高中物理学案样例
高中物理优质课学案-库仑定律
《库仑定律》 学 案观察现象：同种电荷相互___________，异种电荷相互____________。
提出问题：电荷间的相互作用力遵从什么规律？大胆猜想：影响电荷间相互作用力的因素有__________________________。
实验探究：定性探究：表1定量探究：表2 电荷间作用力F 与电荷量q的关系在误差允许范围内，电荷间作用力F 与___________成正比，即F ∝__________.表3 电荷间作用力F 与电荷间距离r 的关系在误差允许范围内，电荷间作用力F 与___________成反比，即F ∝__________.F /9.8×10-3N 11/mr-0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 O30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.0035.00 F /9.8×10-3N221/m r-0.050 0.040 0.030 0.020 0.010O1200 1000 800 600 400 200 0.060 0.060 0.070 0.070数理推演：结合牛顿第三定律，F∝__________.综合以上结论，F∝__________.改写为等式，F ＝__________.形成理论：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的_______________成正比，与它们的________________成反比，作用力的方向在它们的连线上。
这个规律叫做库仑定律，电荷间的相互作用力叫做静电力或库仑力。
公式：F = ，其中k =方向：成立条件：科学方法引导科学发现的典范——库仑定律的建立过程i库仑定律的建立标志着人类对电磁现象从定性研究进入了定量研究的阶段，是电磁学研究的一座里程碑。
库仑定律的建立过程是科学方法引导科学发现的典范。
16世纪，英国科学家吉尔伯特（William Gilbert,1544～1603）系统地研究了摩擦起电等静电现象，注意到静电之间的吸引和排斥等现象。
高中物理学案-牛顿第二定律(市一等奖)
牛顿第二定律【学习目标】1．理解加速度与力的关系，理解加速度与质量的关系。
2．理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的含义。
【学习重点】1．掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式2．会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算【学习难点】会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算【学习过程】一、知识详解1．内容：物体的加速度与所受合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。
2．公式：F=ma对牛顿第二定律理解：（1）F=ma中的F为物体所受到的合外力。
（2）F＝ma中的m，当对哪个物体受力分析，就是哪个物体的质量，当对一个系统（几个物体组成一个系统）做受力分析时，如果F是系统受到的合外力，则m是系统的合质量。
（3）F＝ma中的 F与a有瞬时对应关系， F变a则变，F大小变，a则大小变，F方向变a也方向变。
（4）F＝ma中的 F与a有矢量对应关系， a的方向一定与F的方向相同。
（5）F＝ma中，可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度，也可以求某一个方向合外力的加速度。
（6）F＝ma中，F的单位是牛顿，m的单位是千克，a的单位是米／秒2．（7）F＝ma的适用范围：宏观、低速2．力的独立作用原理：物体受到的每一个力均可以产生一个加速度，而物体的合加速度为多个加速度的矢量之和。
3．控制变量法：在研究物体的加速度与力与质量的关系的过程中，应用了控制变量的方法，这是研究一个量与几个量关系常用的方法。
二、例题推荐【例1】如图4．2-1（A），质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间（s-t ）图像和速率-时间（v-t ）图像。
整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l 、高度为h 。
（取重力加速度g=9．8m/s 2，结果保留一位有效数字）。
（1）现给滑块A 一沿气垫导轨向上的初速度，A 的v-t 图线如图4．2-1（b ）图所示。
高中物理实验学案《验证牛顿第二定律》 (含答案)
【实验目的、原理】验证牛顿第二定律，即保持物体质量不变，验证物体的加速度是否与所受外力成正比；保持物体所受外力不变，验证物体的加速度是否与其质量成反比。
实验原理图如图4－1所示，实验中认为物体m 的重力的大小等于小车M 受到的拉力，即小车受到的合力。
实际上小车要受到摩擦力。
即便不考虑摩擦力，系统的加速度也应该为M m mg a +=，小车受到的拉力为mM Mmg T +=。
所以实验中若认为物体m 重力的大小等于小车受到的拉力大小（也是合力大小），前提是：1． ； 2． 。
【实验器材】小车，砝码，小桶，砂，细线，附有定滑轮的长木板，垫木，低压交流电源，导线两根，纸带，米尺。
实验中除了上述器材外，需要的器材还有： 。
【实验内容】1．用天平测出小车和小桶的质量M 0和m 0。
2．按图4－2把实验器材安装好，并平衡摩擦力。
3．把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。
4．保持小车的质量不变，多次改变砂的质量m ，重复步骤3。
并算出每条纸带对应的加速度的值，填入表4－3中。
5．用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示作用力F ，即砂和桶的总重力(m + m 0)g ，作出a －F 图象，验证加速度与合外力的关系。
