谈新课改对电源电动势的阶段性教学_电源电动势

时间：2019-02-09 03:20:10　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：电源电动势是描述电源性质的重要物理量，掌握好电动势这一重要概念是学好电源知识的关键。教师合理有效的教学方式可帮助学生加深对该知识的掌握与理解，本文就该知识点教学方法作了探讨。
　　关键词：电源电动势教学电动势阶段性教学非静电力电势差
　　
　　电源电动势教学是中学生学习电源知识的关键所在，那么怎样教好本节内容呢？仔细研读课本，不难发现，其实新教材已经对电动势的教学作好了安排，而且教材中对于电源、电动势的问题先后给出了三幅图片。我就教材中的三幅图片谈谈自己对电动势教学的理解。
　　一、用类比的方法让学生明白电源这种装置的必要性
　　在第一节《电流》的教学中，教师利用给出的图片，只讲电源是一种能向正极连续提供正电荷、向负极连续提供负电荷，即能连续提供电流的装置。可以用几种常见的电源为例，使学生初步认识电源的作用。不涉及电源内部原理。这时教师可用水槽的水流类比，详细解释水流中水泵的产生与应用原理，让学生理解水泵在水流中起到了维持水位差和转换能量两个作用。
　　我们把导体的两端接在两个带有等量异种电荷的极板间，由于正极板电势高于负极板电势，导体两端存在电势差，从而使导体中的自由电荷（为方便，假定为正电荷）发生由正极板通过导体流向负极板的定向移动，形成电流。但是随着电荷的定向移动，正极板上的正电荷逐渐减少，负极板上的负电荷与正电荷中和也逐渐减少，当两极板上电荷消失时，导体两端的电势差减少至零，电流消失。要有持续的电流存在，必须把移到负极板的正电荷通过另一通路搬运至正极板，从而维持导体两端存在电势差。这就需要一种装置――电源。
　　二、分析电源中电荷的运动性质，得出电源的作用
　　在第二节《电动势》的教学中，教师利用给出的图片，电源要把正电荷从电源负极通过内电路搬运到电源正极必须克服静电力，故这个搬运电荷的力不可能是静电力，而且是每个电源都必须具有的，我们把它叫非静电力。而这非静电力，在移送电荷过程中，必定对电荷做功，于是伴随着一定能量的转换，即其它形式的能转换为电能。故电源是一种把其它形式的能转换为电能的装置。教学时具体分四步。
　　1.分清内外电路
　　电路由内、外两部分组成，在外电路中正电荷是从电源正极向负极运动的，而内电路中正电荷是从负极向正极运动。
　　2.承认非静电力的存在
　　在外电路，正电荷由电源正极流向负极。其定向移动的根本原因在于有由电源正极指向负极的电场，即在静电力的作用下运动。在电源内部，同样存在着由正极指向负极的电场。在这个电场中，正电荷所受的静电力阻碍它继续向正极移动。因此在电源内要使正电荷向正极移动，就一定要有非静电力作用于电荷才行。这一点可以利用化学电源进行演示，从事实的角度认识到非静电力的存在，且进一步明确非静电力只存在于电源内部，而静电力在电源的内部和外部都存在。
　　3.理解非静电力做功是电源产生电动势的本质
　　所谓非静电力，主要是指化学力和电磁力。在电池中，非静电力是化学作用，在发电机中，非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电势能，进而具备向外供电的本领。
　　在一定的电路中，要维持电路中电流恒定不变，必须设法维持电路两端有恒定的电势差，这就必须在电源内部由非静电力将正电荷送到正极上，非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功，这个做功的物理过程就是产生电源电动势的本质。非静电力所做的功，反映了其他形式的能量有多少变成了电能。因此在电源内部，非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。电源就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。而电动势则是反映电源把其他形式的能转化成电能的本领。所以电动势可由此定义：非静电力把正电荷从负极移到正极所做的功与该电荷电量的比值，称为电源的电动势。如果移送电荷q时非静电力所做的功为W，那么电动势E表示为：E＝W/q。由上式可知，电动势的物理意义为：在电源内部，非静电力把单位正电荷从负极移送到正极时所做的功。
　　4.决定电源电动势的因素
　　电动势表征的是电源把其他形式的能转化为电能的本领。不同结构的电源使其他形式的能转化为电能的本领不同，其电动势也就不同，因此电源的电动势仅由电源本身的性质决定，如材料结构、工作方式等，每一个电源都有一个确定的电动势值。
　　三、比较电动势与电势差（电压）的区别，揭示它们的关系
　　在第七节《闭合电路欧姆定律》的教学中，教师可利用图片使学生形象化地理解电动势与内、外电压的关系。电动势和电势差两概念关系密切，而且容易混淆。为了区别这两个概念，我们可以把它们从两个方面作比较：一是比较和两个概念相联系的力。电动势是和非静电力相依存的，有非静电力才可能有电动势；电势差是和静电力相依存的，有静电力，才可能有电势差。二是从能的角度作比较。电动势是用来量度其他形式能转化为电能的本领大小的量；而电势差是用来量度电能转化为其它形式能的本领大小的量。从以上两点比较，便可明确电动势和电势差是两个不相容的概念，不能混用。另外，还必须注意，对于给定的电源来说，不管外电阻是多少，电源的电动势总是不变的，而电源的路端电压则是随着外电阻的变化而变化的，它是表征外电路性质的物理量，因此电动势、电势差是两个截然不同的物理概念。
　　仔细揣摩课本中的三幅图片，新课标对电源、电动势的问题已经给出了三种不同层次的讲解。我们只需要充分利用三幅图片的内在含义，通过阶段性教学，使学生逐步认识到：电动势是电源的一种属性，是电源促使正负电荷分离能力大小或者非静电力做功本领的大小的标志，与外界电路无关。
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