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物理教案 篇1
课前预习学案
一、预习目标
1.知道什么是互感现象和自感现象。
2.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
二、预习内容
(一)自感现象
1、自感电动势总要阻碍导体中,当导体中的电流在增大时,自感电动势与原电流方向,当导体中的电流在减小时,自感电动势与电流方向。注意:阻碍不是阻止,电流还是在变化的。
2、线圈的自感系数与线圈的、、等因素有关。线圈越粗、越长、匝数越密,它的自感系数就越。除此之外,线圈加入铁芯后,其自感系数就会。
3、自感系数的单位:,有1mH=H,1H=H。
4、感电动势的大小:与线圈中的电流强度的变化率成正比。
(二)自感现象的应用
1、有利应用:a、日光灯的镇流器;b、电磁波的发射。
2、有害避免:a、拉闸产生的电弧;b、双线绕法制造精密电阻。
3、日光灯原理(学生阅读课本)
(1)日光灯构造:
(2)日光灯工作原理:
(三)互感现象、互感器
1、互感现象现象应用了原理。
2、互感器有,。
课内探究学案
一、学习目标
1.知道什么是互感现象和自感现象。
2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的决定因素。
3.知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4.能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
二、学习过程
(一)复习旧课,引入新课
1、引起电磁感应现象的最重要的条件是什么?
2、楞次定律的内容是什么?
(二)新课学习
1、互感现象
问题1:在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接,当一个线圈中的电流变化时,在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢?
2、自感现象
问题2:当电路自身的电流发生变化时,会不会产生感应电动势呢?
实验1演示通电自感现象。
画出电路图(如图所示),A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节R1,使两灯正常发光,然后断开开关S。重新闭合S,观察到什么现象?(实验反复几次)
现象:
问题3:为什么A1比A2亮得晚一些?试用所学知识(楞次定律)加以分析说明。
实验2演示断电自感。
画出电路图(如图所示)接通电路,待灯泡A正常发光。然后断开电路,观察到什么现象?
现象:
问题4:为什么A灯不立刻熄灭?
3.自感系数
问题5:自感电动势的大小决定于哪些因素呢?请同学们阅读教材内容。然后用自己的语言加以概括,并回答有关问题。
问题6:自感电动势的大小决定于哪些因素?
4.磁场的能量
问题7:在断电自感的实验中,为什么开关断开后,灯泡的发光会持续一段时间?甚至会比原来更亮?试从能量的角度加以讨论。
学生分组讨论:
师生共同得出结论:
(三)实例探究
自感现象的分析与判断
例1如图所示,电路甲、乙中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡D发光。则()
A.在电路甲中,断开S,D将逐渐变暗
B.在电路甲中,断开S,D将先变得更亮,然后渐渐变暗
C.在电路乙中,断开S,D将渐渐变暗
D.在电路乙中,断开S,D将变得更亮,然后渐渐变暗
例2如图所示,自感线圈的自感系数很大,电阻为零。电键K原来是合上的,在K断开后,分析:
(1)若R1R2,灯泡的亮度怎样变化?
(2)若R1
(四)反思总结:
物理教案 篇2
第五节 电阻的并联
一、教学目的
1. 复习巩固并联电路电流、电压的特点。
2. 使学生确认并会独立推导并联电阻与分各电阻定量关系。
3. 使学生知道几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻的阻值都小,并对并联总电阻随任一电阻增大而增大形成结论性的认识。
二、重难点
1、并联电路电阻关系的得出。
2、并联电路电阻关系的理解和运用。
三、教学方法
演示实验和师生共同论证、体现理论和实践的结合。
四、教具
干电池二节,电压表、电流表、滑动变阻器和开关各一只,定值电阻2只(5欧和10欧各一只),导线若干条。
五、师生活动
1.提问在串联电路中电阻有什么关系?这个关系是怎么得到的?
要求学生答出,串联电路的总电阻等于串联的各导体的电阻之和.这个关系是通过实验探索和理论推导得到的.
通过电阻串联的学习解决了用几个小电阻去替代一个大电阻的问题.现在提出一个相反的问题能不能用几个大电阻去替代一个小电阻?启发学生思考导体的电阻与横截面积有关,在长度、材料一定的情况下,横截面积越大电阻就越小.如果将一5 的电阻与另一个电阻并联起来,就相当于增加了导体的横截面积,它们的总电阻就应该小于5 了.这样的猜想对不对?本节课我们将研究这方面的问题。
板书:〈第五节 电阻的并联〉
2.展示学习目标:
①知道几个电阻并联后的总电阻比其中任何一个电阻的阻值都小。
②并联总电阻随任一电阻增大而增大。
③使学生确认并会独立推导并联电阻与分各电阻定量关系
3.出示自习提纲,指导学生自习:
①如何利用设计实验来检验猜想?
②实验的结论是什么?
③怎样推导并联电路的总电阻与分电阻的关系
4.检查自习情况:
①回顾伏安法测电阻的电路图。
②你是如何设计实验来验证你的猜想的?
(等效法、伏安法),设计电路图。
并联电阻实验(测并联电路的总电阻)
具体做法:将 并联接在a、b两点间,如图,闭合开关前,提示学生,把已并联的电阻 当作一个整体(一个电阻看待).
