光的折射教学教案

时间：2022-10-08 07:23:54 教案我要投稿

光的折射教学教案

　　光的折射

光的折射教学教案

　　第十三章第1节光的折射

　　课前预习学案

　　一、预习目标

　　预习“光的折射”实验，了解折射定律的内容，知道折射率是如何定义的。

　　二、预习内容

　　1.反射及反射定律

　　（1）光的反射：光从一种介质射到它与另一种介质的______时，一部分光会返回到第一种介质的现象。（2）反射定律：反射光线与入射光线、法线在______，反射光线与入射光线分别位于法线的______；反射角____入射角。

　　2、折射及折射定律

　　（1）光的折射:光从一种介质照射到两种介质的________时，一部分光进入另一种介质的现象。

　　（2）折射定律：折射光线与入折射光线、法线处在________内，折射光线与入折射光线分别位于_________的两侧，_________与折射角θ2的正弦成正比，即________=n12

　　（3）光路可逆性：在光的反射现象和折射现象中，光路都是_______的。

　　3、折射率：

　　（1）定义：光从_________射入某种介质发生折射时，入射角θ1的________与折射角θ2的________之比，叫该介质的绝对折射率，简称折射率，用________表示。

　　（2）定义：n= _____。

　　（3）折射率与光速的关系：光在不同介质中的________不同，且都________光在真空中的传播速度；某种介质的折射率等于光在________的速度与光在________的速度之比，即n= _____。

　　三、提出疑惑

　　同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中

　　疑惑点疑惑内容

　　课内探究学案

　　一、学习目标

　　1．掌握光的反射及反射定律

　　2．掌握光的折射及折射定律

　　3．掌握介质的折射率的概念，了解介质的折射率与光速的关系。

　　二、学习过程

　　(一光的折射及折射定律

　　探究一：折射定律

　　(1)折射的定律的内容是?

　　(2)有折射一定有反射吗?

　　(3)有反射一定有折射吗？

　　探究二：折射率

　　(1)折射率的定义及定义式是什么?

　　(2)折射率一定是大于1的吗?

　　(二)测定玻璃砖的折射率

　　（1）实验中式如何确定大头针所该插的位置的？

　　（2）在测定玻璃的折射率时，大头针距离插的应近些还是远些？

　　(三)当堂检测

　　光线从空气射向折射率n＝的玻璃表面，入射角为θ1，求：

　　（1）当θ1＝45时，折射角多大？

　　（2）当θ1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？

　　课后练习与提高

　　1．光的反射定律：__________、__________和法线在同一平面内，并分居法线两侧，_______角等于___________角。

　　2．光的折射定律：________、_________和法线在同一平面内，并分居法线两侧，________________与________________成正比。

　　3．某种介质的折射率等于光在___________中的传播速度c与光在____________中的传播速度v的比值，即n=__________。

　　4．如图所示，平面镜AB水平放置，入射光线PO与AB夹角为30°，当AB转过20°角至A′B′位置时，下列说法正确的是 ( )

　　A．入射角等于50°

　　B．入射光线与反射光线的夹角为80°

　　C．反射光线与平面镜的夹角为40° D．反射光线与AB的夹角为60°

　　5．在平面镜中看到的时钟钟面的像如图所示，则此时钟所指的时刻为 ( )

　　A．9∶20 B．3∶40 C．2∶40 D．4∶50

　　6．如图所示是发生日食的示意图，则人在图示的哪个地方能看到日环食( )

　　A．Ⅰ处 B．Ⅱ处 C．Ⅲ处 D．均观察不到

　　7．关于光的反射与折射现象，下列说法正确的是 ( )

　　A．光发生反射时，光的传播方向一定改变

　　B．光发生反射时，光的传播方向可能偏转90°

　　C．光发生折射时，一定伴随着反射

　　D．光发生折射时，光的传播方向可能偏转90°

　　8．一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 ( )

　　A．小于40° B．在40°与50°之间 C．大于140° D．在100°与140°与间

　　9．光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时，折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为 ( )

　　A． B． C． D．

　　10．一束光由空气入射入某介质，入射角为60°，其折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度为 ( )

　　A． ×108m/s B． ×108m/s C． ×108m/s D． ×108m/s

　　11．由某种透明物体制成的等腰直角棱镜ABO，两腰都为16cm，且两腰与Ox和Oy轴都重合，如图所示，从BO边的C点注视A棱，发现A棱的位置在D点，在C、D 两点插上大头针，测出C点的坐标为(0，12)，D点的坐标为(9，0)，则该透明物质的折射率为 ( )

　　A．n＝ B．n＝ C．n＝ D．n＝

　　12．如图所示AB为一直立的平面镜，P1P2是水平放置的米尺（有刻度的一面朝着平面镜），MN是屏，三者互相平行。屏MN上的 ab 表示一条竖直的缝（即 a 、b 之间是透光的），某人眼睛紧贴米尺上的小孔S（其位置见图），可通过平面镜看到米尺的一部分刻度。试在本题的图上用三角板作图求出可看到的部位，并在P1P2上把这部分涂以标志。

　　13．为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm，底面直径24cm的圆筒内注满水，如图所示，这时从P点恰能看到筒底的A点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P点观察只能看到B点，B点和C点的距离为18cm．由以上数据计算得水的折射率为多少?

