论文部分内容阅读
在高中物理教学中,电动势是电学中一个非常重要的概念.它不仅是一个较抽象的概念,而且是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础,再加上,与学生在初中阶段学习的电压容易混淆.所以,要使学生能较好地理解电动势的概念,需要在教法上下一番功夫.
一、 创设实验情境,激发学生求知欲望
用图1所示电路演示实验:①闭合电键,电压表的读数减少;②向左移动变阻器的滑动头,电压表读数减少.
实验前,提问:当电路中的开关闭合时,电压表的示数会不会变化?学生会异口同声的回答:不会变化 (初中阶段认为电源两极电压不变).然后再做实验,由于实验现象与学生所期待的不同,学生必然由此激发出强烈的求知欲,迫切希望学习新知识以解疑惑.教师根据实验现象可指出,为了解释这样的现象,需要研究电源,接着让学生回顾初中已学习过的电源的两种属性,即提供持续电压和把其它形式的能转化为电能的属性.为了研究电源,就需要学习一个新的物理量—电动势,用它来描述电源的上述两种属性.
二、分析电源模型中电荷的运动,建立非静电力的概念
如图2所示的模型, AB是电源,电源内部的电路叫做内电路.ABCD电路因在电源的外部叫做外电路.外电路和内电路的交界处就是电源的两个极.其中电势较高的一个电极叫电源的正极如图中A极,电势较低的一个电极叫电源的负极如图中B极.
电路在接通的情况下,电路中形成电场,在静电力的作用下,在外电路,正电荷(为了简便,只讨论正电荷)从电势较高的正极A经过外电路移动到电势较低的负极B,如果不及时把正电荷从电势较低的负极B转移到电势较高的正极A,电路两端的电压将逐渐变为零,电路中的电流将停止.电源的作用就是能够提供某种与静电力本质上不同的非静电力,这种非静电力能够把电源内部的正电荷从电势较低的负极B经电源内部搬运到电势较高的正极A上,保持电源两极间有一定电压.
对于学生头脑中“这种非静电力到底是什么力?”可以做简单的一般性的交代:非静电力就是一种与静电力本质不同的力,这种非静电力是由电源的种类决定的,对于不同类型的电源,形成非静电力的原因不同.
三、在分析非静电力的基础上用比值定法定义电动势
四、从能量转化的角度说明电动势,加深对这一概念本质的认识
非静电力做功,要消耗能量.电源非静电力做功的过程,实质上就是把其他形式的能量转化为电能的过程.从能量转化的角度讨论,电动势的大小表示了电源中非静电力对电荷做功本领的大小,即表示了电源将其它形式的能变为电能本领的强弱.用公式表示为:W =qE.使学生明白电动势是电源把其它形式的能量转化为电荷的电势能能力大小的标志.即同一种电源有同一电动势;不同种的电源电动势一般是不一样的.对于一个电源来说,电动势是一确定不变的值(无能量损失的理想模型),并不因电路中有无电流、流过的电荷多少、电流强弱的不同而不同.
用比值定义物理量,在此之前学生已学过不少.所以用比值定义电动势学生是容易接受的.这样定义电动势的另一好处是:由于是在揭示了电源特性的基础上,为了反映电源的特性而引进电动势概念的,这就使得学生一开始就对电动势所反映的物理过程的实质有所清楚的认识,并对电动势这一概念的出现的必然性和必要性有所领会.从而,使学生一开始就认识到电动势是有别于电压的一个新的物理量.确能起到事半功倍之效.
一、 创设实验情境,激发学生求知欲望
用图1所示电路演示实验:①闭合电键,电压表的读数减少;②向左移动变阻器的滑动头,电压表读数减少.
实验前,提问:当电路中的开关闭合时,电压表的示数会不会变化?学生会异口同声的回答:不会变化 (初中阶段认为电源两极电压不变).然后再做实验,由于实验现象与学生所期待的不同,学生必然由此激发出强烈的求知欲,迫切希望学习新知识以解疑惑.教师根据实验现象可指出,为了解释这样的现象,需要研究电源,接着让学生回顾初中已学习过的电源的两种属性,即提供持续电压和把其它形式的能转化为电能的属性.为了研究电源,就需要学习一个新的物理量—电动势,用它来描述电源的上述两种属性.
二、分析电源模型中电荷的运动,建立非静电力的概念
如图2所示的模型, AB是电源,电源内部的电路叫做内电路.ABCD电路因在电源的外部叫做外电路.外电路和内电路的交界处就是电源的两个极.其中电势较高的一个电极叫电源的正极如图中A极,电势较低的一个电极叫电源的负极如图中B极.
电路在接通的情况下,电路中形成电场,在静电力的作用下,在外电路,正电荷(为了简便,只讨论正电荷)从电势较高的正极A经过外电路移动到电势较低的负极B,如果不及时把正电荷从电势较低的负极B转移到电势较高的正极A,电路两端的电压将逐渐变为零,电路中的电流将停止.电源的作用就是能够提供某种与静电力本质上不同的非静电力,这种非静电力能够把电源内部的正电荷从电势较低的负极B经电源内部搬运到电势较高的正极A上,保持电源两极间有一定电压.
对于学生头脑中“这种非静电力到底是什么力?”可以做简单的一般性的交代:非静电力就是一种与静电力本质不同的力,这种非静电力是由电源的种类决定的,对于不同类型的电源,形成非静电力的原因不同.
三、在分析非静电力的基础上用比值定法定义电动势
四、从能量转化的角度说明电动势,加深对这一概念本质的认识
非静电力做功,要消耗能量.电源非静电力做功的过程,实质上就是把其他形式的能量转化为电能的过程.从能量转化的角度讨论,电动势的大小表示了电源中非静电力对电荷做功本领的大小,即表示了电源将其它形式的能变为电能本领的强弱.用公式表示为:W =qE.使学生明白电动势是电源把其它形式的能量转化为电荷的电势能能力大小的标志.即同一种电源有同一电动势;不同种的电源电动势一般是不一样的.对于一个电源来说,电动势是一确定不变的值(无能量损失的理想模型),并不因电路中有无电流、流过的电荷多少、电流强弱的不同而不同.
用比值定义物理量,在此之前学生已学过不少.所以用比值定义电动势学生是容易接受的.这样定义电动势的另一好处是:由于是在揭示了电源特性的基础上,为了反映电源的特性而引进电动势概念的,这就使得学生一开始就对电动势所反映的物理过程的实质有所清楚的认识,并对电动势这一概念的出现的必然性和必要性有所领会.从而,使学生一开始就认识到电动势是有别于电压的一个新的物理量.确能起到事半功倍之效.