闭合开关,调节滑动变阻器,使电流表的读数为一便于计算
的数(如 0.2A),电压表的读数为 0.66V,根据伏安法测出总电阻R
它小于10 也小于5 ,与我们事先的推测相符.可见 并联后的总电阻比 的任意一个电阻都要小.
③应用欧姆定律推导并联电路的总电阻与分电阻的关系
分别以 支路和总电路为研究对象,利用欧姆定律得出电流与电压、电阻之间的关系
在并联电路中
从而得出
所以
若
并联后的电阻为( 3.3 )。
这与实验结果一致. 表明并联电路的总电阻的'倒数等于各并联电阻的倒数和.
实质: 并联导体的电阻相当于增大了导体的横截面积,总比其中任一导体横截面积要大,所以总电阻比任何一个导体的电阻都小.
5.当堂训练:
运用公式计算
[例1]将 和 的电阻并联起来.求并联后的总电阻.
要求学生根据题意画出电路图,并在图上标出已知量的符号及数值,未知量的符号,答出根据的公式.
解题过程(略)
5 与10 并联后的总电阻和6 与10 并联后的总电阻比较可得
两个电阻并联,若将其中一个电阻增大,并联的总电阻也将增大,但总电阻总小于任何一个电阻.
提问: 若将3个或多个电阻并联,如何计算总电阻呢?
让学生按上面的思路练习计算,最后总结出
若将多个相同阻值的电阻并联起来,总电阻将如何,启发学生答出
提问:串联电路有分压作用,且U1/ U2 =R1 / R2。在并联电路中,干路中电流在分流点分成两部分,电流的分配跟电阻的关系是什么?
板书:〈在并联电路中,电流的分配跟电阻成反比,即:I1/ I2 =R2 / R1。〉
六、小结
并联电跟中电流、电压、电阻的特点。
几个电阻并联起来,总电阻比任何一个电阻都小。
七、布置作业
1、课本本节末练习1、2;本章末习题8。
2、参看课本本章的\"学到了什么?,根据知识结构图写出方框内的知识内容。
物理教案 篇3
教学目标
知识目标
了解行星、恒星和星系等概念,知道宇宙的几个主要天体层次;
能力目标
通过万有引力定律在这些星系中的应用,使学生了解地球、太阳系、银河系等的运行;
情感目标
了解宇宙大爆炸理论是解释宇宙起源的一种学说,引导学生去探索神秘的宇宙.
教学重点 :应用万有引力定律
教学难点 :天文学知识
教学方法:自学与讲授
教学用具:多媒体和计算机
教学过程 :
问题:教师用计算机展示图片:
1、围绕地球作匀速圆周运动的星是什么星?谁提供的向心力?
回答:是地球的卫星,是地球与卫星间的.万有引力提供的.
这是第一层.(地球的卫星包括月亮,地球是行星)
教师用计算机展示图片:
2、太阳系中有几大行星在绕太阳作匀速圆周运动?是谁提供的向心力?
回答:有九大行星,它们依次是:水星、金星、地球、火星、土星、木星、天王星、海王星、冥王星.
(其中海王星和冥王星都是用万有引力定律找到的,太阳是恒星.)
教师用计算机展示图片:
3、太阳系又在什么范围内呢?
回答:在银河系.
4、请学生解决下列问题:
典型例题1:在研究宇宙发展演变的理论中,有一种学说叫做“宇宙膨胀说”,这种学说认为万有引力恒量G在缓慢地减小.根据这一理论,在很久很久以前,太阳系中地球的公转情况与现在相比:
A、公转半径 变大 B、公转周期 变小
C、公转速率 变大 D、公转角速度 变大
解:根据“宇宙膨胀说”,宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的,大爆炸后各星球即以不同的速度向外运动,这种学说认为地球离太阳的距离逐渐增加,即公转半径逐渐增大,A答案错误.又因为地球以太阳为中心作匀速圆周运动,
由牛顿第二定律得:
解得:
当 减小时, 增加时,公转速度逐渐减小.
由公式 又知T逐渐增加,故正确答案为B、C.
典型例题2:天文学家根据天文观察宣布了下列研究成果:银河系中心可能存在一个大黑洞,距黑洞60亿千米的星体以20__km/s的速度绕其旋转;接近黑洞的所有物质,即使速度等于光速也被黑洞吸入.
求:
1、“黑洞”的质量.
2、试计算黑洞的最大半径.
解:
1、由万有引力定律得:
解得: =3.6×10 35 kg
2、由题目:接近黑洞的所有物质,即使速度等于光速也被黑洞吸入.而脱离速度等于其环绕黑洞运行的第一宇宙速度的 倍.
得:
解得: =5.3×10 8 m
布置作业:
物理教案 篇4
一、电流、电阻和电阻定律
1.电流:电荷的定向移动形成电流.
(1)形成电流的条件:内因是有自由移动的电荷,外因是导体两端有电势差.
(2)电流强度:通过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值。
①I=Q/t;假设导体单位体积内有n个电子,电子定向移动的速率为V,则I=neSv;假若导体单位长度有N个电子,则I=Nev.
②表示电流的强弱,是标量.但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.
③单位是:安、毫安、微安1A=103Ma=106A
2.电阻、电阻定律
(1)电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值.R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U.I无关.
(2)电阻定律:导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比. R=L/S
(3)电阻率:电阻率是反映材料导电性能的物理量,由材料决定,但受温度的影响.
①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m2的柱形导体的电阻.
