高三物理《楞次定律》的教案设计
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篇1:高三物理《楞次定律》的教案设计
高三物理《楞次定律》的教案设计
第一课时 电磁感应电流条件 楞次定律
基础知识回顾:
1. 不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生,这种利用变化的磁场产生电流的现象叫 ;产生感应电流的条件是 。
2.在匀强磁场中 与 的乘积叫穿过这个面的磁通量。单位为 ,符号为 。物理意义是 ;磁通量是 量,但有正负之分,若有两个磁场穿过某一面积,设某一方向的磁通量为正,另一方向的磁通量为负,它们的 就为穿过这一面积的磁通量。
3.磁通量发生变化有如下三种情况:⑴ ,⑵ ,⑶ 。
4.楞次定律:感应电流具有这样的方向,感应电流的磁场总是 引起感应电流的 。应用楞次定律判断感应电流的方向的具体步骤为(1)明确 ,(2)判断 ,(3)确定 的方向,(4)利用 反推感应电流的方向。
5.导体切割磁感线产生感应电流的方向用 来判断较为简便。其内容是:伸开右手,让大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线垂直穿入掌心,大拇指指向 ,其余四指所指的方向就是 。
6.楞次定律中的阻碍作用正是 的反映。愣次定律的另一种表述:感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。当问题不涉及感应电流的方向时,用这种表述判断比较方便。
【要点讲练】
1.电磁感应现象
[例1]线圈在长直导线电流的磁场中,做如图所示的运动,图A向右平动,图B向下平动,图C绕轴转动,ad边向外,图D向纸外平动(图中线圈有个缺口),判断线圈中有没有感应电流。( )
例2.在闭合铁芯上绕有一组线圈,线圈与滑动变阻器、电池构成电路,假定线圈产生的磁感线全部集中在铁芯内.a、b、c三个闭合金属圆环,位置如图 所示.当滑动变阻器滑动触头左右滑动时,能产生感应电流的圆环是( ?)
A.a、b两环 B.b、c两环
C.a、c两环 D.a、b、c三环
2.楞次定律?
[例3]闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N 极朝下。当磁铁向下运动时(但未插入线圈内部)( )
A.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互吸引
B.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同,磁铁与线圈相互排斥
C. 线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互吸引
D.线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反,磁铁与线圈相互排斥
[例4]两圆环A、B置于同一水平面上,其中A为均匀带电绝缘环,B为导体环.当A以如图所示的方向绕中心转动的角速度发生变化时,B中产生如图所示方向的感应电流,则( )
A.A可能带正电且转速减小B.A可能带正电且转速增大
C.A可能带负电且转速减小
D.A可能带负电且转速增大
[例5]用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点联结并悬挂于O点,悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场,且d0 L.先将线框拉开到如图所示位置,松手后让线框进入磁场,忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是
A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为
B.金属线框离开磁场时感应电流的方向为
C.金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D.金属线框最终将在磁场内做往复运动
3. 楞次定律的推广含义
【例6】光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放于导轨上,形成一个闭合回路,当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
A.P、Q将互相靠拢B.P、Q将互相远离C.磁铁的加速度仍为g D.磁铁的加速度小于g
【例7】当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是( )
A.向右摆动 B.向左摆动
C.静止 D.不能判定
强化练习:
1.图中MN、GH为平行导轨,AB、CD为跨在导轨上的'两根横杆,导轨和横杆均为导体,有匀强磁场垂直于导轨所在平面,方向如图。用I表示回路中的电流( )
A.当AB不动而CD向右滑动时,I0且沿顺时针方向
B.当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时,I=0
C.当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时,I=0
D.当AB、CD都向右滑动,且AB速度大于CD时,I0且沿逆时针方向
2.在一很大的有界匀强磁场上方有一闭合线圈,线圈平面始终与磁场垂直。当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中( )
A.进入磁场时加速度小于g,离开磁场时加速度可能大于g,也可能小于g
B.进入磁场时加速度大于g,离开时小于g
C.进入磁场和离开磁场,加速度都大于g
D.进入磁场和离开磁场,加速度都小于g
3.AOC是光滑的直角金属导轨,AO沿竖直方向,OC沿水平方向,ab是一根金属直棒。它从静止开始在重力作用下运动,运动过程中b端始终在OC上,a端始终在AO上,直到ab完全落在OC上。整个装置放在一匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,则ab棒在运动过程中( )
A.感应电流方向始终是ba B.感应电流方向先是ba,后变为ab C.所受磁场力方向与ab垂直,如图中箭头所示方向