　　【典型例题】

　　（1）300（2）arctan

　　1光的折射

　　1、反射光线，入射光线，入射，反射 2、折射光线，入射光线，入射角的正弦，折射角的正弦 3、真空，该介质， 4、B 5、C 6、B 7、ABC 8、D 9、B 10、D 11、A 12、略 13、

　　第三节、电磁波的发射和接收

　　目标：

　　1、了解无线电广播发射和接收技术中，调制、调幅、调频、调谐、解调的含义。

　　2、了解电视摄像管的基本结构以及电视广播发射和接收过程。

　　3、了解移动通信就的基本过程。了解基站的作用。

　　4、了解通信技术的发展对人类明的促进作用。

　　过程：

　　一、无线电波的发射

　　说明：LC振荡电路中，能量损失主要是各个元之间的热量和辐射出去的电磁波，然而辐射出去的电磁波能量很少。

　　问：如何才能有效地辐射电磁波，即有效地辐射电磁波的条是什么呢？（第一要有足够高的频率，理论研究表明，频率越高，发射电磁波的能力越强；第二振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间）

　　问：观察图14.3-1所示的振荡电路，说出这几个图的变化规律？（电容器极板间的距离逐渐增大，电场和磁场逐步扩展到电容器的外部，这样的电路称之为开放电路）

　　说明：实际应用的开放电路，如图丁所示，一端用导线与大地相连，这根导线称之为地线，另一端和高高地架设在空中的天线相连。无线电波就是通过这样的方式发射出去的

　　问：在电磁波发射过程中有哪几种方式呢？（①一种方式叫做调幅A即使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变②另一种方法称之为调频F即即使高频电磁波的频率随信号的强弱而变）

　　说明：使电磁波随各种信号的强弱而变的技术叫做调制

　　二、无线电波的接收

　　问：无线电波的接收需要经过几个过程？（①调谐②解调。电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，当接收电磁波时，调节接收电路的固有频率使固有频率等于电磁波的频率，接收电路的振荡电流最大，这种现象称之为电谐振，相当于机械振动中的共振，使接收电路产生电谐振的过程就称之为调谐。调谐以后得到的高频电流还不是我们需要的声音和图象信息，还要使声音和图象信号从高频电流中还原出，这个过程是调制的逆过程，所以叫做解调，调幅波的解调也叫检波）

　　三、电视

　　说明：电视的传播过程需要分两个过程：电视信号的发射和电视信号的接收。

　　四、移动电话

　　问：移动电话的原理是什么？（每一部移动电话都是一个无线电台，它可以将用户的声音转变为高频电信号发射到空中，同时又相当于一台收音机，捕捉到空中的电磁波，使用户接收到通话对方送的信号）

　　问：移动电话与其他用户的通话要靠较大的固定无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台或者基站。在城市中，移动通信基地台的天线建在高大建筑物上。

　　第三节、电磁波的发射和接收

　　板书设计

　　一、无线电波的发射

　　1、有效地辐射电磁波的条：①足够高的频率②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间

　　2、电磁波发射方式①调幅A②调频F

　　调制：使电磁波随各种信号的强弱而变的技术

　　二、无线电波的接收

　　1、无线电波的接过程 ①调谐②解调

　　超导极其应用

　　从导电性的角度，我们把材料分为导体、绝缘体，还有半导体。那么，还有没有导电性更为奇特的材料呢？

　　14~3 超导极其应用

　　【目的】

　　1、知道什么是超导现象，了解相关名词

　　2、了解超导的历史，知道一些重要的物理事件

　　3、知道超导的应用，激发勇于探索前沿科技的精神

　　【重点】

　　超导现象和应用

　　【教学难点】

　　转变温度TC和材料的必然联系

　　【教具】

　　投影仪

　　【教学过程】

　　○、复习＆引入

　　金属导体的电阻率一般都会随着温度的升高而升高，随着温度的降低而降低，当温度降到足够低的时候，情形会怎样呢？

　　前面我们从理论的角度解释电阻定律时曾经说过，促使电子定向移动的因素是什么？——☆学生：电场力。制约电子定向移动的微观因素是什么？——☆学生：电子的热运动。

　　那么我们是不是可以这样认为，当温度足够低，热运动很微弱的时候，电子受到的阻碍作用会非常非常小呢？

　　下面大家从事实的角度、历史的角度、材料的角度，还有应用的角度阅读一下教材P156~157的内容，阅读完毕后，请同学们作相关的总结——

　　☆学生阅读…

　　学生总结——

　　一、超导现象

　　超导现象：大多数金属在温度降到某一数值时，都会出现电阻突然降为零的现象

　　转变温度：导体由常态转变成超导状态的温度，用TC表示。

　　*两种类型的超导体：a、常规金属超导体；b、合金超导体，有两各转变温度，而且在两个转变温度之间，磁效应和电效应会出现“不一致”的情形。

　　二、超导的历史

　　年份科学家材料转变温度TC

　　1911（荷）昂尼斯汞4.2K

　　至1986上半年23K

　　1986年7月镧钡铜氧化物35K

　　1987年2月美、中钇钡铜氧化物90K

　　1992年初125K

　　*三、超导的相关研究

　　1、迈斯纳效应

　　把温度T < Tc的超导体放入磁感应强度为B0<BC的外磁场中，超导体内部的磁应强度等于0；如果是在T < Tc时，加B0<BC的外磁场，再降温到TC以下时，超导体内的磁感应强度B也变为0，即磁场被“排挤”出超导体外．这表明超导体是“完全抗磁体”，超导体的完全抗磁效应是迈斯纳和奥森费尔德在1933年发现的，现在称为迈斯纳效应。

