高二物理选修3-1库仑定律教案设计（精选10篇）
恒定电流
2.7 闭合电路欧姆定律
教材分析
闭合电路的欧姆定律在体现功能关系上是一个很好的素材，因此帮助学生理解电路中的能量转化关系是本节的关键。外部电路从电势降低的角度学生是容易理解的，但在内部电路，一定要让学生理解电源内部反应层的作用，把其他形式能量转化为电能，电势要增加。学情分析
学生已经从做工的角度认识了电动势的概念，本节依照通过功能关系的分析建立闭合电路的欧姆定律是可行的。如果学生能娴熟的从功和能的角度分析物理过程，对于解决物理问题是有好处的。新课标要求
（一）知识与技能
1、能够推导出闭合电路欧姆定律及其公式，知道电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和。
2、理解路端电压与负载的关系，知道这种关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。
3、掌握电源断路和短路两种特殊情况下的特点。知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。
4、熟练应用闭合电路欧姆定律解决有关的电路问题。
5、理解闭合电路的功率表达式，知道闭合电路中能量的转化。
（二）过程与方法
1、通过演示路端电压与负载的关系实验，培养学生利用“实验研究，得出结论”的探究物理规律的科学思路和方法。
2、通过利用闭合电路欧姆定律解决一些简单的实际问题，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
通过本节课教学，加强对学生科学素质的培养，通过探究物理规律培养学生的创新精神和实践能力。教学重点
1、推导闭合电路欧姆定律，应用定律进行有关讨论。
2、路端电压与负载的关系 ★教学难点
路端电压与负载的关系 教学方法
演示实验，讨论、讲解 教学用具：
滑动变阻器、电压表、电流表、电键、导线若干、投影仪、多媒体电脑 教学过程
（一）引入新课
教师：前边我们知道电源是通过非静电力做功把其他形式能转化为电能的装置。只有用导线将电源、用电器连成闭合电路，电路中才有电流。那么电路中的电流大小与哪些因素有关？电源提供的电能是如何在闭合电路中分配的呢？今天我们就学习这方面的知识。
（二）进行新课
1、闭合电路欧姆定律
教师：（投影）教材图2.7-1（如图所示）
教师：闭合电路是由哪几部分组成的？ 学生：内电路和外电路。
教师：在外电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？
学生：沿电流方向电势降低。因为正电荷的移动方向就是电流方向，在外电路中，正电荷受静电力作用，从高电势向低电势运动。
教师：在内电路中，沿电流方向，电势如何变化？为什么？
学生（代表）：沿电流方向电势升高。因为电源内部，非静电力将正电荷从电势低处移到电势高处。
教师：这个同学说得确切吗？
学生讨论：如果电源是一节干电池，在电源的正负极附近存在着化学反应层，反应层中非静电力（化学作用）把正电荷从电势低处移到电势高处，在这两个反应层中，沿电流方向电势升高。在正负极之间，电源的内阻中也有电流，沿电流方向电势降低。
教师：（投影）教材图2.7-2（如图所示）内、外电路的电势变化。
教师：引导学生推导闭合电路的欧姆定律。可按以下思路进行：
设电源电动势为E，内阻为r，外电路电阻为R，闭合电路的电流为I，（1）写出在t时间内，外电路中消耗的电能E外的表达式；
2、路端电压与负载的关系
教师：对给定的电源，E、r均为定值，外电阻变化时，电路中的电流如何变化？ 学生：据I=E可知，R增大时I减小；R减小时I增大。Rr教师：外电阻增大时，路端电压如何变化？ 学生：有人说变大，有人说变小。
教师：实践是检验真理的惟一标准，让我们一起来做下面的实验。演示实验：探讨路端电压随外电阻变化的规律。（1）投影实验电路图如图所示。
（2）按电路图连接电路。
（3）调节滑动变阻器，改变外电路的电阻，观察路端电压怎样随电流（或外电阻）而改变。
学生：总结实验结论：
当外电阻增大时，电流减小，路端电压增大；当外电阻减小时，电流增大，路端电压减小。
教师：下面用前面学过的知识讨论它们之间的关系。路端电压与电流的关系式是什么？ 学生：U=E-Ir
教师：就某个电源来说，电动势E和内阻r是一定的。当R增大时，由I减小，由U=E-Ir，路端电压增大。反之，当R减小时，由I路端电压减小。
6当滑动触头P由I向b滑动的过程中，灯泡L的亮度变化情况是_______ A.逐渐变亮 B.逐渐变暗 C.先变亮后变暗 D.先变暗后变亮
解析：灯泡的亮度由灯的实际功率大小决定.电灯灯丝电阻不变，研究通过灯丝电流的大小可知灯的亮度.电源电动势E和内阻r不变，通过灯泡电流由外电路总电阻决定。外电阻是由滑动变阻器连入电路部分的电阻决定的，当滑动触头由a向b滑动过程中，滑动变阻器连入电路部分的电阻增大，总电阻增大，总电流I=
E减少，灯泡的实际功率PL=I2RL减小，灯泡变暗。
R总r综上所述，选项B正确。
☆闭合电路欧姆定律的定量应用
【例2】 如图所示电路中，R1=0.8Ω，R3=6Ω，滑动变阻器的全值电阻R2=12 Ω，电源电动势E=6 V，内阻r=0.2 Ω，当滑动变阻器的滑片在变阻器中央位置时，闭合开关S，电路中的电流表和电压表的读数各是多少?