D.所受磁场力方向与ab垂直,开始如图中箭头所示方向,后来变为反方向
4.ef、gh为两水平放置相互平衡的金属导轨,ab、cd为搁在导轨上的两金属棒,与导轨接触良好且无摩擦.当一条形磁铁向下靠近导轨时,关于两金属棒的运动情况的描述正确的是( )
A.如果下端是N极,两棒向外运动;如果下端是S极,两棒相向靠近
B.如果下端是S极,两棒向外运动;如果下端是N极,两棒相向靠近
C.不管下端是何极,两棒均向外互相远离
D.不管下端是何极,两棒均互相靠近
5.在两根平行长直导线M、N中,通以同方向,同强度的电流,导线框abcd和两导线在同一平面内,线框沿着与两导线垂直的方向,自右向左在两导线问匀速移动,在移动过程中,线框中感应电流的方向( )
A.沿abcda不变 B.沿dcbad不变
C.由abcda变成dcbad D.由dcbad变成abcda
6.闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速滚下,又沿曲面的另一侧上升,水平方向的磁场与光滑曲面垂直,则( )
A.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
B.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h
D.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h
7.两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合,放在同一水平面内,线圈B中通以如图乙所示的交变电流,设t=0时电流沿逆时针方向(图中箭头所示).对于线圈A,在t1t2时间内,下列说法中正确的是( )
A.有顺时针方向的电流,且有扩张的趋势
B.有顺时针方向的电流,且有收缩的趋势
C.有逆时针方向的电流,且有扩张的趋势
D.有逆时针方向的电流,且有收缩的趋势
8.底,我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车,该车的速度已达到每小时500千米,可载5人.如图所示就是磁悬浮的原理,图中A是圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环,将超导圆环B水平地放在磁铁A上,它就能在磁力作用下悬浮在磁铁A的上方空中( )
A.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流,当稳定后,感应电流消失
B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流,当稳定后,感应电流仍存在
C.若A的N极朝上,B中感应电流的方向如图所示
D.若A的N极朝上,B中感应电流的方向与图中所示的方向相反
9.生产中常用的一种延时继电器的示意图.铁芯上有两个线圈A和B,线圈A跟电源连接,线圈B的两端接在一起,构成一个闭合电路.在断开开关S的时候,弹簧K并不能立即将衔铁D拉起,使触头C立即离开,而是过一段时间后触头C才能离开,因此得名延时继电器.为检验线圈B中的电流,在电路中接入一个电流表G.关于通过电流表的电流方向,以下判断正确的是( )
A.闭合S的瞬间,电流方向为从左到右
B.闭合S的瞬间,电流方向为从右到左
C.断开S的瞬间,电流方向为从左到右
D.断开S的瞬间,电流方向为从右到左
篇2:高中物理楞次定律教案设计
【教材分析】
楞次定律作为本章的第3节内容,与第1节“划时代的发现”、第2节“探究感应电流的产生条件”一起,从感应电流的角度来认识电磁感应现象,这是认识电磁感应现象的第一个阶段,也是学习电磁感应现象的基础,为后面深入地从感应电动势来认识电磁感应现象打下了基础。
楞次定律是本章教学的重点与难点。一是涉及的因素多(磁场方向、磁通量的变化、线圈绕向、电流方向等)关系复杂;二是规律比较隐蔽,其抽象性和概括性很强。因此学生理解楞次定律有较大的难度,成为本章教学难点。课程标准要求在楞次定律的教学中“通过实验探究,理解楞次定律”。因此,学习本课需要注意的是引导学生在实验的基础上,鼓励学生总结规律,培养操作能力和探究意识。在探究楞次定律后,通过应用楞次定律进行有关判断,可以帮助学生深刻理解楞次定律,顺利突破这一难点。
【教学目标】
1、知识与技能目标的细化过程:
课程内容标准:通过实验探究,理解楞次定律。
第一步:分解内容标准,寻找关键词。
行为条件 + 行为动词 + 核心名词
通过实验探究 理解 楞次定律
第二步:分解关键词,构建概念图。
内容 概念体系 知识地位 楞次定律 楞次定律的内容、含义 重要 感应电流的方向 非常重要 第三步:根据概念图,分解行为动词,确定行为条件,确定行为程度。
内容 概念体系 特征 行为
动词 确定行为
条件 行为
程度 学生
经验
楞次定律 楞次定律的内容 具体 说出 通过观察和实验探究归纳总结 准确 无前备经验 “阻碍变化”的含义 抽象 阐述 分析实验数据 准确 无前备经验 感应电流的方向 具体 判断 运用楞次定律 熟练 无前备经验
综合上述思考,得到以下知识与技能目标:
(1)通过观察和实验探究归纳总结准确说出楞次定律的内容。
(2)分析实验数据,准确阐述楞次定律内容中“阻碍变化”的含义。
(3)熟练运用楞次定律判断感应电流方向。
2、过程与方法
(1)通过实践活动,观察得到的实验现象,体验楞次定律实验探究的过程,提高分析论证,概括及表述的能力。
(2)通过应用楞次定律判断感应电流的方向,培养应用物理规律解决实际问题的能力。
3、情感、态度与价值观
(1)感受科学家对规律的研究过程,学习他们对工作严肃认真不怕困难的科学态度。
(2)学会欣赏楞次定律的简洁美。
【教学重点】
1.楞次定律的获得及理解。
2.应用楞次定律判断感应电流的方向。
【教学难点】
对楞次定律“阻碍变化”的理解及实际应用。
【学情分析】
1.已有知识与技能基础: 学生已经掌握了电流、电场、磁场基础知识;已经知道了通电导线在磁场中的受力方向以及右手螺旋定则;已经利用(条形磁铁、电流计、线圈等)实验器材研究感应电流产生的条件。?
2.心理基础与可能产生的思维阻碍:?
“楞次定律”其理论的抽象性和知识的复杂性比前面知识高了一个层次.前面学习的“电场”和“磁场”只局限于从“静态场”方面考虑,而“楞次定律”所涉及的是变化的磁场与感应电流的磁场之间的相互关系,是一种“动态场”,“由静到动”是一个大的飞跃,学生要难理解得多。?
