资源简介

第十三章　内能1
第1节　分子热运动2
第2节　内能4
第3节　比热容7
　第1课时　认识比热容7
　第2课时　比热容的应用及计算9
第十四章　内能的利用11
第1节　热机12
第2节　热机的效率15
第3节　能量的转化和守恒17
第十五章　电流和电路20
第1节　两种电荷21
第2节　电流和电路23
第3节　串联和并联26
第4节　电流的测量28
第5节　串、并联电路中电流的规律30
第十六章　电压　电阻32
第1节　电压33
第2节　串、并联电路中电压的规律35
第3节　电阻37
第4节　变阻器39
第十七章　欧姆定律41
第1节　电流与电压和电阻的关系42
第2节　欧姆定律44
第3节　电阻的测量46
*第4节　欧姆定律在串、并联电路中的应用
49
第十八章　电功率52
第1节　电能　电功53
第2节　电功率55
第3节　测量小灯泡的电功率57
第4节　焦耳定律59
第十九章　生活用电62
第1节　家庭电路62
第2节　家庭电路中电流过大的原因65
第3节　安全用电67
第二十章　电与磁70
第1节　磁现象　磁场71
第2节　电生磁74
第3节　电磁铁　电磁继电器76
第4节　电动机79
第5节　磁生电82
第二十一章　信息的传递85
第1节　现代顺风耳——电话85
第2节　电磁波的海洋88
第3节　广播、电视和移动通信90
第4节　越来越宽的信息之路92
第二十二章　能源与可持续发展94
第1节　能源95
第2节　核能97
第3节　太阳能99
第4节　能源与可持续发展101
第十三章　内能
本章概述
教学内容 第1节　分子热运动 第2节　内能 第3节　比热容
课程标准 1.知道常见的物质是由分子、原子构成的。 2.知道自然界和生活中简单热现象。了解分子热运动的主要特点，知道分子动理论的基本观点。 3.了解内能和热量。 4.通过实验,了解比热容,能运用比热容说明简单的自然现象。
本章架构
教材分析 　　本章主要学习不同于机械能的另一种主要形式的能量——内能,主要内容包括:通过宏观的扩散实验验证物质微观结构从而得出内能的概念及影响因素。通过实验探究找到改变内能的两种方式。在学习本章之前,学生已经在初二学了动能、势能、机械能的概念及能量转化等知识,可以通过研究内能的改变了解物质的吸热特性——比热容的不同,并能利用公式进行热量计算。为下一章学习热机、能量的转化和守恒奠定了基础。本章教学重点是内能的改变方式、内能与温度的关系、用比热容解释简单的现象,用分子动理论的观点和比热容的知识解释有关物理现象是教学难点。 本章知识的学习直接渗透通过直接感知宏观现象来推测微观事实的方法,如通过物体温度的变化来推测物体内能的变化;通过棉花的燃烧推测空气内能的增加;通过水蒸气液化推测水蒸气对外做功,水蒸气内能减少等。科学教学不仅要传授学生知识,还要教给学生科学思维方法。
学情分析 　　本章所面对的是九 年级的学生,他们对事物的认识处于由感性向理性发展阶段,感性认识仍占主要地位,在理性认识中还存在一定困难。为此,本章应注意适应学生好奇、好动、好强的心理特点,以感性知识为依托,通过分析和判断,获取新知,发展抽象思维能力,利用多媒体幻灯片为学生创设情境,增强直观性和形象性,实现由感性到理性的飞跃。多种教学方法相结合,帮助学生更好地理解并学好本节内容。
第1节　分子热运动
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.知道物质是由大量分子组成的,一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
2.能识别扩散现象,并能用分子热运动的观点进行解释。
3.知道分子之间存在相互作用力。
4.知道分子热运动的快慢与温度有关。
重点:分子的热运动。
难点:分子之间存在相互作用的引力和斥力。
【新课导入】
情境导入1
春暖花开,公园里四处飘着花香,为什么我们不在花前也会闻到花香呢 同学们知道其中的道理吗
情境导入2
教师用棉布蘸取适量花露水在黑板上写“少年强则国强”字样,让学生回答闻到了什么气味 看到了什么现象 闻到气味的同学立即举手示意。
【课堂探究】
探究点一　物质的构成
通过教师讲解了解物质的构成。
1.常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
2.分子的大小:直径约为10-10m。
3.分子间有空隙。
探究点二　分子热运动
问题1:分子是运动的还是静止的 分子那么小,肉眼都观察不到,那我们要如何了解构成物体的分子的情况
提示:通过物体的一些宏观表现来推断构成物体的分子的情况。
实验1:气体扩散(播放视频)在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面,倒扣一个空瓶子,抽掉玻璃板后,会发现上面瓶子也有红棕色气体。
通过实验观察,总结结论:　气体分子在不停地运动　。
归纳:不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象,叫做　扩散　。
气体之间可以发生扩散现象。(气体扩散)
实验2:液体扩散(播放视频)(上课前准备)在量筒内装一半清水,用吸管在水的下面注入硫酸铜的水溶液,可以看到无色的清水与蓝色硫酸铜之间明显的界面,静放几天,上课时让学生观察到整个量筒都变成蓝色。
通过实验观察,总结结论:　液体分子在不停地运动　。
实验3:固体扩散(播放视频)金片和铅片紧压在一起,过几年后,可以看到它们互相渗入。
通过实验观察,总结结论:　固体分子在不停地运动　。
小结
(1)扩散现象可以发生在固体、液体、气体之间。
(2)扩散现象表明一切物质的分子都在不停地做无规则运动。这种无规则运动叫做分子的热运动。
(3)扩散现象也表明分子间存在间隙。
问题2:分子的热运动与哪些因素有关
实验4:取两个相同的烧杯,一个装入半杯热水,一个装入等质量的半杯凉水。用滴管在两个烧杯中分别滴入一滴红墨水,观察哪个烧杯中墨水扩散得快。
实验现象:墨水在热水中扩散得　快　。
小结
分子的热运动与温度有关,温度越高,分子的热运动越剧烈。
探究点三　分子间的作用力
提出问题:
1.既然物质由分子、原子构成,分子又在不停地运动,那么老师手中这本书的分子怎么没有分散开来,最后书消失不见呢
实验:用刮刀把铅柱的底面刮干净、削平,然后紧紧地压在一起,两个铅柱就会结合在一起,甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开。这个实验说明了什么
答案:分子之间存在引力。
2.分子间的引力使得固体和液体能保持一定的体积,那么,我想把粉笔压缩得短一些,容易做到吗 为什么
答案:不容易做到;原因是分子之间存在斥力。由于斥力的存在,使得分子已经离得很近的固体很难进一步被压缩。
拓展:分子之间既有引力又有斥力,这就好像被弹簧连着的小球。当分子间的距离很小时,作用力表现为斥力;当分子间的距离稍大时,作用力表现为引力。如果分子相距很远,作用力就变得十分微弱,可以忽略。
总结
(1)分子间同时存在引力和斥力。
(2)当分子间的距离很小时,作用力表现为斥力;当分子间的距离稍大时,作用力表现为引力。
(3)如果分子相距很远,作用力就变得十分微弱,可以忽略。
【跟踪练习】
自学课本第6页,完成下列表格。
物态 微观特性 宏观特性
分子间距离 分子间作用力 分子运动特点 有无一定形状 有无一定体积
固态 较小 很大 在平衡位置附近做无规则振动 　有 　有
液态 较大 较大 没有固定位置,运动比较自由 　无 　有
气态 很大 较小 除碰撞外做匀速直线运动 　无 　无
【课堂小结】
1.分子动理论的基本观点
(1)常见的物质是由分子、原子构成的;
(2)构成物质的分子都在不停地做热运动;
(3)分子间既有引力又有斥力。
2.分子运动的快慢与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,分子扩散越快。
3.固液气的宏观特性
固(有形有体)液(有体无形)气(无形无体)
第1节　分子热运动
1.关于分子,下列说法正确的是(C)
A.空气中细小的灰尘就是分子
B.原子不能直接构成物质
C.1滴水中大约有1.67×1021个水分子
D.1 L大豆与1 L水混合后总体积小于2 L,是由于分子间有间隙
2.下列现象中属于扩散现象的是(B)
A.乡村里炊烟袅袅升起
B.花园里花香四溢
C.风起时花粉在花朵间传播
D.冬日里雪花漫天飞舞
3.为预防新冠肺炎,某区各学校定时喷洒药水进行必要的杀菌消毒,在喷洒药水时不远处会闻到特殊的气味,这主要说明药水(C)
A.分子间有间隙
B.分子的质量很小
C.分子在不停地运动
D.分子由原子构成
4.下列现象中,不能用分子动理论解释的是(A)
A.海绵很容易被压缩
B.湿衣服在阳光下被晒干
C.春天,校园里花香扑鼻
D.酒精和水混合后总体积变小
5.生活中有很多关于热现象的例子。烤熟的山芋香气扑鼻,该现象表明　分子在不停地做无规则运动　;固体有固定的形状和体积表明　分子间存在相互作用的引力　。
由于分子比较小,是我们肉眼看不到的,分子运动比较抽象,本节课通过实验的引入激发学生的学习兴趣,通过类比的方法让学生理解分子运动的特点,运用了大量的演示实验,结合生活实例,使学生对分子的运动有了较为深刻的认识,为后面的内能等知识的学习做好铺垫。在整节课的教学活动中,突出了以学生为主体,在教学过程中同时培养学生发现问题、提出问题和解决问题的能力。
1.分子和分子动理论
“物质由分子构成”,学生在小学就已知道这句话,但到底什么是分子呢 按照化学的定义,分子是物质中独立地、相对稳定地存在并保持其构成和特性的最小微粒。其中“保持其构成和特性的最小微粒”中的特性,指的是化学性质,至于物理性质,如密度、熔点、沸点、电阻率、折射率等等,都是从宏观上讲的,对于单个分子,这些都谈不上。
分子动理论中,分子与化学里的分子含义有些不同,是广义的分子,是从热运动的角度讨论问题的。包括化学中的分子、离子、原子。氯化钠(NaCl)是常见的离子晶体,氯离子和钠离子相互隔开,构成规则排列的立方晶体结构,对于氯化钠晶体而言,没有能够独立存在的“NaCl分子”。我们这里所讲的分子运动,指的是离子的运动。但并不能说“NaCl分子”根本不存在,当氯化钠晶体在一定情况下发生升华时,变成的气体是由氯化钠分子构成的,就是说氯化钠晶体升华过程,从微观角度看,挣脱周围粒子的束缚而逃逸出去的是NaCl分子,即一个氯离子和一个钠离子总是结合在一起而逃逸,而不是单独逃逸的,气态的氯化钠是由分子构成的。
2.走进科学家——布朗
布朗,英国植物学家。1773年12月21日诞生于苏格兰的蒙特罗斯。
布朗在物理学中的贡献是发现了著名的布朗运动。1827年,布朗用显微镜观察花粉,发现悬浮在液面上的花粉微粒在杂乱无章地、不断地运动,布朗对这个现象进行了反复研究,开始,他错误地认为,花粉虽然死了,但是好像有一种具有生命潜力的东西遗留下来,促使花粉微粒不断地运动,他这样写道:“它们(花粉微粒)的运动既不是由液体的流动引起的,也不是液体渐渐蒸发引起的,而是由于微粒本身的原因引起的。”接着,他把这个研究推广到各种各样的植物,观察了他收集到的所有新鲜花粉,都看到了类似现象,后来布朗又对煤粉、玻璃粉、各种岩石粉、金属粉等无生命物质的微粒进行了观察,也都看到了类似花粉的不停地运动的现象,各种粉末都存在着某种活性,布朗感到问题不那么简单,一时无法正确解释这个现象。1828年6月到8月,布朗接连发表了《论植物花粉中的微粒》、《论有机物和无机物中活性分子的普遍存在》两篇文章,宣布了他的重大发现。以后人们就把这种现象叫做“布朗运动”。对于布朗运动,直到1860年才由英国物理学家麦克斯韦根据他自己建立的分子运动论作出初步的解释,他认为这种杂乱无章的运动是水分子对悬浮微粒不断撞击引起的。布朗运动的发现,给物质是由分子组成的理论提供了第一个直接的证据。
