十幾~二十幾倍，而且它消耗的電能只有現(xiàn)在普通計(jì)算機(jī)的1% 。

　　5、超導(dǎo)磁懸浮列車

　　在超導(dǎo)磁懸浮列車的研究中走在最前列十日本。1962年，日本著手設(shè)計(jì)磁懸浮列車，但當(dāng)時(shí)是利用正常導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場時(shí)速達(dá)到307.8km/h ，1997年，日本又試制了超導(dǎo)磁懸浮列車，關(guān)鍵部分是由兩組超導(dǎo)電磁鐵構(gòu)成的，它們能提供極強(qiáng)的磁場，使列車的速度達(dá)到500km/h 。

　　四、小結(jié)

　　本節(jié)講了超導(dǎo)的概念、名詞，相關(guān)的物理學(xué)史，展望了超導(dǎo)的應(yīng)用前景。值得注意的是，超導(dǎo)是一門前沿科學(xué)，還不是很成熟。大家通過學(xué)習(xí)也看到了，超導(dǎo)要真正走上產(chǎn)業(yè)化，道路還比較漫長，所以還有待我們積蓄實(shí)力、挑戰(zhàn)未來。希望同學(xué)們樹立遠(yuǎn)大志向，爭取能夠在不久的將來改寫歷史。

　　五、作業(yè)布置

　　閱讀教材；

　　上網(wǎng)查詢有關(guān)超導(dǎo)的內(nèi)容；

　　《學(xué)海導(dǎo)航——物理（下）》P7~8“鞏固提升”A組，做在書上

　　【板書設(shè)計(jì)】

　　見帶框字符，即是板書計(jì)劃。

　　【教后感】

　　【閱讀】

　　◎磁場對(duì)超導(dǎo)體的影響◎

　　磁場對(duì)超導(dǎo)體的影響與超導(dǎo)體的材料有關(guān)．

　�。�1）外加磁場強(qiáng)度超過一定值時(shí)，可以破壞超導(dǎo)電性．破壞超導(dǎo)體所需的最小磁場叫臨界磁場．其磁感應(yīng)強(qiáng)度用BC表示，用BC0表示絕對(duì)零度時(shí)的臨界磁場，則大多數(shù)金屬超導(dǎo)體的臨界磁場BC與溫度T 的近似關(guān)系是：

　　（3）磁致超導(dǎo)性．1962年，物理理論家V?Jacarino和M?Petar預(yù)言，可能在某些物質(zhì)中會(huì)發(fā)生與外磁場破壞超導(dǎo)性相反的情形，用磁場可誘發(fā)超導(dǎo)狀態(tài)．二十年后，日內(nèi)瓦大學(xué)的Fischer和他的同事們用銪化合物制造出一系列磁致超導(dǎo)體，他們所得到的材料的性質(zhì)，與理論預(yù)言精確地符合。

　　電勢和電勢差

　　1.4 電勢和電勢差教案

　　目標(biāo)：

　　1.理解電勢差的概念及期定義式，會(huì)根據(jù)電荷q在電場中移動(dòng)時(shí)電場力所做的功WAB計(jì)算UAB，會(huì)根據(jù)電勢差UAB計(jì)算電荷Q在電場中移動(dòng)時(shí)電場力所做的功WAB=qUAB

　　2.理解電勢的概念，知道電勢與電勢差的關(guān)系UAB= A - B ，知道電勢的值與零電勢的選擇有關(guān)。

　　3.知道在電場中沿著電場線的方向電勢越來越低。

　　4.知道什么是電勢能，知道電場力做功與電勢能改變的關(guān)系。

　　能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、綜合能力。

　　德育目標(biāo)：使學(xué)生能從類似的事物中找出共性。

　　重點(diǎn)：電勢、電勢差的概念

　　教學(xué)難點(diǎn)：電勢、電勢差的概念的引入

　　教學(xué)方法：類比法、歸納法、問題解決法

　　教學(xué)過程：

　　一、復(fù)習(xí)引入

　　一個(gè)帶正電的小球處于勻強(qiáng)電場中，會(huì)受到電場對(duì)它的力的作用，受力的方向如何呢？受力的大小呢？

　�。‵＝Eq）。電荷在電場中受力的作用，我們引入了描述電場力的性質(zhì)的物理量，場強(qiáng)E。它是與有無電荷q無關(guān)的物理量，是由電場本身決定的物理量。

　　如果將帶電小球從Ａ點(diǎn)移動(dòng)到Ｂ時(shí)，電場力對(duì)電荷做功嗎？從本節(jié)課開始，我們從功和能的角度來研究電場。學(xué)習(xí)與電場能量有關(guān)的幾個(gè)物理量（展示課題）

　　二、新課教學(xué)

　　電場力做功的問題我們不熟悉，但重力做功的問題。下面我們將從重力做功的問題出發(fā)來類比研究電場力做功。

　�。ㄒ唬╇妶隽ψ龉εc路徑無關(guān)

　�。ǔ鍪局亓ψ龉εc路徑無關(guān)的圖）

　　物體在重力作用下，從Ａ沿不同的路徑運(yùn)動(dòng)到Ｂ位置，重力做功勻?yàn)閙gh，與路徑無關(guān)。

　　與此類似，電荷在勻強(qiáng)電場中受力的作用，把電荷從Ａ移到電場中的Ｂ位置時(shí)，也可以沿不同的路徑運(yùn)動(dòng)。類似重力做功，電場力做功也與運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。這個(gè)結(jié)論是從勻強(qiáng)電場得到的，對(duì)于非勻強(qiáng)電場也適用。所以我們在后面的課程中，研究電荷在電場中移動(dòng)時(shí)，電場力做功的問題，可以認(rèn)為電荷沿直線運(yùn)動(dòng)到另一位置。這是電場力做功的一個(gè)特點(diǎn)。