“楞次定律”涉及的物理量多,关系复杂,产生感应电流的原磁场与感应电流的磁场两者都处于同一个线圈中,且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化,它们形成相互依赖又相互排斥的矛盾。在讲授时,如果不明确指出各个物理量之间的关系,使学生有一个清晰的思路,势必造成学生思路混乱,影响学生对该定律的理解。?
从学生的原有知识水平看,大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低,对物理知识的理解、判断、分析、推理常常表现出一定的主观性、片面性和表面性,要能够理解“楞次定律”,必须具备一定的抽象思维能力,在物理观念上要有所更新。
【教法和学法】
1.教法:秉承“科学探究”、“教师为主导,学生为主体”的教学理念。主要采用实验探究法、利用“中介”研究和表述问题的方法、比较总结法等教学方式,运用观察、引导、实验、多媒体辅助教学等展开教学。
2.学法:实验观察、小组讨论、归纳总结、抽象概括等。
【教学器材】
1.教师实验:铝管两根(1米)、小圆柱形磁铁和木块、条形磁铁、电池、灵敏电流计、线圈、楞次定律演示仪等。
2.学生实验:灵敏电流计、线圈、条形磁铁、电池、导线等。
3.教学课件。
【教学过程】
教学
流程 教师活动 学生活动 设计意图 新课
引入 演示实验:
1、永磁铁靠近、远离楞次定律演示仪的铝圆环。
2、小圆柱形磁铁和木块分别通过两根相同铝管。
问:大家看到了什么现象?如何解释我们看到的现象?导入新课。 观看实验现象,思考。带着好奇心进入学习状态。? 激发学生学习兴趣。 复习
提问 1、提问:感应电流产生的条件?
2、演示上节课的实验,引导学生观察并回答:
= 1 GB3 ① 灵敏电流表指针偏转说明回路中产生了感应电流,左右偏转又能说明什么?
篇3:高中物理楞次定律教案设计
(一)知识与技能
1.掌握楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流方向。
2.培养观察实验的能力以及对实验现象分析、归纳、总结的能力。
3.能够熟练应用楞次定律判断感应电流的方向
4.掌握右手定则,并理解右手定则实际上为楞次定律的一种具体表现形式。
(二)过程与方法
1.通过实践活动,观察得到的实验现象,再通过分析论证,归纳总结得出结论。
2.通过应用楞次定律判断感应电流的方向,培养学生应用物理规律解决实际问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
在本节课的学习中,同学们直接参与物理规律的发现过程,体验了一次自然规律发现过程中的乐趣和美的享受,并在头脑中进一步强化“实践是检验真理的唯一标准”这一辩证唯物主义观点。
教学重点、难点
教学重点:1.楞次定律的获得及理解。
2.应用楞次定律判断感应电流的方向。
3.利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
教学难点:楞次定律的理解及实际应用。
教学方法
探究法,讲练结合法
教学手段
灵敏电流表、外标有明确绕向的大线圈、条形磁铁、导线。
教学过程
引入:铝环在通电的线圈上方漂浮。
一、复习提问
产生感应电流的条件是什么? (学生回答)
穿过闭合回路的磁通量发生变化
二、实验设想:探究感应电流的方向,我们可以探究感应电流的磁场和原磁场的关系。
1.实验探究:(学生分组实验)
(1)选旧干电池用试触的方法查明电流方向与电流表指针偏转方向的关系.
明确:对电流表而言,电流从哪个接线柱流入,指针向哪边偏转.
(2)闭合电路的磁通量发生变化的情况:
实线箭头表示原磁场方向,虚线箭头表示感应电流磁场方向.
分析:
(甲)图:当把条形磁铁N极插入线圈中时,穿过线圈的磁通量增加,由实验可知,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反.
(乙)图:当把条形磁铁N极拔出线圈中时,穿过线圈的磁通量减少,由实验可知,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同.
(丙)图:当把条形磁铁S极插入线圈中时,穿过线圈的磁通量增加,由实验可知,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相反.
(丁)图:当条形磁铁S极拔出线圈中时,穿过线圈的磁通量减少,由实验可知,这时感应电流的磁场方向跟磁铁的磁场方向相同.
在两种情况中,感应电流的磁场都阻碍了原磁通量的变化.
学生填写下表:
图号 动作 原磁场B0的方向 原磁通量的变化 感应电流的方向 感应电流磁场B’的方向 B0与B’方向的关系 甲 插入N极 乙 插入S极 丙 拔出N极 丁 拔出S极 2、实验结论:凡是由磁通量的增加引起的感应电流,它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的增加;凡是由磁通量的减少引起的感应电流,它所激发的磁场一定阻碍原来磁通量的减少.(让学生上讲台表述自己的结论,然后教师引导得出楞次定律)
楞次定律--感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.