②单位是:m.
3.半导体与超导体
(1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为10-5m ~106m
(2)半导体的应用:
①热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度的变化.
②光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用.
③晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路.
④半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等.
(3)超导体
①超导现象:某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象.
②转变温度(TC):材料由正常状态转变为超导状态的温度
③应用:超导电磁铁、超导电机等
二、部分电路欧姆定律
1、导体中的电流I跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻R成反比。 I=U/R
2、适用于金属导电体、电解液导体,不适用于空气导体和某些半导体器件.R2﹥R1 R2
3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成I~U或U~I图象,对于线性元件伏安特性曲线是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的.
注意:①我们处理问题时,一般认为电阻为定值,不可由R=U/I认为电阻R随电压大而大,随电流大而小.
②I、U、R必须是对应关系.即I是过电阻的电流,U是电阻两端的电压.
三、电功、电功率
1.电功:电荷在电场中移动时,电场力做的功W=UIt,
电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.
2.电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI
3.焦耳定律;电流通过一段只有电阻元件的电路时,在 t时间内的热量Q=I2Rt.
纯电阻电路中W=UIt=U2t/R=I2Rt,P=UI=U2/R=I2R
非纯电阻电路W=UIt,P=UI
4.电功率与热功率之间的关系
纯电阻电路中,电功率等于热功率,非纯电阻电路中,电功率只有一部分转化成热功率.
纯电阻电路:电路中只有电阻元件,如电熨斗、电炉子等.
非纯电阻电路:电机、电风扇、电解槽等,其特点是电能只有一部分转化成内能.
物理教案 篇5
一、教材分析
本节课要学的内容机械运动和参照物指的是物体的位置变化叫机械运动,其核心是参照物的选取,理解它的关键是结合实际生活经验来辨别那个是研究对象那个是参照物,本节课运动的描述是运动和力的第一节,这一节看似简单,但它却深深影响运动、运动和力、机械能的学习,因而理解本节的内容对后面的学习起着重要的作用。
二、学习目标及分析
目标:1、知道什么是机械运动和参照物的概念。
2、知道物体的运动和静止是相对的。
分析:1、知道什么是机械运动和参照物的概念就是指让学生明白物体位置发生变化的运动都是机械运动,看一个物体是否在运动都必须选一个标准物体,这个标准物体就是参照物。
2、知道物体的运动和静止是相对的就是指借助参照物的基础上的判定,可学生对于参照物并没有意识,需要教师合理引导,完成从感性向理性的过渡。
三、问题诊断及分析
运动是普遍的现象,学生有感性认识,但如何科学地描述运动,学生还未接触到。可以说学生对运动的认知是肤浅的,表面化的,缺乏对知识的再编码,还没有上升到理性认识,我们需要引导学生从繁杂多样的运动个体中总结出规律,完成理性认识的升华。
四、教学支持条件分析
在课程标准的指导下,根据本节的内容及特点,采用讨论探究的方式进行。教师逐步深化提问,学生分析、论证、归纳得出结论,而后实例分析应用来使三维目标得到落实。
五、教学过程设计
1、引入
通过引导学生想想身边的各种运动,教师讲解分子运动、地壳运动,体验运动是宇宙中的普遍现象。
2、讲授新课
一、机械运动
问题一:足球场上正在进行比赛,场上哪些物体是运动的?哪些物体是静止的?
(设计意图:通过对学生所熟悉的运动进行研究。从而得出运动与静止的概念。)
运动员,足球是运动的,球门是静止的。
1、运动的物体有什么特点?
它们相对于地面的位置在改变。
2、静止的物体是绝对不动的吗?
不是,球门相对于地面的位置虽然没有改变,但是随地球的运动,它相对于太阳的位置在改变,因此也在运动着,没有绝对静止的物体。
结论:
静止和运动是相对的。
机械运动实质上是物体位置的变化。
二、参照物
课堂活动
请同学们把物理课体放在桌子上,课体上放一铅笔盒,推动课体使它沿桌面缓缓移动,观察现象。
问题二:根据实验现象看看选取不同物体作为参考标准时课本是运动还是静止。
(设计意图:得出描述物体运动必须要选一个参考物。)
选取桌子作标准,铅笔盒和课本是运动还是静止的?
选取课本作标准,铅笔盒和桌子是运动还是静止的?
选取铅笔盒作标准,课本和桌子是运动还是静止的?
学生描述结论
结论:
描述物体运动的情况首先要选定一个标准参照物
所选参照物不同,判断物体运动或静止的结果不同。
判断物体运动或静止的方法
选定参照物
看物体相对于参照物有没有发生位置改变
改变运动
没改变静止
什么是参照物
为了确定物体的位置和描述物体的运动而选作标准的一个物体或一组相对位置不改变的物体叫参照物。
参照物可以任意选取,研究地面上的物体,常选地面或相对于地面静止的物体作参照物。
③小结
运动和静止是相对的
同一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性。
被判断的物体与参照物之间有位置的变化该物体是运动的。
被判断的物体与参照物之间无位置的变化该物体是静止的。
运动和静止的相对性:自然界中的一切物体都在运动,静止是相对的,我们观察同一物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。
六、板书设计
第1节运动的描述
一、机械运动
1. 运动是宇宙中的普遍现象。
2. 机械运动实质上是物体位置的变化。
二、参照物
1.什么是参照物?