M 0= kg m 0= kg 表4－3结论1：6．保持砂和小桶的质量不变，多次在小车上加放砝码以改变小车的总质量M ，重复步骤3，求出相应的加速度填入表4－4中，用纵坐标表示加速度a ，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数M1，描出相应的点并作图线，以验证加速度与质量的关系。
贴坐标纸m ＋m 0= kg 表4－4结论2： 【问题与讨论】1． 砂和小桶的总质量要远远小于小车和砝码的总质量。
为什么？2． 如何平衡摩擦力？3．a －F 图象与a －M1图线的斜率的物理意义是什么？贴坐标纸注意事项(1)在本实验中，必须平衡摩擦力，方法是将长木板的一端垫起，而垫起的位置要恰当．在位置确定以后，不能再更换倾角；平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带，且接通电源．(2)改变m 和M 的大小时，每次小车开始释放时应尽量靠近打点计时器，而且先通电再放小车.(3)作图象时，要使尽可能多的点在所作的直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧，个别误差较大的点应舍去． 数据处理及误差分析(1)该实验原理中T ＝mg ·11＋m M，可见在每次实验中均要求M ≫m ，只有这样，才能使牵引小车的牵引力近似等于砂及小桶的重力．(2)在平衡摩擦力时，垫起的物体的位置要适当，长木板形成的倾角既不能太大也不能太小，同时每次改变M 时，不再重复平衡摩擦力．(3)在验证a 与M 的关系时，作图时应将横轴用1M表示，这样才能使图象更直观.【基础练习】1．在验证牛顿第二定律的实验中，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F ，用打点计时器测出小车的加速度a ，得出若干组F 和a 的数据。
高中物理基础知识及例题(学案) 等势面及其应用
第2课时等势面及其应用[学习目标] 1.知道什么是等势面，掌握等势面的特点.2.知道典型电场的等势面特点.3.会根据电场线和等势面的规律分析带电粒子的运动轨迹问题．等势面1．定义：电场中________的各点构成的面．2．等势面的特点(1)在同一等势面上移动电荷时电场力________(选填“做功”或“不做功”)．(2)等势面一定跟电场线________，即跟场强的方向________．(3)电场线总是由________的等势面指向______的等势面．判断下列说法的正误．(1)电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以电场力不做功．()(2)等势面上各点的场强相等．()(3)点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面．()(4)匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面．()一、等势面导学探究(1)类比地图上的等高线，简述什么是等势面．(2)当电荷从同一等势面上的A点移到B点时，电荷的电势能是否变化？电场力做功情况如何？知识深化1．等势面的特点及应用(1)在等势面上移动电荷时电场力不做功，电荷的电势能不变．(2)电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，由此可以绘制电场线，从而可以确定电场的大体分布．(3)等差等势面密的地方，电场强度较强；等差等势面疏的地方，电场强度较弱，由等差等势面的疏密可以定性确定场强大小．(4)任意两个等势面都不相交．2．几种常见电场的等势面(如图所示)(1)点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面．(2)等量异种点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，两点电荷连线的中垂线是一条等势线．(3)等量同种点电荷的等势面①等量正点电荷连线的中点电势最低，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低．②等量负点电荷连线的中点电势最高，两点电荷连线的中垂线上该点的电势最低．从中点沿中垂线向两侧，电势越来越高．(4)匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面．例1(多选)(2022·普宁市教育局教研室高二期末)某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则()A．一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功B．一电子从a点运动到d点，电场力做正功C．b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右D．a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大例2空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P为正电荷．P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，相邻等势面间电势差相等，a、b、c、d为电场中的4个点．下列说法正确的是()A．P、Q两点处的电荷带同种电荷B．a点电场强度大于b点电场强度C．a点电势高于b点电势D．在c点由静止释放一个带电粒子，不计重力，粒子将沿等势面cd运动二、电场线、等势面和运动轨迹例3(多选)(2021·南山区期末)某电场线分布如图所示，一带电粒子仅在电场力作用下沿图中虚线所示轨迹运动，先后通过M点和N点，下列说法正确的是()A．粒子带正电B．粒子在M、N点的加速度a M＞a NC．粒子在M、N点的电势能E p M<E p ND．粒子在M、N点的速度v M＜v N1．