篇4:高中物理楞次定律教案设计
一、分析教材
电磁感应这一章内容在选修3-2里面是最重要的一章,而第三节《楞次定律》更是重中之重,本节让学生通过实验探究总结出判断感应电流方向的规律,体现了“过程与方法”这一具体课程目标,让学生经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。
二、分析学生
学生是教学的对象,是课堂的主体,一切教学活动都是为主体服务的。学生由于基础不一,知识水平和认知水平不同,在接受“楞次定律“时肯定会出现“参差不齐”的现象。因而,为了让尽可能多的学生理解“楞次定律”,教学就应该建立在学生的基础上,教学进程就要根据学生的实际情况进行设计,用多样话的手段来帮助学生突破障碍,提高课堂效率。
三、教学目标
?1.通过实验探究得出感应电流与磁通量变化的关系,并会叙述楞次定律的内容。
?2.通过实验过程的回放分析,体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义,感受“磁通量变化”的方式和途径。
?3.通过实验让学生经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。
四、教学重点
楞次定律探究实验设计和实验结果的总结。
五、教学难点:
1.从静到动的一个飞跃
“楞次定律”所涉及的是变化的磁场与感应电流的磁场之间的相互关系,是一种“动态场”,并且“静到动”是一个大的飞跃,所以学生理解起来要困难一些。
2.?内容、关系的复杂性
“楞次定律”涉及的物理量多,关系复杂。产生感应电流的原磁场与感应电流的磁场两者都处于同一线圈中,且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化,它们之间既相互依赖又相互排斥。如果不明确指出各物理量之间的关系,使学生有一个清晰的思路,势必造成学生思路混乱,影响学生对该定律的理
六、教材课型实验探究课
七、教学准备多媒体课件、电磁炉、楞次定律演示仪、试验单
八、教学方法实验教学
九、教学过程
1、复习引题
师:电现象和磁现象之间有紧密的联系。奥斯特发现了电流的磁效应,即电流能在其周围激发磁场。请同学判断以下三种电流的磁场。(课件演示问题、提问学生)
生:判断回答,用安培定则判断
师:电能生磁,磁也能生电。法拉第发现了磁场可以使导线中何产生电流,这个现象叫电磁感应现象,产生的电流叫感应电流,我们先看演示实验。
师(演示实验):条形磁铁穿过竖直方向的闭合线圈,灵敏电流计的指针左右来回摆动。
问:我们回顾一下产生感应电流的条件是什么?
生:当闭合线圈中磁通量发生变化时,闭合线圈中就有感应电流。
师:电流激发的磁场与原磁场之间有一个相互作用,我们通过几个有趣实例来看看它们之间相互作用时有什么样的现象。
?2.实验演示
(1)电磁炉通电时,闭合的锡箔纸圈跳起。?
?提问:大家观察到了锡纸跳起,是什么原因呢?
生:锡纸圈中有感应电流造成的
(2)楞次定律演示仪演示实验过程:
?①先介绍装置结构
?②演示实验现象
提问:为什么磁铁在穿过闭合回路时铝环运动了,而穿过不闭合的铝环时铝环没动?
生:闭合的铝环中有感应电流,磁场对电流有力的作用。
问:从上面两个实验中,大家观察到了奇特的相互作用,要想掌握利用这种相互作用为我们服务,我们必须要知道电磁感应中电流的方向。
感应电流的方向由那些因素决定?遵循什么规律?我们需要通过实验来探究这个问题。
3、学习新知,开始探究过程
(1)教师主导,设计探究感应电流方向的方案
师:我们要解决感应电流的方向问题,我们要把上节课中的演示实验再搬回来。
①?介绍实验装置,线圈的绕向,电流进入时灵敏检流计指针的偏转情况。
②方案中有四种相对运动情况。给学生每人发一张实验数据采集表格,做实验填表格。
(2).实验过程,采集数据。
请一组2名同学上讲台辅助实验,一个同学演示实验,另一个同学完成小黑板上的感应电流和感应磁场的方向。
(3)师生共同分析,从个性中找出共性,总结规律
师:大家观察比较四种情况下的到的实验数据,我们能不能发现他们的共同特点?请同学回答。
篇5:高三物理光电效应教案设计
高三物理光电效应教案设计
光量子(光子):E=h
实验结论 光子说的解释
1、每种金属都有一个极限频率入射光的频率必须大于这个频率才能产生光电效应 电子从金属表面逸出,首先须克服金属原子核的引力做功(逸出功W),要使入射光子的能量不小于W,对应频率 即是极限频率。
2、光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光的频率增大而增大 电子吸收光子能量后,只有直接从金属表面飞出的光电子,才具有最大初动能即:
3、入射光照射到金属板上时光电子的发射机率是瞬时的,一般不会超过10-9S 光照射金属时,电子吸收一个光子(形成光电子)的能量后,动能立即增大,不需要积累能量的过程。
4、当入射光的频率大于极限频率时,光电流强度与入射光强度成正比 当入射光的频率大于极限频率时,入射光越强,单位时间内入射到金属表面的光子数越多,产生的光电子数越多,射出的光电子作定向移动时形成的光电流越大。
(1)产生光电效应的条件:①极;②hW
(2)发生光电效应后,入射光的强度与产生的光电流成正比。
(3)光电效应方程 ,W=h
(4)光电管的应用
能级
一、核式结构模型与经典物理的矛盾
(1)根据经典物理的观点推断:①在轨道上运动的电子带有电荷,运动中要辐射电磁波。②电子损失能量,它的轨道半径会变小,最终落到原子核上。
③由于电子轨道的变化是连续的,辐射的电磁波的频率也会连续变化。
事实上:①原子是稳定的;②辐射的电磁波频率也只是某些确定值。
二、玻尔理论
①轨道量子化:电子绕核运动的轨道半径只能是某些分立的数值。对应的氢原子的轨道半径为:rn=n2r1(n=1,2,3,),r1=0.5310-10m。
②能量状态量子化:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,这些状态的能量值叫能级,能量最低的状态叫基态,其它状态叫激发态。原子处于称为定态的能量状态时,虽然电子做加速运动,但并不向外辐射能量.