　　2、约瑟夫森效应（超导隧道效应）

　　1962年，英国剑桥大学的研究生约瑟夫森从理论上预言：当两块超导体（S）之间用很薄（10~30 ）的氧化物绝缘层（I）隔开，形成S－I－S结构，将出现量子隧道效应．这种结构称为隧道结，即使在结的两端电压为0时，也可以存在超导电流．这种超导隧道效应现在称为约瑟夫森效应．约瑟夫森从结论上证明超导隧道结的一些奇特性质．例如，当两端电压V不等于0时，会出现一个高频振荡的超导电流，它的频率f满足关系式

　　f = V

　　其中e为基本电荷，h为普朗克恒量．这时隧道结好像一根能辐射电磁波的天线；反之，当频为f1的外界电磁波辐射到结上时，它的能量会被结吸收，从而在直流I-V 曲线上引起一系列电流台阶，如右图所示，其中第n个台阶处的电压满足关系式．

　　Vn = f1

　　约瑟夫森的预言不久就被实验证实，这为一门新学科超导电子学奠定了基础，他因此而获得1973年诺贝尔物理学奖．

　　3、同位素效应

　　1950年，麦克斯韦和雷诺等人用实验证明，临界温度TC与样品的同位素质量M 有关，M 越大，TC 越低，其关系可以用近似公式 TC = 常数来表示，这说明超导现象的形成与原子核的质量有关。

　　4、超导体比热在临界温度的不连续性

　　实验表明，超导体在临界温度TC时，比热发生不连续的变化，超导态的比热大于正常态的比热，但从正常相变为超导相时，没有吸收或放出潜热，这称为第二类相变。

　　四、超导的应用

　　1、优越的超导电机

　　普通发电机组中的材料载流量十分有限，由于电路中有电阻，总要发热，因此既不经济又不安全。用超导体制造电机，完全不发热，可以提高载流量，据专家计算，用超导体制作电机，功率可以提高几十倍。

　　2、省电的超导电路

　　普通的电路由于输电线的耗能严重，必须经过升压、降压的程序，而且也不可能作到完全不损耗。超导体导线则能完全解决这个问题。

　　3、精密的超导仪器

　　一些精密的仪器，如核磁共振仪、电子显微镜等对磁场有非常严格的要求（强度要高、稳定性要高、磁感线分布要理想，有时还要求很大的尺寸），普通的材料很难达到要求，超导则能解决这个问题。

　　4、神速的超导计算机

　　把超导体应用于计算机将会迎来科学史上的一次重大革命。理论研究表明：应用约瑟夫森效应制成超导器件，其开关速度可以比当前使用的半导体集成电路快十几~二十几倍，而且它消耗的电能只有现在普通计算机的1% 。

　　5、超导磁悬浮列车

　　在超导磁悬浮列车的研究中走在最前列十日本。1962年，日本着手设计磁悬浮列车，但当时是利用正常导体产生的磁场时速达到307.8km/h ，1997年，日本又试制了超导磁悬浮列车，关键部分是由两组超导电磁铁构成的，它们能提供极强的磁场，使列车的速度达到500km/h 。

　　四、小结

　　本节讲了超导的概念、名词，相关的物理学史，展望了超导的应用前景。值得注意的是，超导是一门前沿科学，还不是很成熟。大家通过学习也看到了，超导要真正走上产业化，道路还比较漫长，所以还有待我们积蓄实力、挑战未来。希望同学们树立远大志向，争取能够在不久的将来改写历史。

　　五、作业布置

　　阅读教材；

　　上网查询有关超导的内容；

　　《学海导航——物理（下）》P7~8“巩固提升”A组，做在书上

　　【板书设计】

　　见带框字符，即是板书计划。

　　【教后感】

　　【阅读】

　　◎磁场对超导体的影响◎

　　磁场对超导体的影响与超导体的材料有关．

　　（1）外加磁场强度超过一定值时，可以破坏超导电性．破坏超导体所需的最小磁场叫临界磁场．其磁感应强度用BC表示，用BC0表示绝对零度时的临界磁场，则大多数金属超导体的临界磁场BC与温度T 的近似关系是：

　　（3）磁致超导性．1962年，物理理论家V?Jacarino和M?Petar预言，可能在某些物质中会发生与外磁场破坏超导性相反的情形，用磁场可诱发超导状态．二十年后，日内瓦大学的Fischer和他的同事们用铕化合物制造出一系列磁致超导体，他们所得到的材料的性质，与理论预言精确地符合。

　　电势和电势差

　　1.4 电势和电势差教案

　　目标：

　　1.理解电势差的概念及期定义式，会根据电荷q在电场中移动时电场力所做的功WAB计算UAB，会根据电势差UAB计算电荷Q在电场中移动时电场力所做的功WAB=qUAB