速度方向沿运动轨迹的切线方向，所受电场力的方向沿电场线的切线方向或反方向，所受合外力的方向指向曲线凹侧．2．电势能大小的判断方法(1)电场力做功：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加．(2)利用公式法：由E p＝qφ知正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大．针对训练1在点电荷Q形成的电场中，一个α粒子(42He)通过时的轨迹如图中实线所示，a、b为两个等势面，则下列判断正确的是()A．Q可能为正电荷，也可能为负电荷B．运动中粒子总是克服电场力做功C．α粒子经过两等势面的动能E k a＞E k bD．α粒子在两等势面上的电势能E p a＞E p b例4(2022·信宜市第二中学高二开学考试)如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知()A．三个等势面中，c的电势最低B．带电质点在P点的电势能比在Q点的小C．带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D．带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b针对训练2(2022·广州市高二期末)如图所示，虚线a、b、c代表电场中一簇等势线，相邻等势线之间的电势差相等，实线为一带电质点(重力不计)仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知()A．a、b、c三条等势线中，c的电势最高B．电场中Q点处的电场强度大小比P点处大C．该带电质点在P点处受到的电场力比在Q点处大D．该带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大第2课时等势面及其应用探究重点提升素养一、导学探究(1)电场中电势相等的各点构成的面(2)不发生变化电场力不做功例1BD[φb＝φe，所以正电荷从b到e，电场力不做功，A错；由a到d电场强度方向向左，电子所受电场力向右，电场力做正功，B对；沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处场强方向向左，C错；由于电场线与等势面处处垂直，则可画出电场线分布如图所示由上图可看出，b点电场线最密集，则b点处的场强最大，D正确．]例2C[根据题图可知该电场是等量异种电荷的电场，故A错误；等差等势线越密的地方电场线越密，电场线越密的地方电场强度越大，由图可知a点电场强度小于b点电场强度，故B错误；a点的电势较高，高于b点的电势，故C正确；在c点由静止释放一个带电粒子，c处电场线水平向右，粒子所受合力方向不沿着cd方向，所以粒子不沿着等势面cd运动．故D错误．]二、例3AD[因为粒子做曲线运动时所受的合力指向曲线的凹侧，所以分析该粒子的运动轨迹可知，粒子所受到的电场力的方向大概与电场线的方向相同，所以该粒子带正电，故A正确；从电场线的疏密程度可以看出，N处的电场强度大于M处的电场强度，所以粒子在N处受到的电场力大于在M处受到的电场力，由牛顿第二定律可得，粒子在两点的加速度关系为a N＞a M，故B错误；粒子从M运动到N时，由图可知，粒子的受力方向与速度方向之间的夹角小于90°，所以电场力对粒子做正功，粒子的速度增大，即v N＞v M，电势能减小，故C 错误，D正确．]针对训练1C[根据轨迹可以知道，粒子受到的力为斥力，所以Q带正电，A错误．因为Q带正电，α粒子从b到a电场力做正功，B错误．因为α粒子从b到a电场力做正功，动能增大，电势能减小，所以E k a＞E k b，E p a＜E p b，C正确，D错误．]例4D[质点所受电场力方向指向轨迹凹侧，应垂直于等势面向下，又因为质点带负电，所以电场强度方向垂直于等势面向上，根据沿电场线方向电势降低可知三个等势面中，c的电势最高，故A错误；根据前面分析可推知P点电势低于Q点电势，所以带负电质点在P 点的电势能比在Q点的大，故B错误；根据能量守恒定律可知带电质点在P、Q两点的动能与电势能之和相等，故C错误；电场强度方向垂直于等势面，则带电质点在R点所受电场力方向垂直于等势面b，所以加速度方向垂直于等势面b，故D正确．]针对训练2C[根据轨迹的弯曲方向可知，质点所受的电场力方向大致向左上，由于质点的电性未知，则不能确定场强的方向，从而不能确定等势面的电势高低，故A错误；P点的等势面较Q点密集，则P点的电场线比Q点的电场线密，则P点场强较大，该带电质点在P 点处受到的电场力比在Q点处大，故B错误，C正确；根据轨迹的弯曲方向结合电场线与等势面垂直，假设质点从Q向P运动，电场力方向与运动方向夹角小于90°，电场力做正功，电势能减小，即带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小，故D错误．]。
高中物理教案(优秀9篇)
高中物理教案（优秀9篇）作为一名人民教师，编写教案是必不可少的，借助教案可以恰当地选择和运用教学方法，调动学生学习的积极性。
那么应当如何写教案呢？这次漂亮的小编为您带来了高中物理教案（优秀9篇），希望可以启发、帮助到大家。
高中物理教案免费篇一1.某金属在一黄光照射下，正好有电子逸出，下述说法中，哪种是正确的( )A.增大光强，而不改变光的频率，光电子的最大初动能将不变B.用一束更大强度的红光代替黄光，仍能发生光电效应C.用强度相同的紫光代替黄光，光电流强度将不变D.用强度较弱的紫光代替黄光，有可能不发生光电效应答案A要点二光的波粒二象性2.物理学家做了一个有趣的实验：在光屏处放上照相用的底片。
若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝。
实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹。
