高中物理 22电动势(教案) 新人教版选修3-1
新人教版高中物理选修3-1电动势教案1
电动势
学习目标
1．在物理知识方面的要求：
（1）巩固产生恒定电流的条件；
（2）理解、掌握电动势的概念。
2．在物理方法上的要求：
初步培养从能量和能量转化的观点分析物理问题的方法。
重、难点分析
重点和难点都是电动势的概念。
教具
各种型号的干电池8个，电压表，电流表（计），手摇发电机等
巩固练习
1、对于电动势的定义式
q W
E
，理解正确的是（ ）
Ａ、E 与W 成正比 B 、E 与q 成反比 C 、E 的大小与W 、q 无关 D 、W 表示非静电力。
2、对于电动势E=2V 的电源给外电路供电时，当输出电流为2A 时，在1分钟的时
间内电源消耗的化学能为（）
A、240J
B、4J
C、216J
D、3.6Ｊ
3、单位电量的电荷在电场力的作用下沿闭和电路移动一周所释放的能量大小决定于（）
Ａ、电源电动势 B、电流强度大小
C、电源的内阻
D、电路的总电阻
学生活动
用电压表粗测常见电池的电动势
课后作业
1、调查各种不同电源的性能特点。
（从电动势，内阻、能量转化情况、工作原理、可否充电几方面考虑）
2、考察目前对废旧电池的回收情况。
高中物理人教版选修3-1课件：2.2 电动势
3．电动势的大小：在电源的内部从负极到正极移送单位正 电荷非静电力做功的数值．一定要注意必须是“单位正电 荷”，而不是“任意电荷”．
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
电动势
例 1 关于电动势E的说法中
正确的是( BC )
A.电动势E的大小，与非静电 力所做的功W的大小成正比，与 移送电荷量q的大小成反比
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
二、电动势与电路中能量转化的有关计算
电动势
区别电动势与电势差，理解电路中能量的转化：
1．电动势和电势差虽然单位相同——都是伏特(V)；
定义式U＝ W
别．
q
、 EW＝
q
类似，但二者有本质的区
电势差反映电场力做功，将电势能转化为其他形式的能；
而电动势反映非静电力做功，将其他形式的能转化为电能． 能的转化方向不同． 2．电动势等于电源未接入电路时两极间的电势差
预习导学
电动势
一、电源
1. 其他形式的能 电势能 2. 正极 负极 非静电力 增加 静电力 正极 负极
3 . 化学 化学能 电磁 机械能
二、电源的参数——电动势、内阻
1.（1）本领 电动势
（2）非静电力 1C 电荷q
（3）非静电力 无关 无关 （4）相同 伏特
2 . （1）内阻
想一想：如图所示是不同型号的干电池，其电动势都是1.5 V，这说明什么问题？用久了的干电池，它的内阻会变吗？
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
电动势
例 1 关于电动势E的说法中
正确的是( BC )
A.电动势E的大小，与非静电
高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案：电势差
教学设计(二)教学分析本节内容以比值法定义电势差的概念为起点，强化电势差与电场力做功和试探电荷无关，运用理论探究的方法，由电场力做功和电势能的关系导出电势差和电势的关系，从而得到电势差命名的由来。
在物理学中，特别是在技术应用方面常用到的是电势差的概念，电势差往往比电势更有意义。
引入电势差的概念，使求静电力做功的计算十分方便，不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径，特别是对于静电力是变力时，就只能用W AB＝qU AB来计算。
教学目标1．运用类比值定义的方法，得到电势差的公式，让学生理解电势差的概念。
2．推导得出在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算。
3．通过理论探究得到两点间电势差和电势的关系表达式，知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系，培养对比学习的学习方法，培养逻辑思维能力。
