物理3132教材分析黄恕伯ppt课件

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1、黄恕伯 05.8高中物理课程标准高中物理课程标准3-13-1、3-23-2模块模块教材分析和教学建议教材分析和教学建议黄恕伯黄恕伯黄恕伯黄恕伯 2005.8.2005.8.2005.8.2005.8. 黄恕伯 05.8（一）新教材和原教材的（一）新教材和原教材的 章节结构对比章节结构对比黄恕伯 05.8 新新第一章第一章 1 1 电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律2 2 库仑定律库仑定律3 3 电场强度电场强度 4 4 电势能和电势电势能和电势5 5 电势差电势差 6 6 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系 7 7 电容器与电容电容器与电容8 8 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中

2、的运动 原原第十三章第十三章一、电荷库仑定律一、电荷库仑定律二、电场电场强度二、电场电场强度三、电场线三、电场线四、静电屏蔽四、静电屏蔽五、电势差电势五、电势差电势六、等势面六、等势面七、电势差与电场强度的关系七、电势差与电场强度的关系八、电容器的电容八、电容器的电容九、带电粒子在匀强电场中的运动九、带电粒子在匀强电场中的运动十、静电的利用和防止十、静电的利用和防止电势能、电势、电势能、电势、电势能、电势、电势能、电势、电势差的知识线电势差的知识线电势差的知识线电势差的知识线索不同索不同索不同索不同电势能、电势、电势能、电势、电势能、电势、电势能、电势、电势差的知识线电势差的知识线电势差的知识

3、线电势差的知识线索不同索不同索不同索不同黄恕伯 05.8 新新第二章第二章 恒定电流恒定电流 1 1 导体中的电场和电流导体中的电场和电流2 2 电动势电动势 3 3 欧姆定律欧姆定律4 4 串联电路和并联电路串联电路和并联电路 5 5 焦耳定律焦耳定律 6 6 电阻定律电阻定律 7 7 闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律 8 8 多用电表多用电表 9 9 实验：测定电池电动势和内阻实验：测定电池电动势和内阻 10 10 简单的逻辑电路简单的逻辑电路 原原第十四章恒定电流第十四章恒定电流一、欧姆定律一、欧姆定律二、电阻定律电阻率二、电阻定律电阻率三、半导体及其应用三、半导体及其应用四、超导及其应

4、用四、超导及其应用五、电功和电功率五、电功和电功率六、闭合电路欧姆定律六、闭合电路欧姆定律七、电压表和电流表七、电压表和电流表 增增增增加加加加黄恕伯 05.8 新新第三章第三章 磁场磁场1 1 磁现象和磁场磁现象和磁场 2 2 磁感应强度磁感应强度3 3 几种常见的磁场几种常见的磁场4 4 磁场对通电导线的作用力磁场对通电导线的作用力5 5 磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力6 6 带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动 原原第十五章第十五章 磁场磁场一、磁场磁感线一、磁场磁感线二、安培力磁感应强度二、安培力磁感应强度三、电流表的工作原理三、电流表的工作原理四、磁场对

5、运动电荷的作用四、磁场对运动电荷的作用五、带电粒子在磁场中的运动质谱仪五、带电粒子在磁场中的运动质谱仪六、回旋加速器六、回旋加速器黄恕伯 05.8 第四章第四章 电电磁感应磁感应1 1 划划时代的发现时代的发现 2 2 探探究电磁感应的产生条件究电磁感应的产生条件3 3 法法拉第电磁感应定律拉第电磁感应定律4 4 楞楞次定律次定律5 5 感感生电动势和动生电动势生电动势和动生电动势6 6 互互感和自感感和自感7 7 涡流涡流 第十六章电磁感应第十六章电磁感应一、电磁感应现象一、电磁感应现象二、法拉第电磁感应定律二、法拉第电磁感应定律三、楞次定律三、楞次定律 四、椤次定律的应用四、椤次定律的应用

6、五、自感现象五、自感现象六、日光灯原理六、日光灯原理七、涡流七、涡流增加增加增加增加增加增加增加增加黄恕伯 05.8 新新第五章第五章 交交变电流变电流1 1 交交变电流变电流 2 2 描描述交变电流的物理量述交变电流的物理量3 3 电电感和电容对交变电路的影响感和电容对交变电路的影响4 4 变压器变压器5 5 电电能的输送能的输送 原原第十七章交变电流第十七章交变电流一、交变电流的产生和变化规律一、交变电流的产生和变化规律二、表征交变电流的物理量二、表征交变电流的物理量三、电感和电容对交变电流的影响三、电感和电容对交变电流的影响四、变压器四、变压器五、电能的输送五、电能的输送六、三相交变电流

7、六、三相交变电流黄恕伯 05.8 新新第六章第六章 传感器传感器1 1 传感器及其工作原理传感器及其工作原理 2 2 传感器的应用（一）传感器的应用（一）3 3 传感器的应用（二）传感器的应用（二）4 4 传感器的应用实例传感器的应用实例 原原第二册（必加选）第二册（必加选）阅读阅读电容式传感器电容式传感器阅读阅读动圈式话筒原理动圈式话筒原理实验实验传感器的简单应用传感器的简单应用黄恕伯 05.8总的感觉总的感觉 一一一一、结结结结构构构构方方方方面面面面：大大体体继继承承了了原原教教材材的的基基本本结结构构和和线线索，对此，不会造成教学不适应的问题。索，对此，不会造成教学不适应的问题。 二二