2.运动和静止是相对的。
三、判断物体运动和静止的方法
1.选定参照物
2.看物体相对于参照物有没有发生位置改变
改变运动
没改变静止
物理教案 篇6
光的色散的教案
一、教学目标:
1. 通过色散实验,知道白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。用实验让学生体验色光的混合和颜料的混合是不同的。
2. 通过实验探究,使学生认识到研究问题的科学方法,提高学生观察能力、分析问题和解决问题的能力。通过资料收集和分析、交流,培养学生收集和处理信息的能力,语言表达能力,激发课外探索知识的欲望,使学生积极、主动地参与学习。
3. 通过丰富的教学内容,使学生感受自然与生活的美,从而产生热爱科学、勇于探索的情感。
二、教学重点和难点:
本节重点为光的色散及色光的混合。教学重点在于引导学生观察自然现象和联系生活实际,并使学生了解通过实验探究自然现象的`基本方法。做好本节的实验是教学中的一个难点。
三、课前准备:
教师:自制课件、三棱镜、红绿蓝色透明纸、光盘
学生:自制水三棱镜、调色盘、毛笔、自制彩色陀螺、手电筒
四、教学设计
学习内容 学生活动 教师活动
复习:光透过三棱镜折射光路图
实验探究一:光的色散
实验探究二:色光的混合
信息交流
实验探究三:颜料的混合 学生作图、展示作品并评价
分组观察光盘扇面、用三棱镜对准通电日光灯观察,交流观察到的现象,举出类似的现象的例子。
学生演示太阳光的分解实验
观察多媒体制做的光的色散实验和彩虹
分析并得出实验结论
学生演示并观察红、绿、蓝三色光相互混合的实验
实验:观察彩色陀螺旋转后纸板的颜色
学生演示七色光混合的实验,得出以上实验结论
观察多媒体演示的实验并总结规律
学生分组信息交流并选派代表全班交流、共享
分组实验探究颜料的混合
观察多媒体演示
总结色光混合和颜料混合的不同 引导学生对正确作品作出肯定积极的评价并纠正错误作法
组织学生实验,鼓励学生动手实践
教师演示课件
帮助学生分析总结规律
教师指导实验,巡查
演示课件
帮助学生总结实验规律
教师及时做出积极的评价
教师指导实验
引导、点播,帮助学生总结规律
物理教案 篇7
一、目的要求
1、理解匀速直线运动,变速直线运动的概念
2、理解位移—时间图象的含义,知道匀速直线运动的位移图象及其意义。
3、理解用图象表示物理量之间的关系的数学方法。
二、重点难点
重点:匀速直线运动的位移—时间图象。
难点:理解图象的意义。
三、教学过程:
(一)多媒体显示,引出匀速直线运动
1、观测一辆汽车在一段平直公路上运动
时间t/s 0 4.9 10.0 15.1 19.9
位移s/m 0 100 200 300 400
观测结果如下
可以看出,在误差允许的范围内,在相等的时间里汽车的位移相等。
2、物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里位移相等,这种运动就叫做匀速直线运动。
(1)在匀速直线运动中,位移s跟发生这段位移所用的时间t成正比。
(2)用图象表示位移和时间的关系
在平面直角坐标系中
纵轴表示位移s
横轴表示时间t
作出上述汽车运动的s—t图象如右图所示
可见匀速直线运动的位移和时间的关系图象是一条倾斜直线
这种图象叫做位移—时间图象(s—t图象)
图象的含义
①表明在匀速直线运动中,s∝t
②图象上任一点的横坐标表示运动的时间,对应的纵坐标表示位移
③图象的斜率k=Δs/Δt=v
(3)学生阅读课文第23页方框里面的文字
讨论:下面的s—t图象表示物体作怎样的运动?(投影显示)
(二)变速直线运动
举例:(1)飞机起飞
(2)火车进站
2、物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里位移不相等,这种运动就叫做变速直线运动。
3、变速直线运动的位移图象不是直线而是曲线(投影显示)
四、课堂小结
匀速直线运动(s ∝ t)
变速直线运动(s与t不成正比)
物理教案 篇8
素质教学目标
1、知识与技能
(1)知道力的概念和力的单位。
(2)知道力的三要素,能用示意图表示力。
2、过程与方法
(1)通过活动和生活经验感受力的作用效果。
(2)了解物体间力的作用是相互的,并能解释有关现象。
3、情感、态度与价值观
(1)在观察体验过程中,培养学生的科学态度。
(2)从力用三要素表示的事例中认识科学方法的价值。
教学重点
1、力的概念和力的单位。
2、力的三要素,用示意图表示力。
教学难点
1、力的概念
2、认识物体间力的作用是相互的,并解释有关现象。
教学过程
一、引入新课
我们在这一节中要学习一个新的物理概念-------力。力是日常生活和工农业生产中常用的一个概念。也是物理学中一个重要的概念。这一节我们就来探究有关力的一些知识。
二、力的作用效果
物理学中所说的力是什么呢?我们可以通过力的作用效果来感受它。
1、感受力作用的效果
(1)请一位同学到教室前面表演举哑铃。
请这位同学谈谈肌肉有什么感受?(感到手臂上的肌肉十分紧张)
最初我们对力的认识,就是从肌肉的紧张的感受而得来的。那么,在物理学中我们又是怎样来认识力的?
