大学物理电子教案
大学物理实验绪论课电子教案
大学物理实验绪论课电子教案一、教学目标1. 让学生了解大学物理实验课程的重要性，认识到实验在物理学研究中的地位和作用。
2. 使学生掌握实验基本原理、方法和技巧，为后续实验课程打下坚实基础。
3. 培养学生的实验兴趣，提高动手能力、观察能力和创新能力。
二、教学内容1. 大学物理实验课程的地位和作用2. 实验基本原理和方法3. 实验技巧与注意事项5. 安全常识及实验仪器使用规范三、教学过程1. 导入：通过提问方式引导学生思考实验在物理学研究中的重要性。
2. 讲解：详细阐述大学物理实验课程的地位和作用，介绍实验基本原理、方法和技巧。
3. 互动：学生提问，教师解答；讨论实验过程中可能遇到的问题及解决方法。
5. 总结：强调实验安全常识及仪器使用规范，提醒学生在实验过程中注意事项。
四、教学方法1. 讲授法：讲解实验基本原理、方法和技巧。
2. 互动法：引导学生提问、讨论，提高课堂参与度。
4. 实践操作：课后安排实验操作练习，巩固所学知识。
五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的提问、讨论情况，评价学生的参与程度。
3. 实践操作：评估学生在实验过程中的动手能力、观察能力和创新能力。
六、教学资源1. 教材：大学物理实验教程2. 课件：实验基本原理、方法和技巧的PPT3. 实验设备：常见的物理实验仪器4. 网络资源：相关实验视频、论文等七、教学时间1课时（45分钟）八、课后作业1. 阅读教材，了解实验基本原理和方法。
2. 观看实验视频，熟悉实验操作过程。
九、教学建议1. 注重实验安全教育，强调实验过程中注意事项。
2. 鼓励学生提问、讨论，提高课堂氛围。
3. 注重培养学生的动手能力、观察能力和创新能力。
4. 定期检查实验报告，及时反馈学生实验成果。
十、教学反思本节课结束后，教师应认真反思教学效果，针对学生的反馈情况进行调整教学策略，以提高教学质量。
关注学生在实验过程中的表现，为后续实验课程做好准备。
六、实验技能训练1. 目的：使学生熟悉并掌握基本实验技能，如测量、数据分析等。
大学物理电子教案
大学物理电子教案一、前言1.1 课程简介：本课程旨在帮助学生掌握大学物理的基本概念、原理和定律，培养学生的科学思维能力和实验技能。
通过本课程的学习，学生将能够运用物理知识解决实际问题，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
1.2 教学目标：（1）理解并掌握大学物理的基本概念、原理和定律；（2）培养科学思维能力和实验技能；（3）能够运用物理知识解决实际问题。
二、教学内容2.1 力学2.1.1 牛顿运动定律2.1.2 动量与能量2.1.3 刚体运动2.1.4 流体力学2.2 热学2.2.1 温度的概念与热力学定律2.2.2 热传导与对流2.2.3 热力学第一定律与第二定律2.2.4 热力学势2.3 电磁学2.3.1 静电场2.3.2 稳恒电流场2.3.3 磁场与电磁感应2.3.4 电磁波2.4 光学2.4.1 几何光学2.4.2 波动光学2.4.3 量子光学2.5 原子与分子物理2.5.1 原子结构2.5.2 原子光谱2.5.3 分子结构与化学键2.5.4 分子光谱三、教学方法3.1 授课方式：采用多媒体教学与板书相结合的方式，生动形象地展示物理概念和原理。
3.2 课堂互动：鼓励学生提问和参与讨论，提高学生的积极性和主动性。
3.3 实验教学：安排相应的实验课程，培养学生的实验技能和科学思维能力。
四、教学评价4.1 平时成绩：根据学生的课堂表现、作业完成情况和实验报告，给予相应的平时成绩。
4.2 期中期末考试：设置期中和期末考试，检验学生对课程内容的掌握程度。
五、教学资源5.1 教材：选用国内权威的大学物理教材，为学生提供系统的学习资料。
5.2 多媒体课件：制作精美的多媒体课件，辅助学生理解物理概念和原理。
5.3 网络资源：提供相关教学视频、论文和实验数据等资源，方便学生自主学习和深入研究。
5.4 实验设备：配备完善的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
六、教学安排6.1 课时分配：本课程共计32课时，其中课堂讲授24课时，实验课程8课时。
大学物理电子教案恒定电场