8、二二、内内内内容容容容方方方方面面面面：新新增增加加的的知知识识内内容容不不多多（传传感感器器、门门电电路路）。而而且且在在编编写写这这些些新新内内容容时时，注注重重基基础础性性、连连贯性和可读性，新教科书在知识上不会有大的困难。贯性和可读性，新教科书在知识上不会有大的困难。 三三三三、理理理理念念念念方方方方面面面面：新新教教科科书书重重视视“过过程程“目目标标的的落落实实，重重视视“情情感感”目目标标的的体体现现，重重视视联联系系学学生生生生活活、社社会会实实践践和和现现代代科科技技。如如何何在在新新教教科科书书的的基基础础上上通通过过教教师师的的进进一一步步创创造造，在在课课堂堂教教学学

9、中中体体现现新新的的课课程程理理念念，这这是是实实施施新课程需要解决的最大问题。新课程需要解决的最大问题。黄恕伯 05.8（二）教材分析、介绍（二）教材分析、介绍和教学建议和教学建议黄恕伯 05.8一、进一步完善了静电学中知识链一、进一步完善了静电学中知识链黄恕伯 05.8电电电电 场场场场 力力力力电场强度电场强度电场强度电场强度电电电电 势势势势 差差差差电电电电 势势势势电电电电 势势势势 能能能能电场力的功电场力的功电场力的功电场力的功电场力做电场力做电场力做电场力做功与路径功与路径功与路径功与路径无关无关无关无关试试试试探探探探电电电电荷荷荷荷在在在在场场场场中中中中某某某某点点点点

10、受受受受的的的的电电电电场场场场力力力力与与与与电电电电荷荷荷荷量量量量的的的的比比比比值值值值跟试探电荷无关跟试探电荷无关跟试探电荷无关跟试探电荷无关EF/q和重力与重和重力与重和重力与重和重力与重力势能类比力势能类比力势能类比力势能类比WABEpAEpB试试试试探探探探电电电电荷荷荷荷在在在在电电电电场场场场中中中中某某某某点点点点的的的的电电电电势势势势能能能能与与与与电电电电荷荷荷荷量量量量的的的的比比比比值值值值跟试探电荷无关跟试探电荷无关跟试探电荷无关跟试探电荷无关Ep /q电场中两点电势电场中两点电势电场中两点电势电场中两点电势之差叫电势差之差叫电势差之差叫电势差之差叫电势差UA

11、BABE E数值等于沿数值等于沿数值等于沿数值等于沿场强方向单位场强方向单位场强方向单位场强方向单位距离的电势差距离的电势差距离的电势差距离的电势差UEd黄恕伯 05.8电电电电 场场场场 力力力力电场强度电场强度电场强度电场强度电电电电 势势势势 差差差差电电电电 势势势势电电电电 势势势势 能能能能电场力的功电场力的功电场力的功电场力的功试试试试探探探探电电电电荷荷荷荷在在在在电电电电场场场场中中中中某某某某点点点点的的的的电电电电势势势势能能能能与与与与电电电电荷荷荷荷量量量量的的的的比比比比值值值值跟试探电荷无关跟试探电荷无关跟试探电荷无关跟试探电荷无关电场力做电场力做电场力做电场力做

12、功与路径功与路径功与路径功与路径无关无关无关无关电场中两点电势电场中两点电势电场中两点电势电场中两点电势之差叫电势差之差叫电势差之差叫电势差之差叫电势差试试试试探探探探电电电电荷荷荷荷在在在在场场场场中中中中某某某某点点点点受受受受的的的的电电电电场场场场力力力力与与与与电电电电荷荷荷荷量量量量的的的的比比比比值值值值跟试探电荷无关跟试探电荷无关跟试探电荷无关跟试探电荷无关E E数值等于沿数值等于沿数值等于沿数值等于沿场强方向单位场强方向单位场强方向单位场强方向单位距离的电势差距离的电势差距离的电势差距离的电势差EF/qWABEpAEpBEp /qUABABUEd和重力与重和重力与重和重力与重

13、和重力与重力势能类比力势能类比力势能类比力势能类比WABEpAEpB黄恕伯 05.8电电 场场 力力电场强度电场强度电电 势势 差差电电 势势电电 势势 能能电场力的功电场力的功电电电电势势势势定定定定义义义义：单单单单位位位位正正正正电电电电荷荷荷荷由由由由该该该该点点点点移移移移到到到到参参参参考考考考点点点点（零零零零电势）电场力所做的功电势）电场力所做的功电势）电场力所做的功电势）电场力所做的功定义定义定义定义: : U UABABWWAB AB / q/ q电电电电 势势势势电电电电 势势势势 差差差差电电电电 势势势势 能能能能和重力与重和重力与重和重力与重和重力与重力势能类比力势

14、能类比力势能类比力势能类比电场强度电场强度电场强度电场强度电电电电 场场场场 力力力力静电力做功与路静电力做功与路静电力做功与路静电力做功与路径无关没有证明径无关没有证明径无关没有证明径无关没有证明原教材中的原教材中的原教材中的原教材中的有关知识链有关知识链有关知识链有关知识链电场力的功电场力的功电场力的功电场力的功黄恕伯 05.8定义式定义式决定式决定式电场强度电场强度F / q（点电荷）（点电荷）电电 势势E / q（点电荷）（点电荷）电电 容容Q / U（平行板电容器）（平行板电容器）上述教材的设计有利于知识的类比：上述教材的设计有利于知识的类比：电电 阻阻 U / I（金属导体）（金属