(2)学生用图11-4-1所示的器材做实验。
问题:小钢珠在光滑的水平桌面上运动,当磁铁靠近小钢珠时,会发生什么现象?
实验结束后,学生交流所观察到的现象:
①静止的小钢珠被磁铁吸引,向磁铁方向运动。
②光滑的水平面上做直线运动小钢珠被正对运动方向位置的放磁铁吸引,速度变快。
③光滑的水平面上做直线运动小钢珠被与运动方向垂直的位置放的磁铁吸引,运动方向改变,偏向磁铁方向运动。
(3)学生看课文图11.4-2乙、丙,交流图中在运动员力的作用下所发生的现象:
①棒球运动员用力将球投出,由静止变为运动。
②足球守门员接住射进球门的足球,足球由运动变为静止。
(4)告诉学生:物体的运动和静止是相对的,静止是一种特殊的运动状态。无论物体是从静止到运动,还是运动速度或者方向发生变化,都可以认为是物体的运动状态发生了变化。
引导学生分析:在磁铁吸引下小钢珠运动状态改变情况和手球、足球在运动员力的作用下运动状态改变的情况。
由此得出结论:力可以改变物体的运动状态。
(1)请一位学生演示用力拉和压弹簧,看看弹簧的形状(长度)发生了什么变化。
(在拉力的作用下,弹簧的长度伸长;在压力的作用下,弹簧的长度缩短。)
(6)学生看课本图11.4-2甲,交流图中在射箭运动员力的作用下所发生的现象。
(弓被拉开了,弓的形状发生了变化)
(7)让学生再举些例子,如:踢足球时,足球的形状发生了变化等。
(8)让学生自己根据上述事件概括力作用的另一类效果。
结论:力可以使物体发生形变。
三、力的单位
为了描述力的大小,在物理学中对力的单位作了规定:
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。
体验1N的大小:让学生用手托起一个苹果,手对苹果施加的力大约是1N。
补充例子:托起两个鸡蛋所用的力大约为1N;成年男子右手的握力大约是700N;一个质量是40kg的同学对地面的压力大约是400N等等。
四、力的三要素
1、提出问题:力作用的效果与哪些因素有关?
2、让学生提出猜想:可能与力作用的大小有关;可能与力作用的方向有关;可能与力作用的位置有关。
3、探究:
引导学生根据前面观察力作用效果的实验结合课文图示以及学生生活的经验进行论证。
(1)拉弹簧时,所用的力越大,弹簧被拉得越长;也就是力越大,力作用的效果越明显。
(2)我们要把螺母拧紧,一般来说应该向顺时针方向用力,如果沿着逆时针方向用力只能将螺母拧松。
这些事例说明了力作用的效果与力的方向有关。
(3)关于力的作用效果与力的作用位置是否有关用实验探究:
①推门实验:用的力推门,每次手的位置距离门轴远近不同。体会手在不同位置时施力的不同效果。
②举尺实验:把一根米尺放在桌面上,请一位同学用一个力作用在尺子的中点,向上将尺子举起来;然后力作用在尺的一端,仍然向上举尺子。
可见,力的作用点也影响力的效果。
让学生总结:力所产生的效果跟力的大小、方向和作用点有关。
所以,我们把力的大小、方向和作用点叫力的三要素。
五、力的图示
画力的示意图的要领:确定受力物体、力的作用点和力的方向,从力的作用点沿力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点,在同一图中,力越大,线段应越长。
还可以在力的示意图旁边用数值和单位标出力的大小,把力的三要素都表示出来。
六、探究:力的作用是相互的
1、请同学们观察或进行下列实验,通过观察或实验你们对力的作用有什么新的认识、
(1)演示:用一个气球去压另一个相同的气球,让学生观察:两个气球都变扁了。(施力的气球在施力时也变扁了,说明它同样受到另一个气球作用力)
(2)演示:两个带相同电荷的通草球靠近时相互排斥。(一个通草球排开另一个通草球时,自己也被排开了,说明两个通草球同时都受到了对方力的作用)
(3)学生实验:伸出手去,让一个同学打你的手,你感到疼吗?打你的同学也感到疼吗?(打的同学感到疼,说明他的手也被打了)
(4)学生实验:向上拧书包,你对书包用力了,你是否感觉到了书包也在拉你?(拎书包手同时受到书包向下的拉力)
(5)看课文第33页图11.4-4,坐在小船上的人用力推另一只船,把另一只船推开时自己坐的船也被推开了。(坐在小船上的人用力推另一只小船,把另一只船推开时自己所坐的船也被推开了。说明推船的人同时受到另一只船的推力,推船的人被推开时连同他坐的船也被推开。)
概括以上分析,得到结论:一个物体对别的物体施力时,也同时受到后者对它的作用力。物体间力的作用是相互的。
达标自查
1、人推车时,是和之间发生了力的作用,对于人推车的力,施力物体是,这时,人也受到推力,施力物体是。