1811年布朗当选为英国伦敦皇家学会会员。1820年,任大英博物馆馆长。1822年当选为柯尼斯学会会员,1849年到1853年任会长。布朗还兼任几个国家的科学院院士。1858年6月10日布朗在伦敦逝世。
第2节　内能
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
2.知道热传递过程中,物体吸收(放出)热量,温度升高(降低),内能改变。
3.能说出热量的含义,知道热量的单位是焦耳。
4.知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。
【重点难点】
重点:内能、热量概念的建立、改变物体内能的方式。
难点:温度、内能、热量概念的辨析。
【新课导入】
在寒冷的冬天,同学们有哪些方法使得自己的手变得暖和些呢
(根据生活经验学生会想到“哈气”和“摩擦手”的两种办法,从而无形中把学生引入到本节课所要学习的内容上,为新课的讲授做好铺垫)
【课堂探究】
探究点一　内能
问题1:(1)以下图片中哪些物体具有动能
(2)哪些物体具有势能
(适时展示图片,丰富学生的感性体验)
提示:(1)飞行的子弹、篮球;(2)两个大石间的石块、被压缩的床网。
问题2:它们为什么具有这些能量 (组织学生讨论)
提示:由于运动、被举高、被压缩等。
问题3:(1)物体内部的分子有哪些特点
(2)运动着的分子是否具有动能
(3)分子间相互吸引和排斥,是否具有势能
学生猜想:与机械能进行类比,引导学生猜想。
分析论证:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
问题4:(1)炽热的铁水有内能,0 ℃的冰是否具有内能 　有
(2)一铁块由15 ℃升高到55 ℃,内能是否发生变化 为什么
提示:发生变化,温度升高,分子动能增加,则内能增加。
总结
(1)一切物体都有内能。
(2)物体的内能跟温度有关,物体温度升高,内能增加。
探究点二　改变内能的两种方式
一、热传递
问题1:(1)把烧热的工件放到冷水中,工件和冷水的温度和内能如何变化
(2)为什么会发生这样的变化
提示:其实在这个过程中发生了热传递,发生热传递时,高温物体内能减少,低温物体内能增加。热传递可以改变物体的内能。
在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。热量的单位也是焦耳。
总结
(1)热传递的条件:不同物体或同一物体的不同部分存在温度差。
(2)热传递的方向:从高温物体向低温物体传递。
(3)热传递的实质:能量的转移。
二、做功
展示图片
冬天搓手　　 滑滑梯
问题2:(1)同学们有过这些体验吗
(2)这是通过什么方式改变了物体的内能
(3)生活中还有哪些现象和这些类似
学生讨论:列举大量通过做功改变物体内能的方式。
演示:活塞压缩气体做功。
问题3:把活塞迅速压下去,观察到什么现象
提示:硝化棉燃烧。
演示:空气推动塞子做功。
问题4:给瓶内打气,当瓶塞跳出时瓶内可观察到什么现象
提示:瓶内出现白雾。
总结
(1)克服摩擦力做功,物体温度升高,内能增加。
(2)外界对物体做功,物体温度升高,内能增加。
(3)物体对外做功,物体温度降低,内能减少。
(4)做功改变内能的实质:内能与其他形式的能发生了转化。
(5)做功和热传递对改变物体内能是等效的。
【课堂小结】
1.内能:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和。
2.改变物体内能的方式:做功和热传递。
做功:物体对外界做功内能减小;外界对物体做功内能增加。
第2节　内能
1.内能:
2.物体内能的改变:做功和热传递
(1)热传递:发生的条件——存在温度差。
热量:在热传递过程中,传递能量的多少。
单位:焦(J)
(2)做功:对物体做功,物体内能增加,温度升高;
物体对外做功,物体内能减小,温度降低。
1.关于物体的内能,下列说法中正确的是(C)
A.水有内能,冰没有内能
B.一个分子的动能和势能之和叫内能
C.静止的物体没有动能,但有内能
D.一杯水放在高处比放在低处具有的内能大
2.下列事例中,属于用热传递的方式改变内能的是(B)
A.地球外的石块,坠入地球的大气层,成为流星
B.凉鸡蛋泡在热水中温度升高
C.两手相互摩擦,手心发热
D.锯木头时,锯条变得烫手
3.下列实例中,通过做功来改变物体内能的是(A)
A.钻木取火
B.金属勺放在热水中,金属勺的温度升高
C.太阳曝晒,地面温度升高
D.冰块放入茶水中,茶水温度降低
4.关于温度、热量、内能,下列说法中正确的是(B)
A.物体的温度越高,含有的热量越多
B.热量不可能自发地从温度低的物体向温度高的物体传递
C.对物体做功,物体的内能一定增大
D.1 kg的0 ℃的水和1 kg的0 ℃的冰的内能一样大
5.打铁师傅打制铁件时,先后要经历加温、锻打和淬火三个过程,这三个过程分别是利用什么方式来改变铁件内能的
答案:加温是热传递、锻打是做功、淬火是热传递。
物体的内能是比较抽象的物理概念,微观世界的知识,不像机械能那样直观。内能是指物体内部的能量,是和物体内部的分子有关的能量。物体内部分子的能量越大,它的内能就越大,即内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子相互作用的势能的总和。采用类比的方法学生很容易就理解了这个物理概念。
热传递和内能的改变——热量
我们看到热传递也是改变物体内能的一种方式。通常我们看到的辐射、传导、对流是热传递的三种方式。热传递的实质就是能量从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。
在热传递的过程中,传递能量的多少叫做热量。高温物体放热,低温物体吸热,物体放出或吸收的热量越多,它内能的改变越大。可见,物体间传递的热量就是内能变化的多少。
第3节　比热容
第1课时　认识比热容
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种性质。
2.会查比热容表。
【重点难点】
重点:探究不同物质的吸热能力。
难点:比热容概念的建立。
【新课导入】
情境导入
夏天到了,同学们都喜欢去海边玩水,在水中感觉很凉爽,但是到了沙滩上却感觉沙子非常烫脚。同学们知道其中的原因吗
问题导入
新疆谚语“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”同学们知道其中的原因吗
【课堂探究】
探究点一　比较不同物质的吸热能力
思考1:分别把一壶水和半壶水烧开,哪个吸热多
思考2:把一壶水烧开和烧成温水,哪种情况需要吸收更多的热
思考3:物体吸收热量的多少跟哪些因素有关
思考4:不同物质,在质量相等,升高的温度也相同时,吸收的热量一样吗
演示实验:比较水和食用油的吸热情况
1.实验中对食用油和水的质量有什么要求 (质量相等)
2.如何比较物体吸热多少 (温度的变化或加热时间的长短)
3.如何知道温度的变化 (温度计的示数)
4.如何比较水和食用油哪个吸热能力更强呢 (加热时间相同,比较升高的温度或升高相同的温度比较加热时间)
展示两种方案:
方案一:质量相同的水和食用油,升高相同的温度,比较吸收的热量——吸收热量多的吸热能力强。
方案二:质量相同的水和食用油,吸收相同的热量,比较升高的温度——温度升得慢的吸热能力强。
进行实验,收集数据
物质名称 质量m/g 初温t0/℃ 末温t/℃ 升高的温度t-t0/℃ 加热时间T/min
水
食用油
方案一实验结论:相同质量的水和食用油,升高相同的温度,水吸收的热量多。
方案二实验结论:相同质量的水和食用油,吸收相同的热量,水温度升高少。
这两个结论都说明了水的吸热能力比较强。
实验结论
物质的吸热本领与物质的种类有关。
探究点二　比热容
用什么方法来描述不同物质的这一特性呢
比热容(c):表示物质吸热能力的物理量。
定义:一定质量的某种物质温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度乘积之比。
公式:c=
比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1 ℃所吸收的热量。
单位:J/(kg·℃)
水的比热容:4.2×103 J/(kg·℃),其物理含义是 1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。
【课堂小结】
老师引导学生自行总结
第3节　比热容
第1课时　认识比热容
比热容
(1)概念:单位质量的某种物质温度升高1 ℃吸收的热量。
(2)单位:J/(kg·℃)
(3)水的比热容:4.2×103 J/(kg·℃)
(4)水的比热容的物理意义:1 kg的水温度每升高(或降低)1 ℃,吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。
1.下列说法正确的是(D)
A.物体温度越高,比热容越大
B.物体的质量越大,比热容越小
C.物体吸收的热量越多,比热容越大
D.物质的比热容跟物体的质量大小,温度变化的多少以及物体吸收热量的多少都无关
2.下列物质的比热容发生改变的是(B)
A.一杯水倒掉半杯
B.水凝固成冰
C.0 ℃的水变成4 ℃的水
D.将铁块锉成铁球
3.一杯水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),若将此杯水倒掉一半,剩下半杯水的比热容是　4.2×103 J/(kg·℃)　,若水凝固成冰,则比热容　改变　(选填“改变”或“不变”)。
4.如图所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)甲、乙两套装置,你选择　乙　装置,原因是　确保在相同时间内产生相同的热量　。
(2)在两个相同的烧杯中加入初温相同、　质量　相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油)。
(3)水和煤油温度随时间变化的图象如图丙所示。
①根据图丙可判断出a液体是　水　;
②加热3 min时,b液体比a液体的温度高,那么b吸收的热量　等于　(选填“大于”“小于”或“等于”)a吸收的热量;
③根据图丙可判断出　a液体　的吸热能力强。
(4)本实验除了采用控制变量法以外,还采用相同的热源,通过比较　加热时间　来比较水和煤油吸收热量的多少,这种解决物理问题的方法称为　转换　法。
在教学中从提出问题到通过设计实验、实验探究、收集实验数据、分析比较、得出结论:不同种类的物质吸热本领不同。这样突出了新课程理念,注重科学探究式学习,使学生体验了科学探究的基本过程,学习了科学探究的方法,掌握了科学探究的基本技能,提高了学生的科学探究能力,加深了对一些概念的理解。
比热容的物理意义
单位质量的某种物质温度升高1 ℃吸收的热量——比热容是物质的一种特性。虽然公式Q=cmΔt可用来计算物质的比热容,但不能认为物质的比热容与Q成正比,与m和Δt成反比,因为比热容是物质的一种特性,它不随外界条件的变化而变化,只与物质的种类和物质的状态有关,可以用来鉴别物质,不同物质的比热容不同,同种物质在同种状态下比热容是相同的。比热容跟物体的质量、温度变化量和吸热(或放热)的多少无关,但物质的状态变化时比热容将随之变化。