15、导体） 黄恕伯 05.8二、建立了静电现象和恒定电流之间的内在联系二、建立了静电现象和恒定电流之间的内在联系学学生生对对第第二二章章中中“通通电电导导体体两两端端存存在在电电势势差差、导导体体内内部部电电子子在在电电场场力力作作用用下下定定向向运运动动” 的的认认识识，跟跟第第一一章章中中“导导体体内内部部场场强强为为零零、导导体体是是一一个个等等势势体体”的说法不符，感到困惑。的说法不符，感到困惑。新新教教科科书书本本章章教教材材的的第第一一节节课课，便便在在静静电电场场知知识识的的基基础础上上，通通过过分分析析，引引入入恒恒定定电电场场的的概概念念，建建立立了了静电现象跟恒定电场之间的内在

16、联系。静电现象跟恒定电场之间的内在联系。黄恕伯 05.8MNE0FFnFtAB假设在电源正、负假设在电源正、负极之间连一根导线极之间连一根导线黄恕伯 05.8意图：意图：意图：意图：建立第一、第二两章的联系，消除困惑建立第一、第二两章的联系，消除困惑建立第一、第二两章的联系，消除困惑建立第一、第二两章的联系，消除困惑MNE0FFnFt 假设在电源正、负假设在电源正、负极之间连一根导线极之间连一根导线ABMNE0MNEEE0E导线内很快形成沿导线内很快形成沿导线方向恒定电场导线方向恒定电场经历一次由不平衡到动态平衡的变化分析过程经历一次由不平衡到动态平衡的变化分析过程经历一次由不平衡到动态平衡的

17、变化分析过程经历一次由不平衡到动态平衡的变化分析过程为串、并联电路的电流关系提供理论分析基础为串、并联电路的电流关系提供理论分析基础为串、并联电路的电流关系提供理论分析基础为串、并联电路的电流关系提供理论分析基础黄恕伯 05.8三、重视对知识线索的进一步规划和设计三、重视对知识线索的进一步规划和设计1.串联和并联电路串联和并联电路黄恕伯 05.8关于串、并联电路的主要知识线索关于串、并联电路的主要知识线索关于串、并联电路的主要知识线索关于串、并联电路的主要知识线索串、并联电路串、并联电路的电压关系的电压关系串、并联电路的电阻关系串、并联电路的电阻关系根据电势差的根据电势差的概念理论分析概念理论

18、分析串、并联电路串、并联电路的电流关系的电流关系ABCDabcdb1c1d1a1根据根据“电荷分布电荷分布稳定稳定”分析得出分析得出导线上堆积电荷导线上堆积电荷分布稳定分布稳定导线内恒定电场导线内恒定电场的形成过程的形成过程电流表和电压表电流表和电压表（及量程改变）（及量程改变）建立电流表和电压表的电路模型建立电流表和电压表的电路模型AV第三节第三节第三节第三节串联电路和并联电路串联电路和并联电路串联电路和并联电路串联电路和并联电路电压表和电流表电压表和电流表电压表和电流表电压表和电流表一个电压可一个电压可读的大电阻读的大电阻一个电流可一个电流可读的小电阻读的小电阻黄恕伯 05.82004高考

19、高考“理综理综”第第22题题从从从从电电电电压压压压表表表表的的的的电电电电路路路路模模模模型型型型思思思思考考考考，本本本本题实际上是一个简单的计算题。题实际上是一个简单的计算题。题实际上是一个简单的计算题。题实际上是一个简单的计算题。黄恕伯 05.8三、重视对知识线索的进一步规划和设计三、重视对知识线索的进一步规划和设计1.串联电路和并联电路串联电路和并联电路2.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律用实验的方法得出闭合电路欧姆定律有优点也有缺陷用实验的方法得出闭合电路欧姆定律有优点也有缺陷优点：优点：增强了实践意识增强了实践意识 提高了探究能力提高了探究能力缺陷：缺陷：学生对内电压的测量难以理

20、解学生对内电压的测量难以理解实实验验可可以以得得到到“内内、外外电电压压之之和和等等于于一一个个常常数数”的的结结论，但如何跟电动势发生联系，难从本质上说明。论，但如何跟电动势发生联系，难从本质上说明。黄恕伯 05.8三、重视对知识线索的进一步规划和设计三、重视对知识线索的进一步规划和设计1.串联电路和并联电路串联电路和并联电路2.闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律课程课程 标准标准要求：要求：“理解闭合电路欧姆定律理解闭合电路欧姆定律” 教科书用理论分析的方法推导出闭合电路欧姆定律，以教科书用理论分析的方法推导出闭合电路欧姆定律，以利于对该定律的理解。利于对该定律的理解。 推导的核心过程是分析

21、闭合电路以下三处的能量转化推导的核心过程是分析闭合电路以下三处的能量转化 外电路：外电路： E外外I2R t 内电路：内电路： E内内I2 r t 电池化学反应层：电池化学反应层： W E I t 这需要一个清晰、合理、不断深化的教学线索这需要一个清晰、合理、不断深化的教学线索这需要一个清晰、合理、不断深化的教学线索这需要一个清晰、合理、不断深化的教学线索黄恕伯 05.8电池化学反应层电池化学反应层E I t内电路内电路 I2 r t外电路外电路I2R t第第2节课文节课文非非静静电电力力移移送送电电荷荷做做的的功功等等于于其其电电势势能能的的增加量。增加量。电电动动势势与与非非静静电电力力做

22、做功的关系功的关系 EW/q练练习习题题：根根据据电电动动势势计算非静电力做功计算非静电力做功根根据据“电电场场力力做做功功，电电势势能能减减小小；非非静静电电力力做做功功，电电势势能能增增”分分析析闭闭合合电电路路各各点的电势高低关系。点的电势高低关系。一个沿电流方向电势高低变化的直观图一个沿电流方向电势高低变化的直观图在图中分清哪是内电路、哪是外电路在图中分清哪是内电路、哪是外电路在内、外电路电势降落处应用焦耳定律在内、外电路电势降落处应用焦耳定律根据能量守恒推导出闭合电路欧姆定律根据能量守恒推导出闭合电路欧姆定律通过路端电压跟负载的关系理解欧姆定律通过路端电压跟负载的关系理解欧姆定律用断