　　2.理解电势的概念，知道电势与电势差的关系UAB= A - B ，知道电势的值与零电势的选择有关。

　　3.知道在电场中沿着电场线的方向电势越来越低。

　　4.知道什么是电势能，知道电场力做功与电势能改变的关系。

　　能力目标：培养学生的分析能力、综合能力。

　　德育目标：使学生能从类似的事物中找出共性。

　　重点：电势、电势差的概念

　　教学难点：电势、电势差的概念的引入

　　教学方法：类比法、归纳法、问题解决法

　　教学过程：

　　一、复习引入

　　一个带正电的小球处于匀强电场中，会受到电场对它的力的作用，受力的方向如何呢？受力的大小呢？

　　（F＝Eq）。电荷在电场中受力的作用，我们引入了描述电场力的性质的物理量，场强E。它是与有无电荷q无关的物理量，是由电场本身决定的物理量。

　　如果将带电小球从Ａ点移动到Ｂ时，电场力对电荷做功吗？从本节课开始，我们从功和能的角度来研究电场。学习与电场能量有关的几个物理量（展示课题）

　　二、新课教学

　　电场力做功的问题我们不熟悉，但重力做功的问题。下面我们将从重力做功的问题出发来类比研究电场力做功。

　　（一）电场力做功与路径无关

　　（出示重力做功与路径无关的图）

　　物体在重力作用下，从Ａ沿不同的路径运动到Ｂ位置，重力做功匀为mgh，与路径无关。

　　与此类似，电荷在匀强电场中受力的作用，把电荷从Ａ移到电场中的Ｂ位置时，也可以沿不同的路径运动。类似重力做功，电场力做功也与运动路径无关。这个结论是从匀强电场得到的，对于非匀强电场也适用。所以我们在后面的课程中，研究电荷在电场中移动时，电场力做功的问题，可以认为电荷沿直线运动到另一位置。这是电场力做功的一个特点。

　　（二）电势差

　　1.引入（出示重力做功与重力成正比的图）

　　如果我们让不同的物体先后通过空间的Ａ、Ｂ两个固定的位置。

　　如：重力为Ｇ物体，做功为Ｗ１＝ＧhＡＢ

　　重力为Ｇ２＝２Ｇ……Ｗ２＝…２ＧhＡＢ……

　　则：ＷＧＧ成正比，其比值

　　也就是说重力场中确定的两点间的高度差是一定的。与重物Ｇ的大小无关与有无重物下落是无关的。

　　但让一重物在Ａ、Ｂ间落下时，则出Ｗ和Ｇ，可以用比值量度出hＡB。

　　类似地（出示电场力做功Ｑ与成正比的图）

　　我们在电场中Ａ、Ｂ两点间移动不同电量的带电体时：

　　如果q1=+ q，设电场力做功为Ｗ１＝Ｗ

　　则q２＝=+2q，则Ａ到Ｂ时，位移相等，在移动过程的任一位置处，q２＝=+2q，则q２所受电场为q１的２倍，即移动过程中电场力做的功Ｗ２＝２Ｗ……

　　则：Ｗ电 q成正比，为一定值。

　　这个比值是由电场的Ａ、Ｂ两点的位置决定的量。

　　与在这两个位置间移动电荷的电量大小无关，与是正电荷、负电荷无关，与在无电荷q无关。只是让这个电荷在这两点间移动后，用功和电量的比值把它的大小量度出来。在物理学中，把这个比值叫做电场中Ａ、Ｂ两点间电势差。

　　2.电势差的概念：

　　板书：一、电势差

　　1.定义：电荷q在电场中由一点Ａ移动到另一点Ｂ时，电场力所做的功ＷＡＢ与电荷量q的比值ＷＡＢ／q，叫做Ａ、Ｂ两点间的电势差。用ＵＡＢ表示。

　　2.定义式：ＵAB=

　　同ＡＢ电荷在电场中不同位置间移动时，电场力做的功多，两点间的电势差大。但两点间电电势差由电场本身决定，与Wq无关的。板书五：（１）点

　　（１）物理意义：电势差是电场本身的性质，与Wq无关。

　　（２）单位：1V＝1J/C

　　电量为１Ｃ的正荷，在电场中两点间移动时，电场力做的功如果为１Ｊ，则两点的电势差为１伏特。

　　3.小练习：下面请看例１：

　　动画演示过程，标出力和Ｖ的方向，指出Ａ到Ｂ的过程，电场力做正功，则

　　ＵＡＢ＝＝……＝２Ｖ。

　　如果从Ｂ到Ａ移动时，电场力做负功，其ＷＢＡ＝－ＷＡＢ

　　则ＵＢＡ＝＝－２Ｖ

　　由例题得到以下启示：

　　(1):ＵＡＢ＝－ＵＢＡ，(2)由于q有正负，ＷＡＢ有正、负功，则其比值有可能为正、负值。一般我们只关心其大小，且电势差的大小记为Ｕ电压。初中物理中某导体两端的电压，指两点间的电势差。

　　得到板书：

　　(3)ＵＡＢ＝－ＵＢＡ (4)｜ＵＡＢ｜＝｜ＵＢＡ｜＝Ｕ

　　根据电势差的定义式，得变形公式ＷＡＢ＝qUAB

　　板书：３：ＷＡＢ＝qUＡＢ

　　（三）电势

　　我们用重力场中的高度差类比得到了电场中两点的电势差。重力场中还有高度一词，表示什么意思呢？劈如说选择（室内）地面作为参考平面，吊灯与地面之间的高度差为hA0=3m，我们也说成吊灯的高度为３m。类似地，如果把电场中的某一点作为参考点，另一点Ａ与参考点之间的电势差就叫作Ａ点的电势。

　　电势的概念

　　板书：二、电势

　　定义：如果在电场中选择某一点为参考点（零电势点），则Ａ点与参考点Ｏ之间的电势差叫做Ａ点的电势，记为 A，为特殊的电势差。

　　A＝UＡＯ＝

　　所以其单位也是伏特。

　　下面做一个练习，求电场中各点的电势

　　已知：q＝+1C

　　ＷＡＣ＝15Ｊ

　　ＷＢＣ＝５Ｊ UBC

　　ＷＤＣ＝-3Ｊ UＡＣＵCD

　　（边展示力分析为何正功、负功）

　　则以Ｃ点为零电势点，则：

　　类似地：ＵＢＣ＝５Ｖ，ＵＤＣ＝－３Ｖ（做成填空）

　　则 A＝15V Ｂ＝5V D＝－3V

　　①从计算中得到：电势有正、负值，是表示该点电势比零电势点的电势低，不代表方向，是标量。

　　②此时：AB之间的电势差呢？

　　推导：

　　经观察，与A、B点的电势有何关系？

　　（UAB= A- B）

　　原来，AB点的电势差就是A、B点的电势之差，其值为负，表示A点电势比B点电势低是标量。不代表方向。

　　③如果以B点为零电势点，则A、C点的电势呢？

　　则 A=UAB=10V B=0V

　　看来，取不同的零电势点，各点的电势不同.