第2课时　比热容的应用及计算
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.能根据比热容进行简单的热量计算。
2.可以利用比热容解释生活中的一些现象。
【重点难点】
重点:利用吸收热量、放出热量的计算公式进行相关计算。
难点:利用热量计算公式的变形公式进行相关计算。
【新课导入】
情境导入
把相同质量、初温相同的水和煤油加热,升高相同的温度,水需要吸收的热量较多。到底多多少呢
复习导入
师:比热容的定义式是什么
生:c=
师:如果知道质量、升高的温度和物质的比热容,能不能计算出吸收的热量
从而引入新课。
【课堂探究】
探究点一　比热容的应用
查看比热容表,得出水的比热容最大,并利用水的比热容大,解释简单的生活现象。
问题1:汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用水来冷却,为什么
提示:因为水的比热容较大,与等质量的其他物质相比,在升高相同的温度时,吸收的热量多。
问题2:冬季暖气片中所使用的物质是水,为什么
提示:因为水的比热容较大,与等质量的其他物质相比,在降低相同的温度时,放出的热量多。
问题3:解释炎炎烈日下,漫步沙滩,发现沙子烫脚,而海水清凉,这是什么原因呢
提示:与同质量的海水相比,沙子的比热容较小,吸收相同热量时,沙子的温度升得高,所以沙子烫脚,而海水却是凉凉的。
探究点二　热量的计算
一、热量公式的导出方法(一)
已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)
则:1 kg的水温度升高1 ℃,所吸收的热量为　4.2×103　J;
1 kg的水温度升高2 ℃,所吸收的热量为　8.4×103　J;
2 kg的水温度升高1 ℃,所吸收的热量为　8.4×103　J;
2 kg的水温度升高2 ℃,所吸收的热量为　1.68×104　J。
小结
(1)如果以Q吸代表物体吸收的热量,c代表物质的比热容,m代表物体的质量,t0表示物体原来的温度(初温),t表示物体后来的温度(末温),通过以上计算,可以总结出一个计算热量的公式:Q吸=　cm(t-t0)　;
(2)如果要计算物体降温时放出的热量,那么公式是Q放=　cm(t0-t)　。
二、热量公式的导出方法(二)
比热容定义式:c=。
公式推导:Q=cmΔt,m=,Δt=。
注意:Δt表示变化的温度。
如果物体吸热升温:Q吸=cm(t-t0),
如果物体放热降温:Q放=cm(t0-t)。
三、利用热量公式进行计算
例题:小杨家的电热水器内装有5 L的水,该热水器中水的温度从20 ℃升高到40 ℃,求这些水吸收的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3]
点拨: 知道水的体积,利用密度的变形公式m=ρV求水的质量,再利用Q吸=cm(t-t0)求水吸收的热量。
解析:水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×5×10-3m3=5 kg,
水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(40 ℃-20 ℃)=4.2×105 J。
答案:4.2×105 J
练一练
有一根烧红的铁钉,温度是800 ℃,质量是1.5 g,温度降低到20 ℃,放出多少热量 [已知铁的比热容是0.46×103 J/(kg·℃)]
解析:铁钉放出的热量Q放=cmΔt=0.46×103 J/(kg·℃)×1.5×10-3kg×(800 ℃-20 ℃)=538.2 J。
答案:538.2 J
【课堂小结】
1.热量的计算公式可以写为Q=cmΔt,其中Δt表示温度的变化量,c为物质的比热容,m为物体质量。
2.注意“升高到”与“升高了”的区别。
第3节　比热容
第2课时　比热容的应用及计算
1.热量计算公式:Q吸=cm(t-t0),
Q放=cm(t0-t)。
2.变形公式:c=,Δt=,m=。
1.在农业生产中,为了保护秧苗夜间不致受冻,傍晚时要向秧田里多灌些水,这是因为水(B)
A.密度大 B.比热容大
C.温度高 D.热膨胀大
2.甲、乙两物体的比热容之比为3∶2,吸收的热量之比为2∶1,若它们升高的温度相同,则甲、乙两物体的质量之比为　4∶3　。
3.在城市修建人工湖,不但可以美化生活环境,还能有效调节周围环境的气温,这是由于水的　比热容　大。
4.冰的比热容为2.1×103 J/(kg·℃),对一块质量为 2 kg,初温为-10 ℃的冰加热,使温度上升到 -4 ℃,不计热损失,则这块冰吸收了多少焦的热量
解析:这块冰吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=2.1×103 J/(kg·℃)×2 kg×[-4 ℃-(-10 ℃)]=2.52×104 J。
答案:2.52×104 J
5.部分高海拔地区昼夜温差较大,为了保护秧苗在夜间不被冻坏,人们常在傍晚往农田中灌水,白天再将水放出。如果让2 000 kg的水温度下降1 ℃,放出的热量为多少焦 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
解析:水放出的热量Q放=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 000 kg×1 ℃=8.4×106 J。
答案:8.4×106 J
6.质量是2 kg的某种物质温度从10 ℃升高了 20 ℃ 时,吸收的热量是1.88×104 J,该物质的比热容是多少
解析:由Q吸=cmΔt得,该物质的比热容c===0.47×103 J/(kg·℃)。
答案:0.47×103 J/(kg·℃)。
7.一个质量为50 g的烧红的铁块,温度为700 ℃,若它的温度降低到280 ℃释放的热量全部被质量为100 g,初温为50 ℃的水吸收,求:[c铁=0.46×103 J/(kg·℃),c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)铁块放出的热量。
(2)水升高的温度。
(3)水的末温。
解析:(1)铁块放出的热量Q放=c铁m铁Δt铁=0.46×103 J/(kg·℃)×0.05 kg×(700 ℃-280 ℃)=9 660 J。
(2)由题意可知,水吸收的热量Q吸=Q放=9 660 J,则水升高的温度
Δt===23 ℃。
(3)水的末温t=t0+Δt=50 ℃+23 ℃=73 ℃。
答案:(1)9 660 J　(2)23 ℃　(3)73 ℃
纵观本节课的设计,不难发现每个环节都是由提出问题入手开展教学的,这一个个精心设计的问题,组成一个步步攀升的台阶,带领学生走向科学的殿堂。
在不违背新课程标准的前提下,在本节课教学过程中,我对教材进行了一系列的创新,如问题的提出方式,探究方案的设计等等。这些改革有利于培养学生的兴趣,提高学生分析问题和解决问题的能力。
物质的吸热和放热公式
(1)公式:Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t),Q=cmΔt。
(2)理解
公式中,c表示物质的比热容,m表示物体的质量,t0表示物体原来的温度(初温),t表示物体吸热(或放热)后的温度(末温),t-t0表示物体升高的温度,t0-t 表示物体降低的温度。
(3)适用范围
公式适用于物态不发生变化时物体升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量的计算。如果过程中存在着物态变化,不能使用该公式。例如,冰熔化为水时,冰的温度(或冰水混合物的温度)没有变化,但需要从外界吸收热量,并且冰和水的比热容也不同。
第十四章　内能的利用
本章概述
教学 内容 第1节　热机 第2节　热机的效率 第3节　能量的转化和守恒
课程 标准 1.了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生产、生活的联系。 2.通过实验,认识能量可以从一个物体转移到其他物体,不同形式的能量可以互相转化。 3.从能量转化的角度认识燃料的热值。 4.了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。 5.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。 6.从能量的转化和转移的角度认识效率。 7.列举能量转化的转移具有方向性的常见实例。
本章 架构
教材 分析 　　本章是在学习内能概念的基础上,进一步讨论内能的转化和实际应用的工具——热机。热机是一种广泛使用的动力设备,通过对四冲程内燃机工作原理的学习,使学生了解内燃机的主要结构;大致了解内燃机工作时能量的转化与转移情况;了解内燃机在现代生活,特别是交通方面的应用。通过具体分析,使学生认识到在利用燃料的内能方面,不可避免地会有一部分内能转化和转移到其他方面,因此要建立热机效率的概念,并与机械效率作联系和类比,之后自然引出能量守恒定律。通过本章的学习,使学生了解内燃机的发展对人类进步起到正面作用的同时,要使学生认识到它给环境带来的负面污染问题。
学情 分析 　　学生已经有了一定的生活经验,并且可以分析一些简单直观的现象,教师的主要任务是做好引导和点拨。本章主要采用学生观察图片、动画,听从教师讲解,通过对图片、动画的观察、讨论,归纳得出结论,应用多媒体演示和汽油机模型引起学生的注意力,联系实际问题,调动学生的积极性。
第1节　热机
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.知道热机的概念,初步了解热机的工作原理。
2.知道四冲程内燃机的构造和工作过程。
3.了解汽油机和柴油机的主要区别。
重点:内燃机的构造和工作原理;汽油机和柴油机的区别和联系。
难点:汽油机的工作原理。
【新课导入】
情境导入
课件展示图片
飞驰的汽车　　　 高速行驶的列车 飞行的客机　　 航行的舰船
汽车、列车、客机、舰船等在各自领域大显神威,它们是如何获得机械能的呢
实验导入
演示实验:实验装置如图所示,在试管内装适量的水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲开,让学生思考是什么能量让软木塞冲出去的
提示:燃料在燃烧时将化学能转化为水和水蒸气的内能;水蒸气把软木塞冲出去时将水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。
【课堂探究】
探究点一　热机
热机的定义:利用内能做功的机械叫热机。
热机种类很多,有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等,今天我们主要来研究内燃机。
内燃机:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。常见的内燃机分为汽油机和柴油机。
汽油机:以汽油为燃料的内燃机;
柴油机:以柴油为燃料的内燃机。
学生思考生活中看到过哪些热机
参考答案:蒸汽机、柴油机、汽油机等。
探究点二　汽油机
一、观察单缸四冲程汽油机构造。