23、路和短路两种极端情况深化对定律的理解用断路和短路两种极端情况深化对定律的理解链4链6本节课本节课本节课本节课的结构的结构的结构的结构和线索和线索和线索和线索黄恕伯 05.8四、把理论探讨和实验探究结合起来四、把理论探讨和实验探究结合起来关于决定金属导体电阻大小的因素的探究关于决定金属导体电阻大小的因素的探究a 和和 b ：长度不同：长度不同探究方案一探究方案一aVVVVbcda 和和 c ：横截面积不同：横截面积不同a 和和 d ：材料不同：材料不同黄恕伯 05.8四、把理论探讨和实验探究结合起来四、把理论探讨和实验探究结合起来关于决定金属导体电阻大小的因素的探究关于决定金属导体电阻大小的因素

24、的探究1. 理论分析导体电阻跟长度的关系；理论分析导体电阻跟长度的关系；探究方案二探究方案二一一个个导导体体，可可以以把把它它看看成成是是由由n段段相相同同长长度度、横横截截面面积积的同样导体串联而成的。的同样导体串联而成的。2. 理论分析导体电阻跟横截面积的关系；理论分析导体电阻跟横截面积的关系；一一个个导导体体，可可以以把把它它看看成成是是由由n股股相相同同长长度度、横横截截面面积积的同样导体并联而成的。的同样导体并联而成的。3. 实验探究导体电阻跟材料的关系；实验探究导体电阻跟材料的关系；可可以以取取不不同同长长度度、横横截截面面积积、不不同同材材料料的的导导体体进进行行实实验。（探究不

25、同材料比例常数）验。（探究不同材料比例常数）黄恕伯 05.8 图中电源的电动势图中电源的电动势1.5 V1.5 V，内阻，内阻0.50.5，电流表满偏，电流表满偏电流电流1010mA，电流表电阻，电流表电阻7.57.5，A、B为接线柱。为接线柱。 (1) (1) 用导线使用导线使A、B 短路，此时，应把可变电阻短路，此时，应把可变电阻R1 1调节为多少才能调节为多少才能使电流表达到满偏电流？使电流表达到满偏电流？ 一个例题一个例题一个例题一个例题 (2)(2)调调至至满满偏偏后后保保持持R1 1的的值值不不变变，在在A、B间间接接入入一一个个150150的的定定值值电电阻阻R2 2，电电流流表

26、表指指针指着何处？针指着何处？ (3)(3)如如果果A、B间间接接另另一一电电阻阻R，R的的值值和和电流表读数电流表读数 I 有什么关系？有什么关系？ GAB导线导线电阻电阻R2R1Er5 5mAR1.5/1.5/I -150 -150五、把习题教学的体验跟物理知识的构建结合起来五、把习题教学的体验跟物理知识的构建结合起来 如如果果电电流流表表10mA刻刻度度标标为为“0”，把把5mA刻刻度度标标为为150”，把把0mA刻刻度度标标为为“”，把把其其它它电电流流刻刻度度都都按按 R1.5/I -150 转转换换成成电电阻阻刻度，它岂不成了一个能直接测量电阻的仪器？刻度，它岂不成了一个能直接测量

27、电阻的仪器？142142欧姆表欧姆表关于欧姆表的教学关于欧姆表的教学黄恕伯 05.8 (2)(2)调调至至满满偏偏后后保保持持R1 1的的值值不不变变，在在A、B间间接接入入一一个个150150的的定定值值电电阻阻R2 2，电电流流表表指指针指着何处？针指着何处？ (3)(3)如如果果A、B间间接接另另一一电电阻阻R，R的的值值和和电流表读数电流表读数 I 有什么关系？有什么关系？ G5 5mAR1.5/1.5/I -150 -150教教教教学学学学中中中中还还还还可可可可以以以以进进进进一一一一步步步步配配配配合合合合真真真真实实实实的的的的演演演演示示示示实实实实验验验验，呈呈呈呈现现现现

28、习习习习题题题题的的的的答答答答案案案案和和和和刻刻刻刻度度度度改改改改装装装装的的的的过过过过程程程程，把把把把习习习习题题题题教教教教学学学学、实实实实验验验验、刻刻刻刻度度度度改改改改装装装装和和和和新新新新课课课课教教教教学学学学融融融融合在一个真实的、视听同步的过程中。合在一个真实的、视听同步的过程中。合在一个真实的、视听同步的过程中。合在一个真实的、视听同步的过程中。五、把习题教学的体验跟物理知识的构建结合起来五、把习题教学的体验跟物理知识的构建结合起来 142142 图中电源的电动势图中电源的电动势1.5 V1.5 V，内阻，内阻0.50.5，电流表满偏，电流表满偏电流电流101

29、0mA，电流表电阻，电流表电阻7.57.5，A、B为接线柱。为接线柱。 (1) (1) 用导线使用导线使A、B 短路，此时，应把可变电阻短路，此时，应把可变电阻R1 1调节为多少才能调节为多少才能使电流表达到满偏电流？使电流表达到满偏电流？ 一个例题一个例题一个例题一个例题关于欧姆表的教学关于欧姆表的教学黄恕伯 05.8 教教科科书书只只有有单单向向传传递递信信息息的的功功能能，它它只只能能通通过过文文字字和和图图形形把把信信息息提提供供给给读读者者，教教科科书书无无法法收收集集读读者者的的信信息息，更更不不可可能能对对读读者者的的信信息息在在教教学学现现场场中中进进行行反反馈馈。因因此此，有

