02高中物理《闭合电路欧姆定律》课堂展示视频+课后说课视频(2023年国家级示范校成果展示课例视频)
说话人 1
同学们好,请坐。那么我们来看这样一个简单的电路,有两节干电池,给一个额定电压为 3 伏的灯泡供电,那么开关闭合之后,灯泡正常发光,在此期属上我再给它并联几个完全相同的灯泡,那并联之后这个灯泡的亮度它会如何变化?大家想一想结果,我们以往这个所学的电学知识五遍。浩文,你说我觉得五遍,为什么呢?因为我们初中学过。
说话人 2
他的那个电源,他的那个就电压是不变的。
说话人 1
电源两端电压图片,对,然后所以说它避免,无论避免多少个。
说话人 2
灯泡,它那个电源的那个总的电压是不变的,所以说它每个小灯泡风压应该也都一样。好。
说话人 1
请坐,那么按照我们以前初中学的知识来讲的话,电源两端的电压应该是不变的,那么在这个基础上我们给它避免新的灯泡,这个灯泡的电压其实始终跟电源两端电压是一样的,那这样子来思考的话,灯泡的亮度应该是不会改变的。那我们来实际操作一下,看一下灯泡的亮度是不是没有变化。那闭合开关灯泡正常发光,那么在这个基础上再给它并联几个相同的灯光,大家注意观察这个灯泡的亮度,并联第一个有没有观察。
说话人 2
了?好。
说话人 1
再来一年。第二个。
说话人 2
明显的。
说话人 1
刚才在并联每一个灯泡时候,其实这个量变化是不是很大?对,我坐后面同学可能该不太能够看清楚,咱们来对比一下,如果我不并联任何的,然后跟并联三个看一下,并联,是吧?好,再断开并联转开,这样大家看第一个灯泡就行了,能够看到这个对比。嗯,主播你看到什么呀?
说话人 2
嗯,你看那个。
说话人 1
嗯,只有一个灯泡的时候它比较亮,然后并三个以后就变暗了啊。诅咒,那我们看到灯泡的亮度,它实际上是越并越暗的,那么这就跟我们之前的这个理论分析是不是相违背了?那事实胜于雄辩,说明我们之前的这个分析应该在哪地方出了问题?那究竟是什么原因导致了这个结果呢?这就是我们本节课的一个主要目标,我们就是要搞清楚在这个并联的过程当中,这个回炉为什么会越并越暗?那为了解决这个问题,我们首先要认识的就是电源。
说话人 1
我们知道电源其实是一个搬运电荷的工具,以正电荷为例,在电源的外部,正电商受到静电力的作用,沿电场线从正极向负极运动,在经过用电器的时候,把它的电势能转化成了光,对吧?灯泡可还产生热量、光和热,那么到达负极板之后,电源又将这个电荷从负极板给它搬运到高科高电视的政绩版。为什么叫做搬运呢?我们把电源拆开看内部结构,其实在电源的内部它也有机电场,方向是从正极指向,那这样的话在电源内部电荷的受力向哪个方向?向右,右向右,对吧?那我想问大家一个问题,这个静电力能不能用来搬运电荷?
说话人 2
不能。这个静电力能不能用来搬运电荷?嗯,想一想杜春晖为什么?因为他要从初级版。
说话人 1
很好,我们要把这个正电脑是不是从负极版搬运到正极版,对吧?但是它静电力方向是哪个方向?右跟它的运动方向是不是相反,起到了一个阻力的作用?那这样的话,电荷如果想要从负极被搬运到正极的话,就必须要有一个与静电力相反的作用力,那么这个力一定不是静电,所以给它取一个名字叫做非静电力,那么这就是电源的一个最基本的工作原理,其实它是一个搬运电荷的工具,那么它并没有靠近电力去来搬运,而是靠的是非进电力,是不是来完成这个过程,那日常生活当中有非常多种的电源可以有这个比较熟悉的概念池,也有大家不太够熟悉的这个柴油发电机。
说话人 1
但是你只要起到了一个电源的作用,你就必须要想方设法来提供这么一个非静电力用来搬运电荷。那干电池它是通过这个化学作用来提供这个飞机电力,而我们的柴油发电机是通过电磁相互作用来提供非电力。其实在柴油发电机的内部,它里面还放着有磁体受力。分析完了,那么下一步就是功和能量,我们来看一下,仍然是对我们这个电路进行研究,大家想一下在这个过程当中都有什么能量参与性的?