①　进气门　,②　排气门　,③　火花塞　,④　活塞　,⑤　连杆　,⑥　曲轴　,⑦　汽缸　。
二、汽油机的工作原理
[吸气冲程]　　[压缩冲程] [做功冲程]　 [排气冲程]
让学生观察四冲程汽油机工作示意图。思考下列问题:
(1)每一个冲程中进气门、排气门的关闭情况
(2)汽缸里是什么气体 其压强和温度如何变化
(3)利用什么方式点火
(4)活塞是怎样运动的
(5)能量是如何转化的
归纳
冲程:活塞从汽缸一端运动到另一端叫做一个冲程。
工作过程
(1)第一冲程:进气门　打开　,排气门　关闭　,活塞向　下　运动,汽缸内体积增大,压强　减小　,大气压将　汽油和空气的混合物　压入汽缸,即　吸气　冲程。
(2)第二冲程:进气门和排气门都　关闭　,活塞向　上　运动,燃料混合物被　压缩　,温度　升高　,气压　增大　,完成　机械　能→　内　能的转化,即　压缩　冲程。
(3)第三冲程:在压缩冲程结束时,火花塞产生　电火花　,使燃料猛烈燃烧,燃气内能　增加　,推动活塞向　下　运动,并通过连杆带动曲轴转动,完成　内　能→　机械　能的转化,即　做功　冲程。
(4)第四冲程:进气门　关闭　,排气门　打开　,活塞向　上　运动,把　废气　排出汽缸,即　排气　冲程。
拓展
(1)在一个工作循环中,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,燃气对外做功一次。在压缩冲程中,机械能转化为内能;在做功冲程中,内能转化为机械能。
(2)在四个冲程中,利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。
探究点三　柴油机
问题1:柴油机的构造和工作过程是怎样的
问题2:与汽油机相比,它有哪些相同之处和不同之处
柴油机的构造
归纳
(1)柴油机一个工作循环也是包括　四　个冲程。
(2)在一个工作循环中,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,燃气对外做功一次。在压缩冲程中,机械能转化为内能;在做功冲程中,内能转化为机械能。
(3)在四个冲程中,利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。
(4)汽油机和柴油机的不同点
项目 汽油机 柴油机
相同点 是内燃机,一个工作循环包含四个冲程
不同点 构造 　火花塞 　喷油嘴
燃料 汽油 柴油
吸气冲程 吸入　汽油和空气的混合物 　吸入空气
压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大
做功冲程 (点火方式) 　点燃式 　压燃式
特点 轻巧、效率较低 笨重、效率较高
用途 车、飞机和小型农业机械等 载重汽车、拖拉机、坦克、轮船等
【课堂小结】
1.热机:利用内能做功的机械。
2.内燃机:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。
3.内燃机分为汽油机和柴油机两大类。
4.汽油机的结构、四个冲程及能量转化。
5.柴油机的结构、四个冲程、能量转化及与汽油机的异同。
第1节　热机
1.热机:利用内能来做功的机器。
2.汽油机
(1)汽油机构造。
(2)汽油机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
(3)汽油机的应用。
3.柴油机
(1)柴油机构造及工作原理。
(2)柴油机和汽油机的区别。
1.如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是(D)
A.一个工作循环的正确顺序是(甲)(乙)(丙)(丁)
B.(甲)图冲程能获得动力
C.(丙)图冲程存在化学能转化为内能的过程
D.(丁)图冲程存在内能转化为机械能的过程
2.下列关于汽油机和柴油机的主要区别,错误的是(A)
A.柴油机的汽缸顶部是火花塞,汽油机的汽缸顶部是喷油嘴
B.柴油机的点火方式为压燃式,汽油机的点火方式为点燃式
C.一般情况下,柴油机比汽油机效率高
D.柴油机与汽油机的工作过程基本相同
3.下列说法中正确的是(C)
A.内燃机压缩冲程是内能转化为机械能
B.内燃机做功冲程是机械能转化为内能
C.内燃机的飞轮的作用是完成其他三个辅助冲程
D.内燃机的一个工作循环包括两个冲程
4.如图所示是四冲程汽油机的剖面图,关于其四个冲程的描述错误的是(C)
A.吸气冲程中,汽油和空气的混合物进入汽缸
B.压缩冲程中,活塞的机械能转化为燃料混合物的内能
C.做功冲程中,具有很明显的机械能转化为内能的过程
D.排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量中很大部分
1.热机的原理、发展史
热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器。热机在人类生活中发挥着重要的作用。现代化的交通运输工具都靠它提供动力。热机的应用和发展推动了社会的快速发展,也不可避免地损失部分能量,并对环境造成一定程度的污染。热机的发展史:蒸汽机→蒸汽轮机→内燃机→喷气发动机→火箭发动机。
2.热机的种类
热机种类很多,按工质接受燃料释放能量的方式,分为内燃机和外燃机。内燃机中,燃料在热机内部燃烧,生成的气体是热机工质。外燃机则燃料在热机外部燃烧,能量通过加热器传给工质(如蒸汽)。按做功方式不同又分为往复式热机和回转式热机。如蒸汽机、汽油机、柴油机等,它们是靠工质在汽缸内膨胀推动活塞往复运动实现对外做功的,称为往复式热机。依靠工质推动叶轮或转子运动实现对外做功的,如汽轮机属于回转式热机。
3.制作四缸四冲程内燃机模型
该模型分三个主要部分,即动力系统、配气系统及点燃系统。
(1)动力系统
①汽缸和活塞:汽缸用四个没底的酒瓶代替,活塞用木料制成,能在瓶内上下灵活运动。
②曲轴连杆机构:均由粗铁丝弯成,如图(甲)所示。
③摇把和齿轮:曲轴的一端装有摇把,另一端装有一个小齿轮,小齿轮与安装在汽缸上的大齿轮相啮合。大小齿轮都是用塑料板制成的。小齿轮直径2.5 cm,12个齿;大齿轮直径5 cm,24个齿。
(2)配气系统:各瓶口是气阀,进气阀和排气阀是共用的,即当进气时,瓶口就成进气阀;当排气时,瓶口就成了排气阀。
(3)点燃系统
①火花塞:用灯泡代替,如图(乙)所示,灯泡上的两个接线头,一个接公用导线,一个跟配电器上的相应触点相连接。
②配电器:在大齿轮的中央有一接线柱,并在其靠近汽缸体的一面固定一弹簧滑片(与接线柱相通)。在汽缸体上固定有四个接触点,位置均匀,大齿轮紧压在触点上。这样当小齿轮带动大齿轮转动时,使四个灯泡的电路按一定顺序逐个接通发光,表示火花塞将燃料点燃(点燃的顺序是1,3,4,2)。
模型制成之后,接通3 V电源,顺时针转动摇把即可进行演示。
第2节　热机的效率
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.知道热值的概念。
2.能简单计算某种燃料完全燃烧放出的热量。
3.知道热机的效率,能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向。
4.知道提高热机效率的措施。
重点:燃料热值的概念和理解;热值的计算;热机效率的计算。
难点:对热机效率的理解。
【新课导入】
情境导入
为什么不同的燃料释放热量的本领不同 如何比较它们释放的热量的多少
问题导入
无论是烧菜做饭,还是奔驰行驶的汽车与火车,乃至直入苍穹的火箭等都离不开燃料。即从原始人类学会用火的那天起,至今,人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的。那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少用来做了有用功
【课堂探究】
探究点一　燃料的热值
问题1:生活中我们可以使用哪些燃料 这些燃料如何分类
提示:生活中经常使用的燃料有很多,可以按状态分类。液体燃料有汽油、柴油等,气体燃料有煤气、天然气等,固体燃料有煤、木柴等。
问题2:(1)1 kg的干木柴和10 kg的干木柴在完全燃烧时,放出的热量是否相同
提示:不相同,干木柴在完全燃烧时,木柴的质量越大,燃烧放出的热量越多。
(2)相同条件下,1 kg干木柴和1 kg煤,哪种燃料能烧开更多的水
提示:1 kg煤燃烧后能烧开更多的水。
(3)烧开同一壶水,用干木柴和用天然气所需要燃烧的质量一样吗
提示:烧开同一壶水,用干木柴和用天然气所需要燃烧的质量不同。用干木柴的质量大,用天然气的质量小。
(4)1 kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同
提示:干木柴燃烧得越充分放出的热量就越多,完全燃烧比未完全燃烧放出的热量多。
总结:影响燃料燃烧放出热量的因素:燃料的质量、燃料的种类、燃料燃烧的状况。
(1)燃料的种类
(2)热值
①定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。
②单位:焦每千克(J/kg)或焦每立方米(J/m3)。
(3)引导学生推导热值的计算公式。
由热值的定义我们知道:1 kg的干木柴完全燃烧释放出1.2×107 J的热量;那么质量为m kg的干木柴完全燃烧释放出多少焦的热量,怎么计算
由此得出热值的计算公式:Q放=mq。
(4)固体或液体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q=q·m。气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为Q=q·V。
例题:计算4 kg柴油完全燃烧释放的热量。
解析:查表可知柴油的热值q=4.3×107 J/kg,
所以Q=mq=4 kg×4.3×107 J/kg=1.72×108 J。
答案:1.72×108 J
探究点二　热机效率
问题1:用煤烧水时,煤能完全燃烧吗
提示:煤不能完全燃烧。
问题2:煤燃烧放出的热量能全部被水吸收吗
提示:不能;炉灶本身吸收一部分热量,高温的烟气带走了一部分热量,一部分热量直接散失掉了。
问题3:在内燃机中燃料是否能够完全燃烧 燃料燃烧释放的能量都到哪里去了
提示:对于热机而言,燃料释放的能量只有一部分用来做有用功,还有相当一部分能量散失了。
总结
(1)热机效率
①概念:用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率。
②公式:η=。
说明:热机效率是指热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值,它反映了能量的利用率,也是热机性能的一个重要标志。由于热机在工作过程中,总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
(2)提高热机效率的途径
①使燃料充分燃烧。
②尽量减少各种热量损失。
③在热机的设计和制造上采用先进的技术。
④注意保养,保证良好的润滑,减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
【课堂小结】
1.热值:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,单位J/kg,J/m3。
2.有效利用燃料的途径:(1)让燃料尽可能充分燃烧;(2)减少能量的损失。
第2节　热机的效率
1.
2.