　　（二）電勢差

　　1.引入（出示重力做功與重力成正比的圖）

　　如果我們讓不同的物體先后通過空間的Ａ、Ｂ兩個(gè)固定的位置。

　　如：重力為Ｇ物體，做功為Ｗ１＝ＧhＡＢ

　　重力為Ｇ２＝２Ｇ……Ｗ２＝…２ＧhＡＢ……

　　則：ＷＧＧ成正比，其比值

　　也就是說重力場中確定的兩點(diǎn)間的高度差是一定的。與重物Ｇ的大小無關(guān)與有無重物下落是無關(guān)的。

　　但讓一重物在Ａ、Ｂ間落下時(shí)，則出Ｗ和Ｇ，可以用比值量度出hＡB。

　　類似地（出示電場力做功Ｑ與成正比的圖）

　　我們在電場中Ａ、Ｂ兩點(diǎn)間移動(dòng)不同電量的帶電體時(shí)：

　　如果q1=+ q，設(shè)電場力做功為Ｗ１＝Ｗ

　　則q２＝=+2q，則Ａ到Ｂ時(shí)，位移相等，在移動(dòng)過程的任一位置處，q２＝=+2q，則q２所受電場為q１的２倍，即移動(dòng)過程中電場力做的功Ｗ２＝２Ｗ……

　　則：Ｗ電 q成正比，為一定值。

　　這個(gè)比值是由電場的Ａ、Ｂ兩點(diǎn)的位置決定的量。

　　與在這兩個(gè)位置間移動(dòng)電荷的電量大小無關(guān)，與是正電荷、負(fù)電荷無關(guān)，與在無電荷q無關(guān)。只是讓這個(gè)電荷在這兩點(diǎn)間移動(dòng)后，用功和電量的比值把它的大小量度出來。在物理學(xué)中，把這個(gè)比值叫做電場中Ａ、Ｂ兩點(diǎn)間電勢差。

　　2.電勢差的概念：

　　板書：一、電勢差

　　1.定義：電荷q在電場中由一點(diǎn)Ａ移動(dòng)到另一點(diǎn)Ｂ時(shí)，電場力所做的功ＷＡＢ與電荷量q的比值ＷＡＢ／q，叫做Ａ、Ｂ兩點(diǎn)間的電勢差。用ＵＡＢ表示。

　　2.定義式：ＵAB=

　　同ＡＢ電荷在電場中不同位置間移動(dòng)時(shí)，電場力做的功多，兩點(diǎn)間的電勢差大。但兩點(diǎn)間電電勢差由電場本身決定，與Wq無關(guān)的。板書五：（１）點(diǎn)

　�。ǎ保┪锢硪饬x：電勢差是電場本身的性質(zhì)，與Wq無關(guān)。

　�。ǎ玻﹩挝唬�1V＝1J/C

　　電量為１Ｃ的正荷，在電場中兩點(diǎn)間移動(dòng)時(shí)，電場力做的功如果為１Ｊ，則兩點(diǎn)的電勢差為１伏特。

　　3.小練習(xí)：下面請(qǐng)看例１：

　　動(dòng)畫演示過程，標(biāo)出力和Ｖ的方向，指出Ａ到Ｂ的過程，電場力做正功，則

　�。眨粒拢� ＝……＝２Ｖ。

　　如果從Ｂ到Ａ移動(dòng)時(shí)，電場力做負(fù)功，其ＷＢＡ＝－ＷＡＢ

　　則ＵＢＡ＝＝－２Ｖ

　　由例題得到以下啟示：

　　(1):ＵＡＢ＝－ＵＢＡ，(2)由于q有正負(fù)，ＷＡＢ有正、負(fù)功，則其比值有可能為正、負(fù)值。一般我們只關(guān)心其大小，且電勢差的大小記為Ｕ電壓。初中物理中某導(dǎo)體兩端的電壓，指兩點(diǎn)間的電勢差。

　　得到板書：

　　(3)ＵＡＢ＝－ＵＢＡ (4)｜ＵＡＢ｜＝｜ＵＢＡ｜＝Ｕ

　　根據(jù)電勢差的定義式，得變形公式ＷＡＢ＝qUAB

　　板書：３：ＷＡＢ＝qUＡＢ

　�。ㄈ╇妱�

　　我們用重力場中的高度差類比得到了電場中兩點(diǎn)的電勢差。重力場中還有高度一詞，表示什么意思呢？劈如說選擇（室內(nèi)）地面作為參考平面，吊燈與地面之間的高度差為hA0=3m，我們也說成吊燈的高度為３m。類似地，如果把電場中的某一點(diǎn)作為參考點(diǎn)，另一點(diǎn)Ａ與參考點(diǎn)之間的電勢差就叫作Ａ點(diǎn)的電勢。

　　電勢的概念

　　板書：二、電勢

　　定義：如果在電場中選擇某一點(diǎn)為參考點(diǎn)（零電勢點(diǎn)），則Ａ點(diǎn)與參考點(diǎn)Ｏ之間的電勢差叫做Ａ點(diǎn)的電勢，記為 A，為特殊的電勢差。