2、物理学中,力的单位是,托起一个苹果的力大约为。
3、力的、、称为力的三要素,因为。
4、下列哪个物体最接近3N()
A、一头小牛B、一块砖C、九年级物理课本D、两枚1元硬币
5、游泳的人,手脚用力向后划水,人就能向前进,这表明,人向后给水作用力的同时受到了的推力,这个现象表明:物体间力的作用是。
6、画出下列力的示意图:
(1)放在水平桌面上的书对桌面的压力;(2)用50N沿水平方向推桌子的力
能力提高
7、小明在探究力的作用效果时,完成了如下实验,请帮他把实验结果填在空格中。
(1)小明首先将小钢球放在光滑的水平面上,当磁体靠近小钢球时,看见小钢球向磁体运动;然后让小钢球在光滑的水平面上做直线运动,当在与运动方向垂直的位置放一块磁铁时,小钢球运动的方向发生了变化。从上面两个实验,你总结出的结论是力能。
(2)小明用双手拉一根橡皮筋,看见橡皮筋在力的作用下变长了,说明力能。
8、甲、乙两个同学穿着滑冰鞋面对面静止站在冰面上,如果甲对乙用力推一下,其结果是()
A、甲仍然静止,乙被推开B、乙受到甲的力,甲不受推力作用
C、乙受到的推力大于甲受到的推力D、甲、乙同时相对离开
9、力的作用是相互的,一个物体对另一个物体有力的作用,后一个物体一定同时对前一个物体有力的作用。物体间相互作用的这一对力,常常叫做作用力与反作用力。作用力与反作用力有什么关系呢?请就此问题做出你的猜想,并说明猜想的理由。
10、力的作用效果之一就是力能改变物体的运动状态,那么如果物体没有受到力,运动状态还会改变吗?请写出你的猜想。
11、力的另外一作用效果是力能改物体的形状,如果物体在力的作用下形状改变了,当这个力撤去的时候,物体的形状会怎么样?谈谈你的观点,并列举日常生活的事例支持你的观点。
物理教案 篇9
(一)教材
人教社九年义务教育初中物理第二册
(二)教学要求:
1.知道电流表的用途和符号。
2.知道正确读取电流表读数的方法,会读取电流表的读数。
3.知道正确使用电流表的规则。
(三)教具:
J0401型(或J0402型)演示电流表1台,小电珠2个,大号干电池(R40)2节,开关1个,导线若干根;
几种不同外形的电流表(课本图5—5)各1台;
放大的J0407型电流表外形图1幅;
电流表读数示教板1块;
小黑板1块(预先画好实物图)。
(四)教学过程:
一、引入
提问:普通的照明日光灯和晶体管收音机,哪个工作电流大?(见课本图5?4)
要测量各种用电器的电流,需要用专门的仪表——电流表。
二、新课
电流表
1.电流表的用途、种类和符号
说明电流表的用途后,展示各种电流表,图示并让学生记住电流表的符号。
引导学生观察J0407型直流电流表和放大的电流表外形挂图,问:
表盘上共有几排刻度?“0”在何处?
该电流表共有几个接线柱?
指出三个接线柱可以接成两种不同测量范围(顺便说明量程的概念)的接法,因而表盘上要有两排刻度,下面具体介绍读数方法。板书。
2.电流表的读数
用电流表读数示教板分别说明使用3安量程和0.6安量程时,每大格表示多大电流,每大格中有多少小格,每小格表示多大电流。
选择不同的指针位置,进行示范读数。
问:现要测量图1电路中通过灯泡的电流,应如何使用电流表?板书。
3.电流表的使用规则
(1)要串联在电路中
①在黑板上的图5—8中画出电流表串联接入电路的电路图。
②根据串联的特征解释串联二字的意义。
③通过把电流表接入实际的实验电路进行演示,让学生观察操作过程,加深对“串联在电路中”的理解。
④出示画有课本图5—8中乙图和丙图的实物器材图示的小黑板,用粉笔画线当导线,示范连接乙图,然后让学生连接丙图。(接线柱暂不标“+”、“?”)
(2)接线柱的接法要“+”进“?”出
①具体指明刚才实验演示时电流表接线柱的极性标志和电流流向。
②把两接线柱的连线对换后进行碰接演示,可看到电流表指针反转,说明“+”进、“?”出的必要。
③让学生在黑板上的电路图(图5—7和小黑板上的实物图课本图5—8)中,标出接线柱“+”、“?”极性。
④介绍课本图5?7两种电流表的接线柱“+”、“?”标记方法。
(3)被测电流不要超过量程
①选择适当规格的小灯泡,先用大量程测量通过灯泡的电流,要换用小量程测量同一电流,可看到换用小量程后指针偏转角度明显增大。设想如果量程过小,指针的偏转就可能超过量度范围而有损于电流表,说明被测电流的`值不能超过电流表量程。
②用具体例子说明:在不超过量程的前提下,使用较小量程测量时,其表盘每小格表示的电流较小,测量比较精确。
③提问:如果被测电流的值约等于100mA、500mA、700mA、2.3A,各应取哪个量程?