　　④此时AC点的电势差呢？

　　UAC= A- c=10V-（-5V）=15V

　　与原来以C点为零电势点的电势差相等。所以电势差是绝对的，与零电势点的选择无关，电势是相对的

　　出示板书内容：

　　UAB= A- B

　　说明：电势是相对的，电势差是绝对的

　　⑤再看例题中各点的电势，沿着电场线的方向，电势逐渐降低。

　　３．练习：例２：

　　①注意分析ＵＡＢ＝－10V为什么？

　　正电荷由ＡＢ点，Ｆ与位移的方向做什么功？

　　则WAB= qUAB＝4×10-8J

　　则电势能增加了4×10-8J，其它形式的能转化为电势能。

　　②如果电荷为负电荷，在同一电场由一点A移动到同一点B呢？

　　由于电场没关，两点的位置没有变，则AB间的电热差不变。

　　所以WAB= qUAB＝2×10-8J

　　电势能减少了，转化成了其它形式的能。

　　③此题还可由W=Uθ来计算，W的正负根据分析得出，正功为正，负功为负。

　　四、小结：

　　1.类比重力场的高度差引入电势差：

　　UAB= 与q无关

　　4.6 互感和自感学案（人教版选修3-2）

　　1．两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感．利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈．

　　2．当一个线圈中的电流发生变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同时也在其本身激发出感应电动势，这种现象叫自感；自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化，即当导体中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流的方向相反，阻碍电流增大；当导体中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流的方向相同，阻碍电流的减小．

　　3．通过一个线圈的电流在均匀增大时，则这个线圈的( )

　　A．自感系数也将均匀增大

　　B．自感电动势也将均匀增大

　　C．磁通量也将均匀增大

　　D．自感系数和自感电动势不变

　　答案 CD

　　解析线圈的磁通量与电流大小有关，电流增大，磁通量增大，故C项正确；而自感系数由线圈本身决定，与电流大小无关；自感电动势EL＝LΔIΔt，与自感系数和电流变化率有关，对于给定的线圈，L一定，已知电流均匀增大，说明电流变化率恒定，故自感电动势不变，D项正确．

　　4．关于线圈自感系数的说法，错误的是( )

　　A．自感电动势越大，自感系数也越大

　　B．把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小

　　C．把线圈匝数增加一些，自感系数变大

　　D．电感是自感系数的简称

　　答案 A

　　解析自感系数是由线圈本身的特性决定的．线圈越长，单位长度上的匝数越多，横截面积越大，它的自感系数就越大．另外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多．

　　5．如图1所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有( )

　　图1

　　A．灯A立即熄灭

　　B．灯A慢慢熄灭

　　C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭

　　D．灯A突然闪亮一下再突然熄灭

　　答案 A

　　解析当开关S断开时，由于通过自感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A串联，在S断开后，不能形成闭合回路，因此灯A在开关断开后，电供给的电流为零，灯就立即熄灭．

　　【概念规律练】

　　知识点一对自感现象的理解

　　1．关于自感现象，正确的说法是( )

　　A．感应电流一定和原的电流方向相反[:高.考.资..网]

　　B．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大

　　C．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大

　　D．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大

　　答案 D

　　解析当电流增加时，自感电动势的方向与原的电流反向，当电流减小时与原的电流同向，故选项A错误；自感电动势的大小，与电流变化快慢有关，与电流变化大小无关，故选项B错误；自感系数只取决于线圈的本身因素，与电流变化情况无关．故选项C错误；结合选项B的错误原因可知，选项D正确．

　　点评自感的实质仍然是电磁感应现象，电流的强弱决定其周围磁场的强弱，当电流变化时引起电流周围的磁场发生变化，就会在线圈中产生感应电动势．

　　2．关于线圈的自感系数、自感电动势下列说法中正确的是( )

　　A．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大

　　B．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量

　　C．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈自感系数、自感电动势都不变

　　D．自感电动势总与原电流方向相反

　　答案 C

　　解析线圈的自感系数由线圈本身的因素决定．E自∝ΔIΔt，而不是E自∝ΔI，C对，A、B错．线圈中电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同，电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反，D错．

　　点评电流的变化量ΔI不等同于电流的变化率ΔIΔt，E∝ΔIΔt而不是E∝ΔI.自感系数仅和线圈本身有关．

　　知识点二通电自感和断电自感

　　3．如图2所示电路中，A、B是完全相同的灯泡，L是电阻不计的电感线圈，下列说法中正确的是( )

　　图2

　　A．当开关S闭合时，A灯先亮，B灯后亮

　　B．当开关S闭合时，B灯先亮，A灯后亮

　　C．当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后B灯更亮，A灯熄灭

　　D．当开关S闭合时，A、B灯同时亮，以后亮度不变

　　答案 C

　　解析当开关S闭合时，电路中电流增加，由于线圈的自感作用，其中产生一自感电动势阻碍电流的增加，此时A、B二灯相当于串联，同时亮；之后线圈相当于一段导线，将A灯短路，A灯熄灭，因B灯所加电压增加而变得更亮．