　　A＝UＡＯ＝

　　所以其單位也是伏特。

　　下面做一個(gè)練習(xí)，求電場中各點(diǎn)的電勢

　　已知：q＝+1C

　　ＷＡＣ＝15Ｊ

　�。祝拢茫剑担� UBC

　　ＷＤＣ＝-3Ｊ UＡＣＵCD

　�。ㄟ呎故玖Ψ治鰹楹握�、負(fù)功）

　　則以Ｃ點(diǎn)為零電勢點(diǎn)，則：

　　類似地：ＵＢＣ＝５Ｖ，ＵＤＣ＝－３Ｖ（做成填空）

　　則 A＝15V Ｂ＝5V D＝－3V

　�、購挠�(jì)算中得到：電勢有正、負(fù)值，是表示該點(diǎn)電勢比零電勢點(diǎn)的電勢低，不代表方向，是標(biāo)量。

　�、诖藭r(shí)：AB之間的電勢差呢？

　　推導(dǎo)：

　　經(jīng)觀察，與A、B點(diǎn)的電勢有何關(guān)系？

　�。║AB= A- B）

　　原來，AB點(diǎn)的電勢差就是A、B點(diǎn)的電勢之差，其值為負(fù)，表示A點(diǎn)電勢比B點(diǎn)電勢低是標(biāo)量。不代表方向。

　�、廴绻訠點(diǎn)為零電勢點(diǎn)，則A、C點(diǎn)的電勢呢？

　　則 A=UAB=10V B=0V

　　看來，取不同的零電勢點(diǎn)，各點(diǎn)的電勢不同.

　　④此時(shí)AC點(diǎn)的電勢差呢？

　　UAC= A- c=10V-（-5V）=15V

　　與原來以C點(diǎn)為零電勢點(diǎn)的電勢差相等。所以電勢差是絕對(duì)的，與零電勢點(diǎn)的選擇無關(guān)，電勢是相對(duì)的

　　出示板書內(nèi)容：

　　UAB= A- B

　　說明：電勢是相對(duì)的，電勢差是絕對(duì)的

　�、菰倏蠢}中各點(diǎn)的電勢，沿著電場線的方向，電勢逐漸降低。

　�。常毩�(xí)：例２：

　�、僮⒁夥治觯眨粒拢剑�10V為什么？

　　正電荷由ＡＢ點(diǎn)，Ｆ與位移的方向做什么功？

　　則WAB= qUAB＝4×10-8J

　　則電勢能增加了4×10-8J，其它形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能。

　　②如果電荷為負(fù)電荷，在同一電場由一點(diǎn)A移動(dòng)到同一點(diǎn)B呢？

　　由于電場沒關(guān)，兩點(diǎn)的位置沒有變，則AB間的電熱差不變。

　　所以WAB= qUAB＝2×10-8J

　　電勢能減少了，轉(zhuǎn)化成了其它形式的能。

　�、鄞祟}還可由W=Uθ來計(jì)算，W的正負(fù)根據(jù)分析得出，正功為正，負(fù)功為負(fù)。

　　四、小結(jié)：

　　1.類比重力場的高度差引入電勢差：

　　UAB= 與q無關(guān)

　　4.6 互感和自感學(xué)案（人教版選修3-2）

　　1．兩個(gè)相互靠近的線圈，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，它所產(chǎn)生的變化的磁場會(huì)在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象叫互感．利用互感現(xiàn)象可以把能量由一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈．

　　2．當(dāng)一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，它產(chǎn)生的變化的磁場不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢，同時(shí)也在其本身激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象叫自感；自感電動(dòng)勢總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化，即當(dāng)導(dǎo)體中的電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢的方向與原電流的方向相反，阻礙電流增大；當(dāng)導(dǎo)體中的電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢的方向與原電流的方向相同，阻礙電流的減小．

　　3．通過一個(gè)線圈的電流在均勻增大時(shí)，則這個(gè)線圈的( )

　　A．自感系數(shù)也將均勻增大

　　B．自感電動(dòng)勢也將均勻增大

　　C．磁通量也將均勻增大

　　D．自感系數(shù)和自感電動(dòng)勢不變

　　答案 CD

　　解析線圈的磁通量與電流大小有關(guān)，電流增大，磁通量增大，故C項(xiàng)正確；而自感系數(shù)由線圈本身決定，與電流大小無關(guān)；自感電動(dòng)勢EL＝LΔIΔt，與自感系數(shù)和電流變化率有關(guān)，對(duì)于給定的線圈，L一定，已知電流均勻增大，說明電流變化率恒定，故自感電動(dòng)勢不變，D項(xiàng)正確．

　　4．關(guān)于線圈自感系數(shù)的說法，錯(cuò)誤的是( )

　　A．自感電動(dòng)勢越大，自感系數(shù)也越大

　　B．把線圈中的鐵芯抽出一些，自感系數(shù)減小

　　C．把線圈匝數(shù)增加一些，自感系數(shù)變大

　　D．電感是自感系數(shù)的簡稱

　　答案 A

　　解析自感系數(shù)是由線圈本身的特性決定的．線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，橫截面積越大，它的自感系數(shù)就越大．另外，有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)要大得多．

　　5．如圖1所示，L為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開開關(guān)S的瞬間會(huì)有( )

　　圖1

　　A．燈A立即熄滅

　　B．燈A慢慢熄滅

　　C．燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅

　　D．燈A突然閃亮一下再突然熄滅

　　答案 A

　　解析當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，由于通過自感線圈的電流從有變到零，線圈將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，但由于線圈L與燈A串聯(lián)，在S斷開后，不能形成閉合回路，因此燈A在開關(guān)斷開后，電供給的電流為零，燈就立即熄滅．

　　【概念規(guī)律練】

　　知識(shí)點(diǎn)一對(duì)自感現(xiàn)象的理解

　　1．關(guān)于自感現(xiàn)象，正確的說法是( )

　　A．感應(yīng)電流一定和原的電流方向相反[:高.考.資..網(wǎng)]

　　B．對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化越大時(shí)，線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢也越大

　　C．對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時(shí)，線圈的自感系數(shù)也越大

　　D．對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化越快時(shí)，線圈中的自感電動(dòng)勢也越大