氢原子的各能量值为:
③跃迁假说:原子从一种定态跃迁到另一种定态要辐射(或吸收)一定频率的光子,即:h=Em-En
三、光子的发射和吸收
(1)原子处于基态时最稳定,处于较高能级时会自发地向低能级跃迁,经过一次或几次跃迁到达基态,跃迁时以光子的形式放出能量。
(2)原子在始末两个能级Em和Enn)间跃迁时发射光子的频率为,其大小可由下式决定:h=Em-En。
(3)如果原子吸收一定频率的光子,原子得到能量后则从低能级向高能级跃迁。
(4)原子处于第n能级时,可能观测到的.不同波长种类N为:
考点分析:
考点:波尔理论:定态假设;轨道假设;跃迁假设。
考点:h=Em-En
考点:原子处于第n能级时,可能观测到的不同波长种类N为:
考点:原子的能量包括电子的动能和电势能(电势能为电子和原子共有)即:原子的能量En=EKn+EPn.轨道越低,电子的动能越大,但势能更小,原子的能量变小。
电子的动能: ,r越小,EK越大。
原子物理
一、原子的核式结构
二、天然放射现象、衰变
衰变次数的计算方法:根据质量数的变化计算次数,其次数n=质量数的变化量/4;根据电荷数的变化,计算衰变次数。中子数的变化量=2衰变次数+衰变次数。
三、半衰期的计算
半衰期计算公式: ;m为剩余质量;mO为原有质量;t为衰变时间;为半衰期。
四、核反应方程
五、核能的计算
核反应释放的核能:E=mc2或E=m931.5Mev
篇6:高三物理《康普顿效应》教案设计
高三物理《康普顿效应》教案设计
1、知识与技能
(1)了解康普顿效应,了解光子的动量
(2)了解光既具有波动性,又具有粒子性;
(3)知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性;
(4)了解光是一种概率波。
2、过程与方法:
(1)了解物理真知形成的历史过程;
(2)了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性;
(3)知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。
3、情感、态度与价值观:领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点:实物粒子和光子一样具有波粒二象性
教学难点:实物粒子的波动性的理解。
教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备
(一)引入新课
提问:前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现,那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢?(光是一种物质,它既具有粒子性,又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性,分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实)。
我们不能片面地认识事物,能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗?
(二)进行新课
1、康普顿效应
(1)光的`散射:光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生改变,这种现象叫做光的散射。
(2)康普顿效应
1923年康普顿在做X射线通过物质散射的实验时,发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外,还有比入射线波长更长的射线,其波长的改变量与散射角有关,而与入射线波长和散射物质都无关。
(3)康普顿散射的实验装置与规律:
按经典电磁理论:如果入射X光是某种波长的电磁波,散射光的波长是不会改变的!散射中出现的现象,称为康普顿散射。
康普顿散射曲线的特点:
①除原波长外出现了移向长波方向的新的散射波长
②新波长随散射角的增大而增大。波长的偏移为
波长的偏移只与散射角有关,而与散射物质种类及入射的X射线的波长无关,
=0.0241=2.41×10-3nm(实验值)
称为电子的Compton波长
只有当入射波长与可比拟时,康普顿效应才显著,因此要用X射线才能观察到康普顿散射,用可见光观察不到康普顿散射。
(4)经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难
①根据经典电磁波理论,当电磁波通过物质时,物质中带电粒子将作受迫振动,其频率等于入射光频率,所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。
②无法解释波长改变和散射角的关系。
(5)光子理论对康普顿效应的解释
①若光子和外层电子相碰撞,光子有一部分能量传给电子,散射光子的能量减少,于是散射光的波长大于入射光的波长。
②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞,光子将与整个原子交换能量,由于光子质量远小于原子质量,根据碰撞理论,碰撞前后光子能量几乎不变,波长不变。
③因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关,所以波长改变和散射角有关。
(6)康普顿散射实验的意义
①有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设;
②首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设;③证实了在微观世界的单个碰撞事件中,动量和能量守恒定律仍然是成立的。
2、光的波粒二象性
讲述光的波粒二象性,进行归纳整理。
(1)我们所学的大量事实说明:光是一种波,同时也是一种粒子,光具有波粒二象性。光的分立性和连续性是相对的,是不同条件下的表现,光子的行为服从统计规律。
(2)光子在空间各点出现的概率遵从波动规律,物理学中把光波叫做概率波。
3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现:
大量光子行为显示波动性;个别光子行为显示粒子性;光的波长越长,波动性越强;光的波长越短,粒子性越强。光的波动性不是光子之间相互作用引起的,是光子本身的一种属性。
例题:已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×103J,其中可见光部分约占45%,假设认为可见光的波长均为0.55μm,太阳向各个方向的辐射是均匀的,日地之间距离为R=1.5×1011m,估算出太阳每秒辐射出的可见光的光子数。(保留两位有效数字)
篇7:高三物理教案设计 恒定电流教案
高三物理教案设计 恒定电流教案
一、电流、电阻和电阻定律
1.电流:电荷的定向移动形成电流.
(1)形成电流的条件:内因是有自由移动的电荷,外因是导体两端有电势差.
(2)电流强度:通过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值。
①I=Q/t;假设导体单位体积内有n个电子,电子定向移动的速率为V,则I=neSv;假若导体单位长度有N个电子,则I=Nev.
②表示电流的强弱,是标量.但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.