R22R66Ω+0.8Ω=3.8Ω 解析：外电路的总电阻为R=1R266R32R3根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的总电流为 I=E6 A=1.5 A Rr3.80.2即电流表A1的读数为1.5 A 对于R2与R3组成的并联电路，根据部分电路欧姆定律，并联部分的电压为
R22=1.5×3 V=4.5 V U2=I·R并=I·RR322R3即电压表V2的读数为4.5 V 对于含有R2的支路，根据部分电路欧姆定律，通过R2的电流为 I2=U24.5 A=0.75 A R2/26即电流表A2的读数为0.75 A 电压表V1测量电源的路端电压，根据E=U外+U内得 U1=E-Ir=6 V-1.5×0.2 V=5.7 V 即电压表V1的读数为5.7 V.点评：
1.电路中的电流表、电压表均视为理想电表（题中特别指出的除外），即电流表内阻视为零，电压表内阻视为无穷大。
2.解答闭合电路问题的一般步骤：
（1）首先要认清外电路上各元件的串并联关系，必要时，应进行电路变换，画出等效电路图。
（2）解题关键是求总电流I，求总电流的具体方法是：若已知内、外电路上所有电阻的阻值和电源电动势，可用全电路欧姆定律（I=
E）直接求出I；若内外电路上有多个电阻Rr值未知，可利用某一部分电路的已知电流和电压求总电流I；当以上两种方法都行不通时，可以应用联立方程求出I。
预习内容
1.导体的电阻是导体本身的一种，它是由导体 决定的，导体的电阻跟它的 有关；跟它的 有关；跟它的 有关。
2.电阻定律：同种材料的导体，其电阻R与它的长度L成，与它的横截面积成 ；导体的电阻与 有关。表达式R=，式中ρ是比例系数，它与导体的材料有关，是表征 的一个重要的物理量。
3.各种材料的电阻率 都随温度的变化而，金属的电阻率随温度的升高而，而有些合金电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作。
例1 如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab=10 cm，bc=5 cm，当将A与B接入电压为U的电路中时，电流为1 A；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为（）A、4 A B、2 A
C、A
D、A
例2 某用电器离供电电源距离为L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为ρ，该输电线的横截面积最小值是（）A、ρL/R
B、2ρLI/U
C、U/ρLI
D、2UL/Iρ
例3如图所示，两只相同的白炽灯L1和L2串联接在电压恒定的电路中.若L1的灯丝断了，经搭丝后与L2.串联，重新接在原电路中，则此时L1的亮度与灯丝未断时比较()A.不变
当堂检测
1.根据电阻定律，电阻率A.跟导线的电阻成正比 A.将金属丝拉长至2L B.变亮 C.变暗
D.条件不足，无法判断
RSL对于温度一定的某种金属来说，它的电阻率()B.跟导线的横截面积成正比 C.跟导线的长度成反比 D.由所用金属材料的本身特性决定 B.将金属丝拉长至4L D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍 2.电路中有一段金属丝长为L，电阻为R，要使电阻变为4R，下列可行的方法是()C.将金属丝对折后拧成一股
3.一段粗细均匀的镍铬合金丝，横截面的直径为d，电阻为R，如果把它拉成直径为A．
d4的均匀细丝，电阻值将变为（）
R16 B．16R C．256R D．
R64)4.滑动变阻器的原理如图所示，则下列说法中正确的是（A.若将a、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值增大 B.若将a、d两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值减小 C.若将b、c两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值增大 D.若将a、b两端连在电路中，则当滑片OP向右滑动时，变阻器的阻值不变
5.有一只灯泡的灯丝断了，通过转动灯泡灯丝接通，再接入电源后，所发生的现象及其原因是(A.灯丝电阻变小，通过它的电流变大，根据P=I2R，电灯变亮 B.灯丝电阻变大，通过它的电流变小，根据P=I2R，电灯变暗)C.灯丝电阻变小，它两端的电压不变，根据PURUR2，电灯变亮
2D.灯丝电阻变大，它两端的电压不变，根据P，电灯变暗
6.两根完全相同的金属裸导线A和B，如果把导线A均匀拉长到原来的2倍，导线B对折后拧成一股，然后分别加上相同的电压，则它们的电阻之比RA:RB为______，相同时间内通过导体横截面的电荷量之比qA:qB为______
课后练习与提高学习
1.关于材料的电阻率，下列说法中正确的是（）A.把一根长导线截成等长的三段，每段的电阻率是原来的B.金属的电阻率随温度的升高而增大 C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小 D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量 2.将截面均匀、长为L、电阻为R的金属导线截去()A.Ln，再拉长至L，则导线电阻变为
(n1)Rn
B.Rn
C.nR(n1)
D.nR 3.两根完全相同的金属裸导线，如果把其中一根均匀拉长到原来的两倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同的电压，则在同一时间内通过它们的电荷量之比为(A.1:4 B.1:8 C.1:16)D.16:l 4.一段长为L，电阻为R的均匀电阻丝，把它拉制成3L长的均匀细丝后，切成等长的三段，然后把它们并联在一起，其电阻值为（）A．R／3 B．3R C．R／9 D．R 5.甲乙两条铜导线质量之比M甲:M乙=4:1,长度之比为L甲:L乙=1:4，则其电阻之比R甲：R乙为 A．1:1 B．1:16
C．64:1
D．1:64)
（）
6.白炽灯接在220V电源上能正常发光，将其接在一可调电压的电源上，使电压逐渐增大到220V，则下列说法正确的是(A.电流将逐渐变大 B.电流将逐渐变小
C.每增加1V电压而引起的电流变化量是相同的 D每增加1V电压而引起的电流变化量是减小的