　　点评开关闭合时，线圈自感电动势与电电动势方向相反，若自感系数足够大，瞬间可以认为断路，随即变缓直至消失．

　　4．在如图3所示的电路中，带铁芯的、电阻较小的线圈L与灯A并联，当合上开关S后灯A正常发光．则下列说法中正确的是( )

　　图3

　　A．当断开S时，灯A立即熄灭

　　B．当断开S时，灯 A突然闪亮后熄灭

　　C．用阻值与灯A相同的线圈取代L接入电路，当断开S时，灯A逐渐熄灭

　　D．用阻值与线圈L相同的电阻取代L接入电路，当断开S时，灯A突然闪亮后熄灭

　　答案 BC

　　解析在S断开的瞬间，L与A构成闭合回路，灯A不会立即熄灭．问题是“小灯泡在熄灭之前是否更亮一下”这一点如何确定．根据P＝I2R可知，灯A能否闪亮，取决于S断开的瞬间，流过A的电流是否更大一些．在断开S的瞬间，灯A中原的电流IA立即消失．但灯A和线圈L组成一闭合回路，由于线圈L的自感作用，其中的电流IL不会立即消失，它还要通过回路维持短暂的时间．如果IL>IA，则灯A熄灭之前要闪亮一下；如果IL≤IA，则灯A是逐渐熄灭而不闪亮一下．至于IL和IA的大小关系，由RA和RL的大小关系决定：若RA>RL，则IA<IL，灯将闪亮一下；若RA≤RL，则IA≥IL，灯将逐渐熄灭．

　　点评开关断开时，原电不提供电流，若线圈形成回路，则自感电动势会通过回路形成电流，因此断电时线圈起到瞬间电的作用．

　　【方法技巧练】[:学.科.网]

　　一、断电自感中灯泡亮度变化的分析技巧

　　5．在图4甲、乙电路中，电阻R和电感线圈L的电阻都很小．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )

　　图4

　　A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗

　　B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗

　　C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗

　　D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗

　　答案 AD

　　解析甲图中，灯泡A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以，开关断开的瞬间，灯泡A的电流不变，以后电流渐渐变小．因此，灯泡渐渐变暗．乙图中，灯泡A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开开关S时电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，电感线圈相当于一个电给灯A供电，因此在这一短暂的时间内，反向流过A的电流是从IL开始逐渐变小的，所以灯泡要先亮一下，然后渐渐变暗，故选项A、D正确．

　　方法总结在开关断开时，电感线圈的自感电动势要阻碍原电流的减小，此时电感线圈在电路中相当于一个电，表现为两个方面：一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致；二是在断电瞬间，自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，以后电流开始缓慢减小到零，断开开关后，灯泡是否瞬间变得更亮，取决于当初两支路中电流大小的关系．

　　6．如图5所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流2 A，流过灯泡的电流是1 A，将S突然断开，S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图象是( )

　　图5

　　答案 D

　　解析开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A．开关S断开瞬间，灯泡支路的电流立即减为零，但是自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的感应电动势，使线圈中的电流从原的2 A逐渐减小，方向不变，且同灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也应该是从2 A逐渐减小为零，但是方向与原通过灯泡D的电流方向相反，D对．

　　方法总结解图象问题时，先要搞清楚研究什么元上的电流随时间的变化关系；其次要根据线圈的自感电动势引起的感应电流的方向与原电流的方向是相同还是相反、大小如何变化等因素确定图象．

　　二、两类自感的综合分析方法

　　7．如图6所示，线圈L的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关S的闭合和断开的过程中，L1、L2的亮度变化情况是(灯丝不会断)( )

　　图6

　　A．S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S断开，L2立即不亮，L1逐渐变亮

　　B．S闭合，L1不亮，L2很亮；S断开，L1、L2立即不亮

　　C．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S断开，L2立即不亮，L1亮一下才灭

　　D．S闭合，L1、L2同时亮，而后L1逐渐熄灭，L2逐渐变得更亮；S断开，L2立即不亮，L1亮一下才熄灭

　　答案 D

　　解析当S接通时，L的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，L1和L2串接后与电相连，L1和L2同时亮，随着L中电流的增大，L的直流电阻不计，L的分流作用增大，L1的电流逐渐减小为零，由于总电阻变小，总电流变大，L2的电流增大，L2灯变得更亮．当S断开时，L2中无电流，立即熄灭，而电感L将要维持本身的电流不变，L和L1组成闭合电路，L1灯要亮一下后再熄灭，综上所述，选项D正确．

　　方法总结当电路中有电感L时，若电路中的电流发生变化，电感L的作用总是阻碍电流的变化．当电路稳定时，电感L相当于一段导体．若电感L中有直流电阻，则相当于电阻；若无直流电阻，则它相当于一根短路导线．

　　8．如图7所示电路中有L1和L2两个完全相同的灯泡，线圈L的电阻忽略不计，下列说法中正确的是( )

　　图7

　　A．闭合S时，L2先亮，L1后亮，最后一样亮

　　B．断开S时，L2立刻熄灭，L1过一会熄灭

　　C．L1中的电流始终从a到b

　　D．L2中的电流始终从c到d

　　答案 A

　　解析闭合S时，L2中立即有从d到c的电流，先亮，而线圈由于自感作用，线圈中产生与原电流相反的自感电动势，对原电流大小起到阻碍作用，通过线圈的电流逐渐增加，所以L1逐渐变亮，电路稳定后自感作用消失，线圈L相当于导线，所以最后L1、L2一样亮．断开S时，L2中由电提供的电流瞬间消失，但是L中的电流由于自感的阻碍作用将逐渐减小，方向不变，使线圈与L2、L1形成回路，因此L1、L2将过一会儿同时熄灭．L1中的电流始终由b到a，L2中的电流先由d到c，后由c到d.

