1、2 电动势 整 体 设 计 教学分析 电动势是本章的一个难点。教科书明确提出了“非静电力”的概念，让学生从功和能 的角度理解非静电力，知道非静电力在电路中所起的作用，并能从“非静电力”做功的角 度去理解电动势的概念。 同时为了降低难度，教科书直接给出了电动势的定义式，但只是说“电动势在数值上 等于非静电力把 1 C 的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功” ，没有用比值的方法严 格定义。电源的内阻在后面的闭合电路欧姆定律学习中很重要，本节作了一些铺垫。 我们常说要让学生经历科学过程，其形式是多种多样的。学生可以通过讨论或实验认 识新的规律，通过阅读来了解前人的工作过程，跟着教师的思路一环套一
2、环地接受新的概 念等，这都是经历科学过程的不同形式。 教学目标 教 学 目 标 （一）知识与技能 1知道电源是将其他形式的能转化成为电能的装置。 2了解电路中(电源外部和内部 )自由电荷定向移动过程中，静电力和非静电力做功与 能量转化的关系。 3了解电源电动势的基本含义，知道它的定义式。 4理解电源内电阻。 （二）过程与方法 通过本节课教学，使学生了解电池内部能量的转化过程，加强对学生科学素质的培养， 。 （三）情感、态度与价值观 了解生活中的电池，感受现代科技的不断进步。 教学重点、难点 电动势概念的建立是重点也是难点。此套书多处对“通过做功研究能量”的思想都有 阐述和铺垫，此处再次运用这种
3、功能关系的观点来学习电动势。可以使学生对电源电动势 有深刻的理解，同时也很好地培养了学生的理性思维习惯。本节课从静电力做功和非静电 力做功进行比较建立电动势的概念。也为后面第 7 节闭合电路的欧姆定律学习作了铺垫。 教学方法与手段 实验演示、逻辑推理。在电压和电动势这两个容易混淆的概念中通过静电力做功和非 静电力做功进行比较教学，建立新的概念。 课 前 准 备 教学媒体 金属板、酸溶液、灵敏电流计、多种型号的干电池、学生电源、导线、电键、小灯泡、 投影仪。 知识准备 1课前复习：电势差的定义式：U 。 Wq 2课前说明：在金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子，由于它们带负电荷， 电子向某一
4、方向的定向移动相当于正电荷向相反方向的定向移动。为了方便本节按照正电 荷移动的说法进行讨论。 教 学 过 程 导入新课 事件 1 教学任务：承接上一节课的知识，导入新课。 师生活动： 由上一节“电源和电流”知道，电路中之所以能有持续的电流，是因为在电源两极聚 集了大量的正负电荷，导线中存在着电场，导线中的电荷在电场力作用下从正极向负极运 动。 同时一个新的问题提出，电源的两极聚集了大量的正负电荷，在电源内部也应该有电 场。那么，在电源内部电荷是如何运动到两极的呢？ 图 1 提出问题，引发讨论。 学生讨论： 电源内部电荷是如何运动到两极的呢？ 结论： 电源内部应该还有除了电场力之外的其他力。 推
5、进新课 事件 2 教学任务：提出电源中“非静电力”的概念。 师生活动： 推理：在导线中，电荷在电场力作用下由电源的正极移动到电源的负极，在电源内部 就要不断地有电荷由负极移动到正极(假设移动的电荷是正电荷) ，而电源内部也有从正极 指向负极的电场，所以就要有除静电场力之外的“非静电力”来搬运电荷。 【演示】利用化学电源进行演示实验，让学生观察到“金属板插入酸溶液中，板与溶 液之间出现电势差，而且电源的极性与电场力移动电荷的方向相反” 。 通过实验，学生不难得出“由化学反应提供非静电力”的结论。 学生讨论： 图 2 发电机是通过什么作用提供“非静电力”的。 结论： 电源提供“非静电力”将电荷由负
6、极搬运到正极，满足形成持续电流的需要。(投影展 示图 2) 事件 3 教学任务：非静电力做功将其他形式的能转化成电势能。 师生活动： 在电源内部， “非静电力”克服电场力做功，使电源储存了电势能。 通过上面的铺垫让学生组织语言描述电源是一个什么样的装置？(培养学生用物理语言 进行表述的能力) 结论： 电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能的装置。 事件 4 教学任务：建立电动势的概念。 思考： 1、根据电源的作用，可以把电源与我们生活中的什么物体类比？ 2、不同的电源中，非静电力做功的本领相同吗？ 资料： 1 号电池非静电力把 10C 正电荷在电源内从负极移送到正极时做 15J 的功
7、，把 15J 化 学能转化成 15J 的电势能; 2 号电池非静电力把 10C 正电荷在电源内从负极移送到正极时做 30J 的功，把 30J 化 学能转化成 30J 的电势能; 3 号电池非静电力把 5C 正电荷在电源内从负极移送到正极时做 30J 的功，把 30J 化学 能转化成 30J 的电势能; 思考：那种电池非静电力做功本领大？ 电动势的定义：电动势是一个表征电源特征的物理量，是电源将其他形式的能转化为 电能的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正 极时所做的功。 用公式推导出电动势的单位。 单位：从公式来看与电压的单位相同，是伏特(V)。 电动势的物