1.木炭的热值为3.4×107 J/kg,它表示1 kg木炭(D)
A.具有3.4×107 J的热量
B.具有3.4×107 J的内能
C.完全燃烧对外做功3.4×107 J
D.完全燃烧放出热量3.4×107 J
2.将一瓶酒精用去,则剩余酒精的密度、比热容和热值(A)
A.都不变
B.都变为原来的
C.热值不变,密度、比热容变为原来的
D.热值变为原来的,密度、比热容不变
3.如图所示是内燃机的能量流向图,由图可知,该内燃机的效率是(C)
A.10% B.20% C.35% D.45%
4.小明测试了自己家中分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为:木柴约100 kg,烟煤约40 kg,液化石油气约15 kg,煤气约30 kg,这四种燃料中哪种燃料的热值最高(C)
A.木柴 B.烟煤
C.液化石油气 D.煤气
5.为了提高热机效率,可采取的措施是(C)
A.采用热值高的燃料
B.降低热机功率
C.保证良好的润滑减少摩擦
D.以上措施都可以
6.无烟煤的热值是3.4×107 J/kg,表示的意义是　完全燃烧1 kg的无烟煤释放的热量是3.4×107 J　。如果要获得1.7×108 J的热量,需要完全燃烧　5　kg无烟煤。
7.一台柴油机的热机效率为25%,表示的含义是　做有用功　的那部分能量在　总　能量中占　25%　。用这台柴油机工作时,完全燃烧2 kg的柴油可做有用功　2.15×107　J。(柴油的热值为4.3×107 J/kg)
本节课通过创设情境启发、引导,学生能够自主探究、思考、讨论、交流学习成果。新课程注重学生的主动学习,发挥学生的主体作用,因此教学充分发挥了学生的主观能动性,并与实践相结合,通过自己探索加上教师的引导,使学生的探究一步步走向深入,从中体会探究的乐趣、知识的魅力、应用的价值,开阔学生的视野,锻炼学生思维。
1.热机产生的影响
(1)燃烧煤、石油产生的污染物:氮氧化合物、粉尘、铅、二氧化硫(造成酸雨)等。
(2)汽车内燃机的废气和冷却水带走的热量约占60%,引起了热岛效应。
(3)噪声污染。
(4)废渣、废液的排放造成环境污染。
2.有助于理解热机效率的小实验
准备十个相同的杯子摆成一排,先用注射器和量筒量取100 mL水,注入第一个杯子中,接着依次把水从第一个杯子倒入第二个杯子,再从第二个杯子倒入第三个杯子,直至倒入第十个杯子,每次观察前后两个杯子中水量的变化,最后用量筒量出第十个杯子中水的体积。发现第十个杯子中水的体积明显变少了,这个小实验说明杯子中的水每倒完一次,总会有水残留在杯子内壁上,因此后面一个杯子中的水总是比前一个杯子中的水少。
能量在使用时也要经过多次转化,能量同样也会有损失,转化后的能量总是小于转化前的能量,这就涉及了所谓的“效率”问题。热机在将内能转化为机械能的时候,也存在“热机的效率”问题。
第3节　能量的转化和守恒
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.能列举各种形式的能量。
2.能列举各种能量之间的转化及同种能量之间的转移。
3.理解不同形式能量的转化过程中能量的总量保持不变。
4.熟记能量守恒定律,能举出日常生活中能量守恒的实例。
重点:能量的转化和能量守恒定律。
难点:能量在转化与转移中守恒。
【新课导入】
情境导入
展示图片,请学生说出下列物体都具有什么形式的能量
拉长的皮筋(弹性势能)　　山巅的巨石
(重力势能)
踢飞的足球(动能)　　　　太阳光(太阳能)
食物(生物质能)　　　 　燃烧的煤球(内能)
核能发电(核能)　 　　地热发电(地热能)
能量有多种存在形式,如机械能、内能、电能、化学能、光能、核能、地热能等。我们还知道不同形式的能之间是可以相互转化的,今天我们来具体看一下。
问题导入
把一个小球做成单摆来回摆动,问:单摆在摆动过程中的能量是怎样转化的 单摆能否永远地摆动下去 为什么
【课堂探究】
探究点一　能量的转化
展示以下几组图片,请学生说出相应的能量转化。
快速摩擦　　 反复弯折 钻木取火
归纳:　机械　能转化为　内　能。
手摇发电机发电　 　水力发电站
归纳:　机械　能转化为　电　能。
木柴燃烧　　 蜡烛燃烧
归纳:　化学　能转化为　光　能和　内　能。
其他形式能的相互转化。
太阳能电池:　太阳　能转化为　电　能　
植物光合作用:　光　能转化为　化学　能
总结:在自然界里,有各种各样的运动形式,每一种运动形式都有一种相应的能,随着物体运动形式的转化,能的形式也随着转化,这是自然界的普遍现象。
探究点二　能量守恒定律
讨论1:观察现象,分析能量转化或转移情况。
停止用力,秋千越摆越低 掉在地上的弹性小球会越跳越低
分析:它们的高度降低,说明机械能减少了,但能量并没有丢失,实际上是通过做功把一部分机械能转化为了内能。
归纳:大量事实表明,能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,这就是能量守恒定律。
讨论2:永动机为什么不能永动
如图是一种设想中的永动机,它通过高处的水流冲击叶片,叶片的转动用来对外做功,同时带动抽水器从低处将水抽到高处,从而循环工作。从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去
参考答案:高处的水流冲击叶片转动对外做功时,因为摩擦等原因,从高处流下的水不可能全部被抽回原高度,根本不会“永动下去”。
【课堂小结】
1.在一定条件下,各种形式的能都可以相互转化。
2.能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
第3节　能量的转化和守恒
1.能量的转化:在一定条件下,各种形式的能量都可以相互转化。
2.能量的转移
3.能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
1.下列各种现象中,只有能的转移而不发生能的转化的过程是(B)
A.电灯发光
B.冬天用手摸户外的东西时感到冷
C.用打气筒给轮胎打气时,气筒壁会发热
D.水蒸气会把壶盖顶起来
2.下列事例中,属于机械能转化为内能的是(C)
A.火药的燃气把子弹从枪膛中射出
B.植物吸收太阳能进行光合作用
C.古人用钻木的方法取火
D.用酒精灯加热烧杯里的水
3.下列说法中错误的是(A)
A.能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化
B.只要有能的转化和转移,就一定遵从能量守恒定律
C.能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
D.任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中,消耗多少某种形式的能量,就能得到多少其他形式的能量,能的总量是保持不变的
4.能量可以转化,也可以转移。如图所示的永动机。你认为能实现吗 　不能　;请说明理由:　违背了能量守恒定律　。

能量的形式是多样的,且能量又不是孤立存在的,在一定条件下可以发生转化,太阳能→生物质能→化学能→电能等。要求学生能从大量的事实中了解能量的转化,结合前面学的机械能守恒等阐述能量守恒,讨论永动机能否实现。通过前面几节的学习,学生对能量转化的普遍性已有一定的认识,所以目标是对能量学习的一次小结,通过对不同形式能量的特点,对能量的转化与转移的深入讨论,梳理归纳出能量守恒定律。
1.机械能守恒:是指在只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用),物体的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。只有重力或弹力做功,即不考虑空气阻力及其他摩擦产生热而损失能量,所以机械能守恒是一种理想化的情况。
2.能量守恒:能量守恒定律指出能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,在转移和转化过程中其总量保持不变。能量守恒定律的成立是不需要条件的,因为所有能量都可以在一定条件下转化成人们所需要的各种形式的能量。比如煤燃烧后放出热量,可以用来生产蒸汽,推动蒸汽机输出机械能,推动发电机输出电能。电能又可以通过各种用电器转化为机械能、光能等。
3.机械能守恒定律的推论
根据机械能守恒定律,当重力以外的力不做功,物体(或者某一系统)的机械能守恒。当重力以外的力做功不为零时,物体(或某一系统)的机械能要发生改变。重力以外的力做正功,物体(或某一系统)的机械能增加;重力以外的力做负功,物体(或某一系统)的机械能减少,且重力以外的力做多少功,物体(或某一系统)的机械能就改变多少。即重力以外的力做功的过程,就是机械能和其他形式的能相互转化的过程,在这一过程中,重力以外的力做的功是机械能改变的量度。
第十五章　电流和电路
本章概述
教学 内容 第1节　两种电荷 第2节　电流和电路 第3节　串联和并联 第4节　电流的测量 第5节　串、并联电路中电流的规律
课程 标准 1.观察摩擦起电现象，了解静电现象。了解生活中关于静电防止和利用的技术。 2.从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。 3.知道电压、电流和电阻。 4.会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。能说出生产、生活中采用简单串联或并联电路的实例。 5.探究并了解串、并联中电路电流的特点。 6.会使用电流表。
本章 架构
教材 分析 　　本章主要内容是电学的三个基本概念:电荷、电流和电路。摩擦起电是学生熟悉的电现象之一,两种电荷及其相互作用规律是进一步深入学习电学、理解许多电现象的基础。认识串、并联电路的特点是识别电路、辨别电路连接形式和进行电路设计的基础,本章教学不能仅满足于让学生知道串、并联两种连接形式,而要把重点放在学生通过动手连接串、并联电路的实际操作过程,分析归纳出小灯泡的连接形式以及串联和并联及各自特点。辨别实际电路是串联还是并联,根据要求画出电路图或根据电路图连接实际电路,尤其是并联电路,对于初学电路知识的学生来说是比较困难的。因此教学中应注意把老师的讲述和学生的动手实践紧密结合起来。电流表是学生第一次接触的电学测量仪器,学会测量电路中的电流是电学实验中学生必须具备的技能之一,且电流表的面板刻度比普通刻度尺稍复杂,它有三个接线柱,两个量程,加上电流表的接入也增加了电路的复杂性,所以用电流表测串、并联电路的电流也成为本章的难点。
学情 分析 　　初中学生对“电”并不陌生,有一些感性认识和生活经验,但由于电是摸不着,看不到的,所以学生对“电”还是感到非常神秘,这为教师很好地激发学生的学习兴趣提供了前提。同时九年级学生经过一年的物理学习,具备了一定的实验技能,观察实验、分析概括能力已初步形成,为本章的探究实验奠定了基础。但是由于学生还没有真正地连接过电路,再加上年龄小抽象思维较差,所以,在连接电路、理解电流的形成上还有一定的困难,因此我使用多媒体来辅助学生理解本章的内容。
第1节　两种电荷
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.认识摩擦起电的现象,初步认识两种电荷及电荷间的相互作用。
2.了解验电器的原理及其作用,了解电荷量及其单位。
3.了解原子结构,知道导体和绝缘体。
重点:1.两种电荷及它们间的相互作用。