第八章 恒定电场(Steady eclectics field)§8-1电流密度（current density ）一、 引言 foreword)单位时间通过单位面积的电量 2、表示(expression)00j dscol dI j ds dI j θ==⊥ 可以导出微分式欧姆定律3、计算公式(formula of computer) ⊥=ds dI j s d j jds dI ⋅==θcoss d j I ⋅=⎰三、随堂练习(practice on the class)一铜棒长2m ，两端电压50mv ，设铜棒电阻率求其电流密度j解: 欲求 j ，宜先用欧姆定律求电阻.设棒横截面积为s ，则电阻电流 r-电导率 p-电阻率 p E E r j ==电流强度不能很好地反映非均匀导体电子的流动（运动）单位时间通过单位面的电量大小及方向二、电流密度(Current density)1、 概念(concept)电流密度§8-2恒定电流与电动势(steady current and electromotive force)一、 恒定电流(steady current )1、概念(concept)电流大小、方向不变, c dtdq I == 2、特点单位时间通过单位面积的电荷为恒量，即单位时间流出流进封闭曲面的电量相等, ⎰⎰=-=0Q .dt d s d j s电流是连续的，上式---电流连续性方程---封闭面内无电荷变化二、电动势（electromotive force ）1、非静电场力(no electrostatic force)将正电荷从负极推移到正极的力2、 电源(power source)提供非静电场力的装置A BE k + 3、电动势（）（1）概念将单位正电荷沿电源内部从负极运动到正极时非静电场力的功d E K ⋅=⎰ε（2）推广 （非静电场力仅在电源内部存在，因而可推广到）将单位正电荷绕闭合回路移动一周非静电场力做的功⎰⋅=d E K ε三、随堂小议(discuss on the class)关于电动势的概念，下列说法正确的是（1）电源两端的电势差； E K（2）将单位正电荷从电源内部的正极移动到负极时静电场力做的功（3）将单位正电荷绕闭合回路移动一周时非静电场力做的功（4）以上说法都不是[（3）]四、作业(home work)8-5 ， 8-8。
大学物理电子教案(西南交大)5_1
k , 2m
2m T = 2π k
r v0 o k
x
t =0
以平衡位置为坐标原点，向下为正 以平衡位置为坐标原点，
确定初始条件：以物块和平板共同运动时刻为 确定初始条件：以物块和平板共同运动时刻为t = 0
mgh = mv 2 / 2
有： m 2 gh = 2mv 0
mg x0 = − <0 k
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大学物理
单摆： 单摆：无伸长的轻线下悬挂质点作无阻尼摆动
O
θ
建立如图自然坐标 受力分析如图 n N 切向运动方程
l
τ
m
mg
dθ − mgl sinθ = ml dt 2
2 2
Fτ = maτ = mlβ
d 2θ g + sin θ = 0 2 dt l
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设ϕ = ω t + ϕ0
则相位差 ∆ϕ = ϕ 2 − ϕ1
ϕ 初相： 描述t 初相： 0 描述 = 0时刻运动状态，由初始条件确定。 时刻运动状态， 时刻运动状态 由初始条件确定。
由 t = 0时 时
x0 = A cos ϕ 0 v0 = − Aω sin ϕ 0
或 x0 cos ϕ 0 = A − v0 sin ϕ 0 = Aω
大学物理
A
ω
ω ϕ0O
r A(ωt +ϕ ) 0
M x
T=2π/ ω ωt+ϕ 0
P
r A 在Ox 上的投影 r A 端点速度在Ox 上的投影 r A 端点加速度在Ox 上的投影
x =Acos(ωt+ϕ 0) v =- ω Asin(ωt+ϕ 0) a =- ω 2Acos(ωt+ϕ 0)
大学物理实验绪论课电子教案
大学物理实验绪论课电子教案一、教学目标1. 让学生了解大学物理实验课程的重要性，认识到实验课程对于理论知识的巩固和应用的作用。
2. 使学生掌握实验的基本原理、方法和技巧，为后续实验课程打好基础。
3. 培养学生的实验兴趣，提高学生的实验动手能力和创新能力。