对这个实验结果有下列认识，其中正确的是( )A.曝光时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，表现出光的波动性B.单个光子通过双缝后的落点可以预测C.只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性D.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方答案D题型1 对光电效应规律的理解【例1】关于光电效应，下列说法正确的是( )A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B.光电子的动能越大，光电子形成的电流强度就越大C.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大D.对于任何一种金属都存在一个最大波长，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应答案D题型2 光电效应方程的应用【例2】如图所示，一光电管的阴极用极限波长为0的钠制成。
用波长为的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U,光电流的饱和值为I.(1)求每秒由K极发射的电子数。
(2)求电子到达A极时的最大动能。
(普朗克常量为h,电子的电荷量为e)?答案(1)题型3 光子说的应用【例3】根据量子理论，光子的能量E和动量p之间的关系式为E=pc,其中c表示光速，由于光子有动量，照到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，这就是光压，用I表示。
高中物理 1.7静电现象的应用学案
第七节静电现象的应用课前篇（学会自主学习——不看不清）【学习目标】1．知道静电平衡现象，理解静电平衡状态的导体的特点．2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点．【自主预习】1．静电平衡状态：．2．静电平衡的特点：（1）；（2）．3．导体上电荷分布的特点：．4．尖端放电：；静电屏蔽：．【我的困惑】课上篇（学会合作交流——不议不明）【要点突破】1．静电平衡状态下导体的电场2．导体上电荷的分布3．尖端放电4．静电屏蔽【典例剖析】【例1】如图所示，长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷．问：(1)金属杆中点处的场强为多少？(2)金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强．【例2】将悬挂在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球C内(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，于是有( ) A．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置都不变【达标检测】1．对于电场中处于静电平衡状态的导体，下列分析不正确的是( )A．导体内部的场强处处为零B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面上C．导体内部是外电场与感应电荷电场叠加后的合场强，其大小为零D．处于静电平衡的导体内部的自由电子不再运动2．在下列措施中，能将产生的静电尽快导走的是( )A．飞机轮子上搭地线B．印染车间保持湿度C．复印图片D．电工钳柄装有绝缘套3．如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于0的是( )A．导体腔内任意点的电场强度B．导体腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量4．如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后( ) A．a端的电势比b端的高B．b端的电势比d点的低C．a端的电势不一定比d点的低D．杆内c处电场方向由c指向b5．电工穿的高压作业服是用铜丝纺织的，下列说法正确的是( )A．铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
人教版(新教材)高中物理必修3优质学案1：9.1 电荷
9.1 电荷学习目标1．知道两种电荷及其相互作用。
知道电量的概念。
2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开。
3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开。
4．知道电荷守恒定律及元电荷。
学习重、难点电荷守恒定律（重点）利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题（难点）学习过程一、自主学习1．自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相，异种电荷互相。
2．电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝C．实验指出，所有带电体的电荷量都是电荷量e的。
所以，电荷量e称为。
电荷量e的数值最早是由美国物理学家测得的。
3．使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫。
常见的起电方式有、和等。
例如：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带电；不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使导体的两端出现电荷。
4．电荷守恒定律：电荷既不会，也不会，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷量的总量保持不变。