④说明:如不知道被测电流的大约数值,应先选较大的量程,并且同时采取试触的办法来确定被测电流是否在量程之内。
(4)不准把电流表短接在电源两极上
把电流表串接一根合适的保险丝,演示电流表不经过用电器直接连在电源两极上而被“损坏”的情景。
三、巩固
1.归纳小结:本节课所学习的主要内容是“三要、一不、两看清”,并让学生默记一下“三、一、二”的具体内容。
2.根据学生的基础,让学生练习在不同实物图中连线,为下节课的学生实验打下基础。
四、布置作业:本节后的练习和章末习题第7 8题。
物理教案 篇10
电阻
【教学目的】
1、理解导体的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,比例系数与导体的材料有关。
2、理解金属导体的电阻由自由电子与金属离子碰撞而产生,金属材料的电阻率随温度的升高而增大。
【教学重点】
理解电阻定律
【教学难点】
电阻率的概念
【教学媒体】
干电池组,电键,电流表,电压表,滑动变阻器,电阻丝若干条,导线若干
【教学安排】
【新课导入】
直接导入新课——我们已经知道电阻的大小不是由电压和电流决定的。而是由电阻本身决定的。那么到底是电阻的哪些因素影响电阻的大小呢?又是什么样的函数关系呢?这一节我们就一起来探究这个问题。
【新课内容】
1. 实验探究
(1) 猜想:学生提出可能的影响因素如:温度/材料/长短/粗细等等(要求给出猜想的感受或理论依据,并对其函数关系做定性判断)
(2) 设计实验:
提出问题1:实验中有很多的物理量,应采用什么方法?应怎么选择待测电阻丝?
——用控制变量法;所以要选择几根电阻丝,其中A、B、C是同种材料,横截面积依次为1:2:4。每根电阻丝可选择接入电路的长度。D是另一种材料的电阻丝,还可以用酒精灯加热以改变温度。
提出问题2:需要测量哪些物理量?
——由于长度、粗细都可以用倍数的关系,所以主要要测量读数的就是电阻值了。
提出问题3:要如何测定导体的电阻?(请同学设计电路)
——可用万用表的欧姆档,但这样的测量太粗略。所以最好使用欧姆定律,利用电压和电流间接测量电阻值。电路如右图。
提出问题4:实验中如何减小读数时的偶然误差?
——偶然误差可通过多次测量减小,即应用滑动变阻器调节电压和电流,求其比值的平均值。
(3) 实验操作:按电路,依次将A、B、C、D三段电阻丝分别接入电路中,利用R=U/I测出三段电阻丝电阻,并加以比较。教师演示,学生读数并记录表中,控制变量完成操作。
(4) 数据分析:先定性观察:R与材料、长度、横截面积有关。后根据数据表格推理得出电阻与横截面积成反比;与电阻长度成正比;与电阻材料有关。 ,其中K代表了材料对电阻的影响。我们用电阻率来表示它,符号换成 。即 。电阻率 ,即当导体有1m2截面积,长1m时的电阻值在数值上等于电阻率。
电阻率的单位为欧姆米( )阅读书P52/表格,感受一些材料的电阻率,知道导体和绝缘体在电阻率上的差别。
强调:ρ的大小由导体材料决定。 这个公式也非决定式,因为电阻率是由材料决定的。同时,ρ的大小与温度有关,一般ρ随温度升高而增大。
演示实验:把单独一根电阻丝接入前图所示电路中,测出电阻来,用酒精灯加热。再看电压表、电流表读数,可以计算出电阻,从而判断电阻增大了。
阅读书P52/内容,知道金属导体的电阻率通常随温度升高而增大,在小温度变化范围内呈线形关系。而绝缘体和半导体的电阻率则随温度升高而呈非线性的减小。,知道导体和绝缘体在电阻率上的差别。某些合金如锰铜和康铜的电阻率则几乎不随温度改变。不同材料的电阻率随温度的变化情况不同,根据这一特性,我们可以物尽其用。常用的电阻温度计是用金属铂做成的,锰铜和康铜的电阻率几乎不受温度变化的影响,常常用来制作标准电阻。当温度降低到一定温度附近时,某些材料的电阻率会突然减小到零。超导体有很奇妙的特性,如磁场无法渗透到它内部。演示课件:超导现象以及磁悬浮。
(5) 得出结论并板书:电阻定律:在温度一定的条件下。导体电阻跟它长度成正比,跟它的横截面积成反比。
电阻定律的巩固训练:
例:书P53/例题——了解一定形状的导体电阻还与其接入电路的方式有关。
例:手册P54/例1
3、身边的电阻:
电阻有固定电阻和可调电阻(电位器)。其中可调电阻如电位器、滑动变阻器主要是通过改变电阻接入电路的长度来调节阻值的大小的。阅读书P54/信息窗——学会辨别色环电阻。
【课后作业】
书P54/3、5,教材全练P36-37
物理教案 篇11
活动内容
了解、收集、分析、总结厨房里的热学知识。
活动目的
1、让学生了解厨房里所涉及到的热知识,通过厨房炊具及餐桌上的变化,使学生感受到改革开放给人民生活水平带来的提高,对学生进行爱国主义教育。
2、培养学生观察、分析、总结问题的能力。
活动准备
先让学生回家时认真观察厨房所有的炊具、做饭、烧菜的全部过程,回忆自家厨房发生的一系列变化及看到的有关物理现象,思考哪些与学习的热学知识有关,怎样解释其现象,做好笔记。
活动过程
1、小组讨论、交流(每个学生都有机会展示自己的调查结果)