30、有呼呼有有应应的的教教学学设设计计需需要要教教师师在在教教科科书书的的基基础础上上进进一一步步创创造造。本本章章“多多用用电电表表”一一节节，教教科科书书为为教教师师设设计计双双边边活动的教学过程提供了一个初步的框架。活动的教学过程提供了一个初步的框架。 六、让学生在解决问题的探究过程中学习新知识六、让学生在解决问题的探究过程中学习新知识 黄恕伯 05.8 上上图图中中，甲甲、乙乙、丙丙分分别别是是电电流流表表、欧欧姆姆表表和和电电压压表表的的示示意意图图。下下图图是是一一个个单单刀刀多多掷掷开开关关，通通过过操操作作开开关关，接接线线柱柱 B 可可以以接接通通1，也也可可以以接接通通2或或3

31、。现现在在要要使使 B 接接通通1时时，能能像像图图甲甲那那样样成成为为电电流流表表，接接通通2时时像像乙乙那那样样成成为为电电阻阻表表，接接通通3时时像像丙丙那那样样成成为为电电压压表表，这这就就成成了了一一个个简简单单的的多多用用电电表表。讨讨论论一一下下，这这个个多多用用电电表表的的电电路路图图是是怎样的？请对照两个图，把它在下图基础上画出来。怎样的？请对照两个图，把它在下图基础上画出来。做一做做一做做一做做一做AA甲甲乙乙丙丙R1R2AAAABBB12 3 AB黄恕伯 05.812 3 ABAA甲甲乙乙丙丙R1R2BAABAABR1R2A黄恕伯 05.86B1AG2345AS 下下面面

32、是是一一个个多多量量程程多多用用电电表表的的电电路路示示意意图图，电电流流、电电压压、电电阻阻各各有有两两个个量量程程。请请谈谈一一谈谈：开开关关S 调调到到哪哪两两个个位位置置上上多多用用电电表表测测量量的的是是电电流流？调调到到哪哪两两个个位位置置上上测测量量的的是是电电压压？调调到到哪哪两两位位置置上上测测量量的的是是电电阻阻？两两个个位位置置中中哪哪个个位置测量的量程大？位置测量的量程大？ 在在识识别别电电阻阻档档和和电电压压档档电电路路时时，可可以以把把虚虚线线框框内内的的电电路路当当成一个电流表。成一个电流表。说一说说一说说一说说一说E1E2黄恕伯 05.8 楞次定律楞次定律 七、

33、提供科学探究教学设计的思路七、提供科学探究教学设计的思路 黄恕伯 05.8感应电流方向感应电流方向感应电流磁场方向感应电流磁场方向磁铁磁场方向磁铁磁场方向B感感和和B铁铁方向关系方向关系N 极向下插入时极向下插入时S 极向下插入时极向下插入时一次一次一次一次关于楞次定律的探究关于楞次定律的探究关于楞次定律的探究关于楞次定律的探究课堂教学摘录课堂教学摘录课堂教学摘录课堂教学摘录NS当当磁磁铁铁插插入入线线圈圈时时，线线圈圈中中的的磁磁通通量量增增大大，当当磁磁铁铁抽抽出出线线圈圈时时，线线圈圈中中的的磁磁通通量量减减小小。下下面面探探究究磁磁通通量量增增大大和减小时线圈中感应电流方向的特点。和减

34、小时线圈中感应电流方向的特点。（1 1）线圈中磁通量增大时：）线圈中磁通量增大时：可得出的结论：可得出的结论：_。感应电流方向感应电流方向感应电流磁场方向感应电流磁场方向磁铁磁场方向磁铁磁场方向B感感和和B铁铁方向关系方向关系N 极在下抽出极在下抽出时时S 极在下抽出极在下抽出时时根根据据以以上上（1 1）和和（2 2）的的结结论论，进进一一步步概概括括得得出出：线线圈圈中中感感应应电电流流的的方方向向和磁通量变化的关系为：和磁通量变化的关系为：_._.逆时针逆时针 向上向上 向下向下 相反相反顺时针顺时针 向下向下 向上向上 相反相反顺时针顺时针 向下向下 向下向下 相同相同逆时针逆时针 向

35、上向上 向上向上 相同相同怎么事先就知怎么事先就知怎么事先就知怎么事先就知道要比较道要比较道要比较道要比较B B感感感感和和和和B B铁铁铁铁方向关系？方向关系？方向关系？方向关系？怎怎怎怎么么么么事事事事先先先先就就就就知知知知道道道道表表表表中中中中要要要要列列列列一一一一个个个个“ “感感感感应应应应电电电电流流流流磁磁磁磁场场场场的的的的方方方方向向向向” ” ？（2 2）线圈中磁通量减小时：）线圈中磁通量减小时：可得出的结论：可得出的结论：_。增加，增加，相反相反减小，减小，相同相同阻碍阻碍变化变化黄恕伯 05.8黄恕伯 05.8感应电流方向感应电流方向感应电流磁场方向感应电流磁场方

36、向磁铁磁场方向磁铁磁场方向N 极向下插入时极向下插入时S 极向下插入时极向下插入时关于楞次定律的探究关于楞次定律的探究关于楞次定律的探究关于楞次定律的探究NS当当磁磁铁铁插插入入线线圈圈时时，线线圈圈中中的的磁磁通通量量增增大大，当当磁磁铁铁抽抽出出线线圈圈时时，线线圈圈中中的的磁磁通通量量减减小小。下下面面探探究究磁磁通通量量增增大大和减小时线圈中感应电流方向的特点。和减小时线圈中感应电流方向的特点。线圈磁通量增大的情况：线圈磁通量增大的情况：线圈磁通量减小时情况：线圈磁通量减小时情况：感应电流方向感应电流方向感应电流磁场方向感应电流磁场方向磁铁磁场方向磁铁磁场方向N 极在下抽出时极在下抽出