电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。
在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。
5．原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对表现为电中性。
6．不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同。
在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。
失去这种电子的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。
所以金属导电时只有在移动。
二、合作探究例1.如图所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C球带正电，A、B 两个完全相同的枕形导体不带电。
高中物理学生教学案例
高中物理学生教学案例1. 物理学的教学目标物理学是一门研究物质和能量及其相互关系的科学。
高中物理学教学的目标是培养学生掌握物理学的基本概念、原理和实验技能，培养学生的物理学思维和解决问题的能力，以及培养学生的科学素养和创新能力。
2. 教学方法在高中物理学教学中，采用多种教学方法是非常重要的。
除了传统的讲授和演示实验外，还应引入探究性学习和实践性学习等方法。
通过让学生参与实践探究和解决问题的过程，能够增强学生对知识的理解和应用能力。
3. 教学案例案例一：运动中的力学这个案例以运动中的力学为主题，通过实际情境，引导学生认识力学的基本概念和原理。
学生将通过实验和观察，探究物体的运动规律，学习如何计算物体的速度、加速度和力的大小。
案例二：热学与能这个案例以热学与能为主题，通过实际生活中的例子，引导学生了解热的传递方式和能量的转化原理。
学生将通过实验和观察，探究热量的传导、传导和辐射等方式，以及能量的转化过程。
案例三：电学与电磁学这个案例以电学与电磁学为主题，通过实际电路的搭建和观察，引导学生了解电流、电势差、电阻和电磁感应等基本概念和原理。
学生将通过实验和探究，学习如何计算电流的大小、电压的变化和电磁感应的效应。
4. 教学评价在高中物理学教学中，教师应采用多种形式的评价方法，如作业、实验报告、小组讨论和考试等，来评价学生对物理学知识的掌握和运用能力。
同时，还应注重培养学生的实践能力和创新能力，通过课堂上的实验和探究活动，评价学生的实验技能和科学思维能力。
高中物理学生教学案例的编写和教学实施过程中，要注重学生的实践探究和解决问题的能力培养，激发学生对物理学的兴趣和热情，促进他们的科学素养和创新能力的发展。
同时，教师还需根据学生的实际情况和学习需求，灵活调整教学策略，提供个性化的学习支持，确保教学效果的最大化。
高中物理学案导学 模板(新人教版必修2)
新人教版高中物理必修二 同步学案第六章 万有引力与航天第七节 向心力【学习目标】（一）知识与技能1、理解向心力的概念。
2、知道向心力大小与哪些因素有关。
理解公式的确切含义，并能用来进行计算。
3、知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。
（二）过程与方法通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并理解公式的含义。
（三）情感、态度与价值观1、 在实验中，培养动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。
2、 感受成功的快乐，体会实验的意义，激发学习物理的兴趣。
【学习重点】明确向心力的意义、作用、公式及其变形。
【学习难点】如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。
【教学课时】1课时【课堂实录】（一）引入新课教师活动：前面两节课，我们学习、研究了圆周运动的运动学特征，知道了如何描述圆周运动。
这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征――向心力。
（二）进行新课1、向心力教师活动：指导学生阅读教材 “向心力”部分，思考并回答以下问题：1、举出几个物体做圆周运动的实例，说明这些物体为什么不沿直线飞去。
2、用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。
学生活动：认真阅读教材，列举并分析实例，体会向心力的作用效果，并根据牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。
学生代表发表自己的见解。
教师活动：倾听学生回答，帮助学生分析实例，引导学生解决疑难，回答学生可能提出的问题。
投影向心力表达式：rv m F n 2=或2ωmr F n = 点评：激发学生的思维，充分调动学习的积极性。
通过学生发表见解，培养学生语言表达能力和分析问题的能力。
2、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式教师活动：指导学生阅读教材 “实验”部分，引导学生思考下面的问题：1、实验器材有哪些？2、简述实验原理（怎样达到验证的目的）3、实验过程中要注意什么？测量那些物理量（记录哪些数据）？4、实验过程中差生误差的原因主要有哪些？学生活动：认真阅读教材，思考问题，学生代表发言。
高中物理选择性必修二学案 高中物理选择性必修二学案 第二节 安培力的应用