7.有四个阻值为R的电阻全部使用，经过不同组合可以获得不同阻值的等效电阻，下列阻值中可以获得的阻值为(A.4R B.2R C.R D.0.6R)8.已知铜的电阻率小，合金的电阻率大，铂的电阻率随温度有明显变化，锰铜合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，则在下列空格处填上合适材料:连接电路的导线用______，电炉的电阻丝用______，电阻温度计用______，标准电阻用______ 9.两导线长度之比为1∶2，横截面积之比为3∶4，电阻率之比为5∶6，则它们的电阻之比为______。
10.输出电压恒定的电源与一根玻璃管中的水银柱组成电路，水银柱中通过的电流为0.1A，今将这些水银倒进另一根玻璃管中，管的内径是原来的2倍.重新与该电源组成电路，则流过水银柱的电流为______.11.一根长为0.5m的金属丝，横截面积为3.0mm2，在它两端加上0.15V的电压时，通过金属丝的电流为2.0A，求金属丝的电阻率。
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探究洛伦兹力
★新课标要求
（一）知识与技能
1、知道什么是洛伦兹力。
2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。
3、知道洛伦兹力大小的推理过程。
4、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。
5、理解洛伦兹力对电荷不做功。
6、了解电视机显像管的工作原理。
（二）过程与方法
通过洛伦兹力大小的推导过程进一步培养学生的分析推理能力。
（三）情感、态度与价值观
让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“推理—假设—实验验证”
★教学重点
1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。
2、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。
★教学难点
1、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。
2、洛伦兹力方向的判断。
★教学方法
实验观察法、讲述法、分析推理法
★教学用具：
电子射线管、电源、磁铁、投影仪、投影片
★教学过程
（一）引入新课 教师：（复习提问）前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：（1）如图，判定安培力的方向
学生上黑板做，解答如下：
若已知上图中：B=4.0×10-2 T，导线长L=10 cm，I=1 A。求：导线所受的安培力大小？ 学生解答：
F=BIL=4×10-2 T×1 A×0.1 m=4×10-3 N 版权所有@高考资源网
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学生解答：
甲中正电荷所受的洛伦兹力方向向上； 乙中负电荷所受的洛伦兹力方向向上；
丙中正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸内； 丁中负电荷所受的洛伦兹力的方向垂直于纸面指向纸外
教师：下面我们来讨论B、v、F三者方向间的相互关系。如图所示。
学生：F总垂直于B与v所在的平面。B与v可以垂直，可以不垂直。教师：现在我们来研究洛伦兹力的大小。
若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中。
教师：这段导体所受的安培力为多大？ 学生：F安=BIL
教师：电流强度I的微观表达式是什么？ 学生：I的微观表达式为I=nqSv
教师：这段导体中含有多少自由电荷数？ 学生：这段导体中含有的电荷数为nLS。
教师：每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？ 学生：安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS，所以
F洛F安nLSBILnqvSLBqvB nLSnLS教师：当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时，设夹角为θ，则电荷所受的洛伦兹力大小为多大？
学生：F洛qvBsin
教师指出：上式中各量的单位：F洛为牛（N），q为库伦（C），v为米/秒（m/s），B为特斯拉（T）
思考与讨论：同学们讨论一下带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？说明理由。
教师引导学生分析得：
洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面即洛伦兹力垂直于速度方向，因此，洛伦兹力只 版权所有@高考资源网
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B+vE
A．若电子从右向左飞入，电子也沿直线运动 B．若电子从右向左飞入，电子将向上偏转 C．若电子从右向左飞入，电子将向下偏转 D．若电子从左向右飞入，电子也沿直线运动
解析：若电子从右向左飞入，电场力向上，洛伦兹力也向上，所以上偏，B正确；若电子从左向右飞入，电场力向上，洛伦兹力向下。由题意，对正电荷qE=Bqv，与q无关，所以对电子二者也相等，所以电子从左向右飞，做匀速直线运动.答案：BD 【例4】一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线方向射入（若不计重力影响），粒子将在管中
A．做圆周运动
B．沿轴线来回运动 C．做匀加速直线运动
D．做匀速直线运动
解析：通电长螺线管内部的磁场方向始终与中轴线平行，带电粒子沿磁场方向运动时，不受洛伦兹力，所以一直保持原运动状态不变，正确答案是D。
答案：D ★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
教学目标
（一）知识与技能
1、知道什么是安培力，会推导安培力公式
F=BILsinθ。
2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
3、了解磁电式电流表的工作原理。
（二）过程与方法
通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。
（三）情感、态度与价值观
1、通过推导一般情况下安培力的公式F=BILsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。
2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。教学方法 实验观察法、逻辑推理法、讲解法