　　答案 D

　　解析當(dāng)電流增加時(shí)，自感電動(dòng)勢的方向與原的電流反向，當(dāng)電流減小時(shí)與原的電流同向，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；自感電動(dòng)勢的大小，與電流變化快慢有關(guān)，與電流變化大小無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；自感系數(shù)只取決于線圈的本身因素，與電流變化情況無關(guān)．故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；結(jié)合選項(xiàng)B的錯(cuò)誤原因可知，選項(xiàng)D正確．

　　點(diǎn)評(píng) 自感的實(shí)質(zhì)仍然是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電流的強(qiáng)弱決定其周圍磁場的強(qiáng)弱，當(dāng)電流變化時(shí)引起電流周圍的磁場發(fā)生變化，就會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢．

　　2．關(guān)于線圈的自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢下列說法中正確的是( )

　　A．線圈中電流變化越大，線圈自感系數(shù)越大

　　B．對(duì)于某一線圈，自感電動(dòng)勢正比于電流的變化量

　　C．一個(gè)線圈的電流均勻增大，這個(gè)線圈自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢都不變

　　D．自感電動(dòng)勢總與原電流方向相反

　　答案 C

　　解析線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素決定．E自∝ΔIΔt，而不是E自∝ΔI，C對(duì)，A、B錯(cuò)．線圈中電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢方向與原電流方向相同，電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢方向與原電流方向相反，D錯(cuò)．

　　點(diǎn)評(píng) 電流的變化量ΔI不等同于電流的變化率ΔIΔt，E∝ΔIΔt而不是E∝ΔI.自感系數(shù)僅和線圈本身有關(guān)．

　　知識(shí)點(diǎn)二通電自感和斷電自感

　　3．如圖2所示電路中，A、B是完全相同的燈泡，L是電阻不計(jì)的電感線圈，下列說法中正確的是( )

　　圖2

　　A．當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，A燈先亮，B燈后亮

　　B．當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，B燈先亮，A燈后亮

　　C．當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，A、B燈同時(shí)亮，以后B燈更亮，A燈熄滅

　　D．當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，A、B燈同時(shí)亮，以后亮度不變

　　答案 C

　　解析當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電路中電流增加，由于線圈的自感作用，其中產(chǎn)生一自感電動(dòng)勢阻礙電流的增加，此時(shí)A、B二燈相當(dāng)于串聯(lián)，同時(shí)亮；之后線圈相當(dāng)于一段導(dǎo)線，將A燈短路，A燈熄滅，因B燈所加電壓增加而變得更亮．

　　點(diǎn)評(píng) 開關(guān)閉合時(shí)，線圈自感電動(dòng)勢與電電動(dòng)勢方向相反，若自感系數(shù)足夠大，瞬間可以認(rèn)為斷路，隨即變緩直至消失．

　　4．在如圖3所示的電路中，帶鐵芯的、電阻較小的線圈L與燈A并聯(lián)，當(dāng)合上開關(guān)S后燈A正常發(fā)光．則下列說法中正確的是( )

　　圖3

　　A．當(dāng)斷開S時(shí)，燈A立即熄滅

　　B．當(dāng)斷開S時(shí)，燈 A突然閃亮后熄滅

　　C．用阻值與燈A相同的線圈取代L接入電路，當(dāng)斷開S時(shí)，燈A逐漸熄滅

　　D．用阻值與線圈L相同的電阻取代L接入電路，當(dāng)斷開S時(shí)，燈A突然閃亮后熄滅

　　答案 BC

　　解析在S斷開的瞬間，L與A構(gòu)成閉合回路，燈A不會(huì)立即熄滅．問題是“小燈泡在熄滅之前是否更亮一下”這一點(diǎn)如何確定．根據(jù)P＝I2R可知，燈A能否閃亮，取決于S斷開的瞬間，流過A的電流是否更大一些．在斷開S的瞬間，燈A中原的電流IA立即消失．但燈A和線圈L組成一閉合回路，由于線圈L的自感作用，其中的電流IL不會(huì)立即消失，它還要通過回路維持短暫的時(shí)間．如果IL>IA，則燈A熄滅之前要閃亮一下；如果IL≤IA，則燈A是逐漸熄滅而不閃亮一下．至于IL和IA的大小關(guān)系，由RA和RL的大小關(guān)系決定：若RA>RL，則IA<IL，燈將閃亮一下；若RA≤RL，則IA≥IL，燈將逐漸熄滅．

　　點(diǎn)評(píng) 開關(guān)斷開時(shí)，原電不提供電流，若線圈形成回路，則自感電動(dòng)勢會(huì)通過回路形成電流，因此斷電時(shí)線圈起到瞬間電的作用．

　　【方法技巧練】[:學(xué).科.網(wǎng)]

　　一、斷電自感中燈泡亮度變化的分析技巧

　　5．在圖4甲、乙電路中，電阻R和電感線圈L的電阻都很小．接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光，則( )

　　圖4

　　A．在電路甲中，斷開S，A將漸漸變暗

　　B．在電路甲中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗

　　C．在電路乙中，斷開S，A將漸漸變暗

　　D．在電路乙中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗

　　答案 AD

　　解析甲圖中，燈泡A與電感線圈L在同一個(gè)支路中，流過的電流相同，斷開開關(guān)S時(shí)，線圈L中的自感電動(dòng)勢要維持原電流不變，所以，開關(guān)斷開的瞬間，燈泡A的電流不變，以后電流漸漸變小．因此，燈泡漸漸變暗．乙圖中，燈泡A所在支路的電流比電感線圈所在支路的電流要小(因?yàn)殡姼芯€圈的電阻很小)，斷開開關(guān)S時(shí)電感線圈的自感電動(dòng)勢要阻礙電流的變小，電感線圈相當(dāng)于一個(gè)電給燈A供電，因此在這一短暫的時(shí)間內(nèi)，反向流過A的電流是從IL開始逐漸變小的，所以燈泡要先亮一下，然后漸漸變暗，故選項(xiàng)A、D正確．