第二节安培力的应用[学习目标] 1.知道电流天平、磁电式电表、直流电动机的基本构造及工作原理.2.进一步熟练掌握安培力公式及方向的判断．一、电流天平1．普通天平是应用杠杆原理把被测物与已知质量的砝码进行力学平衡．利用等效替代法测量出被测物体的质量．2．电流天平同样运用等效替代法，结合安培力的相关知识和现代电子技术，通常用于实验室中测量两平行通电导体之间的相互作用力和磁感应强度．3.如图1所示是等臂电流天平的原理图．天平右端挂一矩形线圈，匝数为n，底边cd长为L，放在待测匀强磁场中，线圈中通入如图1所示电流I，在天平左、右两边加上质量分别为m1、m2的砝码使天平平衡．此时有m1g＝m2g－nBIL.保持线圈中电流的大小不变，使电流反向，在左盘中加入质量为m的砝码，天平再次平衡，此时有(m1＋m)g＝m2g＋nBIL.结合两式可得待测磁场的磁感应强度为B＝mg2nIL.图1二、磁电式电表1．构造：磁电式电流表是在蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈．2．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到安培力而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越大．根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向．3．特点：蹄形磁铁与铁芯间的磁场都沿半径方向，可看作是均匀辐射分布的，线圈无论转到什么位置，它的平面总与磁场方向平行，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小都相等．4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱．三、直流电动机1．定义：电动机是利用安培力使通电线圈转动，将电能转化为机械能的重要装置．2．原理：如图2所示，当电流通过线圈时，线圈右边受到的安培力方向向下，线圈左边受到向上的安培力，在安培力作用下线圈转动起来．图23．直流电动机优点是可以通过改变输入电流的大小调节其转速．判断下列说法的正误．(1)电流天平是采用磁场力与被测物体的重力相平衡的原理测量的．(√)(2)磁电式电表内的磁场是匀强磁场．(×)(3)磁电式电表表盘的刻度是均匀的．(√)(4)磁电式电表指针的偏转是由于线框受安培力的作用．(√)(5)对于磁电式电表，指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的阻力与线圈受到的安培力方向是相反的．(√)(6)当电动机线圈与磁场垂直时，磁通量最大．(√)一、电流天平如图3所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度．它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．当线圈中通过电流I时，增减砝码使两臂达到平衡．然后使电流反向，大小不变．这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡．重力加速度g取10 N/kg.图3(1)导出用n 、m 、l 、I 、g 计算B 的表达式．(2)当n ＝9，l ＝10.0 cm ，I ＝0.10 A ，m ＝8.78 g 时，磁感应强度是多少？答案 见解析解析 (1)设电流方向未改变时，等臂天平的左盘内砝码的质量为m 1，右盘内砝码和线圈的质量为m 2，则由等臂天平的平衡条件，有m 1g ＝m 2g －nBIl电流方向改变后，同理可得(m ＋m 1)g ＝m 2g ＋nBIl两式相减，得B ＝mg 2nIl. (2)将n ＝9，l ＝10.0 cm ，I ＝0.10 A ，m ＝8.78 g 代入B ＝mg 2nIl，得B ≈0.49 T. 针对训练1 如图4所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度．天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L ，共N 匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面．当线圈中通有电流I (方向如图所示)时，在天平左、右两边加上质量分别为m 1、m 2的砝码时，天平平衡；当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m 的砝码后，天平又重新平衡．由此可知(重力加速度为g )( )图4A ．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为(m 1－m 2)g NILB ．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为mg 2NILC ．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为(m 1－m 2)g NILD ．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为mg 2NIL答案 B解析 因为电流反向时，右边再加砝码才能重新平衡，所以此时安培力竖直向上，由左手定则判断磁场方向垂直于纸面向里．电流反向前，有m 1g ＝m 2g ＋m 3g ＋NBIL ，其中m 3为线圈质量．电流反向后，有m 1g ＝m 2g ＋m 3g ＋mg －NBIL .两式联立可得B ＝mg 2NIL.故选B. 针对训练2 如图5所示为电流天平，可用来测定磁感应强度．天平的右臂上挂有一匝数为N 的矩形线圈，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当线圈中通有电流I (方向如图)时，发现天平的左端低右端高，下列哪些调解方案可以使天平水平平衡( )图5A ．仅减小电流大小B ．仅改变电流方向C ．仅减小线框的宽度D ．仅增加线圈的匝数答案 D解析 当线圈中通有电流I 时，根据左手定则，右端线圈受到的安培力竖直向下；天平的左端低右端高，说明安培力偏小，要使天平水平平衡，必须增大安培力，即可增大匝数、电流、线框短边的长度，故D 正确，A 、B 、C 错误．二、磁电式电表1．磁电式电表的工作原理通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生偏转，偏转的方向不同，被测电流的方向不同．