演示实验：蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线 教学过程
一、安培力的方向（学生探究）
教师：安培力的方向与什么因素有关呢？ 演示实验：
（1）改变电流的方向
现象：导体向相反的方向运动。
（2）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向
现象：导体又向相反的方向运动。教师引导学生分析得出结论1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。2）安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
左手定则
通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
例1：（学生练习）判断下图中导线A所受磁场力的方向。
通电平行直导线间的作用力方向如何呢？ 演示实验：
（1）电流的方向相同时
现象：两平行导线相互靠近。（2）电流的方向相反时
现象：两平行导线相互远离。
引导学生利用已有的知识进行分析
如图，两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时，它们相互间的作用力的方向如何?[来源:学,科,网]
说明：分析通电导线在磁场中的受力时，要先确定导线所在处的磁场方向，然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。
例题2:下列四幅图中通电导体受力方向表示正确的是()
二、安培力的大小
通过第二节课的学习，我们已经知道，垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它在磁场中受到的安培力
F=BIL 当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为零。
问题：当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时，导线受的安培力多大呢？ 教师投影图3.4-4，引导学生推导：
将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量B和与导线平行的分量B//，则， BBsin
B//Bcos因B//不产生安培力，导线所受安培力是B产生的，故安培力计算的一般公式为：F
三、磁电式电流表
（1）电流表主要由哪几部分组成的？展示实物
电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。（2）什么电流表可测出电流的强弱和方向？
磁场对电流的作用力和电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力越大，线圈和指针偏转的角度就越大，因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。（3）电流表中磁场分布有何特点呢？为何要如此分布？ 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。
所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。该磁场并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B的大小是相等的。这样的磁场，可使线圈转动时，它的两个边所经过的位置磁场强弱都相同，从而使表盘的刻度均匀。
（4）磁电式仪表的优缺点是什么？
磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）。如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏。
课后作业
课时训练10、11
【教学目标】
（一）知识与技能
1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。
2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。
3、知道电功率和热功率的区别和联系。
（二）过程与方法
通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、推理能力。
（三）情感、态度与价值观
通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步掌握能量守恒定律的普遍性。
【教学重点】
电功、电功率的概念、公式；焦耳定律、电热功率的概念、公式。
【教学难点】
电功率和热功率的区别和联系。
【教学过程】
（一）复习
1.串并联电路的性质。2.电流表的改装。
（二）进行新课
1、电功和电功率
教师：请同学们思考下列问题
（1）电场力的功的定义式是什么?（2）电流的定义式是什么? 学生：（1）电场力的功的定义式W=qU
（2）电流的定义式I=
q t教师：投影教材图2.5-1（如图所示）
如图所示，一段电路两端的电压为U，由于这段电路两端有电势差，电路中就有电场存在，电路中的自由电荷在电场力的作
用下发生定向移动，形成电流I，在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少? 学生：在时间t内，通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。
教师：这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中，电场力做了多少功？
学生：在这一过程中，电场力做的功W=qU=IUt
教师：在这段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所做的功，简称电功。电功：
（1）定义：在一段电路中电场力所做的功，就是电流所做的功，简称电功.（2）定义式：W=UIT
教师：电功的定义式用语言如何表述？
学生：电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U，电路中的电流I和通电时间t三者的乘积。
教师：请同学们说出电功的单位有哪些？
学生：（1）在国际单位制中，电功的单位是焦耳，简称焦，符号是J.（2）电功的常用单位有：千瓦时，俗称“度”，符号是kW·h.说明：使用电功的定义式计算时，要注意电压U的单位用V，电流I的单位用A，通电时间t的单位用s，求出的电功W的单位就是J。