二、教学内容1. 大学物理实验课程的定位与意义2. 实验课程的基本要求与评价标准4. 实验安全与实验伦理5. 物理实验常用仪器与设备三、教学过程1. 导入：通过提问方式引导学生思考实验课程的重要性，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解：详细讲解大学物理实验课程的定位、意义、基本要求等内容。
3. 互动：让学生提问，解答学生在预习过程中遇到的问题。
5. 总结：对本节课内容进行总结，强调实验安全与实验伦理。
四、教学方法1. 讲授法：讲解实验课程的定位、意义、基本要求等内容。
2. 互动法：鼓励学生提问，解答学生在预习过程中遇到的问题。
4. 实践操作法：让学生在实验过程中亲自动手，提高实验技能。
五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况，评估学生的参与程度。
3. 实验操作：评价学生在实验过程中的动手能力、观察能力和问题解决能力。
4. 课后反馈：收集学生对实验课程的意见和建议，不断优化教学内容和方法。
六、实验技能训练1. 目的：使学生掌握基本的实验技能，包括仪器的使用、数据的采集与处理、实验误差的分析等。
2. 内容：a. 常用仪器的使用方法及注意事项b. 实验数据的采集与处理方法c. 实验误差的来源与减小方法d. 实验结果的判断与分析3. 教学过程：a. 讲解与示范：教师讲解并示范相关实验技能，让学生了解并掌握基本操作方法。
b. 学生练习：学生分组进行实验，亲自动手操作，巩固所学技能。
七、实验方案设计与实施1. 目的：培养学生的实验设计能力、创新能力和团队协作能力。
2. 内容：a. 实验方案的设计原则与方法b. 实验步骤的制定与执行c. 实验数据的处理与分析d. 实验结果的讨论与总结3. 教学过程：a. 课题发布：教师发布实验课题，引导学生思考并设计实验方案。
大学物理学电子教案 第1章 质点运动学
第1章质点运动学◆本章学习目标1．理解参考系和坐标系的概念；2．掌握位矢和位移、瞬时速度和瞬时加速度概念；3．掌握通过已知加速度和初始条件求解速度、运动方程的方法；4．理解角速度、角加速度及其与线量的关系；5．理解相对运动及其计算方法。
◆本章教学内容1．参照系和坐标系；2．质点位矢和位移；3．速度加速度；4．直线运动；5．曲线运动；6．相对运动。
◆本章教学重点1．位矢和位移；2．由已知加速度和初始条件求解速度、运动方程；3．相对运动及其计算方法。
◆本章教学难点1．位矢与位移的区别；2．速度和加速度的矢量性与相对性；3．物理量的微积分计算。
◆本章学习方法建议及参考资料1．补充微积分的知识；2．注意讲练结合；3．要注意依据学生具体情况安排本章进度。
参考教材东南大学等七所工科院校编，《物理学》，高等教育出版，1999年11月第4版§1.1参照系和坐标系一、机械运动1．机械运动：所谓机械运动，是一个物体相对于另一个物体的位置，或一个物体内部的一部分的位置随时间的变化过程。
2．运动学：力学中描述物体怎样变化怎样运动的内容叫做运动学，它是描述物体的位移、速度、加速度等随时间的变化规律。
二、参照系和坐标系1．参照系为了描述物体的机械运动，即它的位置随时间的变化规律，就必须选择一个物体或几个相互间保持静止或相对静止的物体作为参考，被选为参考的物体称为参照系。
同一物体的运动，由于选择的参照系不同，会表现为各种不同的形式。
如在地面匀速前进的车厢中一个自由下落的石块，以车厢为参照系，石块做直线运动，如果以地面为参照系，则石块将做曲线运动。
物体运动的形式随参照系的不同而不同，这个事实叫运动的相对性。
由于运动的相对性，当我们描述一个物体的运动时，就必须指明是相对于什么参照系来说的。
2．坐标系为了定量地说明一个物体相对于某一参照系的空间的位置，就在该参照系上建立固定的坐标系。
一般选用迪卡尔直角坐标系，也可以选用极坐标系、自然坐标系等。
大学物理电子教案(西南交大)5_2
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大学物理
(2) 两个分振动振动方向互相垂直，频率成简单整数比 合运动具有严格的 周期性和稳定、封 闭的轨道。 ——利萨如图形