教学重点难点本节内容的重点是静电力做功公式U AB＝W ABq、W AB＝qU AB的理解和该公式的具体应用。
本节内容的难点是静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义。
教学方法与手段首先在学生已有的基础上引导学生为什么要提出电势差概念，运用比值法定义电势差引入概念的教学，以加深对该比值式的理解，并学会熟练应用静电力做功的公式进行相关的计算。
通过理论探究找到两点间电势差和电势的关系表达式，确定两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系，并能够理解电势差的数值与零势面的选取无关。
让学生明白为什么要学，怎样学，学了有什么用，以此来突破教学的难点。
教学媒体多媒体课件、实物投影仪。
知识准备复习电场力做功和电势能的关系式，电势和电势能关系式。
复习高度和高度差的概念、高度差和零势点的选取无关。
学生活动设计电势差、电势能概念抽象，本课采用类比方法。
学生活动主要安排讨论、思考，要求学生能用准确的语言来表述定义的形式和归纳的过程。
导入新课[事件1]教学任务：复习旧知，导入新课师生活动：【导入新课】物体在重力作用下从高处向低处移动时，重力做功，对于同一个物体，高度差越大，重力做功越多。
高中物理选修3-1人教版2-2电动势
①它们的定义、物理含义不同(见上面电势差与电动势的 比较)
②它们的决定因素不同：电势差取决于电场本身，在电 路中两点间的电势差取决于电路的特点，电动势取决于电源 本身，与其他因素无关。
另外，这两个物理量的测量方法也是不同的，这将在后 面进行讨论。
知识体系构建
重点难点突破
一、正确理解非静电力 在电源外部的电路里，自由电荷在电场力作用下移动， 电场力做正功，电势能转化为其他形式的能；在电源内部自 由电荷移动的方向与受到的电场力方向相反，移送电荷的不 再是电场力，叫做“非静电力”。非静电力做功将电荷“移 送”到电势能高的电极，增加电势能(消耗其他形式的能)。所 以可以说：电源是通过非静电力做功，将其他形式的能转化 为电能的装置。
考点题型设计
对电动势的理解
(2012·镇江高二检测)关于电动势下列说法中正确 的是( )
A．在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做 功，电能增加
B．对于给定的电源，移送正电荷非静电力做功越多， 电动势就越大
C．电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正极 移送单位电荷量做的功越多
D．电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负 极移送到正极的电荷量越多
解析：电源是将其他形式的能量转化为电能的装置，是 通过电源内部的非静电力做功来完成的，所以非静电力做功， 电能就增加，A 正确；电源电动势是反映电源把其他形式的 能转化为电能本领大小的物理量，电动势在数值上等于移送 单位电荷量非静电力所做的功，不能说电动势越大，非静电 力做功越多，也不能说电动势越大，移送的电荷量越多，C 正确，B、D 错误。
答案：1.2 600 20 充电时间和充电电流
高中物理新课标版人教版选修3-1优秀教案：2.2电动势
2电动势整体设计教课剖析电动势是本章的一个难点。
教科书明确提出了“非静电力”的看法，让学生从功和能的角度理解非静电力，知道非静电力在电路中所起的作用，并能从“非静电力”做功的角度去理解电动势的看法。
同时为了降低难度，教科书直接给出了电动势的定义式，但不过说“电动势在数值上等于非静电力把1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功”，没实用比值的方法严格定义。
电源的内阻在后边的闭合电路欧姆定律学习中很重要，本节作了一些铺垫。
我们常说要让学生经历科学过程，其形式是多种多样的。
学生能够经过议论或实验认识新的规律，经过阅读来认识古人的工作过程，随着教师的思路一环套一环地接受新的看法等，这都是经历科学过程的不一样形式。
教课目的1．知道电源是将其余形式的能转变成为电能的装置。
2．认识电路中(电源外面和内部)自由电荷定向挪动过程中，静电力和非静电力做功与能量转变的关系。