教师：在相同的时间里，电流通过不同用电器所做的功一般不同。例如，在相同时间里，电流通过电力机车的电动机所做的功要显著大于通过电风扇的电动机所做的功。电流做功不仅有多少，而且还有快慢，为了描述电流做功的快慢，引入电功率的概念。
（1）定义：单位时间内电流所做的功叫做电功率。用P表示电功率。（2）定义式：P=W=IU t（3）单位：瓦（W）、千瓦（kW）
［说明］电流做功的“快慢”与电流做功的“多少”不同。电流做功快，但做功不一定多；电流做功慢，但做功不一定少。
2、焦耳定律
教师：电流做功，消耗的是电能。电能转化为什么形式的能与电路中的电学元件有关。在纯电阻元件中电能完全转化成内能，于是导体发热。．．．．．．．设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通过的电流为I，试计算在时间t内电
流通过此电阻产生的热量Q。
学生：求解产生的热量Q。
解：据欧姆定律加在电阻元件两端的电压U=IR 在时间t内电场力对电阻元件所做的功为W=IUt=I2Rt
由于电路中只有纯电阻元件，故电流所做的功W等于电热Q。产生的热量为
Q=I2Rt
教师指出：这个关系最初是物理学家焦耳用实验得到的，叫焦耳定律，同学们在初中已经学过了。
学生活动：总结热功率的定义、定义式及单位。热功率：
（1）定义：单位时间内发热的功率叫做热功率。（2）定义式：P热=
Q
2=IR t（3）单位：瓦（W）
（三）研究电功率与热功率的区别和联系。
学生：分组讨论总结电功率与热功率的区别和联系。师生共同活动：总结：（1）电功率与热功率的区别
电功率是指输入某段电路的全部功率或在这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压U和通过的电流I的乘积。
热功率是在某段电路上因发热而消耗的功率，决定于通过这段电路的电流的平方I2和电阻R的乘积。
（2）电功率与热功率的联系
若在电路中只有电阻元件时，电功率与热功率数值相等。即P热=P电 教师指出：
若电路中有电动机或电解槽时，电路消耗的电功率绝大部分转化为机械能或化学能，只有一少部分转化为内能，这时电功率大于热功率，即P电＞P热。
课堂练习
例一： 一个电动机，线圈电阻是0.4欧，当它两端所加的电压为220V时，通过的电流是5A。求（1）电功率是否等于热功率？（2）这台电动机的机械功率是多少？
解：本题涉及三个不同的功率：电动机消耗的电功率P电、电动机发热的功率P热、转化为机械能的功率P机
。三者之间遵从能量守恒定律，即
P电=P热+P机 由焦耳定律，电动机发热的功率为
P热=I2R 电动机消耗的功率，即电流做功的功率为
P电=IU 因此可得电能转化为机械的功率，即电动机所做机械功的功率
P机=P电-P热=IU － I2R
=5 ×220 －52 ×0.4
=1090w 课堂小结
电功
W=UIt
电功率
P=UI
焦耳热
Q=I2Rt
热功率
P=I2R 纯电阻电路:
电功=电热
电功率=热功率
非纯电阻电路:
电功=电热+其它形式的能量
【摘要】查字典物理网小编编辑整理了高二物理教案：万有引力定律，供广大同学们在暑假期间，复习本门课程，希望能帮助同学们加深记忆，巩固学过的知识!
教学目标
知识与技能
1.了解万有引力定律得出的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。
2.知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围。
3.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。
4.了解万有引力定律发现的意义。
过程与方法
1.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程，体会在科学规律发现过程中猜想与求证 的重要性。
2.体会推导过程中的数量关系.情感、态度与价值观
1.感受自然界任何物体间引力的关系，从而体会大自然的奥秘.2.通过演绎牛顿当年发现万有引力定律的过程和卡文迪许测定万有引力常量的实验，让
学生体会科学家们勇于探索、永不知足的精神和发现真理的曲折与艰辛。
教学重点、难点
1.万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是学生理解的难点。
2.由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识。
教学方法
探究、讲授、讨论、练习
教 学 活 动
(一)引入新课
复习回顾上节课的内容
如果行星的运动轨道是圆，则行星将作匀速圆周运动。根据匀速圆周运动的条件可知，行星必然要受到一个引力。牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F提供行星作匀速圆周运动所需的向心力。
学生活动： 推导得
将V=2r/T代入上式得
利用开普勒第三定律 代入上式
得到：
师生总结：由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即：F
教师：牛顿根据其第三定律：太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力，且大小相等。于是提出大胆的设想：既然这个引力与行星的质量成正比，也应跟太阳的质量M成正比。即：F
写成等式就是F=G(其中G为比例常数)
(二)进行新课
教师：牛顿得到这个规律以后是不是就停止思考了呢?假如你是牛顿，你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结：
猜想一：既然行星与太阳之间的力遵从这个规律，那么其他天体之间的力是否也遵从这个规律呢?(比如说月球与地球之间)
师生： 因为其他天体的运动规律与之类似,根据前面的推导所以月球与地球之间的力，其他行星的卫星和该行星之间的力，都满足上面的规律,而且都是同一种性质的力。
教师：但是牛顿的思考还是没有停止。假如你是牛顿，你又会想到什么呢?
学生回答基础上教师总结：
猜想二：地球与月球之间的力，和地球与其周围物体之间的力是否遵从相同的规律?
教师：地球对月球的引力提供向心力，即F= =ma
地球对其周围物体的力，就是物体受到的重力，即F=mg 从以上推导可知：地球对月球的引力遵从以上规律，即F=G
那么，地球对其周围物体的力是否也满足以上规律呢?即F=G
此等式是否成立呢?
已知：地球半径R=6.37106m , 月球绕地球的轨道半径r=3.8108 m ，月球绕地球的公转周期T=27.3天, 重力加速度g=9.8
(以上数据在当时都已经能够精确测量)
提问：同学们能否通过提供的数据验证关系式F=G 是否成立?