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六、振动的分解 任何一个周期性函数都可以分解为一系列频率为基 频整数倍的简谐函数——傅里叶分解 例： “方波”的分解
大学物理
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A1 8cm
6
A 10cm
A与A1相 差
求： A2及A1与A2的相差
解：作平行四边形如图
A2 A A 2 A1 A cos
2 1 2
6
A2
A
6
5.04 cm
2 A12 A2 A2 2 A2 A cos
2 A12 A2 A2 arccos 52.47 2 A2 A 82.47 6
A1 A2 A,
x x1 x2 2 A cos(
2 振幅随时间变化
2 1
2 1
t ) cos(
2 1
2 振动
t )
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2 1 2 1 x x1 x2 2 A cos( t ) cos( t ) 2 2
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o
A1
3. 同方向不同频率简谐振动的合成
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x1 A1 cos( 1t 1 ) x2 A2 cos( 2t 2 )
A
1 2
平行四边形形状变化
A2
1 A 1
2
1
2
x
A1 A2 大小变化，不表示谐振动。
大学物理电子教案(西南交大)3_2
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(2)由角量和线量的关系，得边缘一点的速度、切向加 由角量和线量的关系，得边缘一点的速度、 由角量和线量的关系 速度和法向加速度
1 1 2 v = ω r = ω D = (3t + 4) × 0.4 = 0.2 × (3t 2 + 4) 2 2 aτ = β r = 6t × 0.2 = 1.2t
四、刚体的运动
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大学物理
刚体定轴转动 定义定轴转动刚体上各质点的运动面为转动平面 定义定轴转动刚体上各质点的运动面为转动平面 定轴转动刚体上各质点的运动面为 刚体定轴转动的特点： 刚体定轴转动的特点： 1. 转动平面垂直于转轴。 转动平面垂直于转轴。
• • • • • •
ω
v
R
r
α
O
θ , ∆θ , ω , β
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五、运动的相空间描述 运动相空间：用位置、速度建立坐标系。 运动相空间：用位置、速度建立坐标系。
大学物理
相空间：以系统的状态参量为变量，建立的坐标系。 相空间：以系统的状态参量为变量，建立的坐标系。 相图：在坐标面上的点对应系统的状态，称为相点 相点。 相图：在坐标面上的点对应系统的状态，称为相点。 相点在相空间的运动轨迹即是相图 相图。 相点在相空间的运动轨迹即是相图。 v
此时总加速度的大小为 a = an + aτ = 1.22 + 9.82 m ⋅ s−2 = 9.87 m ⋅ s−2 9.8 an : a与v的夹角为θ = arctg = arctg = 83.0 1.2 aτ
v τ θ a a an
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平动 运动 转动(特例:定轴转动) 转动(特例:定轴转动) 平动＋ 平动＋转动 平动：刚体运动时, 平动：刚体运动时,若其上任意两点连线的方向始终 不变,这种运动称为刚体的平动。可视为质点。 不变,这种运动称为刚体的平动。可视为质点。 定轴转动： 定轴转动：刚体内各质点都绕同一固定直线做圆周运 叫做刚体的定轴转动。该直线叫刚体的转轴。 动，叫做刚体的定轴转动。该直线叫刚体的转轴。 一般运动：平动与转动叠加。 一般运动：平动与转动叠加。
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§1 电磁感应定律
一、电磁感应现象
当穿过回路所围曲面的磁通量 发生变化，回路上要产生感应 电动势。
B 变, 回路形状或方位变, 都会 产生感应电动势.