8、理意义：在电源内部，电动势等于非静电力把单位正电荷从负极移送到正 极时所做的功。 电动势与电源中非静电力的特性有关，跟电源的体积无关，也跟外电路无关。 事件 5 教学任务：电源的内阻。 电源内部(内电路)也是由导体组成，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内电阻。 内阻和电动势都是电源的重要参数。 讨论：电动势 E 与电压 U 的区别? (1)外电路要有持续的电流，就必须提供恒定的电压。在这个恒定的电压的作用下，电 场力做功将电能转化为其他形式的能。电压 U 等于电场力做功 W 静电力 与移动电荷 q 的比 值。 U W静 电 力q 即如果是静电力做功，电势能减少，移送单位正电荷减少的电势能就是电
9、压。 (2)在内电路中(电源)“非静电力”做功搬运电荷，为外电路提供电压。电源这种为外 电路提供电压的本领我们就叫它电动势。与电压 U 等于电场力做功 W 静电力 与移动电荷 q 的比值相对应，电动势 E 等于非静电力做功 W 非静电力 与移动电荷 q 的比值。 E W非 静 电 力q 即如果是非静电力做功，电势能增加，将单位正电荷从电源的负极移动到正极所增加 的电势能就是电动势。 1、关于电动势，下列说法正确的是 AC A、在电源内部把正电荷从负极移到正极，非静电力做功，电能增加 B、对于给定的电源，移动正电荷，非静电力做功越多，电动势就越大 C、电动势越大，说明非静电力在电源内部从负极向正
10、极移送单位电荷量做功越多 D、电动势越大，说明非静电力在电源内部把正电荷从负极移送到正极的电荷量越多 2、铅蓄电池的电动势为 2V，这表示：ABD A、电路中每通过 1C 的电量，电源把 2J 的化学能转变为电能 B、蓄电池两极间的电压为 2V C、蓄电池在 1s 内将 2J 的化学能转变成电能 D、蓄电池将化学能转变为电能的本领比一节干电池（电动势为 1.5V）强 3.下面是对电源电动势概念的认识，你认为正确的是(B ) A同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化 B1 号干电池比 7 号干电池大，但电动势相同 C电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转 化
11、为电能越多，电动势就越大 D电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同 4、有一蓄电池,当移动 1C 电荷时非静电力做功是 2J,该蓄电池的电动势是多少?给小 灯泡供电,供电电流是 0.2A,供电 10min,非静电力做功是多少 ? Error! 1复习本节教材。 2完成课本课后问题与练习。 板 书 设 计 2 电动势 一、非静电力：电源内部搬运正电荷由负极到正极的力。 二、电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电势能的装置。 三、电动势的概念。 电动势的定义：电动势是一个表征电源特征的物理量，是电源将其他形式的能转化为 电能的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从
12、电源的负极通过电源内部移送到正 极时所做的功。 公式：E W非 静 电 力q 单位：伏特(V) 电动势的物理意义：在电源内部，电动势等于非静电力把单位正电荷从负极移送到正 极时所做的功。 四、电源的内阻 电源内部(内电路)也是由导体组成，所以也有电阻，这个电阻叫做电源的内电阻。 设 计 说 明 “电动势”的概念是教学中的一个难点，它难在概念的本身比较抽象，而且在讲述中 又引入一个“非静电力” ，学生学习时感到十分空洞。所以从“化抽象为具体”的角度来突 破难点，使学生认识电动势是表征电源特性的一个重要的物理量。在教学中可以采用以下 一些方法：第一，利用化学电源进行演示实验，让学生观察到“金属板插
13、入酸溶液中，板 与溶液之间出现电势差，而且电源的极性与电场力移动电荷的方向相反”这一事实。从而 对化学电池中存在“其他形式的能(化学能) 转化成电能” 这一论断表示信服。第二，从能 量守恒定律分析以化学电池为电源构成的闭合电路中发生的能量转化过程，阐述电源内部 存在静电力及非静电力做功的必然性。在此基础上提出电源的电动势就是表明电源内部非 静电力移动电荷做功，把其他形式的能转化为电能的本领的物理量。第三，运用电动势的 概念来分析一些具体问题，这样学生对电动势的概念就不会感到空洞难懂了。 备 课 资 料 化学电池的原理 在化学电池中，化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应 的结果，这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的 还原剂组成，如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。正极活性物质由电位较正并 在电解质中稳定的氧化剂组成，如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物，氧或空气， 卤素及其盐类，含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料，如酸、碱、 盐的水溶液，有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。当外电路断开时，两极之间 虽然有电压，但没有电流，存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时，在 两电极电压的作用下即有电流流过外电路。