学生回答基础上教师总结：
假设此关系式成立，即F=G
可得： =ma=G F=mg=G
两式相比得： a/g=R2 / r2
但此等式是在以上假设成立的基础上得到的，反过来若能通过其他途径证明此等式成立，也就证明了前面的假设是成立的。代人数据计算：
a/g1/3600
R2 / r21/3600
即a/g=R2 / r2 成立，从而证明以上假设是成立的，说明地球与其周围物体之间的力也遵从相同的规律，即F=G
这就是牛顿当年所做的著名的月-地检验，结果证明他的猜想是正确的。从而验证了地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，遵守同样的规律。
教师：不过牛顿的思考还是没有停止，假如你是牛顿，此时你又会想到什么呢? 学生回答基础上教师总结：
猜想三：自然界中任何两个物体间的作用力是否都遵从相同的规律?
牛顿在研究了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。于是他大胆地把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。
万有引力定律
①内容
自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。
②公式
如果用m1和m2表示两个物体的质量，用r表示它们的距离，那么万有引力定律可以用下面的公式来表示(其中G为引力常量)
说明：1.G为引力常量，在SI制中，G=6.6710-11Nm2/kg2.2.万有引力定律中的物体是指质点而言，不能随意应用于一般物体。
a.对于相距很远因而可以看作质点的物体，公式中的r 就是指两个质点间的距离;
b.对均匀的球体，可以看成是质量集中于球心上的质点，这是一种等效的简化处理方法。
教师：牛顿虽然得到了万有引力定律，但并没有很大的实际应用，因为当时他没有办法测定引力常量G的数值。直到一百多年后英国的另一位物理学家卡文迪许才用实验测定了G的数值。
利用多媒体演示说明卡文迪许的扭秤装置及其原理。
扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架，把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力，石英丝就会扭转一个角度。力越大，扭转的角度也越大。反过来，如果测出T形架转过的角度，也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球，再在每个小球的附近各放一个大球，大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律，大球会对小球产生引力，T形架会随之扭转，只要测出其扭转的角度，就可以测出引力的大小。当然由于引力很小，这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子，用一束光射向镜子，经镜子反射后的光射向远处的刻度尺，当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时，刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样，就起到一个化小为大的效果，通过测定光斑的移动，测定了T形架在放置大球前后扭转的角度，从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律，并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。
卡文迪许测定的G值为6.75410-11 Nm2/kg2，现在公认的G值为6.6710-11 Nm2/kg2。由于万有引力恒量的数值非常小，所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的，我们可以估算一下，两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力有多大(可由学生回答：约6.6710-7N)，这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到，如地球对我们的引力大致就是我们的重力，月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大，又是非常惊人的：如太阳对地球的引力达3.561022N。
(一)导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力所做的功称为电功。适用于一切电路.包括纯电阻和非纯电阻电路。
1、纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。
2、非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路。
在国际单位制中电功的单位是焦(J)，常用单位有千瓦时(kW·h)。
1kW·h=3.6×106J
(二)电功率是描述电流做功快慢的物理量。
额定功率：是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率，铭牌上所标称的功率。
实际功率：是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率。
用电器只有在额定电压下工作实际功率才等于额定功率。