37、时S 极在下抽出时极在下抽出时根根据据实实验验记记录录进进行行分分析析可可知知，线线圈圈中中感感应应电电流流的的方方向向和和磁磁通通量量变变化化的的关关系系为：为：_ ._ .逆时针逆时针 向上向上 向向下下顺时针顺时针 向下向下 向向上上顺时针顺时针 向下向下 向向下下逆时针逆时针 向上向上 向向上上黄恕伯 05.8应用楞次定律判定感应电流方向的思路应用楞次定律判定感应电流方向的思路应用楞次定律判定感应电流方向的思路应用楞次定律判定感应电流方向的思路感应电流的感应电流的磁场方向磁场方向感应电流感应电流的方向的方向楞次楞次楞次楞次定律定律定律定律右手右手右手右手螺旋螺旋螺旋螺旋定则定则定则定则

38、明确研明确研究的对究的对象是哪象是哪一个闭一个闭合电路合电路该电路磁通该电路磁通量如何变化量如何变化该电路磁场该电路磁场的方向如何的方向如何黄恕伯 05.8应用楞次定律判定感应电流方向的思路应用楞次定律判定感应电流方向的思路应用楞次定律判定感应电流方向的思路应用楞次定律判定感应电流方向的思路感应电流感应电流的方向的方向明确研明确研究的对究的对象是哪象是哪一个闭一个闭合电路合电路感应电流的感应电流的磁场方向磁场方向该电路磁通该电路磁通量如何变化量如何变化该电路磁场该电路磁场的方向如何的方向如何楞次定律描述楞次定律描述楞次定律描述楞次定律描述的就是这三个的就是这三个的就是这三个的就是这三个量之间的

39、关系量之间的关系量之间的关系量之间的关系楞次定律描述楞次定律描述楞次定律描述楞次定律描述的就是这三个的就是这三个的就是这三个的就是这三个量之间的关系量之间的关系量之间的关系量之间的关系楞次定律描述楞次定律描述楞次定律描述楞次定律描述的就是这三个的就是这三个的就是这三个的就是这三个量之间的关系量之间的关系量之间的关系量之间的关系楞次楞次楞次楞次定律定律定律定律右手右手螺旋螺旋定则定则思路：它不单用来思路：它不单用来思路：它不单用来思路：它不单用来判定感应电流方向判定感应电流方向判定感应电流方向判定感应电流方向黄恕伯 05.8基本要求基本要求：八、实验八、实验统一、基本的要求和灵活、多样的方法相结

40、合统一、基本的要求和灵活、多样的方法相结合 实实验验原原理理：根根据据闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律，测测出出电电路路中中除除电电动动势势、内阻以外有关物理量，利用图象或计算，求出电动势和内阻。内阻以外有关物理量，利用图象或计算，求出电动势和内阻。数数据据处处理理：用用图图象象分分析析时时，什什么么表表示示电电动动势势？什什么么表表示示内内阻？怎样减小实验的偶然误差？阻？怎样减小实验的偶然误差？多样的方法多样的方法：通通过过外外电电路路U、I、R关关系系的的变变换换，闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律可可以以写写成成多多种种方方式式。因因此此，通通过过测测量量U和和I、或或者者U和和R、或或者

41、者I和和R都都可可以以求求得得电电动动势势和和内内阻阻。实实验验方方法法的的多多样样性性可可以以拓拓展展学学生生的的思思路路，可可以以避避免免死死记记实实验验步步骤骤，有有利利于于灵灵活活把把握握实实验验原原理理，也也有有利利于于因因地制宜选择实验器材。地制宜选择实验器材。 实验：测定电池的电动势和内阻实验：测定电池的电动势和内阻实验：测定电池的电动势和内阻实验：测定电池的电动势和内阻黄恕伯 05.8八、实验八、实验统一、基本的要求和灵活、多样的方法相结合统一、基本的要求和灵活、多样的方法相结合 实验：测定电池的电动势和内阻实验：测定电池的电动势和内阻实验：测定电池的电动势和内阻实验：测定电池

42、的电动势和内阻2005年全国高考年全国高考理综理综考试大纲变化的启示：考试大纲变化的启示：2004年的年的“用电流表和电压表测电池的电动势和内阻用电流表和电压表测电池的电动势和内阻”2005年改为年改为“测定电源的电动势和内阻测定电源的电动势和内阻”。统统一一、基基本本的的实实验验要要求求和和灵灵活活、多多样样的的实实验验方方法法相相结结合合，这这是是人人教教版版高高中中物物理理课课程程标标准准教教科科书书对对待待物物理理实实验验（学学生实验）的基本原则。生实验）的基本原则。黄恕伯 05.8九、九、“传感器传感器”内容介绍内容介绍 高中物理课程标准高中物理课程标准选修选修32模块的内容标准：模

43、块的内容标准： （三）传感器：（三）传感器： （1）知道非电学量转化为电学量的技术意义）知道非电学量转化为电学量的技术意义 （2）通过实验，知道常见传感器的工作原理）通过实验，知道常见传感器的工作原理 （3）列举传感器在生活和生产中的应用）列举传感器在生活和生产中的应用选修选修32教科书：教科书： 第六章第六章 传感器传感器第第1节节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理第第2节节 传感器的应用（一）传感器的应用（一）第第3节节 传感器的应用（二）传感器的应用（二）第第4节节 传感器的应用实例传感器的应用实例黄恕伯 05.8第第1 1节节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理演示实验：演示实验