　　方法总结通电时电感上的电流由无到有逐渐增大，断电时电流由有到无逐渐减小．

　　气体

　　复习内容第八气体

　　复习目标1．掌握三个实验定律一个状态方程并会用定律和理想气体状态方程分析定质量状态变化问题。

　　2．会计算封闭气体压强，会利用图象进行解题。

　　考点分析I级要求，2011年考试说明中对定量计算不做要求

　　考查题型概念性选择题为主，会出现一些用定律的简单真空型计算

　　学习过程用案人自我创新

　　【自主学习】

　　一、气体实验定律

　　玻意耳定律表达式：，图象特征：

　　查理定律表达式：，图象特征：

　　盖。吕萨克定律：，图象特征：

　　二、理想气体状态方程

　　1．理想气体是指：

　　2．方程的表达式：

　　三、气体热现象的微观意义。

　　【知识点考查】

　　一、气体压强的计算

　　例1 如图所示，竖直放置的U型管，左端开口，右端封闭，管内有a、b两段水银柱，将A、B两段空气柱封闭在管内。已知水银柱a长为10cm，水银柱b两个液面的高度差为5cm，大气压强为75cmHg，求气体A、B的压强。

　　二、气体状态变化图象及应用

　　例2一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四个过程在p—T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标点0，bc垂直于ab而cd平行于ab，由图可以判断 ( )

　　A．ab过程中气体体积不断减小

　　B．bc过程中气体体积不断减小

　　C．cd过程中气体体积不断增大

　　D．da过程中气体体积不断增大

　　三、气缸类问题处理

　　一般思路：

　　⑴弄清题意，确定研究对象，一般地说，研究对象分两类：一类是热学研究对象（一定质量的理想气体），另一类是力学研究对象（气缸、活塞或某系统）。

　　⑵分析题目所描述的物理过程，对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依气体实验定律列出方程；对力学研究对象要正确进行受力分析，依力学规律列出方程。

　　⑶注意挖掘题目的隐含条，如几何关系等，列出辅助方程。

　　⑷多个方程联立求解。对求解的结果要注意检查它们的合理性。

　　例3一个质量可不计的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形容器内，活塞上堆放着铁砂，如图所示。最初活塞搁置在容器内壁的固定卡环上，气体柱的高度为H0，压强等于大气压强p0，现对气体缓慢加热，当气体温度升高了ΔT=60 时，活塞及铁砂开始离开卡环而上升，继续加热直到气柱高度为H1=1.5H。此后，在维持温度不变的条下逐渐取出铁砂，直到铁砂全部取走时，气柱高度为H2=1.8H0，求此时气体的温度(不计活塞与容器之间的摩擦)。

　　达标检测1．一定质量的理想气体的性质和特性有 ( )

　　A．在温度不变的条下，体积与压强成反比

　　B．只有在温度不太低和压强不太大的情况下，普通实际气体才适用理想气体状态方程

　　c．体积不变时，分子的平均速率越大，气体压强也越大

　　D．理想分子之间没有相互作用力，除了相互碰撞，或者跟容器壁碰撞外不受力的作用

　　2．下列过程可能发生的是 ( )

　　A．气体的温度变化，但压强、体积保持不变

　　B．气体的温度、压强保持不变，而体积发生变化

　　C．气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化

　　D．气体的温度、压强、体积都发生变化

　　3．一定质量的理想气体被等温压缩时，压强增大，从微观上分析是因为 ( )

　　A．气体分子每次碰撞器壁的平均冲量增大

　　B．器壁单位面积上在单位时间内受到分子碰撞次数增多

　　C．气体分子数增加

　　D．气体分子密度增大

　　4．已知离地面越高时大气压强越小，温度也越低。现有一气球由地面向上缓慢升起，试问大气压强与温度对此气球体积的影响如何 ( )

　　A．大气压强减小有助于气球体积增大，温度降低有助于气球体积增大

　　B．大气压强减小有助于气球体积变小，温度降低有助于气球体积减小

　　c．大气压强减小有助于气球体积增大，温度降低有助于气球体积减小

　　D．大气压强减小有助于气球体积变小，温度降低有助于气球体积增大

　　5．如图所示，用弹簧测力计拉着一支薄壁平底玻璃试管，将它的开口端向下插入水银槽中，由于管内有一部分空气，此时试管内水银面比管外水银面高h。若试管本身的重力与管壁的厚度不计，此时弹簧测力计的读数 ( )

　　A．等于进入试管内的H高水银柱的重力

　　B．等于外部大气压与内部空气对试管平底部分的压力之差

　　c．等于试管内高出管外水银面的h高水银柱的重力

　　D．等于上面A、C所述的两个数值之差

　　6．如图所示，一导热性能良好的汽缸吊在弹簧下，缸内被活塞封住一定量的气体(不计活塞与缸壁摩擦)，当温度升高到某一数值时，变化了的物理量有 ( )

　　A．活塞高度h B．缸体高度H

　　C．气体压强p D．弹簧长度L

　　7．如图所示，u形管A、B内装有一部分水银，通过橡皮管与玻璃管c相连，c管竖直插入水银槽中，已知A、B、C三管内径相同，若再往B管内注入一些水银，设整个过程温度不变，则 ( )