2．磁电式电表的磁场特点碲形磁铁的两磁极间有一个固定的圆柱形铁芯，使蹄形磁场与铁芯间的磁场都沿半径方向，保持线圈转动时，所受安培力的方向总与线圈平面垂直，使表盘刻度均匀．3．磁电式电表的灵敏度(1)电流表的灵敏度：是指在通入相同电流的情况下，指针偏转角度的大小，偏角越大，灵敏度越高．(2)提高灵敏度的方法：如果要提高磁电式电表的灵敏度，就要使在相同电流下线圈所受的安培力增大，可通过增加线圈的匝数、增大永磁铁的磁感应强度、增加线圈的面积和减小转轴处摩擦等方法实现．如图6甲是磁电式电表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的某一条a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则()图6A．该磁场是匀强磁场B．穿过该线圈的磁通量为BL2C．a导线受到的安培力方向向下D．b导线受到的安培力大小为BIL答案 D解析匀强磁场的磁感线是平行的，方向相同，该磁场明显不是匀强磁场，故A错误；线圈与磁感线平行，故穿过该线圈的磁通量为零，故B错误；a导线电流方向垂直纸面向外，磁场方向向右，根据左手定则，受到的安培力方向向上，故C错误；导线b始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小一直为ILB，故D正确．磁电式电表内的磁场均匀辐向分布，通电线圈不管转到什么角度，线圈的平面都跟磁感线平行，线圈受到的安培力都垂直于线圈平面.针对训练3(多选)以下关于磁电式电表的说法正确的是()A．线圈平面跟磁感线平行B．通电线圈中的电流越大，指针偏转角度也越大C．在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场D．在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关，而与所处位置无关答案ABD解析磁电式电表内磁场是均匀辐射磁场，不管线圈转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，线圈所在各处磁场的磁感应强度大小相等、方向不同，所以安培力与电流大小有关而与所处位置无关，电流越大，安培力越大，指针转过的角度越大，故选A、B、D.三、直流电动机导学探究如图7所示是直流电动机的工作原理图，它主要由蹄形磁铁、线圈、电刷和换向器等部件组成．其中两磁极间的磁场可近似看作匀强磁场．换向器是一对相互绝缘的半圆形铜环，它们通过固定的电刷与直流电源相连．图7(1)当线圈处于如图所示位置时，所受安培力情况如何？(2)直流电动机的线圈如何实现连续不停地朝一个方向转动的．答案(1)ab边中通入由a到b的电流时根据左手定则可知，ab边受向上的安培力，同理可判断bc边受向下的安培力，线圈顺时针转动．(2)为让线圈持续地转动下去，技术人员巧妙地使线圈两端与两个半圆形铜环相连并一起转动，同时在电路中安装了与半圆形铜环接触的电刷，由此通过电流的周期性换向，确保线圈受到的安培力始终起到推动线圈往同一个方向持续转动的效果．如图8所示，在一直流电动机的气隙中(磁极和电枢之间的区域)，磁感应强度为0.8 T．假设在匀强磁场中垂直放有400匝电枢导线，电流为10 A，导线的有效长度为0.15 m，图8求：(1)电枢导线ab边所受安培力的大小；(2)线圈转动的方向．答案(1)480 N(2)从外向里看为顺时针方向解析(1)根据安培力公式，电枢导线ab边所受安培力的大小为F安＝NBLI＝400×0.8×0.15×10 N＝480 N.(2)在题图位置，由左手定则知ab边所受安培力方向向上，dc边所受安培力方向向下．则从外向里看，线圈沿顺时针方向转动．1．(电流天平)如图9所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度．它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场中，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．当线圈中通过逆时针方向电流I时，调节砝码使两臂达到平衡．下列说法中正确的是()图9A．线圈只有bc边受到安培力B．线圈受到的磁场对它的力方向水平指向纸内C．若电流大小不变而方向反向，线圈仍保持平衡状态D．若发现左盘向上翘起，则增大线圈中的电流可使天平恢复平衡答案 D解析bc边、ab边和cd边的部分处于磁场中，处于磁场中的导线都受到安培力，故A错误；根据左手定则可知线圈受到的磁场对它的力方向竖直向上，故B错误；若电流大小不变而方向反向，线圈受到的安培力方向改变，根据受力可知，此时线圈不能保持平衡状态，故C错误；发现左盘向上翘起，则增大线圈中的电流，使线圈受到向上的安培力增大，可使天平恢复平衡，故D正确．2．(磁电式电表)(多选)关于磁电式电表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法正确的是()A．该磁场的磁感应强度的大小处处相等，方向相同B．该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等C．使线圈平面始终与磁感线平行D．该磁场中距轴线等距离处的磁感应强度的大小都相等答案CD解析磁电式电表内的磁铁和铁芯之间有均匀辐向分布的磁场，使线圈平面始终与磁感线平行，故C正确；该磁场中距轴线等距离处的磁感应强度的大小处处相等，但方向不同，故A、B错误，D正确．3．(直流电动机的原理)如图10所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动．现要线圈逆时针转动，下列方法中可行的是()图10A．只改变电流方向B．只改变电流大小C．换用磁性更强的磁铁D．对换磁极同时改变电流方向答案 A解析直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关，若使通入直流电动机的电流方向改变或磁场的方向改变，它的转动方向将改变．