说话人 1
电的光和热,对吧?我想问电的哪?
说话人 2
电池的电流?
说话人 1
电池的能量从哪来的化速?你想一想化学能不是化学能力,对吧?从能量角度来看,应该是在过程当中,电源的化学能是不是转化成电能?嗯,它转化出来的电能是不是又被用电器所消耗掉了?再根据功能关系的想法,在电源的内部有多少的其他形式化学能转化成电能,应该就应该等于它非静电力做工的多少。
说话人 1
所以今年你做了多少工,就有多少的化学能转化成电能,转化的电能又被用电器所交流,但是这个式子它其实并不完整,他缺了一小块。大家仔细观察电路,在整个回路当中,其实除了外部用电器在消耗能量,还有一个地方也在消耗能量,就是电源的内部这部分经常被我们忽略掉。那大家看一下课本的 87 页,还有这样一句话,他说绝不允许将电源的两端直接用导线连在一起,这是一个电学常识,我们知道不能把电源短路,它会有一些危险,对吧?但是我们还不太清楚为什么不能叫它短,它究竟有怎样的危险?所以我在这个地方放了一个电源,这是今天中午刚买的一个干电池,他已经用这个导线短路起来了,我先把电路断开,他从上课到现在工作多长时间?
说话人 1
20 分钟是吧?好,找同学。
说话人 2
感受一下变化。我感觉可怕。
说话人 1
应该知道吧。好,这几位同学,你们可能没有看到他的表情,碰到之后的反应都很烫,他到底究竟有多烫?我用测温枪来测量一下这个电池的温度,当一个崭新的干电池晚节 20 分钟之后,它究竟有多烫,是吧?好,我们来看一下。
说话人 1
为了做对比,我们来一节正常的这个室温下的干电池,来看一下。
说话人 2
一节室温下的干练池,它的温度应该是多少?
说话人 1
20.621.6,工作 20 分钟温度从 21.6 变成了73,那从这里大家能够直观的体会到为什么电源被短接之后是很危险,为什么呀?路况是。
说话人 2
发热,一人帮你说一下,电源被短接以后它会发热,然后温度高于正常电池。
说话人 1
嗯,所以这个过程中可能会引起爆炸。是的,是火灾,所以今后大家在使用这个电路或者是在连接电阻的时候,一定要检查电源有没有被短禁。那么回到电源发烫这个本身这件事情大家想一下,它其实向我们透露了一个信息,电源发烫。
说话人 2
说明什么事情?
说话人 1
电能转化成热能,对吧?从能耐角度来看,应该是这个过程中有电,是不是转化成了热量,对吧?很好去做,那么另外一个大家在思考一个问题,通电之后能够发热的原电。
05高中物理《动量定理》探究教学视频,2023年中国教育报“智慧校园”全国系列活动(杭州站)创新案例展示
说话人 1
同学们,我们来看一段视频。
说话人 1
这段视频同学们应该比较熟悉,这是我校在 53 届运动会上,刘洋同学,他突破了 2.05 米的高度。同学们想一想,对于跳高运动的话,在这里为什么用厚实的垫子铺在下面,如果不铺垫子会怎么样?孙泽栋,如果他是推荐的话,然后感觉很痛,有人说非常好,还有吗?走动,它用的是比较通俗的语言来描述的,这样一个过程会很痛对不对?容易摔伤,因为速度很大,那同学们想一想,在运动语言着到垫子上的时候,它的运动状态有没有发生改变?有没有?唉,那很显运动状态发生了改变。
说话人 1
我们在前面学习过,力是物体运动状态发生改变的原因,而运动状态我们又可以用速度来描述。上一节课我们学习过动量的概念,速度发生了改变,是不是也就意味着动量发生了改变?由于该运动员他受到力的作用,所以说动量发生了改变,那动量的变化和物体的受力有怎样的关系呢?为了研究这个问题,我们从最简单的模型开始着手,请同学们看这样一个问题,在光滑的水平面上,质量为 m 的物体在立 f 作用下,速度从 V1 变成V2,在这个过程中让你用力 f 表示动态来变化。
说话人 1