2.电荷量及单位。
难点:金属中的电子可以自由移动。
【新课导入】
同学们在日常生活中会发现当空气干燥时用塑料梳子梳干燥的头发,头发会随梳子“飘”起来。这是什么原因呢 这一节我们将来学习第十五章第1节两种电荷。
【课堂探究】
探究点一　摩擦起电
学生实验:先用塑料尺或塑料梳子、圆珠笔、玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑,看有什么现象 然后塑料尺、塑料梳子、圆珠笔和头发(玻璃棒和丝绸布、橡胶棒和毛皮)摩擦后,再靠近碎纸屑看有什么现象 (学生实验、观察,教师巡回指导)
思考:(1)这两次实验现象相同吗 (不同)
(2)两次实验现象有什么不同 (不摩擦时塑料尺等不吸引碎纸屑,摩擦后吸引碎纸屑)
(3)被摩擦过的物体为什么会吸引碎纸屑 (因为摩擦过的物体带了“电”)
(4)刚才是用什么方法使物体带电的 (摩擦)
(5)那么在日常生活中你见过类似的摩擦起电现象吗
总结
(1)带电体的性质:吸引轻小物体。
(2)可用摩擦的方法使物体带电。
(3)生活中摩擦起电的例子
①冬天脱衣服冒火花。
②梳头时头发跟梳子“粘”在一起。
③毛衣容易脏。
④电视电脑屏幕容易吸灰。
⑤油罐车下面拖着一条铁链。
⑥纺织工厂要保持空气潮湿。
⑦买食物时,薄塑料袋容易沾在手上甩不掉等。
探究点二　电荷及其相互作用
1.两种电荷
演示实验
(1)用丝绸分别摩擦两根完全相同的玻璃棒,将一根玻璃棒放在支架上,用另一根玻璃棒靠近。你看到什么现象 说明了什么
(2)用毛皮分别摩擦两根完全相同的橡胶棒,将一根橡胶棒放在支架上,用另一根橡胶棒靠近它。你看到什么现象 说明了什么
(3)将毛皮摩擦过的橡胶棒放在支架上,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近它。你看到什么现象 此现象又说明了什么
现象:将被毛皮摩擦过的橡胶棒放在支架上,用另一根被毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近它,结果它们互相排斥。将被丝绸摩擦过的玻璃棒放在支架上,用另一根被丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近它,结果它们也互相排斥。将毛皮摩擦过的橡胶棒放在支架上,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近它,结果它们相互吸引。
让学生分析讨论:“这个实验说明什么 ”
2.验电器
(1)验电器结构:如图所示。
(2)检验原理:同种电荷互相排斥。
总结:自然界只有两种电荷:正电荷和负电荷。
丝绸←→玻璃棒带正电:记“+”,“丝玻正”;
毛皮←→橡胶棒带负电:记“-”,“毛胶负”。
(1)两种电荷的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
(2)用验电器来检验物体是否带电。
验电器原理:同种电荷相互排斥。
(3)电荷量:电荷的多少。单位:库仑,简称库,符号是C。
探究点三　原子及其结构
物质是由什么组成的
提示:原子的中心是原子核,核外有一定数量的电子。原子核带正电,核外电子带负电,它们之间相互吸引所以电子绕原子核做圆周运动。原子核又由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电。
拓展:摩擦起电原因:因不同的原子核对电子的束缚力不同,失去电子带正电,得到电子带负电。
实质:电子的转移(得失)。
探究点四　导体　绝缘体
电荷在导体中定向移动。
演示实验:取两个验电器A和B。用金属杆把A和B连接起来,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器A,可以看到A和B的金属箔都张开了。
改用橡胶棒把A和B连接起来,重做上面实验,可以看到只有验电器A的金属箔张开,而B仍然闭合。
实验表明:电荷可以在金属杆中移动。
导体:容易导电的物体,如:金属、人体、食盐水溶液等。
绝缘体:不容易导电的物体,如:橡胶、玻璃、塑料、陶瓷等。
【课堂小结】
1.摩擦起电。
2.两种电荷:“+”“-”电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.验电器:检验物体是否带电。
4.导体和绝缘体。
第1节　两种电荷
1.摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电。
2.两种电荷
3.原子及其结构
摩擦起电的实质:电子的转移。
4.导体和绝缘体
1.电荷的多少叫　电荷量　,实验室常用来检验物体是否带电的仪器叫　验电器　,它是利用同种电荷相互　排斥　的原理制成的。
2.用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带　正　电,用毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒带　负　电。若用摩擦后的毛皮与丝绸靠近会出现　吸引　现象。
3.把一个轻质的小球靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时,它们相互吸引,则这个小球(D)
A.一定不带电 B.一定带负电
C.一定带正电 D.可能不带电
4.加油站规定:“严禁用塑料桶装汽油”,这样规定的理由是(C)
A.塑料和汽油会起化学变化,使汽油变质
B.汽油会腐蚀塑料,造成漏油
C.汽油与塑料桶壁不断摩擦,使塑料桶带电产生火花,引燃汽油造成火灾
D.汽油与塑料桶壁不断摩擦,使塑料桶带电,人接触桶外壳会造成触电伤害
这是一节电学的初始课,因此上好这一课,对于学好电学有着重要的意义,因为这是学生对电学课的第一印象,所以,它不仅担负着掌握电荷初步知识的任务,还担负着培养激发学生对电学兴趣的任务。在本节的教学中尽可能地设计了实验,而且把它设计成探究性、演示性实验,目的就是要最大限度地调动学生的积极性,培养学生对电学的兴趣。本节课的知识内容,虽看似浅显,但知识点多,给人凌乱而繁杂之感。而且由于化学知识滞后,学生对摩擦起电的原因及导体和绝缘体导电能力不同的原因理解起来都非常困难。
第2节　电流和电路
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.通过观察和实验,初步认识什么是电流、电路和电路图。
2.能列举生活中的电源和用电器。从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。
3.学会连接简单的电路。
4.认识断路、通路、短路。
重点:电流的形成,电路的构成,电路图的画法。
难点:判断电流的方向,“根据电路图连接实物电路”和“根据实物电路画电路图”。
【新课导入】
情境导入
分析验电器电荷转移问题,引出课题。
实验导入
演示:用导线把小灯泡、电池、开关连接成电路,使小灯泡发光。
小灯泡发光,说明电流流过了小灯泡,引出课题。
【课堂探究】
探究点一　电流
指导学生阅读课本完成以下知识内容:
1.电流:电荷的　定向　移动形成电流。
2.电流的方向:　把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向　。
当电路闭合时,在电源的外部,电流的方向是从电源　正极　经过用电器流向　负极　(正极→用电器→负极)。电源内部的电流方向与外部相反。
金属导电时,电子定向移动的方向与电流的方向相反。
探究点二　电路的构成
利用电源、开关、小灯泡引导学生连接电路,使小灯泡发光。以学生连接的电路为例,引导学生得出电路的组成和各元件的作用。
引导学生回答
1.电荷不断经过灯泡,小灯泡才会发光。
2.可以通过开关来控制灯的亮与灭。
3.电路中除了灯泡,还有干电池、开关和导线。
归纳
(1)电路:电流可以流过的路径。
(2)构成:　电源　、　导线　、　开关　、　用电器　。
电源:　提供电能　。
电池、发电机等是电源。
实验室常用的电源:干电池和学生电源。
导线:电流的通道(输送电能)。
开关:控制电路的　通断　。
用电器:　消耗电能　。
灯泡、电动机、门铃等是用电器。
探究点三　电路图
1.用元件符号表示电路连接的图,叫　电路图　。
2.介绍常用元件的符号:
电池、开关、灯泡、电动机、交叉相连导线。
3.练习:请画出如下实物的电路图。
教师总结:电路图画图注意事项:导线横平竖直,电路元件不要画在拐角上,电流经过元件的次序和实物图一一对应。
探究点四　通路、断路和短路
请同学们分析以下电路图
示例:如图所示的电路中,开关处于图示状态时,灯泡　不亮　(选填“亮”或“不亮”),这时的电路叫　断路　;将开关闭合时的电路叫　通路　;如果不小心把A,B两接线柱用导线接在一起,则会造成　短路　。
通路:正常接通的电路。
断路:某处断开的电路。
短路:直接用导线将电源的正、负极连接起来。
注意:短路会烧坏电源,所以绝对不允许不经过用电器直接用导线把电源的两极连接起来。
(用导线直接把用电器的两端连接起来称为用电器短路,此时用电器不工作,用电器没有什么损害)
【课堂小结】
1.电路是由电源、导线、开关、用电器组成的。
2.形成电流的条件
(1)有电源;(2)电路通路。
3.会连接简单电路。
4.电源是提供电能的装置,用电器是消耗电能的装置。
5.电路中电流的方向是“电源正极→用电器→负极”。
第2节　电流和电路
1.电流
(1)电荷的定向移动形成电流。
(2)电流的方向:正极→用电器→负极。
(3)获得持续电流的条件:一要有电源,二要使电路闭合。
2.电路
(1)由电源、用电器、开关、导线四部分组成的电流路径叫电路。
(2)各元件的作用
电源:提供电能的装置。
用电器:消耗电能的装置。
导线:输送电能的装置。
开关:控制电流通断的装置。
3.电路图
用电路元件符号表示电路连接情况的图叫电路图。
4.三种电路:通路、断路、短路。
1.关于电流,下列说法正确的是(A)
A.金属导体中自由电荷定向移动的方向与导体中电流的方向相反
B.通过导体的电荷量越多,导体中电流就一定越大
C.横截面积越大的导体,通过的电流就越大
D.电流的方向就是自由电荷定向移动的方向
2.如图所示的电路中,哪个电路是正确的(A)
3.如图,当开关S闭合时,可能发生的是(C)
A.L1,L2都发光
B.L1发光,L2不发光
C.电源损坏
D.L1灯丝被烧断
4.电流是这样形成的,　电荷　发生定向移动便形成了电流,人们把　正　电荷的定向移动的方向规定为电流的方向。
5.如图,当S1,S2断开时,电路处于　断路　状态;当S1闭合,S2断开时,电路处于　通路　状态;当S1,S2都闭合,电路处于　短路　状态。
6.根据电路图,用笔画线连接实物图。
答案:如图所示
本节课的新课引入环节中选用的材料,应是符合初中学生年龄特征和已有的生活经验,应是发生在学生身边的物理现象。本节课的一大亮点就兴趣实验“看谁先能让小灯泡亮起来”,随着一盏盏小灯泡亮起来,把同学们带入神秘的电学世界,这有助于点燃学生兴趣的火花,同时也消除了他们对电的恐惧感。在学生展示时又多次利用到自己所连的电路,学生感觉本节课学习对电路有关问题都解决了,收获丰富,兴趣盎然,激发起进一步探索的兴趣。
1.集成电路