③单位是:安、毫安、微安1A=103Ma=106A
2.电阻、电阻定律
(1)电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值.R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U.I无关.
(2)电阻定律:导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比. R=L/S
(3)电阻率:电阻率是反映材料导电性能的物理量,由材料决定,但受温度的影响.
①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m2的柱形导体的'电阻.
②单位是:m.
3.半导体与超导体
(1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为10-5m ~106m
(2)半导体的应用:
①热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度的变化.
②光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用.
③晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路.
④半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等.
(3)超导体
①超导现象:某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象.
②转变温度(TC):材料由正常状态转变为超导状态的温度
③应用:超导电磁铁、超导电机等
二、部分电路欧姆定律
1、导体中的电流I跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻R成反比。 I=U/R
2、适用于金属导电体、电解液导体,不适用于空气导体和某些半导体器件.R2R1 R2
3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成I~U或U~I图象,对于线性元件伏安特性曲线是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的.
注意:①我们处理问题时,一般认为电阻为定值,不可由R=U/I认为电阻R随电压大而大,随电流大而小.
②I、U、R必须是对应关系.即I是过电阻的电流,U是电阻两端的电压.
三、电功、电功率
1.电功:电荷在电场中移动时,电场力做的功W=UIt,
电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.
2.电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI
3.焦耳定律;电流通过一段只有电阻元件的电路时,在 t时间内的热量Q=I2Rt.
纯电阻电路中W=UIt=U2t/R=I2Rt,P=UI=U2/R=I2R
非纯电阻电路W=UIt,P=UI
4.电功率与热功率之间的关系
纯电阻电路中,电功率等于热功率,非纯电阻电路中,电功率只有一部分转化成热功率.
纯电阻电路:电路中只有电阻元件,如电熨斗、电炉子等.
非纯电阻电路:电机、电风扇、电解槽等,其特点是电能只有一部分转化成内能.
篇8:高三物理《匀变速运动》教案设计
高三物理《匀变速运动》教案设计
一、特别提示:
1、匀变速运动是加速度恒定不变的运动,从运动轨迹来看可以分为匀变速直线运动和匀变速曲线运动。
2、从动力学上看,物体做匀变速运动的条件是物体受到大小和方向都不变的恒力的作用。匀变速运动的加速度由牛顿第二定律决定。
3、原来静止的物体受到恒力的作用,物体将向受力的方向做匀加速直线运动;物体受到和初速度方向相同的恒力,物体将做匀速直线运动;物体受到和初速度方向相反的恒力,物体将做匀减速直线运动;若所受到的恒力方向与初速度方向有一定的夹角,物体就做匀变速曲线运动。
二、典型例题:
例1 气球上吊一重物,以速度 从地面匀速竖直上升,经过时间t重物落回地面。不计空气对物体的阻力,重力离开气球时离地面的高度为多少。
解 方法1:设重物离开气球时的高度为 ,对于离开气球后的运动过程,可列下面方程: ,其中(-hx表示)向下的位移 , 为匀速运动的时间, 为竖直上抛过程的时间,解方程得: ,于是,离开气球时的离地高度可在匀速上升过程中求得,为:
方法2:将重物的运动看成全程做匀速直线运动与离开气球后做自由落体运动的.合运动。显然总位移等于零,所以:
解得:
评析 通过以上两种方法的比较,更深入理解位移规律及灵活运用运动的合成可以使解题过程更简捷。
例2 两小球以95m长的细线相连。两球从同一地点自由下落,其中一球先下落1s另一球才开始下落。问后一球下落几秒线才被拉直?
解 方法1:线被拉直指的是两球发生的相对位移大小等于线长,应将两球的运动联系起来解,设后球下落时间为ts,则先下落小球运动时间为(t+1)s,根据位移关系有:
解得:t=9s
方法2:若以后球为参照物,当后球出发时前球的运动速度为 。以后两球速度发生相同的改变,即前一球相对后一球的速度始终为 ,此时线已被拉长:
线被拉直可看成前一球相对后一球做匀速直线运动发生了位移:
篇9:高三物理动量守恒定律的教案设计
高三物理动量守恒定律的教案设计
动量守恒定律
三维教学目标
1、知识与技能:掌握运用动量守恒定律的一般步骤。
2、过程与方法:知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题,并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。
3、情感、态度与价值观:学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题,培养思维能力。
教学重点:运用动量守恒定律的一般步骤。
教学难点:动量守恒定律的应用。
教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:投影片、多媒体辅助教学设备。
(一)引入新课
动量守恒定律的内容是什么?分析动量守恒定律成立条件有哪些?(①F合=0(严格条件)②F内远大于F外(近似条件,③某方向上合力为0,在这个方向上成立。)
(二)进行新课
1、动量守恒定律与牛顿运动定律
用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。
(1)推导过程:
根据牛顿第二定律,碰撞过程中1、2两球的加速度分别是:
根据牛顿第三定律,F1、F2等大反响,即F1=-F2所以:
碰撞时两球间的作用时间极短,用表示,则有:
代入并整理得
这就是动量守恒定律的表达式。
(2)动量守恒定律的重要意义
从现代物理学的理论高度来认识,动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。)从科学实践的角度来看,迄今为止,人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反,每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时,物理学家们就会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜利告终。例如静止的原子核发生β衰变放出电子时,按动量守恒,反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室照片显示,两者径迹不在一条直线上。为解释这一反常现象,1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量,在实验中极难测量,直到1956年人们才首次证明了中微子的存在。(高考综合题23②就是根据这一历史事实设计的)。又如人们发现,两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的。这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场,把电磁场的动量也考虑进去,总动量就又守恒了。
2、应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法
(1)分析题意,明确研究对象
在分析相互作用的物体总动量是否守恒时,通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程,要采用程序法对全过程进行分段分析,要明确在哪些阶段中,哪些物体发生相互作用,从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。
(2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析
弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力,哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件,判断能否应用动量守恒。
(3)明确所研究的相互作用过程,确定过程的始、末状态
即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。
注意:在研究地面上物体间相互作用的过程时,各物体运动的速度均应取地球为参考系。
(4)确定好正方向建立动量守恒方程求解。
3、动量守恒定律的应用举例
例2:如图所示,在光滑水平面上有A、B两辆小车,水平面的左侧有一竖直墙,在小车B上坐着一个小孩,小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态,小孩把A车以相对于地面的速度v推出,A车与墙壁碰后仍以原速率返回,小孩接到A车后,又把它以相对于地面的速度v推出。每次推出,A车相对于地面的速度都是v,方向向左。则小孩把A车推出几次后,A车返回时小孩不能再接到A车?