　　方法總結(jié) 在開關(guān)斷開時(shí)，電感線圈的自感電動(dòng)勢要阻礙原電流的減小，此時(shí)電感線圈在電路中相當(dāng)于一個(gè)電，表現(xiàn)為兩個(gè)方面：一是自感電動(dòng)勢所對(duì)應(yīng)的電流方向與原電流方向一致；二是在斷電瞬間，自感電動(dòng)勢所對(duì)應(yīng)的電流大小與原電流的大小相等，以后電流開始緩慢減小到零，斷開開關(guān)后，燈泡是否瞬間變得更亮，取決于當(dāng)初兩支路中電流大小的關(guān)系．

　　6．如圖5所示的電路中，S閉合且穩(wěn)定后流過電感線圈的電流2 A，流過燈泡的電流是1 A，將S突然斷開，S斷開前后，能正確反映流過燈泡的電流i隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是( )

　　圖5

　　答案 D

　　解析開關(guān)S斷開前，通過燈泡D的電流是穩(wěn)定的，其值為1 A．開關(guān)S斷開瞬間，燈泡支路的電流立即減為零，但是自感線圈的支路由于自感現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生與線圈中原電流方向相同的感應(yīng)電動(dòng)勢，使線圈中的電流從原的2 A逐漸減小，方向不變，且同燈泡D構(gòu)成回路，通過燈泡D的電流和線圈L中的電流相同，也應(yīng)該是從2 A逐漸減小為零，但是方向與原通過燈泡D的電流方向相反，D對(duì)．

　　方法總結(jié) 解圖象問題時(shí)，先要搞清楚研究什么元上的電流隨時(shí)間的變化關(guān)系；其次要根據(jù)線圈的自感電動(dòng)勢引起的感應(yīng)電流的方向與原電流的方向是相同還是相反、大小如何變化等因素確定圖象．

　　二、兩類自感的綜合分析方法

　　7．如圖6所示，線圈L的自感系數(shù)很大，且其電阻可以忽略不計(jì)，L1、L2是兩個(gè)完全相同的小燈泡，隨著開關(guān)S的閉合和斷開的過程中，L1、L2的亮度變化情況是(燈絲不會(huì)斷)( )

　　圖6

　　A．S閉合，L1亮度不變，L2亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮；S斷開，L2立即不亮，L1逐漸變亮

　　B．S閉合，L1不亮，L2很亮；S斷開，L1、L2立即不亮

　　C．S閉合，L1、L2同時(shí)亮，而后L1逐漸熄滅，L2亮度不變；S斷開，L2立即不亮，L1亮一下才滅

　　D．S閉合，L1、L2同時(shí)亮，而后L1逐漸熄滅，L2逐漸變得更亮；S斷開，L2立即不亮，L1亮一下才熄滅

　　答案 D

　　解析當(dāng)S接通時(shí)，L的自感系數(shù)很大，對(duì)電流的阻礙作用較大，L1和L2串接后與電相連，L1和L2同時(shí)亮，隨著L中電流的增大，L的直流電阻不計(jì)，L的分流作用增大，L1的電流逐漸減小為零，由于總電阻變小，總電流變大，L2的電流增大，L2燈變得更亮．當(dāng)S斷開時(shí)，L2中無電流，立即熄滅，而電感L將要維持本身的電流不變，L和L1組成閉合電路，L1燈要亮一下后再熄滅，綜上所述，選項(xiàng)D正確．

　　方法總結(jié) 當(dāng)電路中有電感L時(shí)，若電路中的電流發(fā)生變化，電感L的作用總是阻礙電流的變化．當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電感L相當(dāng)于一段導(dǎo)體．若電感L中有直流電阻，則相當(dāng)于電阻；若無直流電阻，則它相當(dāng)于一根短路導(dǎo)線．

　　8．如圖7所示電路中有L1和L2兩個(gè)完全相同的燈泡，線圈L的電阻忽略不計(jì)，下列說法中正確的是( )

　　圖7

　　A．閉合S時(shí)，L2先亮，L1后亮，最后一樣亮

　　B．?dāng)嚅_S時(shí)，L2立刻熄滅，L1過一會(huì)熄滅

　　C．L1中的電流始終從a到b

　　D．L2中的電流始終從c到d

　　答案 A

　　解析閉合S時(shí)，L2中立即有從d到c的電流，先亮，而線圈由于自感作用，線圈中產(chǎn)生與原電流相反的自感電動(dòng)勢，對(duì)原電流大小起到阻礙作用，通過線圈的電流逐漸增加，所以L1逐漸變亮，電路穩(wěn)定后自感作用消失，線圈L相當(dāng)于導(dǎo)線，所以最后L1、L2一樣亮．?dāng)嚅_S時(shí)，L2中由電提供的電流瞬間消失，但是L中的電流由于自感的阻礙作用將逐漸減小，方向不變，使線圈與L2、L1形成回路，因此L1、L2將過一會(huì)兒同時(shí)熄滅．L1中的電流始終由b到a，L2中的電流先由d到c，后由c到d.