S
N
I（t
）
N
V S
B
第五章 —— 电磁感应
§1 电磁感应定律
二、法拉第定律
当穿过闭合回路的磁通量发生变 化时，回路中的电动势等于磁通量随 时间的变化率反号。即：
§3 互感和自感
例 如图的长直密绕螺线管,已知
,
求其自感 . （忽略边缘效应） 解 先设电流 I 根据安培环路定理求得 H B
.
第五章 —— 电磁感应
§3 互感和自感
（一般情况可用下式 测量自感）
第五章 —— 电磁感应
§3 互感和自感 例 有两个同轴圆筒形导体 , 其半径分别为 和
, 通过它们的电流均为 ,但电流的流向相反.设在 两圆筒间充满磁导率为 的均匀磁介质 , 求其自感
§3 互感和自感 二 自感系数
穿过闭合电流回路的磁通量
1）自感
若线圈有 N 匝，
磁通匝数 注意
自感
无铁磁质时, 自感仅与线圈形状、磁介质及 N 有关.
第五章 —— 电磁感应
§3 互感和自感 2）自感电动势
当
时，
自感 单位：1 亨利 （ H ）= 1 韦伯 / 安培 （1 Wb / A）
第五章 —— 电磁感应
闭合回路中的感生电动势
第五章 —— 电磁感应
§2 动生电动势和感生电动势 感生电场和静电场的对比
和 均对电荷有力的作用. 静电场是保守场
感生电场是非保守场
静电场由电荷产生；感生பைடு நூலகம்场是由变化的磁 场产生 .
第五章 —— 电磁感应
§2 动生电动势和感生电动势
感生电场的计算步骤:
(a)过考察点作一回路,规定其绕行方向.
++++++++ ++++++++ ++++++++ ++++++++ ++++++++
第五章 —— 电磁感应
§2 动生电动势和感生电动势
引起磁通量变化的原因
1）稳恒磁场中的导体运动 ,或者回路面积变化、取向
变化等
动生电动势
2）导体不动，磁场变化
感生电动势
电动势 I
+-
: 非静电的电场强度. 闭合电路的总电动势
•多匝导体线圈的感应电动势：
磁链
•感应电流： •只有感应电流时流过导线的电荷的电量
第五章 —— 电磁感应
§1 电磁感应定律
例：直导线通交流电 置于磁导率为 的介质中 求：与其共面的N匝矩形回路中的感应电动势
已知 其中 I0 和 是大于零的常数 解：设当I 0时，电流方向如图 设回路L方向如图，建坐标系如图 在任意坐标处取一面元
与ab构成回路obao
o
a
b
因为
所以有：
第五章 —— 电磁感应
§2 动生电动势和感生电动势
三 涡电流
感应电流不仅能在导电回 路内出现， 而且当大块导 体与磁场有相对运动或处 在变化的磁场中时，在这 块导体中也会激起感应电 流.这种在大块导体内流动 的感应电流,叫做涡电流 , 简称涡流.
应用： 热效应、电磁阻尼效应.
方向。 方向
以及
的正负
（3）利用
计算电动势
说明电动势的方向与积分路线方向相同 说明电动势的方向与积分路线方向相反
第五章 —— 电磁感应
§2 动生电动势和感生电动势
例1 一长为 的铜棒在磁感强度为 的均匀 磁场中,以角速度 在与磁场方向垂直的平面上绕 棒的一端转动，求铜棒两端的感应电动势.
解
+++++++
O
1）线框平行直导线移动；
2）线框垂直于直导线移动；
3）线框绕 OC 轴转动；
C
4）直导线中电流变化.