集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连在一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比(基于硅的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于锗的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性高、性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如电视机、计算机等方面得到广泛的应用,同时在军事通信等方面也得到广泛应用。
2.电路图的意义
用电路元件符号表示电路连接的图,叫电路图。电路图是人们为研究、工程规划的需要,用物理电学标准化的符号绘制的一种表示各元器件组成及器件关系的原理布局图。由电路图可以得知组件间的工作原理,为分析性能、安装电子、电器产品提供规划方案。在设计电路中,工程师可从容在纸上或电脑上进行,确认完善后再进行实际安装。通过调试改进、修复错误、直至成功。采用电路仿真软件进行电路辅助设计、虚拟的电路实验,可提高工程师工作效率、节约学习时间,使实物图更直观。
3.新型电池
随着电子工业和其他生产技术的发展,各种用电器进入千家万户,电池的应用也越来越广泛。常用电池有以下几种:
(1)原电池
是一次性电池,一般不能反复充电使用。使用较多的有锌锰干电池、碱性干电池等。
①锌锰干电池。有圆筒形和扁形两种,圆筒形锌锰干电池以金属锌制成的外壳作为负极。电池芯是正极,它是由二氧化锰、石墨和固体氯化铵等混合而成的。有的电池中采用氯化锌纸板结构代替了糊式结构,以提高电池的性能。
②碱性干电池。从外形上分,有圆筒形和纽扣式两大类。以二氧化锰和石墨作正极,锌粉和粘结剂制成负极材料。碱性锌锰电池由于电解液为氢氧化钾,导电能力强,容量比一般干电池大,可达同号普通干电池的三倍。多用于照相机闪光灯、电动剃须刀、电动玩具等,也可以用在电子表、电子计算器上。
③氧化银电池。随着用电器的小型化,纽扣式电池迅速发展起来,以氧化银电池为例,它的正极以氧化银为主要材料;负极以锌粉为主要材料;电解液由氢氧化钾(钠)与蒸馏水配成。适用于电子打火机、电子计算器。
(2)蓄电池
是可以充电重复使用的电池。可以将化学能转变为电能,又可以将电能转变为化学能,又称二次电池。
镉镍电池是较理想的可充电式电池。它在正常使用条件下,充放电次数可达数百次,甚至上千次,是典型的二次电池。镉镍电池有密封型和非密封型两大类。密封型的又分为圆柱型和纽扣型两种,密封圆柱型镉镍电池的结构与普通锌锰圆筒干电池相似。它的正极材料为镍的氧化物,负极材料为镉,电解质为氢氧化钾。
铅蓄电池在生活、生产中有广泛的应用。它具有容量大、电动势高(2.04 V)的特点,而且材料不贵重,反复使用的次数较多。
第3节　串联和并联
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.知道串联电路和并联电路连接的特点。
2.会识别串联和并联电路图。
3.会连接简单的串联和并联电路。
重点:通过观察和实验,探究串、并联电路的特点。并会连接简单的串、并联电路。
难点:串、并联电路的分析、连接。
【新课导入】
节日里的小彩灯和路边的路灯都是同时亮,同时灭。它们的连接方式是一样的吗
【课堂探究】
探究点一　串联
做一做
1.两个灯泡、一个电源、导线若干、开关一个,要求:把两个灯泡同时连入电路,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都熄灭,如何连接 (先画电路图,再连接实物)
2.更换开关的位置,观察小灯泡的发光情况。
3.拧下其中一个小灯泡观察另一个小灯泡的发光情况。
归纳
(1)串联的定义:两个小灯泡依次相连,然后接到电路中。
(2)探究串联电路的特征
①电流只有1条路径。
②一个开关控制整个电路,且与开关的位置无关。
③用电器互相影响(一个电器工作所有的都工作,一个电器不工作所有的都不工作)。
④一短制一,一断全断。
探究点二　并联
做一做
1.两个灯泡、一个电源、导线若干、开关三个,要求:把两个灯泡同时连入电路,每个灯泡由一个开关控制其亮灭。其中一个开关可以同时控制两个灯泡的亮灭。如何连接 (先画电路图,再连接实物)
2.拧下其中一个灯泡,观察另一个灯泡的发光情况。
归纳
(1)并联的定义:两个小灯泡的两端分别连在一起,然后接到电路中。
(2)探究并联电路的特征
①电流有两条及以上路径。
②干路开关控制整个电路,支路开关控制相应支路。
③各支路电器互不影响。
④一断制一,一短全短。
探究点三　生活中的电路
并联电路在生活中应用十分广泛。家庭电路中的电灯、电冰箱、电视机、电脑等都是以并联方式连接在电路中;还有街道两旁用于照明的路灯等。
家中的电灯和洗衣机是怎么连接的 　并联
教室中的日光灯是如何连接的 　并联
街道上的路灯之间是如何连接的 　并联
【课堂小结】
1.电路的基本连接方式有串联和并联两种。
2.串联时可把元件逐个首尾连接;并联时可把元件首首相连,尾尾相连。
3.串联的用电器互相影响工作;并联的各用电器互不影响工作。
4.串联电路中开关位置不影响控制效果;并联电路中干路开关控制整个电路,支路开关控制所在支路。
第3节　串联和并联
特点 串联电路 并联电路
连接方式 元件逐个顺次 (首尾)连接 元件并列(首首、 尾尾)连接
电流 一条路径 多条路径
用电器 互相影响 互不影响
开关 控制所有用电器 控制作用不同
1.在如图所示的电路中,闭合开关S,小灯泡L1,L2并联的是(A)
2.如图所示的电路中,L1,L2是两个完全相同的灯泡,在开关闭合时,下列说法中错误的是(C)
A.可能L1亮,L2不亮
B.可能L1不亮,L2亮
C.L1,L2不可能同时亮
D.L1断路,则L2一定不亮
3.街上路灯是同时亮同时灭的,仅仅如此　不能　(选填“能”或“不能”)判断其连接方式,如果看到其中一盏灯熄灭,但其他路灯依然亮着,由此可以断定路灯的连接方式是　并联　。
4.根据实物图画电路图。
答案:如图所示 　
本节内容是学生在电学部分的第一次探究,除弄清串、并联电路的特点、会识别、连接串并联电路、能进行简单的设计外,也要为后两节探究串、并联电路中的电流规律奠定基础。在教学中,充分考虑到学生的实际认知水平和学习能力,将本节内容设计为教师引导下的探究性课堂。通过设问、讨论、解疑,循序渐进,让学生达到了一定的知识和能力目标。
电路连接方式判断方法(节选)
1.拆除法:拆除法是识别较难电路的一种重要方法。它的原理就是串联电路中各用电器互相影响,拆除任何一个用电器,其他用电器中就没有电流了;而并联电路中,各用电器独立工作,互不影响,拆除任何一个或几个用电器,都不会影响其他用电器。
2.节点法:所谓“节点法”就是在识别不规范电路的过程中,不论导线有多长,只要中间没有电源、用电器等,则导线两端均可以看成同一个点,从而找出各用电器两端的公共点,它的最大特点是通过任意拉长和缩短导线达到简化电路的目的。
第4节　电流的测量
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.知道电流有强有弱,了解生活中常见用电器的工作电流值。
2.知道电流的单位符号。
3.知道电流表的使用规则,会使用电流表测电流。
重点:
1.电流表的正确使用方法。
2.电流表的读数。
难点:正确使用电流表。
【新课导入】
实验导入
演示实验:用一节干电池和两节干电池分别给同一个小灯泡供电,学生观察灯泡的发光情况,教师提出问题:灯泡亮度不同是什么原因,说明了什么
情境导入
教师展示台灯,打开台灯,调节台灯的旋钮,观察台灯的亮度变化。
【课堂探究】
探究点一　电流的强弱
演示1:利用一节干电池连接一简单电路,使灯泡发光,提醒学生观察。
问题1:灯泡为什么会发光 电流是怎样形成的 电流的方向是怎样规定的 该电路中的电流方向是怎样的
演示2:再加上一节干电池,闭合开关,让学生观察灯泡亮度的变化情况,说明了什么
归纳
(1)电流是　表示电流强弱的物理量　。
(2)电流用字母　I　来表示,单位是　安培　,简称　安　,符号是　A　。
(3)常用的单位还有　毫安(mA)　、微安　(μA)　。
1 mA=10-3 A;1 μA=10-6 A。
问题2:那么生活中这些常见的电流是怎么测得的呢 接下来我们来看电流的测量。
探究点二　电流的测量
1.认识电流表
观察电流表思考以下问题
(1)电流表有　3　个接线柱,分别是什么 　-,0.6,3　。
(2)电流表有　　　　个量程,分别是什么 其对应的分度值分别是什么
提示:2　0~0.6 A和0~3 A;分度值分别为 0.02 A 和0.1 A。
(3)调零螺母是做什么用的
提示:使指针开始测量前指在零刻度线处
2.电流表的连接
问题:用电流表测量电路中的电流时,它应该怎样连接呢
归纳
(1)电流表必须和被测用电器　串联　。
(2)电流必须从　正　接线柱流入,从　负　接线柱流出。
(3)必须正确选择量程。(试触)
(4)不允许把电流表直接连到电源的两极。
3.电流表读数:读数时必须先明确量程和分度值再读数。
4.例:
第一步:明确量程0~0.6 A。
第二步:明确分度值0.02 A。
第三步:读数0.32 A。
5.学生自己练习测量小灯泡的电流。
【课堂小结】
1.电流的强弱:电流的定义,符号,单位,单位换算。
2.电流的测量:电流表的连接和电流表的读数。
第4节　电流的测量
1.电流——I
(1)表示:电流的大小或强弱。
(2)单位:A,mA,μA。
1 mA=10-3 A,1 μA=10-6 A。
2.电流的测量——电流表
(1)构造:刻度盘、接线柱。
(2)使用
①电流表要串联在电路中。
②正负接线柱要接正确。
③被测电流不能超过量程。
④电流表不能直接接到电源两极。
1.关于电流下列说法中不正确的是(A)
A.电流是表示电流快慢的物理量
B.电流是表示电流强弱的物理量
C.电流的单位是安培,符号是“A”
D.电流的符号是“I”,单位可以用毫安,也可以用微安
2.下列关于电流表的使用,其中错误的是(B)
A.连接电流表时,要使电流从正接线柱流进去,从负接线柱流出来
B.电流表可以和用电器并联,测通过用电器的电流
C.电流表的指针向右偏转的角度越大,表示电路中的电流越大
D.在不知道被测电流的大小时,我们可以选择量程最大的接线柱,并且采用试触法
3.如图所示,能直接测量通过灯L2电流的电路是(C)
4.小红和小丽用电流表测量同一电路中的电流,小红接入电路中的是0~0.6 A的量程,而小丽却按照0~3 A的量程读得测量值为2.4 A,则实际测得的电流应该是(D)
A.1.2 A B.4.8 A C.0.12 A D.0.48 A
5.如图所示电流表的读数各是多少
(甲)图读数　0.58　A;(乙)图读数　1.4　A。
电流这个概念比较抽象,虽然生活中经常用到,但学生并不了解,所以我们定位于要把这节课的内容拉近学生的生活。在认识电流大小的现象时,教师在教学中应用了灯泡的亮暗,尽量引导学生从生活事例入手,注重培养学生用科学眼光来观察周围事物的兴趣、态度和意识。然后教给学生使用电流表测量电流的方法,让学生自己动手测量电流的大小,从而培养学生的观察能力和动手能力,也让学生感受到电流是有大小的,联系到平时生活中灯泡亮时有电流通过,以及灯泡亮暗变化时,电流的大小是不同的。将科学知识与我们的生活现象紧密相连,让学生觉得生活中处处有科学,体现了从“生活走向科学的教学理念”。
电流表原理