但是如果同时改变电流的方向和磁场的方向，线圈的转动方向将不变，故A正确．考点一电流天平1.如图1所示的电流天平，可用来测量匀强磁场的磁感应强度B.当单匝线圈通以电流I时，在天平另一端加上质量为m的砝码，天平平衡．线圈的水平边长为l，所受安培力大小F安＝mg，则()图1A ．B ＝mg IlB ．B ＝Il mgC ．B ＝mgIlD ．B ＝0答案 A解析 根据题意知F 安＝mg ，而F 安＝BIl ，解得B ＝mg Il，故A 正确，B 、C 、D 错误． 2．图2甲是一电流天平，用它可以测量右侧螺线管内的磁感应强度，图乙是其结构示意图．如图丙所示，现在电流天平最右端的导线(质量不计)中通以由外向里的电流，螺线管内的磁场水平向右，天平处于不平衡状态．下列哪个措施可能使电流天平恢复平衡( )图2A ．将磁场方向反向，减小电流IB ．将电流I 减小且反向C ．仅将电流I 减小D ．仅将电流I 增大答案 C解析 根据左手定则可知导线所受安培力向下，又因为天平向右倾斜，则可知安培力偏大，所以要使天平恢复平衡，应该减小安培力的大小，根据F ＝BIL 可知：A 项，将磁场方向反向，减小电流I ，导线所受安培力大小减小，方向反向，天平将向左倾斜，故A 错误；将电流I 减小且反向，导线所受安培力大小减小，方向反向，天平将向左倾斜，故B 错误；仅将电流I 减小，导线所受安培力的大小减小，方向不变，天平可能恢复平衡，故C 正确；仅将电流I 增大，导线所受安培力的大小增大，方向不变，天平会向右倾斜的更厉害，故D 错误．3．如图3所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度．下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是( )图3答案 A解析四个线圈在磁场中的等效长度不同，A线圈等效长度最大，根据F＝nBIL，A所受磁场力最大，当磁场发生微小变化时，A线圈对应的天平最容易失去平衡．考点二磁电式电表4．(多选)实验室经常使用的电流表是磁电式电表．这种电流表的构造如图4甲所示．蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的．当线圈通以如图乙所示的恒定电流时(b端电流方向垂直纸面向内)，下列说法正确的是()图4A．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C．线圈通过的电流越大，指针偏转角度越小D．电流表表盘刻度均匀答案BD解析由左手定则可判定：当线圈在如题图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向下，故A错误；当通电后，处于磁场中的线圈受到安培力作用，使其转动，螺旋弹簧被扭动，则线圈受到弹簧的阻力，从而阻碍线圈转动，故B正确；线圈中通过的电流越大，线圈受到的安培力越大，指针偏转的角度越大，故C错误；在线圈转动的范围内，线圈平面始终与磁感线平行，且磁感应强度大小相等，故各处安培力大小相同，表盘刻度均匀，故D正确．考点三直流电动机5．某物理兴趣小组利用课外活动时间制作了一部温控式电扇(室温较高时，电扇就会启动)，其设计图分为温控开关、转速开关及电动机三部分，如图5所示，其中温控开关为甲、乙两种金属材料制成的双金属片．对电动机而言，电扇启动后，下列判断正确的是()图5A．要使电扇转速加大，滑动片P应向B移动B．面对电扇，电扇沿顺时针方向转动C．面对电扇，电扇沿逆时针方向转动D．电扇有时顺时针方向转动，有时逆时针方向转动答案 B解析滑动片P向B移动时，线圈中电流减小，电扇转速减小；由左手定则可判断线圈各边所受安培力的方向，可知电扇顺时针转动．6.电磁弹射利用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动，电磁炮就是利用电磁弹射工作的．电磁炮的原理如图6所示，则炮弹导体滑块受到的安培力的方向是()图6A．竖直向上B．竖直向下C．水平向左D．水平向右答案 C解析由左手定则可知，炮弹导体滑块受到的安培力的方向水平向左，故选C.7．如图7，电流天平是一种测量磁场力的装置．两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上．当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零．下列说法正确的是()图7A．若两线圈电流方向相反，则天平示数为负B．若两线圈电流方向相同，则天平示数为负C．若只有线圈Ⅰ通恒定电流，则天平示数为负D．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力答案 B解析当天平示数为负时，说明两线圈相互吸引，两线圈电流方向相同，当天平示数为正时，说明两线圈相互排斥，两线圈电流方向相反，故A错误，B正确；若只有线圈Ⅰ通恒定电流，两线圈不会存在相互作用，天平示数为零，故C错误；线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力不是一对相互作用力，它们作用在同一个物体上，故D错误．8.某科研单位制成了能把2.2 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10 km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)．如图8所示，若轨道宽为2 m，长为100 m，通过的电流为10 A，试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度大小．(轨道摩擦不计)图8答案55 T解析根据v t2－v02＝2as得炮弹的加速度大小为a＝v t22s＝(10×103)22×100m/s2＝5×105 m/s2.根据牛顿第二定律F＝ma得炮弹所受的安培力大小F＝ma＝2.2×10－3×5×105 N＝1.1×103 N.根据安培力公式F＝ILB，得B＝FIL ＝1.1×10310×2T＝55 T.。