　　方法總結(jié) 通電時(shí)電感上的電流由無到有逐漸增大，斷電時(shí)電流由有到無逐漸減�。�

　　氣體

　　復(fù)習(xí)內(nèi)容第八氣體

　　復(fù)習(xí)目標(biāo)1．掌握三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律一個(gè)狀態(tài)方程并會(huì)用定律和理想氣體狀態(tài)方程分析定質(zhì)量狀態(tài)變化問題。

　　2．會(huì)計(jì)算封閉氣體壓強(qiáng)，會(huì)利用圖象進(jìn)行解題。

　　考點(diǎn)分析I級(jí)要求，2011年考試說明中對(duì)定量計(jì)算不做要求

　　考查題型概念性選擇題為主，會(huì)出現(xiàn)一些用定律的簡單真空型計(jì)算

　　學(xué)習(xí)過程用案人自我創(chuàng)新

　　【自主學(xué)習(xí)】

　　一、氣體實(shí)驗(yàn)定律

　　玻意耳定律表達(dá)式：，圖象特征：

　　查理定律表達(dá)式：，圖象特征：

　　蓋。呂薩克定律：，圖象特征：

　　二、理想氣體狀態(tài)方程

　　1．理想氣體是指：

　　2．方程的表達(dá)式：

　　三、氣體熱現(xiàn)象的微觀意義。

　　【知識(shí)點(diǎn)考查】

　　一、氣體壓強(qiáng)的計(jì)算

　　例1 如圖所示，豎直放置的U型管，左端開口，右端封閉，管內(nèi)有a、b兩段水銀柱，將A、B兩段空氣柱封閉在管內(nèi)。已知水銀柱a長為10cm，水銀柱b兩個(gè)液面的高度差為5cm，大氣壓強(qiáng)為75cmHg，求氣體A、B的壓強(qiáng)。

　　二、氣體狀態(tài)變化圖象及應(yīng)用

　　例2一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列過程，ab、bc、cd和da這四個(gè)過程在p—T圖上都是直線段，其中ab的延長線通過坐標(biāo)點(diǎn)0，bc垂直于ab而cd平行于ab，由圖可以判斷 ( )

　　A．a(chǎn)b過程中氣體體積不斷減小

　　B．bc過程中氣體體積不斷減小

　　C．cd過程中氣體體積不斷增大

　　D．da過程中氣體體積不斷增大

　　三、氣缸類問題處理

　　一般思路：

　�、排孱}意，確定研究對(duì)象，一般地說，研究對(duì)象分兩類：一類是熱學(xué)研究對(duì)象（一定質(zhì)量的理想氣體），另一類是力學(xué)研究對(duì)象（氣缸、活塞或某系統(tǒng)）。

　　⑵分析題目所描述的物理過程，對(duì)熱學(xué)研究對(duì)象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程，依氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程；對(duì)力學(xué)研究對(duì)象要正確進(jìn)行受力分析，依力學(xué)規(guī)律列出方程。

　�、亲⒁馔诰蝾}目的隱含條，如幾何關(guān)系等，列出輔助方程。

　�、榷鄠€(gè)方程聯(lián)立求解。對(duì)求解的結(jié)果要注意檢查它們的合理性。

　　例3一個(gè)質(zhì)量可不計(jì)的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在上端開口的直立圓筒形容器內(nèi)，活塞上堆放著鐵砂，如圖所示。最初活塞擱置在容器內(nèi)壁的固定卡環(huán)上，氣體柱的高度為H0，壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p0，現(xiàn)對(duì)氣體緩慢加熱，當(dāng)氣體溫度升高了ΔT=60 時(shí)，活塞及鐵砂開始離開卡環(huán)而上升，繼續(xù)加熱直到氣柱高度為H1=1.5H。此后，在維持溫度不變的條下逐漸取出鐵砂，直到鐵砂全部取走時(shí)，氣柱高度為H2=1.8H0，求此時(shí)氣體的溫度(不計(jì)活塞與容器之間的摩擦)。

　　達(dá)標(biāo)檢測1．一定質(zhì)量的理想氣體的性質(zhì)和特性有 ( )

　　A．在溫度不變的條下，體積與壓強(qiáng)成反比

　　B．只有在溫度不太低和壓強(qiáng)不太大的情況下，普通實(shí)際氣體才適用理想氣體狀態(tài)方程

　　c．體積不變時(shí)，分子的平均速率越大，氣體壓強(qiáng)也越大

　　D．理想分子之間沒有相互作用力，除了相互碰撞，或者跟容器壁碰撞外不受力的作用

　　2．下列過程可能發(fā)生的是 ( )

　　A．氣體的溫度變化，但壓強(qiáng)、體積保持不變

　　B．氣體的溫度、壓強(qiáng)保持不變，而體積發(fā)生變化

　　C．氣體的溫度保持不變，而壓強(qiáng)、體積發(fā)生變化

　　D．氣體的溫度、壓強(qiáng)、體積都發(fā)生變化

　　3．一定質(zhì)量的理想氣體被等溫壓縮時(shí)，壓強(qiáng)增大，從微觀上分析是因?yàn)?( )

　　A．氣體分子每次碰撞器壁的平均沖量增大

　　B．器壁單位面積上在單位時(shí)間內(nèi)受到分子碰撞次數(shù)增多

　　C．氣體分子數(shù)增加

　　D．氣體分子密度增大

　　4．已知離地面越高時(shí)大氣壓強(qiáng)越小，溫度也越低。現(xiàn)有一氣球由地面向上緩慢升起，試問大氣壓強(qiáng)與溫度對(duì)此氣球體積的影響如何 ( )

　　A．大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積增大，溫度降低有助于氣球體積增大

　　B．大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積變小，溫度降低有助于氣球體積減小

　　c．大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積增大，溫度降低有助于氣球體積減小

　　D．大氣壓強(qiáng)減小有助于氣球體積變小，溫度降低有助于氣球體積增大

　　5．如圖所示，用彈簧測力計(jì)拉著一支薄壁平底玻璃試管，將它的開口端向下插入水銀槽中，由于管內(nèi)有一部分空氣，此時(shí)試管內(nèi)水銀面比管外水銀面高h(yuǎn)。若試管本身的重力與管壁的厚度不計(jì)，此時(shí)彈簧測力計(jì)的讀數(shù) ( )