分析:此题过程比较复杂,情景难以接受,所以在讲解之前,教师应多带领学生分析物理过程,创设情景,降低理解难度。
解:取水平向右为正方向,小孩第一次
推出A车时:mBv1-mAv=0
即:v1=
第n次推出A车时:mAv+mBvn-1=-mAv+mBvn
则:vn-vn-1=,
所以:vn=v1+(n-1)
当vn≥v时,再也接不到小车,由以上各式得n≥5.5取n=6
点评:关于n的取值也是应引导学生仔细分析的问题,告诫学生不能盲目地对结果进行“四舍五入”,一定要注意结论的物理意义。
课后补充练习
(1)(全国春季高考试题)在高速公路上发生一起交通事故,一辆质量为15000kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000kg向北行驶的卡车,碰后两车接在一起,并向南滑行了一段距离后停止.根据测速仪的测定,长途客车碰前以20m/s的速度行驶,由此可判断卡车碰前的行驶速率为
A.小于10m/sB.大于10m/s小于20m/s
C.大于20m/s小于30m/sD.大于30m/s小于40m/s
(2)如图所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有()
A.A、B系统动量守恒B.A、B、C系统动量守恒
C.小车向左运动D.小车向右运动
(3)把一支枪水平固定在小车上,小车放在光滑的水平面上,枪发射出一颗子弹时,关于枪、弹、车,下列说法正确的是
A.枪和弹组成的系统,动量守恒
B.枪和车组成的系统,动量守恒
C.三者组成的'系统,因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小,使系统的动量变化很小,可以忽略不计,故系统动量近似守恒
D.三者组成的系统,动量守恒,因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用,这两个外力的合力为零
(4)甲乙两船自身质量为120kg,都静止在静水中,当一个质量为30kg的小孩以相对于地面6m/s的水平速度从甲船跳上乙船时,不计阻力,甲、乙两船速度大小之比:v甲∶v乙=_______.
(5)(高考试题)质量为M的小船以速度v0行驶,船上有两个质量皆为m的小孩a和b,分别静止站在船头和船尾.现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中.求小孩b跃出后小船的速度.
(6)如图所示,甲车的质量是2kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为1kg的小物体.乙车质量为4kg,以5m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8m/s的速度,物体滑到乙车上.若乙车足够长,上表面与物体的动摩擦因数为0.2,则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10m/s2)
4、反冲运动与火箭
演示实验1:老师当众吹一个气球,然后,让气球开口向自己放手,看到气球直向学生飞去,人为制造一点“惊险气氛”,活跃课堂氛围。
演示实验2:用薄铝箔卷成一个细管,一端封闭,另一端留一个很细的口,内装由火柴头上刮下的药粉,把细管放在支架上,用火柴或其他办法给细管加热,当管内药粉点燃时,生成的燃气从细口迅速喷出,细管便向相反的方向飞去。
演示实验3:把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部,当水从弯管流出时,容器就旋转起来。
提问:实验1、2中,气球、细管为什么会向后退呢?实验3中,细管为什么会旋转起来呢?
看起来很小的几个实验,其中包含了很多现代科技的基本原理:如火箭的发射,人造卫星的上天,大炮发射等。应该如何去解释这些现象呢?这节课我们就学习有关此类的问题。
(1)反冲运动
A、分析:细管为什么会向后退?(当气体从管内喷出时,它具有动量,由动量守恒定律可知,细管会向相反方向运动。)
B、分析:反击式水轮机的工作原理:当水从弯管的喷嘴喷出时,弯管因反冲而旋转,这是利用反冲来造福人类,象这样的情况还很多。
为了使学生对反冲运动有更深刻的印象,此时再做一个发射礼花炮的实验。分析,礼花为什么会上天?