第五章 —— 电磁感应
§3 互感和自感
例 在一个无限长直线旁边有一个矩形线圈，几何尺寸和相 对位置如图所示。试求互感系数。
解：设长直导线载流I1，则有：
l
I
r dr
矩形线圈中的磁通量为
b a
第五章 —— 电磁感应
解 如图建立坐标
棒中
且由
棒所受安培力
方向沿 轴反向
第五章 —— 电磁感应
§2 动生电动势和感生电动势 棒的运动方程为
方向沿 轴反向
则 计算得棒的速率随时间变化的函数关系为
第五章 —— 电磁感应
§2 动生电动势和感生电动势
二、感生电动势
产生感生电动势的非静电场
感生电场
麦克斯韦尔假设 变化的磁场在其周围空间激发一种电场, 这个电场叫感生电场 .
第五章 —— 电磁感应
§1 电磁感应定律
x dx
第五章 —— 电磁感应
§1 电磁感应定律
三、楞次定律
感应电流有确定的方向，它所产生的磁场方向总是 在抵消或补偿引起感应电流的磁通量变化的方向上。
➢ 楞次定律是能量守恒定律在电磁感应中的体现。
机械能
焦耳热
维持滑杆运动必须外加 一力，此过程为外力克服 安培力做功转化为焦耳热 .
.
解 两圆筒之间
如图在两圆筒间取一长
为 的面
, 并将其分
成许多小面元.
则
第五章 —— 电磁感应
§3 互感和自感 即 由自感定义可求出
单位长度的自感为
第五章 —— 电磁感应
第五章 —— 电磁感应
§3 互感和自感 一 互感系数
在 电流回 路中所产生的磁通量
在 电流回路 中所产生的磁通量
注意 互感仅与两个线圈形状、大小、匝数、相 对位置以及周围的磁介质有关（无铁磁质时为常 量）.
第五章 —— 电磁感应
§3 互感和自感 互感电动势
➢ 互感系数
问：下列几种情况互感是否变化？
第五章 —— 电磁感应
§2 动生电动势和感生电动势 一、动生电动势
动生电动势的非静电力场来源
平衡时
洛伦兹力
+ + +P + + + +
++ +++++++ + + + -+ + + + +++++++
--
+ + + O+ + + +
设杆长为
第五章 —— 电磁感应
§2 动生电动势和感生电动势
求动生电动势的一般步骤： （1）规定一积分路线的方向，即 （2）任取 线元，考察该处
P
+++++++
+++++++
o
+++++++
+++++++
方向 O
P
（点 P 的电势高于点 O 的电势）
第五章 —— 电磁感应
§2 动生电动势和感生电动势
例2 一导线矩形框的平面与磁感强度为 的均 匀磁场相垂直.在此矩形框上,有一质量为 长为 的 可移动的细导体棒 ; 矩形框还接有一个电阻 , 其值较之导线的电阻值要大得很多.若开始时,细导体 棒以速度 沿如图所示的矩形框运动,试求棒的速率 随时间变化的函数关系.
o
(b)用右手螺旋法则定出回路所围面的
r
法线方向,即 的方向
（c）计算磁通量及随时间的变化
（d）计算环路积分，利用
计算出
感生电场的方向与回路的绕行方向一致 感生电场的方向与回路的绕行方向相反
第五章 —— 电磁感应
§2 动生电动势和感生电动势
例 如图中，线段ab内的感生电动势
解：补上两个半径oa和bo
大学物理电子教案
2020年7月14日星期二
第五章 电磁感应
§1 电磁感应定律 §2 动生电动势和感生电动势 §3 互感和自感
第五章 —— 电磁感应
§1 电磁感应定律
法拉第（Michael Faraday, 1791-1867），伟大的英国物理学 家和化学家.他创造性地提出场的思 想，磁场这一名称是法拉第最早引 入的.他是电磁理论的创始人之一， 于1831年发现电磁感应现象，后又 相继发现电解定律，物质的抗磁性 和顺磁性，以及光的偏振面在磁场 中的旋转.