二、焦耳定律和热功率
(一)焦耳定律：电流流过导体时，导体上产生的热量Q=I 2Rt
此式也适用于任何电路，包括电动机等非纯电阻发热的计算.产生电热的过程，是电流做功，把电能转化为内能的过程。
(二)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率。
课时：1 课时
教学要求：
1、以热传导和机械能与内能的相互转化为例，让学生知道宏观热学过程是有方向性的；
2、让学生知道第二类永动机是不可能制成的；
3、让学生初步了解热力学第二定律的两种内容 表述，并能用之去解释一些简单的现象；
教学过程：
一、引入新课：
有趣的问题：地球上有大量海水，它的总质量约为1.4×1018 t，只要这些海水的温度0.1℃，就能放出5.8×1023 J的热量，这相当于1800万个核电站一年的发电量。为什么人们不去研究这种“新能源”呢？原来，这样做是不可能的。这涉及物理学的一个基本定律。
二、新课讲授：
（一）热传导的方向性：
大家都有这样的经验：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从高温物体传给低温物体，使高温物体的温度降低，低温物体的温度升高。从未有过这样的现象：热量会自发地从低温物体传给高温物体，使低温物体的温度越来越低，高温物体的温度越来越高。（这里所说的“自发地”，指的是没有任何外界的影响或者帮助）也许会产生一个疑问：电冰箱内部的温度比外部低，为什么致冷系统还能不断地把箱内的热量传给外界的空气？这是因为电冰箱消耗了电能，对致冷系统做了功。一旦切断电源，电冰箱就不能把箱内的热量传给外界的空气了。相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使箱内的温度逐渐升高。
在这里，我们看到，热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反方向却不能自发地进行。要实现相反方向的过程，必须借助外界的帮助，因而产生其化影响或引起其化变化。
（二）第二类永动机：
一个在水平地面上运动的物体，由于克服磨擦力做功，最后要停下来。在这个过程中，物体的动能转化为内能，使物体和地面的温度升高。但是，人们决不会看到这样的现象：一个放在水平地面上的物体，温度降低，可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来！
有人可能提出一种设想：发明一种热机，它可以把物体和地面磨擦所生的热量都吸收过来，对物体做功，将内能全部转化为动能，使物体在地面上重新运动起来，而不引起其他变化。这是一个非常诱人的设想。这个设想并不违反能量守恒定律，若真能制成这种热机，本节开始时提到的，单从海水中吸取热量来做功，就成为可能了，“能源问题”也就解决了。
热机是一种把内能转化为机械能的装置。以内燃机为例：气缸中的气体得到燃料燃烧时产生的热量Q1，推动活塞做功W，然后排出废气，同时把热量Q2。
我们把热机做的功W和它从热源吸收的热量Q1的比值叫做热机的效率，用表示，则有：
教学目标：
1、欣赏并领会本诗的艺术特点。
2、诵读品味本诗的意境。教学重点： 教学难点：
对诗人思想感情的认识。教学方法：
诵读法、问题探究法 教学课时： 1课时
教学过程：
一、导入
师生共同回忆杜甫的作品。
二、解题 “阁夜”，即西阁之夜。这首七言律诗是杜甫于大历元年（766）冬寓居夔州西阁时所作，是诗人感时、伤乱、忆旧、思乡心情的真实写照。当时，蜀中发生了崔旰(gàn)、郭英乂(yì)、杨子琳等军阀的连年混战，吐蕃也不断侵袭蜀地，加之杜甫好友李白、严武、高适等人相继亡故，所以杜甫深感寂寞悲哀。
三、朗诵
四、字词提问 岁暮 阴阳 短景 霁 五更 漫
五、内容概括
首联岁暮雪霁 颔联五更见闻 颈联战后所见 尾联追昔抒怀
六、鉴赏：
1、“岁暮阴阳催短影,天涯霜雪霁寒”这一联交代了什么要素? “岁暮”，交代时间转眼一年将尽，有韶光易逝人生短暂之感,稍稍流露出凄苦的心境。“天涯”，称所在地夔州，有沦落天涯自伤飘泊凄寒，“宵”这里指黎明前，暗示诗人彻夜未眠，可见忧心之重，为下文写听到当地驻军的鼓角声作铺垫。
2、“五更鼓角声悲壮，三峡星河影动摇”这一联写了几种感觉？表达了诗人什么样的感情？
3、“野哭千家闻战伐，夷歌数处起渔樵”这一联你读懂了什么？上下句运用了什么表现手法？抒发了何种感情？
写“野哭”而多至“千家”，这是战乱造成的，何至“千家”皆哭？反映了人民的深重灾难；“夷歌”，显示了地方风情。上下句形成对比，有人忧有人愁。抒发了对百姓因战争而劳顿的痛惜。
4、“卧龙跃马终黄土,人事音书漫寂寥”这一联运用了什么表现手法？表达了诗人怎样的悲慨？
关岭县综合性高级中学 苏勇
一、教材内容解析
由于正整数无法穷尽的特点，有些关于正整数n的命题，难以对n进行一一的验证，从而需要寻求一种新的推理方法，以便能通过有限的推理来证明无限的结论.这是数学归纳法产生的根源.数学归纳法是数学上证明与自然数n有关的命题的一种特殊方法，它主要用来研究与正整数有关的数学问题，在高中数学中常用来证明等式成立和数列通项公式成立。
数学归纳法是一种证明与正整数n有关的命题的重要方法。它的独到之处便是运用有限个步骤就能证明无限多个对象，而实现这一目的的工具就是递推思想。
在数学结论的发现过程中，往往先通过对大量个别事实的观察，通过归纳形成一般性的结论，最终利用数学归纳法的证明解决问题.因此可以说论断是以试验性的方式发现的，而论证就像是对归纳的一个数学补充，即“观察”+“归纳”+“证明”=“发现”.二、学情分析