那么请同学们自己在导悬案上自己推导一下这位同学,他是这样推导这个过程的动量的改变, Delta p 应当等于 m n 乘以 Delta v,然后这里的 Delta v 我们又可以写成 a 乘以t,那这个 a 乘以t,那么这位同学非常好充分利用牛顿第二频率,在这里这个调达 p 又可以写成什么呢?根据这个式子我们是不可以做FT,那同学们想一想在这个式子里中的 f 表示什么? f 等于 m a 对不对?那这个 f 表示什么?合力和外力?那同学们,在这个问题里面,这个 f 这个物体它所说的合力是不是题目中给的f?请问在这个问题里面,这个 f 是不是合理?好像是的,对不对?那我们是不是感觉到在这里合力乘以时间等于 LXP XP?那我们再回忆一下,我们在以前我们讲过,我们在这里写一下 f 乘以 Dota p Delta t 等于调查p,那这个我们可以写成什么呢?可以写成 m VR 减 MV 1,是不是啊?那我们以前在讲机械能的时候,我们是不是讲过动能定理,还记得吗?动能定理当时讲的是什么呀?讲的是合外力做工诶,我们可以写成 f 乘以 x 应该等于什么? Delta 一开等于 1/ 2 m v 2 平方减 1/ 2 m v 1 平方。朋友把这两个式子做个比较,右边表示动量的改变,这是动能的改变吧。
说话人 1
在 b 圈 2 里面,我们当时定义出了一个物理量力作用,在物体上发生一段位移,我们定义这个力对物体做了什么?做了功,是不是当时我们定出了一个物理量叫功的概念,用 f 乘以x,那同样在这里 f 乘以 t 是什么?我们知道力作用在物体上发生一段时间,我们可以看成是力作用在物体上是时间的一个积累,是不是好?为了更加准确的去描述这样一个物理量,这样一个过程,我们引入了一个新的物理量,叫冲量啊。
说话人 1
那什么是冲量?我们首先来引入它的定义。在物理学中,我们将物体所说的力与。作用时间的乘积,我们叫做该力的冲量。作用时间的乘积我们称为这个 e 的冲量,根据定义,我们得到它的表达式。在物理学中,冲量我们用 i 来表示, i 等于f,这一季当然根据这样一个定义,结果老师刚才讲解,我们知道冲量它实际上是一个过程量,它反映的是力作用在物体上对于时间的一个积累效应。而前面讲的功,它实际上是对位移或者对位置的一个积累。当然由于力作用在物体上有一段冲量,所以说这里冲量它是矢量,它的方向与力的方向应当是相同的。
说话人 1
那冲量做一个物理量,我们如何计算呢?举刚才的例子为例,在这里 f o 是合力,我们想一想合力的冲量该如何求解啊?李丁宁合力的冲量该如何纠结?首先我觉得应该要算出这个物体所受的核外力,然后再计算出就是这个核外力作用在物体上的时间,然后用香橙,然后就可以得到这个冲量,非常好,非常不错,这是一种方法啊。
说话人 1
叮叮同学他是先求合力,再求合力的冲量,对不对?那这里还有没有其他方法呢?然后可以就是计算出这个物体动量的改进量、增长改变量,那很显然有点超前了,对不对?那我们请坐,来,我们前面讲过合力做工的处罚,对不对啊?这里类比过去,我们可以有第二种方法,也就是说我们除了求合力,在求合力冲量以外,我们可以先求每一个力的分量,对不对啊?每一个力的冲量,然后我们再利用矢量和是不是就可以求出合力的冲量,对不对?当然这种方法它仅限于是恒力,可以这样去做。
说话人 1
那如果这个合力是便利怎么办? a 同学想想,假设老师给了这样一个图,如果这个力随时间发生改变,如果让你求在 Delta t 这段时间内的冲量,你该如何去求解?同学们用什么方法去做?那同学们看这幅图是不是会联想到我们以前在讲运动学的时候,我们讲到一个变速运动的 VT 图像,是不是?当时我们讲如果是变速运动,我们讲 VT 图像的面积表示什么?位移是不是?那是不是?我们这里面当时讲到微缘法,微缘思想的应用,对不对?那在这里是不是可以同样类比过去?我们这里FT,虽然它是个便利,但是我们如果把这一段时间到它 t 分割成很多小段,那么每一段可以把它近似的看成是恒力助力,然后这个面积表示什么呀?是不是表示冲量?是不是啊?所以同学们在学习物理的时候要有这种思想,那这是我们讲便利的冲量,我们可以通过图像的面积进行求解。那么在这里我们可以将这个力对物理做工和力的冲量进行一个小结,那这个在学院中应该有同学们自己整表格填写一下。
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