(2)火箭
对照书上“三级火箭”图,介绍火箭的基本构造和工作原理。
播放课前准备的有关卫星发射、“和平号”空间站、“探路者”号火星探测器以及我国“神舟号”飞船等电视录像,使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识,而且要学生知道,我国的航天技术已经跨入了世界先进行列,激发学生的爱国热情。阅读课后阅读材料――《航天技术的发展和宇宙航行》。
篇10:高三物理《分子运动论》的教案设计
高三物理《分子运动论》的教案设计
1.分子动理论基本内容:
物体是由大量分子组成的;
分子永不停息地做无规则运动;
分子间存在着相互作用力。
2.物质是由大量分子组成的
这里的分子是指构成物质的单元,即具有各种物质化学性质的最小微粒;可以是原子、离子,也可以是分子。在热运动中它们遵从相同的规律,所以统称为分子。
(1)分子的大小:分子直径数量级为10-10m;可用油膜法测定。分子质量的数量级是10-27-10-26kg
油膜法具体做法是:将油酸用酒精稀释后滴加在水面上,油酸在水面上散开,其中酒精溶于水中,并很快挥发,在水面上形成一层纯油酸膜,由于油酸分子的部分原子与水有很强的亲合力,这样就形成了紧密排列的单分子层油膜。根据稀释前油酸的体积V和薄膜的面积S即可算出油酸薄的厚度的d=V/S,L即为分子的直径。用此方法得出的油酸分子的直径数量级是10-10m。
(2)阿伏加德罗常数:1摩尔任何物质含有的粒子数都相同.其值为:NA=6.02 1023.
(3)分子间存在间隙:①分子永不停息地做无规则运动,说明分子间有间隙。 ②气体容易被压缩,说明分子间有间隙。③水和酒精混合后的体积小于两者原来的体积之和,说明分子间有间隙。④用两万个标准大气压的压强压缩钢筒中的油,发现油可以透过筒壁逸出,说明分子间有间隙。
说明:这里建立了一个理想化模型:把分子看作是小球,所以求出的数据只在数量级上是有意义的。固体、液体被理想化地认为各分子是一个挨一个紧密排列的,每个分子的体积就是每个分子平均占有的空间。分子体积=物体体积分子个数。气体分子仍视为小球,但分子间距离较大,不能看作一个挨一个紧密排列,所以气体分子的体积远小于每个分子平均占有的空间。每个气体分子平均占有的空间看作以相邻分子间距离为边长的正立方体。
3.分子的热运动
(1)分子热运动:物体里的大量分子做永不停息的无规则运动,随温度的升高而加剧。扩散现象和布朗运动可以证明分子热运动的存在。
(2)布朗运动:是指悬浮在液体中的花粉颗粒永不停息地做无规则运动.它并不是分子本身的运动.液体分子的无规则运动是布朗运动产生的原因,布朗运动虽不是分子的运动,但其无规则性正反映了液体分子运动的无规则性.
布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关.
注意点:①形成条件是:只要微粒足够小。②温度越高,布朗运动越激烈。③观察到的是固体微粒(不是液体,不是固体分子)的无规则运动,反映的是液体分子运动的无规则性。④实验中描绘出的是某固体微粒每隔30秒的位置的连线,不是该微粒的运动轨迹。
【思考】为什么微粒越小,布朗运动越明显?
【分析】在任何一个选定的方向上,同一时刻撞击固体微粒的液体分子个数与微粒的横截面积成正比,即与微粒的线度r的平方成正比,从而对微粒的.撞击力的合力F与微粒的线度r的平方成正比;而固体微粒的质量m与微粒的体积成正比,即与微粒的线度r的立方成正比,因此其加速度a=F/mr -1,即加速度与微粒线度r成反比。所以微粒越小,运动状态的改变越快,布朗运动越明显。
【例1】下面三种关于布朗运动说法都是错误的,试分析它们各错在哪里。
(1)大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬,这就是布朗运动。
(2)在较暗的房间里,从射进来的阳光中可以看到悬浮在空气中的微粒在不停地运动,这些微粒的运动是布朗运动。
(3)布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的,固体小颗粒的体积越大,液体分子对它的撞击越多,布郎运动就越显着。
【解析】(1)(2)能在液体或气体中做布朗运动的微粒都是很小的,一般数量级在 10-6m,这种微粒相对于可视的微粒是很小的,肉眼是看不到的,必须借助于显微镜,但它又比分子要大得多。风天看到的灰砂尘土都是较大的颗粒,它们的运动不能称为布朗运动,另外它们的运动基本上属于在气流作用下的定向移动,而布朗运动是无规则运动。
(3)布朗运动的确是由于液体或气体分子对固体微粒的碰撞引起的,但只有在固体微粒很小,各个方向的液体分子对它的碰撞不均匀才引起它做布朗运动;
因此正确的说法是:固体微粒体积越小,布朗运动越显着,如果固体微粒过大,液体分子对它的碰撞在各个方向上是均匀的,就不会做布朗运动了
4.分子间的相互作用力
(1)分子间同时存在着相互作用的引力和斥为,引力和斥力都随分子间距离增大而减小,随分子间距离减小而增大.但斥力的变化比引力的变化快.实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力.
(2)分子间作用力(指引力和斥力的合力)随分子间距离而变的规律是:①r
(3)从本质上来说,分子力是电场力的表现。因为分子是由原子组成的,原子内有带正电的原子核和带负电的电子,分子间复杂的作用力就是由这些带电粒子间的相互作用而引起的。(也就是说分子力的本质是四种基本基本相互作用中的电磁相互作用)。
【高三物理《楞次定律》的教案设计】相关文章:
3.楞次定律教案
4.物理浮力教案设计
6.楞次定律教学设计
7.高三物理教学计划
8.高三物理工作总结
10.教学随笔高三物理
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