　　A．A管内水银面上升的距离等于C管内水银槽中的水银面下降的距离

　　B．A管内水银面上升的距离大于C管内水银槽中的水银面下降的距离

　　C．注入B管内的水银与排出c管中的水银一样多

　　D．注入B管内的水银多于排出C管中的水银

　　8．将质量相同的同种气体A、曰分别密封在体积不同的两个容器中，保持两部分气体体积不变，A、B两部分气体压强随温度t的变化图线如图所示，下列说法正确的是( )

　　A．A部分气体的体积比B部分小

　　B．A、B的延长线将相交于t轴上的同一点

　　C．A、A、B气体温度改变量相同时，压强改变量也相同

　　D．A、B气体温度改变量相同时，A部分气体压强改变量较大

　　9．一定质量的气体，下列叙述中正确的是 ( )

　　A．如果体积减小，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大

　　B．如果压强增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增太

　　C．如果温度升高，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大[高考资网]

　　D．如果分子密度增大，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大

　　10．钢瓶中装有一定质量的气体，现在用两种方法抽取钢瓶中的气体，第一种方法是用小抽气机，每次抽出l L气体，共抽取三次，第二种方法是用大抽气机，一次抽取3 L气体，这两种抽法中，抽取气体质量较多的是 ( )

　　A．第一种抽法

　　B．第二种抽法

　　C．两种抽法抽出气体质量一样多

　　D．无法判断

　　11．对于一定质量的理想气体，以P、V、T三个状态参量中的两个为坐标轴建立直角坐标系，在坐标系上描点能直观地表示这两个参量的数值。如图所示，三个坐标系中，两个点都表示相同质量某种理想气体的两个状态。根据坐标系中不同点的位置比较第三个参量的大小。

　　(1)P一T图象(如图甲)中A、B两个状态，状态体积小。

　　(2)V—T图象(如图乙)中C、D两个状态，状态压强小。

　　(3)P—V图象(如图丙)中E、F两个状态，状态温度低。

　　12．如图所示为一种测定“肺活量”(标准大气压下人一次呼出气体的体积)的装置，A为开口薄壁圆筒，排尽其中的空气．，倒扣在水中。测量时，被测者尽力吸足空气，再通过B管用力将气体吹入A中，使A浮起。设整个过程中呼出气体的温度保持不变。

　　(1)呼出气体的分子热运动的平均动能 (填“增大”“减小”或“不变”)。

　　(2)设圆筒A的横截面积为S，大气压强为P0，水的密度为ρ，桶底浮出水面的高度为h，桶内外水面的高度差为Δh，被测者的“肺活量”，即V0= .

　　13(选做题)内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105 Pa、体积为2.0×10-3m3的理想气体。现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积变为原的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为1270C。

　　(1)求汽缸内气体的最终体积。

　　(2)在下面的P—V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化。(大气压强为1．0×105Pa)

　　电动势

　　2.2电动势

　　前预习学案

　　一、学习目标

　　（一）知识与技能

　　1．理解电动势的的概念及定义式。

　　2．知道电动势是表征电特性的物理量。

　　3．从能量转化的角度理解电动势的物理意义。

　　（二）过程与方法

　　通过类比和分析电的作用和电电动势理解电内部非静电做功。

　　（三）情感态度与价值观

　　通过对电、电动势的学习培养将物理知识应用于生活的生产实践的意识，探究日常生活有关的物理学问题。

　　【预习自学】

　　1、在外电路中，正电荷由电_ ____的极流向______极，在电的内部靠“非静电力”把静电荷从______极搬运到_______极。

　　2、电是通过非静电力做功把______能转化为______的装置。

　　3、电动势是用表示______把其他形式的能转化为 _____本领的物理量。用E表示，定义式为__________，其单位是______。

　　4、电动势由电中_______决定，跟电的体积______，跟外电路_______。

　　5、电的重要参数有______、_______、等。

　　内探究学案

　　【合作探究】

　　〖问题〗1．在金属导体中电流的形成是什么？（自由电子）

　　2．在外电路中电流的方向？（从电的正极流向负极）

　　3．电是靠什么能力把负极的正电荷不断的搬运到正极以维持外电路中恒定的电流？

　　利用右图类比，理解电路中的能量问题。当水由A池流入B池时，由于重力做功，水的重力势能减少，转化为其他式的能。而又由于A、B之间存在高度差，故欲使水能流回到A池，应克服重力做功，即需要提供一个外力实现该过程。抽水机就是提供该外力的装置，使水克服重力做功，将其他形式的能转化为水的重力势能。电中的非静电力的存在及其作用可类比于此。两者相比，重力相当于电场力，重力做功相当于电场力做功，重力势能相当于电势能，抽水机相当于电。

　　1．电（更深层的含义）

　　（1）电是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。

　　（2）非静电力在电中所起的作用：是把正电荷由负极搬运到正极，同时在该过程中非静电力做功，将其他形式的能转化为电势能。

　　〖注意〗在不同的电中，是不同形式的能量转化为电能。

　　再与抽水机类比说明：在不同的电中非静电力做功的本领不同。

　　2．电动势

　　（1）定义：在电内部，非静电力所做的功W与被移送的电荷q的比值叫电的电动势。

　　（2）定义式：E=W/q

　　（3）单位：伏（V）

　　（4）物理意义：表示电把其它形式的能（非静电力做功）转化为电能的本领大小。电动势越大，电路中每通过1C电量时，电将其它形式的能转化成电能的数值就越多。

　　〖注意〗：① 电动势的大小由电中非静电力的特性（电本身）决定，跟电的体积、外电路无关。

　　②电动势在数值上等于电没有接入电路时，电两极间的电压。