3．认识电源电动势的基本含义，知道它的定义式。
4．理解电源内电阻。
教课要点难点电动势看法的成立是要点也是难点。
此套书多处对“经过做功研究能量”的思想都有阐述和铺垫，此处再次运用这类功能关系的看法来学习电动势。
能够使学生对电源电动势有深刻的理解，同时也很好地培育了学生的理性思想习惯。
本节课从静电力做功和非静电力做功进行比较成立电动势的看法。
也为后边第7 节闭合电路的欧姆定律学习作了铺垫。
教课方法与手段实验演示、逻辑推理。
在电压和电动势这两个简单混杂的看法中经过静电力做功和非静电力做功进行比较教课，成立新的看法。
课前准备教课媒体金属板、酸溶液、敏捷电流计、多种型号的干电池、学生电源、导线、电键、小灯泡、投影仪。
知识准备1．课前复习：电势差的定义式：W 。
U ＝q2．课前说明：在金属导体中，能够自由挪动的电荷是自由电子，因为它们带负电荷，电子向某一方向的定向挪动相当于正电荷向相反方向的定向挪动。
为了方便本节依据正电荷挪动的说法进行议论。
教课过程导入新课[事件 1]教课任务：承接上一节课的知识，导入新课。
高中物理选修3-1教案3：2.2 电动势教学设计
2 电动势[学习目标]1、理解电动势的的概念及定义式。
知道电动势是表征电源特性的物理量。
2、从能量转化的角度理解电动势的物理意义，加强科学素质的培养。
3、了解生活中的电池，感受现代科技的不断进步。
学习方法指导：a）能量观点考虑，采用类比的方法。
课前自学[基础知识自学]一、电源的作用在金属导体中，能够自由移动的电荷是，由于它们带负电荷，电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向的方向移动。
在外电路，正电荷由流向，电源之所以能维持外电路中稳定的电流，是因为它有能力把来到的正电荷经过电源不断搬运到。
电源是电源是通过非静电力做功把能转化为的装置。
二、电动势1.物理意义在不同的电源中，的本领不同，物理学中用来表明电源的这种特性。
2.定义电动势在数值上等于非静电力把的正电荷在从负极送到正极所做的功。
也就是非静电力的功与电荷量的。
3.表达式如果移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么电动势E表示为E= 。
4.单位W 、q 、E的单位与、的单位相同，是。
5.决定因素电动势由电源中来决定，跟无关，也跟无关。
三、内阻电源内部也是由组成，所以也有，叫做电源的内阻。
四、生活中电池电池的容量就是电池放电时能输出的，通常以或为单位。
对同一种电池来说，越大，电池的容量越大，内阻。
电池的重要参数有、和等。
写出下列常见电池的电动势干电池、锌汞电池、锂电池、铅蓄电池。
[基本规律自学]电动势的物理意义[自学质疑感悟]把不理解的知识点写在下面课上助学[自学学情反馈]小组合作检查学案完成情况。
[能力提升助学]一、电源的作用（互动）1.类比如图1所示当水由A池流入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少，转化为其他式的能。
而又由于A、B之间存在高度差，故欲使水能流回到A池，应克服重力做功，即需要提供一个外力来实现该过程。
抽水机就是提供该外力的装置，使水克服重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能。
电源中的非静电力的存在及其作用可类比于此。
2.迁移阅读教材P43第2、3自然段，观察图2.2-1。
人教版物理【选修3-1】优秀教案：2.2《电动势》
第二节、电动势教学设计一教材分析电动势的概念比较抽象，是教学中的一个难点。
但学生对各种电源比较熟悉，所以本设计从介绍各种电源开始，明确本节课要研究电源的共同特性。
通过对电路中产生持续稳定电流原因的探讨，使学生知道电源工作过程中电源内部存在非静电力的作用。
在讨论非静电力做功将其他形式的能转化为电能的过程中引入电动势概念。
在学习闭合电路的基础上介绍外电路和内电路、外电阻和内电阻，外电压和内电压的意义，通过演示实验让学生直观感受内电阻的存在。
在闭合电路中能量转化的讨论中采用类比儿童乘坐滑梯的方法帮助学生理解。
二、教学目标（一）知识与技能1．理解电动势的的概念及定义式。
知道电动势是表征电源特性的物理量。