该阶段学生的认知基础：（1）对正整数的特点的感性认识；（2）对“无穷”的概念有一定的认识和兴趣；（3）在数列的学习中对递推思想有一定的体会；（4）在生活经验中接触到一些具有递推性质的事实；
三、教学目标
知识与技能：理解数学归纳的原理与实质．掌握两个步骤；会证明简单的与自然数有关的命题．培养学生观察、分析、思考、论证的能力，发展抽象思维能力和创新能力．培养学生大胆猜想、小心求证的辨证思维素质以及发现问题、提出问题的意识和数学交流的能力． 过程与方法：努力创设课堂愉悦情境，使学生处于积极思考、大胆质疑的氛围，提高学生学习的兴趣和课堂效率．让学生经历知识的构建过程，体会类比的数学思想．
情感态度价值观：让学生领悟数学思想和辩证唯物主义观点；体会研究数学问题的一种方法，激发学生的学习热情，使学生初步形成做数学的意识和科学精神．
四、教学重点与难点
教学重点：借助具体实例了解数学归纳法的基本思想，掌握它的基本步骤，运用它证明一些与正整数有关的简单恒等式，特别要注意递推步骤中归纳假设的运用和恒等变换的运用。 教学难点：（1）如何理解数学归纳法证题的严密性和有效性。（2）递推步骤中如何利用归纳假设，即如何利用假设证明当n=k+1时结论正确。
五、教学方法
本节课采用类比启发探究式教学方法，以学生及其发展为本，一切从学生出发。在教师组织启发下，通过创设问题情境，激发学习欲望。师生之间、学生之间共同探究数学归纳法的原理、步骤；培养学生归纳、类比推理的能力，进而应用数学归纳法，证明一些与正整数n有关的简单数学命题；提高学生的应用能力，分析问题、解决问题的能力。既强调独立思考，又提倡团结合作；既重视教师的组织引导，又强调学生的主体性、主动性、平等性、交流性、开放性和合作性。
六、教学过程
（一）创设问题情境
思考1：某人想排队进展览馆参观，不知自己能否进得去，于是问组织者，答：只要你前一个人能进去，你就能进去.那么此人能进去参观吗？若每个排队的人都能进去参观，需要什么条件？
（①第一个人进去；②若前一个人进去，则后一个人也能进去.）
思考2：某人姓王，其子子孙孙都姓王吗？某家族所有男人世代都姓王的条件是什么？（①始祖姓王（第1代姓王）； ②子随父姓（如果第k代姓王，则第k+1代也姓王））
（二）探索新知
问题：已知数列{an}，a1=1，an+1= an，求a4，a100以及an。师生活动：学生进行计算推理后，展示思考结果.教师追问：
（1）根据递推公式an+1= an，可以由又是如何求得呢？
出发，推出，再由推出，由推出，说说你（由前四项归纳猜想.）
（2）归纳猜想的结果并不可靠，你能否对设计意图：学生通过对出其下一项的值.针对学生的回答情况，教师可进行追问：
给以严格的证明吗？ 的求解以及思考1,2所渗透的思想，体会到只需知道某一项，就可求问1:利用递推公式，命题中的n由1可以推出2，由2可以推出3，由3可以推出4，···，由99可以推出100.这样要严格证明n=100结论成立，需要进行多少个步骤的论证呢？
第一步，；
第二步：；（由推）
第三步，；（由推）
第四步，；（由推）……
第99步，；（由推）
第100步，.（由推）
问2：我们能否只用最少的步骤就能证明这个结论呢？
（除了第一步论证之外，其余99个步骤的证明都可以概括成一个命题的证明，即转化为对以下命题的证明：
若n取某一个值时结论成立，则n取其下一个值时结论也成立，即
若（），则.（*）
（.））
问3：你能进一步说明命题（*）的证明对原命题的证明起到什么作用吗？
问4：有了命题（*）的证明，你能肯定吗？你能肯定吗？你能肯定问5：给定吗？甚至你能肯定吗？…
及命题（*），你能推出什么结论呢？
（通过步步递推，可以证明对任意的正整数n，结论问6：试写出此命题的证明:
都成立.）
已知数列｛an｝：，求证：.证明:(1)当n=1时，所以结论成立.(2)假设当n=k(k N*)时，结论成立，即则当n=k+1时，即当n=k+1时，结论也成立.由（1）(2)可得，对任意的正整数n都有问7：你能否总结出这一证明方法的一般模式?
成立.一般地，证明一个与正整数n有关的命题，可按下列步骤进行：（1）（归纳奠基）证明当n=n0(n0∈N*)时命题成立；
（2）（归纳递推）假设当n=k(k∈N*，且k≥n0)时命题成立，证明当n=k+1时命题也成立.问8：数学归纳法的第一步n的初始值是否一定为1？ 提示：不一定，如证明n边形的内角和为（n-2）·180。时。又如：用数学归纳法证明3n>n3(n≥3，n∈N)第一步应验证？ 问9：对方法中的两个步骤，你是如何理解的？
预设：一是归纳基础，二是归纳递推.两者缺一不可。数学归纳法实质上将对原问题的证明转化为对两个步骤的证明和判断，由此可进行无限的循环.（三）方法的深度透析
an+1=思考1：已知数列{an}满足
an1a=1+an（n∈N*），假设当n＝k时，kk，则当n＝k＋1时，ak＋1等于什么？ 若假设(ak=22k-1，则ak＋1等于什么？)思考2：若给出a1＝1，则数列{an}的通项公式是什么？若给出a1＝2，则数列{an}的通项公式是什么？如何理解你的结论？
()
注意：递推基础不可少，归纳假设要用到，结论写明莫忘掉。
（四）典例讲解
（五）小结与回顾
（1）数学归纳法能解决哪些问题？（与正整数n有关的命题的证明）（2）数学归纳法的证题步骤是什么？（两步骤一结论）（3）它的核心思想是什么？（无穷递推）（4）在学习与思考中你还有哪些疑惑？
（六）布置作业
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