44、：演示实验：演示实验：小小盒盒子子 A 的的侧侧面面露露出出一一个个小小灯灯泡泡，盒盒外外没没有有开开关关，但但是是把把磁磁铁铁 B 放放到到盒盒子子上上面面灯灯泡泡就就发发光光，把磁铁移走，灯泡熄灭。把磁铁移走，灯泡熄灭。盒子里有什么装置？盒子里有什么装置？黄恕伯 05.8第第1 1节节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理传传传传感感感感器器器器是是是是指指指指这这这这样样样样一一一一类类类类元元元元件件件件：它它它它能能能能感感感感受受受受例例例例如如如如力力力力、温温温温度度度度、光光光光、声声声声、化化化化学学学学成成成成分分分分等等等等非非非非电电电电学学学学量量量量，并并并并能能

45、能能把把把把它它它它们们们们转转转转换换换换成成成成电电电电压压压压、电电电电流流流流等等等等电电电电学学学学量量量量，或或或或转转转转换换换换为为为为电电电电路路路路的的的的通通通通断断断断。从从从从而而而而能能能能方方方方便便便便地地地地进进进进行行行行测测测测量量量量、传输、处理和控制。、传输、处理和控制。、传输、处理和控制。、传输、处理和控制。黄恕伯 05.8传传传传感感感感器器器器是是是是指指指指这这这这样样样样一一一一类类类类元元元元件件件件：它它它它能能能能感感感感受受受受例例例例如如如如力力力力、温温温温度度度度、光光光光、声声声声、化化化化学学学学成成成成分分分分等等等等非非

46、非非电电电电学学学学量量量量，并并并并能能能能把把把把它它它它们们们们转转转转换换换换成成成成电电电电压压压压、电电电电流流流流等等等等电电电电学学学学量量量量，或或或或转转转转换换换换为为为为电电电电路路路路的的的的通通通通断断断断。从从从从而而而而能能能能方方方方便便便便地地地地进进进进行行行行测测测测量量量量、传输、处理和控制。、传输、处理和控制。、传输、处理和控制。、传输、处理和控制。如如右右图图，被被测测物物体体在在左左右右方方向向发发生生位位移移时时，电电介介质质板板随随之之在在电电容容器器两两极极板板之之间间移移动动。物物体体位位移移的的变变化化，就就转转换成了电容量的变化。换成

47、了电容量的变化。第第1 1节节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理黄恕伯 05.8硫硫化化镉镉的的电电阻阻率率跟跟光光照照的的强强度度有关。有关。把把硫硫化化镉镉涂涂敷敷在在绝绝缘缘板板上上，另另涂涂敷敷两两个个栅栅状状电电极极，不不同同强强度度的的光光照射，两电极间的电阻不同。照射，两电极间的电阻不同。光敏电阻光敏电阻光敏电阻光敏电阻热敏电阻热敏电阻热敏电阻热敏电阻金属热电阻金属热电阻金属热电阻金属热电阻第第1 1节节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理黄恕伯 05.8黄恕伯 05.8在在一一个个很很小小的的矩矩形形半半导导体体（例例如如砷砷化化铟铟）薄薄片片上上，制制作作4个个电电极极

48、，就就成成了了一一个霍尔元件。个霍尔元件。它它可可以以把把磁磁学学量量“磁磁感感应应强强度度”转转换为电学量换为电学量“电压电压”。霍尔元件霍尔元件霍尔元件霍尔元件第第1 1节节 传感器及其工作原理传感器及其工作原理黄恕伯 05.8传感器应用的一般模式传感器应用的一般模式应用举例应用举例第第2 2节节 传感器的应用（一）传感器的应用（一）黄恕伯 05.8电子秤电子秤电子秤电子秤 应应变变片片发发生生形形变变时时其其电电阻阻随随之之发发生生变变化化，在在恒恒定定电电流流下下，应应变变片片是是把把形形变变（几几何何量量）转转换换为为电压（电学量）的元件。电压（电学量）的元件。力传感器的应用力传感器

49、的应用力传感器的应用力传感器的应用第第2 2节节 传感器的应用（一）传感器的应用（一）黄恕伯 05.8话话话话 筒筒筒筒动圈式话筒动圈式话筒：膜膜片片在在声声波波下下振振动动，使使得得与与膜膜片片相相连连的的线线圈圈中中产产生生周周期期性性变变化化的的感应电流。感应电流。声传感器的应用声传感器的应用声传感器的应用声传感器的应用电容式话筒电容式话筒：金金属属膜膜片片M 和和固固定定电电极极 N 形形成成一一 个个电电容容器器，M 在在声声波波作作用用下下振振动动，电电容容器器的的电电容容作作周周期期性性变变化化，电电阻阻 R 两两端的电压也做相应的周期性变化。端的电压也做相应的周期性变化。第第2

50、 2节节 传感器的应用（一）传感器的应用（一）黄恕伯 05.8电烫斗电烫斗电烫斗电烫斗双金属片温度传感器双金属片温度传感器：常常温温下下两两触触点点分分离离。温温度度升升高高，两两种种金金属属膨膨胀胀性性能能不不同同，双双金金属属片片形形状状发发生变化，使触点接触。生变化，使触点接触。温度传感器的应用温度传感器的应用温度传感器的应用温度传感器的应用电烫斗的构造电烫斗的构造思考与讨论：思考与讨论：常常温温下下两两触触点点是是接接触触还还是分离？是分离？如如何何用用调调温温旋旋钮钮来来升升高高或降低电烫斗的工作温度？或降低电烫斗的工作温度？第第2 2节节 传感器的应用（一）传感器的应用（一）黄恕伯