2．从能量转化的角度理解电动势的物理意义。
（二）过程与方法通过类比的方法使学生加深对电源及电动势概念的理解。
（三）情感态度与价值观了解生活中电池，感受现代科技的不断进步三、教学重点与难点：重点：电动势的的概念难点：对电源内部非静电力做功的理解四学情分析、通过复习静电力概念，明确静电力的作用效果，通过类比，分层次提出相应问题，通过师生互动式的分析讨论，逐步明确电路中形成持续电流的原因。
利用多媒体动画形象地将形成电流和水流条件进行类比，通过非重力对水的作用和非静电力对电荷的作用进行类比中得出非静电力的概念。
通过讨论不同电源把其他形式的能转化为电能的本领不同过程中逐步建立电动势的概念，并通过电动势和电压概念本质区别的讨论，加强对电动势概念的理解五教学方法：实验，多媒体六课前准备：实验教具七课时安排：一课时八教学过程：（一）预习检查、总结疑惑要点：电源、恒定电流的概念（二）情景引入、展示目标新课讲解-----第二节、电动势〖问题〗1。
在金属导体中电流的形成是什么？（自由电子）2．在外电路中电流的方向？（从电源的正极流向负极）3．电源是靠什么能力把负极的正电荷不断的搬运到正极以维持外电路中恒定的电流？结合课本图2。
高中物理(选修3-1)2.2电动势(新课标人教版)
迁移与应用 2 下列说法中正确的是( )
A.电源的电动势实质上就是电源两极间的电压 B.电源的电动势在数值上等于两极间的电压 C.电源的电动势与电压的单位相同,但与电压有本质的区别 D.电动势越大,电源两极间的电压一定越高 答案:C 解析:电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能本领大小的 物理量,而电压是电场中两点间的电势差。电动势与电压有着本质的区 别,所以 A 项错,C 项对;当电源开路时,两极间的电压在数值上等于电源 的电动势,但在闭合电路中,电源两极间的电压(路端电压)随外电阻的增 大而增大,随外电阻的减小而减小。当电源短路时,R 外=0,这时路端电压 为零,所以 B、D 两项错。
问题导学
一、电源电动势的理解
活动与探究 1 电源的种类比较多,干电池、蓄电池、充电锂电池、发电机等都是 电源,目前南京大学材料系的“概念电池”已正式进入南京高科技转化市 场,它只需要接受阳光,便可以像植物的光合作用一样捕捉其中的能量, 进而产生电能。那么,电池都是怎样工作的呢?
1.在内、外电路中,正电荷的移动方向各是怎样的?“搬运”电荷的作 用力各是什么力? 答案:在电源内部,正电荷由负极流向正极,“搬运”电荷的作用力是 非静电力;在外电路,正电荷由电源正极流向负极,“搬运”电荷的作用力 是静电力。 2.(1)试探究电源是如何把其他形式的能转化为电能的?(2)干电池 和手摇发电机都可以当作电源,那么不同的电源中的非静电力相同吗? 所起的作用相同吗?(3)是不是非静电力做功越多非静电力做功的本领 就越大?如何描述非静电力做功的本领? 答案:(1)在电源内部也存在电场,电场方向也是从正极指向负极。 根 据电荷守恒定律,电源必须把自由电子不断地从正极搬运到负极,自由 电子必须克服静电力做功,也就是要有“非静电力”作用于电子。 这个“非 静电力”是由电源提供的,也就是说,电源通过非静电力做功,使电荷的电 势能增加。
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二．电动势
[要点导学]
1．电源：从能的转化角度来看，电源是通过非静电力做功把其它形式能转化为电势能的装置。
2．电源的电动势：各种电源把其它形式的能转化为电势能的本领是不同的，这种本领可用电源电动势来描述，电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移到正极所做的功。
3．电源电动势的定义式：如果移送电荷q时静电力所做的功为W，那么电动势E表示为E＝W/q。
式中W、q的单位是焦耳（J）、库仑（C）；电动势E的单位是伏特（V）。
对某个电源来说W/q是个定值（流过电量kq，电源提供电能kW），对不同的电源来说，流过相同的电量时，电源提供的电势能越多（即W/q越大），则电源转化能的本领大，也就是电源电动势大。
一节干电池的电动势为1.5V，其物理意义是电路中流过电量为1C时，干电池将化学能转化为电势能的量是1.5J.