　　A．等于進(jìn)入試管內(nèi)的H高水銀柱的重力

　　B．等于外部大氣壓與內(nèi)部空氣對(duì)試管平底部分的壓力之差

　　c．等于試管內(nèi)高出管外水銀面的h高水銀柱的重力

　　D．等于上面A、C所述的兩個(gè)數(shù)值之差

　　6．如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好的汽缸吊在彈簧下，缸內(nèi)被活塞封住一定量的氣體(不計(jì)活塞與缸壁摩擦)，當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值時(shí)，變化了的物理量有 ( )

　　A．活塞高度h B．缸體高度H

　　C．氣體壓強(qiáng)p D．彈簧長度L

　　7．如圖所示，u形管A、B內(nèi)裝有一部分水銀，通過橡皮管與玻璃管c相連，c管豎直插入水銀槽中，已知A、B、C三管內(nèi)徑相同，若再往B管內(nèi)注入一些水銀，設(shè)整個(gè)過程溫度不變，則 ( )

　　A．A管內(nèi)水銀面上升的距離等于C管內(nèi)水銀槽中的水銀面下降的距離

　　B．A管內(nèi)水銀面上升的距離大于C管內(nèi)水銀槽中的水銀面下降的距離

　　C．注入B管內(nèi)的水銀與排出c管中的水銀一樣多

　　D．注入B管內(nèi)的水銀多于排出C管中的水銀

　　8．將質(zhì)量相同的同種氣體A、曰分別密封在體積不同的兩個(gè)容器中，保持兩部分氣體體積不變，A、B兩部分氣體壓強(qiáng)隨溫度t的變化圖線如圖所示，下列說法正確的是( )

　　A．A部分氣體的體積比B部分小

　　B．A、B的延長線將相交于t軸上的同一點(diǎn)

　　C．A、A、B氣體溫度改變量相同時(shí)，壓強(qiáng)改變量也相同

　　D．A、B氣體溫度改變量相同時(shí)，A部分氣體壓強(qiáng)改變量較大

　　9．一定質(zhì)量的氣體，下列敘述中正確的是 ( )

　　A．如果體積減小，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大

　　B．如果壓強(qiáng)增大，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增太

　　C．如果溫度升高，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大[高考資網(wǎng)]

　　D．如果分子密度增大，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增大

　　10．鋼瓶中裝有一定質(zhì)量的氣體，現(xiàn)在用兩種方法抽取鋼瓶中的氣體，第一種方法是用小抽氣機(jī)，每次抽出l L氣體，共抽取三次，第二種方法是用大抽氣機(jī)，一次抽取3 L氣體，這兩種抽法中，抽取氣體質(zhì)量較多的是 ( )

　　A．第一種抽法

　　B．第二種抽法

　　C．兩種抽法抽出氣體質(zhì)量一樣多

　　D．無法判斷

　　11．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，以P、V、T三個(gè)狀態(tài)參量中的兩個(gè)為坐標(biāo)軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系上描點(diǎn)能直觀地表示這兩個(gè)參量的數(shù)值。如圖所示，三個(gè)坐標(biāo)系中，兩個(gè)點(diǎn)都表示相同質(zhì)量某種理想氣體的兩個(gè)狀態(tài)。根據(jù)坐標(biāo)系中不同點(diǎn)的位置比較第三個(gè)參量的大小。

　　(1)P一T圖象(如圖甲)中A、B兩個(gè)狀態(tài)，狀態(tài)體積小。

　　(2)V—T圖象(如圖乙)中C、D兩個(gè)狀態(tài)，狀態(tài)壓強(qiáng)小。

　　(3)P—V圖象(如圖丙)中E、F兩個(gè)狀態(tài)，狀態(tài)溫度低。

　　12．如圖所示為一種測定“肺活量”(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下人一次呼出氣體的體積)的裝置，A為開口薄壁圓筒，排盡其中的空氣．，倒扣在水中。測量時(shí)，被測者盡力吸足空氣，再通過B管用力將氣體吹入A中，使A浮起。設(shè)整個(gè)過程中呼出氣體的溫度保持不變。

　　(1)呼出氣體的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能 (填“增大”“減小”或“不變”)。

　　(2)設(shè)圓筒A的橫截面積為S，大氣壓強(qiáng)為P0，水的密度為ρ，桶底浮出水面的高度為h，桶內(nèi)外水面的高度差為Δh，被測者的“肺活量”，即V0= .

　　13(選做題)內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱汽缸豎直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不計(jì)質(zhì)量的活塞封閉壓強(qiáng)為1.0×105 Pa、體積為2.0×10-3m3的理想氣體�，F(xiàn)在活塞上方緩緩倒上沙子，使封閉氣體的體積變?yōu)樵囊话耄缓髮⑵滓瞥鏊�，緩慢加熱，使氣體溫度變?yōu)?270C。

　　(1)求汽缸內(nèi)氣體的最終體積。

　　(2)在下面的P—V圖上畫出整個(gè)過程中汽缸內(nèi)氣體的狀態(tài)變化。(大氣壓強(qiáng)為1．0×105Pa)

　　電動(dòng)勢

　　2.2電動(dòng)勢

　　前預(yù)習(xí)學(xué)案

　　一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

　　（一）知識(shí)與技能

　　1．理解電動(dòng)勢的的概念及定義式。

　　2．知道電動(dòng)勢是表征電特性的物理量。

　　3．從能量轉(zhuǎn)化的角度理解電動(dòng)勢的物理意義。

　�。ǘ┻^程與方法

　　通過類比和分析電的作用和電電動(dòng)勢理解電內(nèi)部非靜電做功。

　�。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價(jià)值觀

　　通過對(duì)電、電動(dòng)勢的學(xué)習(xí)培養(yǎng)將物理知識(shí)應(yīng)用于生活的生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)，探究日常生活有關(guān)的物理學(xué)問題。