51、 05.8电饭锅电饭锅电饭锅电饭锅感温铁氧体的感温铁氧体的“居里点居里点”：感感温温铁铁氧氧体体在在常常温温下下具具有有铁铁磁磁性性，但但温温度度升升高高到到103时时便便失失去去了了铁磁性，这个温度称为这种材料的铁磁性，这个温度称为这种材料的“居里温度居里温度”或或“居里点居里点”。温度传感器的应用温度传感器的应用温度传感器的应用温度传感器的应用电饭锅的构造电饭锅的构造思考与讨论：思考与讨论：开开始始做做饭饭时时为为什什么么要要压下开关按钮？压下开关按钮？若若用用电电饭饭锅锅烧烧水水，水水在在沸沸腾腾以以后后是是否否会会自自动动断断电？电？第第3 3节节 传感器的应用（二）传感器的应用（二）

52、黄恕伯 05.8测温仪测温仪测温仪测温仪温度传感器的应用温度传感器的应用温度传感器的应用温度传感器的应用用用温温度度传传感感器器可可以以把把温温度度转转换换为为电电信信号号。测测温温元元件件可可以以是是热热敏敏电电阻阻、金属热电阻、热电偶、红外线敏感元件等。金属热电阻、热电偶、红外线敏感元件等。电信号可以远距离输送，因而温度传感器可以远距离读取温度。电信号可以远距离输送，因而温度传感器可以远距离读取温度。第第3 3节节 传感器的应用（二）传感器的应用（二）黄恕伯 05.8测温仪测温仪测温仪测温仪温度传感器的应用温度传感器的应用温度传感器的应用温度传感器的应用第第3 3节节 传感器的应用（二）传

53、感器的应用（二）将将微微机机辅辅助助实实验验系系统统所所配配的的温温度度传传感感器器与与计计算算机机连连接接，可可以实现数据采集、处理、画图的智能化功能。以实现数据采集、处理、画图的智能化功能。黄恕伯 05.8鼠标器鼠标器鼠标器鼠标器光传感器的应用光传感器的应用光传感器的应用光传感器的应用第第3 3节节 传感器的应用（二）传感器的应用（二）鼠鼠标标中中的的红红外外接接收收管管就就是是光光传传感感器器。鼠鼠标标移移动动时时，滚滚球球带带动动 x、y 方方向向两两个个码码盘盘转转动动，红红外外管管接接收收到到一一个个个个红红外外线线脉脉冲冲。计计算算机机分分别别统统计计 x、y 两个方向上的脉冲信

54、号，就能确定鼠标的位置。两个方向上的脉冲信号，就能确定鼠标的位置。黄恕伯 05.8火灾报警器火灾报警器火灾报警器火灾报警器光传感器的应用光传感器的应用光传感器的应用光传感器的应用第第3 3节节 传感器的应用（二）传感器的应用（二）光光电电三三极极管管是是烟烟雾雾火火警警报报警警器器中中的的光光传传感感器器。平平时时，发发光光二二极极管管发发出出的的光光被被不不透透明明挡挡板板挡挡住住。当当有有烟烟雾雾时时，烟烟雾雾对对光光有有散散射射作作用用，光光电三极管接收到散射光，电阻变小，使报警电路工作。电三极管接收到散射光，电阻变小，使报警电路工作。黄恕伯 05.8实验实验实验实验1: 1: 光控开关

55、光控开关光控开关光控开关第第4 4节节 传感器的应用实例传感器的应用实例路灯自控开关路灯自控开关AYR2R1RG5V1自然光自然光自然光自然光模拟路灯模拟路灯模拟路灯模拟路灯黄恕伯 05.8实验实验实验实验2: 2: 温度报警器温度报警器温度报警器温度报警器第第4 4节节 传感器的应用实例传感器的应用实例温度升高到一定程度就会发出报警声温度升高到一定程度就会发出报警声蜂鸣器蜂鸣器5V热敏电阻热敏电阻热敏电阻热敏电阻AYRTR11t o黄恕伯 05.8十、十、“简单的逻辑电路简单的逻辑电路”内容介绍内容介绍 本节的主要内容本节的主要内容 与门与门 或门或门 非门非门 逻辑关系逻辑关系 实验现象实

56、验现象 符号符号 真值表真值表 实例实例 黄恕伯 05.8实验现象实验现象 晶体管晶体管“与与”门电路门电路ABYR1 0V晶体管晶体管“或或”门电路门电路ABYRV1 0晶体管晶体管“非非”门电路门电路晶体管三极管晶体管三极管开关电路演示开关电路演示逻辑关系逻辑关系 ABZ结果结果结果条件条件 “与与”逻辑关系逻辑关系结果结果 “或或”逻辑关系逻辑关系结果条件条件ABZA“非非”逻辑关系逻辑关系结果结果Z条件条件黄恕伯 05.8逻辑关系逻辑关系 ABZ结果结果结果条件条件 “与与”逻辑关系逻辑关系结果结果 “或或”逻辑关系逻辑关系结果条件条件ABZA“非非”逻辑关系逻辑关系结果结果Z条件条件真值表真值表 与门与门 或门或门 非门非门 符号符号 AY1AYB&AYB1黄恕伯 05.8实验操作举例实验操作举例路灯自控开关路灯自控开关AYR2R1RG5V1自然光自然光自然光自然光模拟路灯模拟路灯模拟路灯模拟路灯黄恕伯 05.8谢谢大家