4．电源电动势的大小等于没有接入电路时两极间的电压。
电动势的大小可以用内阻极大的伏特表粗略测出。
5．电动势的符号是E，国际单位是伏特；是一个标量，但有方向，在电源内部由负极指向正极。
6．电源内阻：电源内部也是由导体组成的，所以也有电阻，这个电阻叫电源内阻。
对同一种电池来说，体积越大，电池的容量越大，其内阻越小。
电池的内阻在使用过程中变化很大。
[范例精析]
例1：有一电流表零刻度在表盘中央，已知电流从正接线柱流入，从负接线柱流出时，电流表指针向右偏，现将该电流表接入如图12—2—1所示电路，合上开关，发现电流表指针向左偏，试判断电源的正、负极。
解析：可根据电流的方向来判断电源的正负极，在电源外部电流从电流从正极流向负极，由于电流表的指针向左偏，说明电流表中的电流是从负接线柱流向正接线柱，也就是说，在电源的外部电流从b流向a，所以电源的b是正极，a是负极。
拓展：解题关键是根据电流表指针的偏转方向来判断电流的方向，实际上是要求学生理解电流方向与电源正负极间（电势高低）的关系，从而灵活动用。
例2：关于电源的电动势，下面说法正确的是（）
A．电动势是表征电源把其它形式的能转化为电能本领的物理量B．电动势在数值上等于电路中通过1C电量时电源提供的能量
C．电源的电动势跟电源的体积有关，跟外电路有关
D．电动势有方向，因此电动势是矢量
解析：由电动势的物理意义可知，电动势是表征电源把其它形式的能转化为电能本领的物理量，它在数值上等于电源没有接入电
路时其两极间的电压，也等于电路中通过1C电量时所提供的能量；电动势由电源中非静电力的特性决定，跟电源的大小无关，跟外电路也无关；电动势虽然有方向，但电动势是标量。
正确答案是：AB
拓展：理解电动势的概念，知道电动势的含义是正确解题关键。
[能力训练]
1．用干电池与电阻串联组成闭合电路，电路中的能量转换情况是：在干电池的内部，非静电力移送电荷做功，_________能转化为________能，正电荷从电源的正极经外电路、内电路再到电源正极绕行一周，电场力做功，________能转化为________能。
化学，电，电，热
2．下列关于电源电动势的说法正确的是（ACD）
A．电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压
B．电源内，电源把其它形式的能转化为电能越多，其电动势也越大
C．电动势是表示电源把其它形式的能转化为电能本领大小的物理量
D．电源的内阻和其它电阻一样都对电流起阻碍作用
3．下列说法正确的是（CD）
A．从能量的观点来看，电源是把电势能转化为其它形式的能的装置
B．电源电动势的大小，等于非静电力在电源内部把正电荷从负
极送到正极所做的功的大小
C．电动势是标量
D．电动势的大小可以用内阻很大的伏特表粗略测出
4．铅蓄电池的电动势为2V，这表示（ACD）
A．电路通过1库仑电量，电源把2焦耳的化学能转化为电能
B．电池内电压是2V
C．电源没有接入电路时，其两极间的电压是2V
D．把化学能转化为电能的本领比一节干电池大
5．沿闭合电路移动单位电荷绕行一周，其所需能量决定于（D ）A．电流
B．外电路的电阻
C．内外电路的电阻
D．电源电动势
6．一台发电机用1A的电流向外输电，在1分钟内将180焦耳的机械能转化为电能，则发电机的电动势是多少？
180V
7．铅蓄电池给某电学元件供电时，电流为0.5A，在某次接通开头的10s时间内，铅蓄电池中有多少化学能转化为电能？
10J。