电流表是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。电流表内部有一永磁体,在磁极间产生磁场,在磁场中有一个线圈,线圈两端各有一个游丝弹簧,弹簧各连接电流表的一个接线柱,在弹簧与线圈间由一个转轴连接在转轴相对于电流表的前端,有指针。指针偏转,由于磁场力的大小随电流增大而增大,所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。
一般可直接测量微安或毫安数量级的电流,为测更大的电流,电流表应有并联电阻器(又称分流器)。主要采用磁电系电表的测量机构。分流器的电阻值要使满量程电流通过时,电流表满偏转,即电流表指示达到最大。
第5节　串、并联电路中电流的规律
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.学会正确使用电流表测量串、并联电路中的电流。
2.通过实验探究得出串、并联电路中的电流规律。
重点:探究串联和并联电路的电流规律。
难点:1.正确连接串、并联电路。
2.能正确使用电流表和对实验数据的分析总结。
【新课导入】
问题导入1
提出问题:串、并联电路中电流各自有什么关系 从而引入课题。
问题导入2
通过上一节课的学习,我们知道小彩灯是串联,家用电器是并联的。我们生活中常见的电路有串联电路和并联电路。你知道它们的电流有什么样的特点吗
【课堂探究】
探究点一　串联电路中电流的规律
1.提出问题:串联电路中各处的电流之间有什么关系呢
2.猜想假设
在串联电路中,各处的电流是相等的。
请学生大胆猜想,并说明猜想的依据。
3.设计实验
(1)设计实验的内容包括哪些
①电路图的设计。
②实验器材的选择。
③简述实验步骤。
(2)组织学生讨论,并请学生说明实验如何进行。
(3)由实验需要的器材引入电流表的复习。
4.进行实验
(1)教师将实验步骤及注意事项说明。
(2)请学生按照各自的设计分组进行实验并收集数据记录于表格内。
实验次数 A点的电流IA B点的电流IB C点的电流IC
1
2
3
5.分析实验数据得出结论
学生实物投影展示自己小组的实验数据,分析得出串联电路中电流大小的关系。并说明如何用数学关系表达。
结论是:　串联电路中,电流处处相等。　　
用公式表示:　IA=IB=IC　。
探究点二　并联电路中电流的规律
1.提出问题:并联电路中干路电流与支路电流有什么关系
2.猜想与假设
(1)干路电流可能等于各支路电流。
(2)干路电流可能大于各支路电流。
(3)干路电流可能小于各支路电流。
3.设计实验
设计实验的内容包括哪些
①电路图的设计。
②实验器材的选择。
③简述实验步骤。
组织学生讨论,并请学生说明实验如何进行。
4.进行实验
(1)教师将实验步骤及注意事项投影在大屏幕上让学生实验时参照。
(2)请学生按照各自的设计分组进行实验并收集数据记录于表格内。
实验次数 A点的电流IA B点的电流IB C点的电流IC
1
2
3
5.分析实验数据得出结论
学生实物投影展示自己小组的实验数据,分析得出并联电路中电流大小的关系。并说明如何用数学关系表达。
结论是:　并联电路中,干路中的电流等于各支路的电流之和。
用公式表示:　IA=IB+IC　。
【课堂小结】
串联电路 并联电路
电流规律 电流处处相等 干路电流等于各支路电流之和
表达式 I=I1=I2=……=In I=I1+I2+……+In
第5节　串、并联电路中电流的规律
1.串联电路中电流的规律:串联电路中电流处处相等。
I=I1=I2
2.并联电路中电流的规律:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
I=I1+I2
1.在“探究串联电路中电流大小的关系”实验中,某同学用电流表分别测出图中A,B,C三处的电流大小。为了进一步探究A,B,C三处的电流大小的关系,总结普遍规律,他下一步的操作最合理的是(D)
A.将电源两极对调,再次测量A,B,C三处的电流
B.改变开关S的位置,再次测量A,B,C三处的电流
C.将图中两只灯泡位置对调,再次测量A,B,C三处的电流
D.换用不同规格的灯泡,再次测量A,B,C三处的电流
2.如图所示电路,闭合开关后,比较a,b,c,d四处电流的大小,其中不正确的是(B)
A.Ia=Id
B.Ia>Id
C.Ia>Ib
D.Id>Ic
3.如图所示,分别测出A,B,C三点的电流IA,IB,IC,则IA,IB,IC之间的关系是　IA=IB=IC　。
4.如图所示,电流表A1的示数是0.5 A,A2的示数是0.2 A,则A3的示数是　0.3 A　。
在这堂课的教学中,提出“串、并联电路中电流有什么规律”的问题后,引起了学生极大的兴趣,激起了学生极大的探究欲望,就此问题学生还做出了多种猜想。在学生动手操作的过程中,出现了诸如电流表反向偏转和灯泡不亮等问题。学生在发现和解决这些新问题的过程中,不仅又进一步激发了他们的探究兴趣,而且也促使学生深入地去思考和体验。因此,能否提出对学生有挑战性和吸引力的问题,使学生产生问题意识是科学探究的关键。因为问题意识会激起学生强烈的学习愿望,从而使他们的注意力高度集中、积极主动地投入学习;问题意识还可以激发学生勇于探索、积极创造和追求真理的科学精神。
并联分流
并联分流是因为当多个电路器件(比如电阻)并联时,它们的起点与终点是连在一起的,这样在整体上终点与起点的总电荷相对于每个电路器件来说是相同的,只是在起点与终点的截面上有一个分布的不均匀性,而这个不均匀性是由于电路器件的本身特性决定的(比如电阻的阻值),那么在不同的截面分布处单位时间通过该截面的电荷就不一样,这样如果要得到这个通过起点与终点的截面的电荷量的话,各个分截面的电荷相加,表现为电流相加。
第十六章　电压　电阻
本章概述
教学 内容 第1节　电压 第2节　串、并联电路中电压的规律 第3节　电阻 第4节　变阻器
课程 标准 知道电压、电流和电阻。 会使用电压表 探究并了解串联电路和并联电路中电压的特点。 结合实例，了解一些新材料的特点及应用。了解新材料的研发与应用对社会发展的影响。
本章 架构
教材 分析 　　本章内容主要是电学的两个基本概念—电压和电阻,其地位与上一章相同,是学习电学的基础知识,同时更是为下一章欧姆定律的学习做好概念上的准备。电压的概念,历来是初中物理教学的重难点。这是因为在初中物理学习的知识体系中,我们还无法讲清楚电压是什么,而只能通过学生生活中的感知直接给出“电压”一词。电阻的概念,就学生的生活经验来说,不像电压那样直接,但可以通过设计演示实验和联系生活实际定性地加以认识。
学情 分析 　　本章所面对的是九年级的学生,他们对事物的认识处于由感性向理性发展阶段,感性认识仍占主要地位,在理性认识中还存在一定困难。为此,本章应注意适应学生好奇心、好动、好强的心理特点,以感性知识为依托,通过分析和判断,获取新知,发展抽象思维能力,利用多媒体影片为学生创设情景,增强客观性和形象性,实现由感性到理性的飞跃。从而达到多种教学方法相结合,帮助学生更好地理解并学好本章内容。
第1节　电压
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.初步认识电压,知道电压的作用。
2.知道提供电压的装置。
3.知道电压的单位及其换算关系,记住电池及家庭电路电压值。
重点:电压表的使用。
难点:电压表的选择、连接及读数。
【新课导入】
实验导入
电路中先后接入一节和两节干电池,观察小灯泡的亮度是否相同,思考是什么原因引起的
复习导入
通过上一节的学习我们知道,自由电荷的定向移动形成电流,那为什么自由电荷能定向移动
【课堂探究】
探究点一　电压(U)
教师演示水轮机或播放视频并让学生思考。
提问:水为什么能流动 (是水位差导致两边有水压,如果要有持续水流,就得使水压一直存在,再加一个抽水机提供水压,和电池电路进行类比,认识电压)
归纳
(1)符号:U
(2)单位: kV、V(国际单位)、mV等。
(3)其换算关系:1 kV=1 000 V, 1 V=1 000 mV。
例:U=220 V=　0.22　kV=　2.2×105　mV。
一些常见的电压
维持人体 生物电流/V 约10-3 手机电池/V 3.7
干电池/V 1.5 我国的 家庭电路/V 220
电子手表用 氧化银电池/V 1.5 无轨电车 电源/V 550~600
铅蓄电池/V 2 闪电时云层间/V 可达106
※强调 :U和V在书写时要严格区分,不要混淆。
探究点二　电压表
请同学们观察以下电压表并思考以下问题并与电流表做对比。
1.量程和分度值
量程 每大格 分度值
0~3 V 　1　 V 　0.1　 V
0~15 V 　5　 V 　0.5　V
2.电压表应该怎样接入电路
(1)电压表与被测电路　并联　。
(2)电流“+”进“-”出。
(3)被测电压不能超过电压表　量程　,用大量程试触。
(4)电压表　可以　(选填“可以”或“不可以”)直接接到电源两极上。
3.电压表的读数
(1)看清量程:V1　0~15 V　;V2　0~3 V　。
(2)确定分度值:V1的分度值为　0.5 V　;V2的分度值为　0.1 V　。
(3)读出指针所指的格数。
(4)电压表V1的示数为　2.5　V,V2的示数为　1.8　V。
【课堂小结】
1.电压(U)
(1)单位:伏(V),千伏(kV),毫伏(mV)。
(2)单位换算:1 kV=1 000 V=106 mV。
2.电压表
(1)正进负出。
(2)并联在电路中。
(3)选择合适的量程(试触),可以把电压表直接接到电源两极。
第1节　 电压
1.概念:电压使电荷定向移动形成电流。
2.单位:V,常用的有kV和mV。
3.测量——电压表的使用规则
(1)电压表与被测电路并联。
(2)电流“+”进“-”出。
(3)被测电压不能超过电压表量程,用大量程试触。
(4)电压表可以直接接到电源两极上。
1.关于电压,下列说法错误的是(C)
A.电源是提供电压的装置
B.电压是形成电流的原因
C.电路中有电压时,就一定有电流
D.不同的电源提供的电压一般不同
2. 下列说法正确的是(C)
A.电压的国际单位有伏特、千伏、毫伏、微伏等
B.电压只能使自由电子定向移动形成电流
C.洗衣机正常工作的电压是220 V
D.一节新干电池的电压是2 V,合2×103 mV
3.如图所示用电压表测灯泡两端电压连接正确的是(D)
4.现有两量程的电压表一只,但0~3 V的刻度线已模糊不清,实验中用的是0~3 V 的量程,从0~15 V的刻度盘上读出的电压是6.5 V,则此时的实际电压是(C)
A.6.5 V B.2.5 V
C.1.3 V D.无法确定
本节采用对比学习,效果较好,大部分学生能在自学的基础上通过讨论交流回忆电流表的过程中,学会电压表的使用方法,把电流表、电压表再次展现在学生面前,让学生观察,引起思维,产生疑问,激发兴趣,组织学生开展小组讨论,踊跃发言,各抒己见,从而顺利归纳出电流表、电压表的使用方法,循序渐进,突破难点。采用对比学习很快把学生的注意力吸引到课堂上来,学习的兴趣有较大的提高,有更多的同学参与课堂的讨论。充分利用学生自己的资源,引导学生通过讨论交流,自己解决问题,提高学生的合作能力,每一个学生都参与了学习过程,增强了自信心,让他们初步体会到“创新”的喜悦,加深他们对物理这门学科的感情,提高学生解决问题的能力。
电压的等级
电压可分为高电压,低电压和安全电压。高低压的区别是:以电气设备对地的电压值为依据的。对地电压高于1 000 V的为高压。对地电压小于或等于1 000 V的为低压。其中安全电压指人

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