　　【預(yù)習(xí)自學(xué)】

　　1、在外電路中，正電荷由電_ ____的極流向______極，在電的內(nèi)部靠“非靜電力”把靜電荷從______極搬運(yùn)到_______極。

　　2、電是通過非靜電力做功把______能轉(zhuǎn)化為______的裝置。

　　3、電動(dòng)勢是用表示______把其他形式的能轉(zhuǎn)化為 _____本領(lǐng)的物理量。用E表示，定義式為__________，其單位是______。

　　4、電動(dòng)勢由電中_______決定，跟電的體積______，跟外電路_______。

　　5、電的重要參數(shù)有______、_______、等。

　　內(nèi)探究學(xué)案

　　【合作探究】

　　〖問題〗1．在金屬導(dǎo)體中電流的形成是什么？（自由電子）

　　2．在外電路中電流的方向？（從電的正極流向負(fù)極）

　　3．電是靠什么能力把負(fù)極的正電荷不斷的搬運(yùn)到正極以維持外電路中恒定的電流？

　　利用右圖類比，理解電路中的能量問題。當(dāng)水由A池流入B池時(shí)，由于重力做功，水的重力勢能減少，轉(zhuǎn)化為其他式的能。而又由于A、B之間存在高度差，故欲使水能流回到A池，應(yīng)克服重力做功，即需要提供一個(gè)外力實(shí)現(xiàn)該過程。抽水機(jī)就是提供該外力的裝置，使水克服重力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為水的重力勢能。電中的非靜電力的存在及其作用可類比于此。兩者相比，重力相當(dāng)于電場力，重力做功相當(dāng)于電場力做功，重力勢能相當(dāng)于電勢能，抽水機(jī)相當(dāng)于電。

　　1．電（更深層的含義）

　�。�1）電是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。

　　（2）非靜電力在電中所起的作用：是把正電荷由負(fù)極搬運(yùn)到正極，同時(shí)在該過程中非靜電力做功，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能。

　　〖注意〗在不同的電中，是不同形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。

　　再與抽水機(jī)類比說明：在不同的電中非靜電力做功的本領(lǐng)不同。

　　2．電動(dòng)勢

　�。�1）定義：在電內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電的電動(dòng)勢。

　�。�2）定義式：E=W/q

　�。�3）單位：伏（V）

　　（4）物理意義：表示電把其它形式的能（非靜電力做功）轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動(dòng)勢越大，電路中每通過1C電量時(shí)，電將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。

　　〖注意〗：① 電動(dòng)勢的大小由電中非靜電力的特性（電本身）決定，跟電的體積、外電路無關(guān)。

　�、陔妱�(dòng)勢在數(shù)值上等于電沒有接入電路時(shí)，電兩極間的電壓。

　�、垭妱�(dòng)勢在數(shù)值上等于非靜電力把1C電量的正電荷在電內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。

　　3．電（池）的幾個(gè)重要參數(shù)

　�、匐妱�(dòng)勢：它取決于電池的正負(fù)極及電解液的化學(xué)性質(zhì)，與電池的大小無關(guān)。

　�、趦�(nèi)阻（r）:電內(nèi)部的電阻。

　�、廴萘浚弘姵胤烹姇r(shí)能輸出的總電荷量。其單位是：Ah，mAh.

　　〖注意〗：對(duì)同一種電池說，體積越大，容量越大，內(nèi)阻越小。

　　【實(shí)例分析】

　　〖例1〗下列關(guān)于電的說法，正確的是（）

　　A．電向外提供的電能越多，表示電動(dòng)勢越大。

　　B．電動(dòng)勢在數(shù)值上等于電將單位正電荷從負(fù)極移送到正極時(shí)，非靜電力所做的功

　　C．電的電動(dòng)勢與外電路有關(guān)，外電路電阻越大，電動(dòng)勢就越大

　　D．電動(dòng)勢越大的電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)越大

　　答案BD

　　〖例2〗鉛蓄電池的電動(dòng)勢為2 V，一節(jié)干電池的電動(dòng)勢為1.5V，將鉛蓄電池和干電池分別接入電路，兩個(gè)電路中的電流分別為0.1A和0.2A。試求兩個(gè)電路都工作20 s時(shí)間，電所消耗的化學(xué) 能分別為多少？哪一個(gè)電把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)更大？

　　【堂訓(xùn)練】

　　1、關(guān)于電動(dòng)勢，下列說法正確的是（）

　　A. 在電內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移到正極，非靜電力做功，電能增加

　　B. 對(duì)于給定的電，移動(dòng)正電荷，非靜電力做功越多，電動(dòng)勢就越大

　　C. 電動(dòng)勢越大，說明非靜電力在電內(nèi)部從負(fù)極向正極移送單位電荷量做功越多

　　D. 電動(dòng)勢越大，說明非靜電力在電內(nèi)部把正電荷從負(fù)極移送到正極的電荷量越多

　　2、下列說法正確的是（）

　　A．電外部存在著由正極指向負(fù)極的電場，內(nèi)部存在著由負(fù)極指向正極的電場.

　　B．在電的外部負(fù)電荷靠電場力由電的正極流向負(fù)極.

　　C．在電的內(nèi)部正電荷靠非靜電力由電的負(fù)極流向正極.

　　D．在電池中是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電勢能.

　　3、關(guān)于電的說法，正確的是（）