2、班级讨论、交流(小组推选代表)
3、教师归纳小结
(1)炉灶的变迁,从大土砖灶到红砖砌的“节能灶”,从土煤炉到蜂窝煤炉,从沼气灶到液化气灶,每一次改进之所以深受人们欢迎,主要是每次改进都能使燃料燃烧更充分,既节省了燃料,又减少了废气(烟)污染,当然还有使用更方便的因素。
(2)使用炉灶烧火或炒菜做饭时,要把锅底放在火苗的外焰,不要让锅底压着火头,这样可以使锅的温度升高得快。
(3)锅铲、手勺、漏勺、铝锅等炊具的柄都用木头或塑料,是因为木头、塑料是热的不良导体,以便在烹饪过程中不烫手。
(4)炉灶上面安装排风扇,是为了加快空气的对流,使厨房里的油污及时排出去,避免污染房间。
(5)往保温瓶灌开水时,不灌满,能更好地保温。因为未灌满时,瓶口处有一层水蒸气,它是热的不良导体,能更好地防止热量的散失。
(6)冬季从保温瓶里倒出一些开水后,盖紧瓶塞时,常常会看到瓶塞马上往上跳一下(有时会脱离瓶口掉在地上)。这是因为随着开水的倒出,进入了一些冷空气,瓶塞塞紧后,进入的冷空气很快膨胀,压强增大,推开瓶塞。
(7)在冬天或气温很低的情况下,往玻璃杯中倒入沸水时,应当先用少量的沸水预热一下杯子,以防止玻璃杯内外温差过大,内壁膨胀受到外壁阻碍产生力,致使杯子破裂。
(8)煮熟后滚烫的鸡蛋和在沸水中烫一下的西红柿,放入冷水中浸一会,容易剥壳和剥皮。因为滚烫的蛋壳与蛋白、西红柿皮与肉遇冷后都会收缩,但它们的收缩程度不一样,从而使两者脱离。
(9)冬季喝刚出锅的汤时,看到汤面没有热气,好像汤不烫,但喝起来却烫口,因为汤面上一层油阻止了汤内热量的散失。
(10)炒菜主要是用热传导的方式,煨汤、煮饭、烧水等都是用对流方式传热。
(11)滚烫的砂锅放在湿地易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体,滚烫的砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩,而内壁温度降低很慢,砂锅内外收缩不匀,故易破裂。
(12)液化气是用压缩体积的办法使气体液化装在钢罐中的,使用时,通过减压阀,液化气的压强降低,液态变成气态进入灶中燃烧的。
(13)烧水或煮食物时,喷出的热蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为经它们变成同温度的热水、热汤时,要放出热量(液化放热)。
(14)手沾点凉水拿刚出笼的熟馒头时不觉得怎么烫手。这是因为热馒头接触手上的凉水时,凉水迅速汽化生成一层水蒸气在手与馒头之间,水蒸气是热的不良导体,所以手不觉得怎么烫了。
(15)夏天用我国南方一种陶土做的凉水壶装开水,会很快冷却,且比气温低,这是因为陶土容器中的水可以渗透出来,到了容器壁外的水会很快地蒸发,蒸发时要从容器和它里面的水里吸收大量的热,因而使水温很快降低。当水温降到和气温一样时,水还会继续渗透、蒸发,还要从水中吸热,水温继续降低,但因为水温低于气温后,水又会从周围空气中吸热,故水温不会降得过低。
(16)夏天自来水管壁大量“出汗”,常常是要下雨的征兆。必须明确,自来水管“出汗”现象,并不是管内的水渗漏。由于自来水大都是来自地下,温度较低,空气中的水蒸气接触到水管壁,就会放出热量而液化,一旦水管壁大量“出汗”,说明空气中水蒸气含量高,湿度大,这正是下雨的前兆。
(17)冬天水壶里的水烧开后,在壶嘴一定距离才能看到“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不到“白气”。这是因为紧靠壶的地方温度较高,壶嘴喷出来的水蒸气不能液化。而距壶嘴一定距离的地方温度低,壶嘴喷出来的水蒸气放热液化成小水滴,即看到的“白气”。
(18)当锅烧得温度较高时,洒点水在锅内,会发出“吱吱”的声音,并冒出大量“白气”,这是水先汽化后液化的现象。
(19)在热锅里和烧得温度很高的锅里滴有同样的一滴水,热锅里水滴先蒸干。原因是水滴滴入温度很高的锅中,接触处的水急剧汽化形成一层水蒸气,这层水蒸气托起尚未汽化完的.水滴,减缓了水滴汽化的速度,同时引起了水滴的跳动,跳动过程中,由于水蒸气的散失,水滴受重力作用下落,将又与热锅接触,再次形成一层水蒸气而托起水滴。如此反复,水滴不断跳动,并且逐渐减小直至消失,汽化时间当然长一些,所以后蒸干。而水滴在热锅中直接汽化,很快蒸发干。
(20)磨刀时要往菜刀上洒水,因为刀与磨石摩擦生热,刀的温度过高时钢铁硬度会减小,刀口就不锋利了,洒水后吸收了热量,刀的温度就不会升得过高了。
(21)当汤煮满锅时,迅速向锅内加冷水或把汤扬起再倒入锅内都可制止沸腾。原因都是吸收锅里汤的热量,使其温度降到沸点以下。加冷水,因冷水的温度低于沸腾汤的温度,混合时,冷水吸热,汤放热。把汤扬起再倒入锅内的过程中,由于空气温度比汤低,汤放出了一部分热量,温度略有降低,倒入锅内时,它又要从沸汤中吸收一部分热量。
(22)油炸食物时,溅入水滴会听到“叭、叭”响声,并溅出油来。这是因为水的沸点比油低,水的密度比油大,溅入油中的水滴沉到油底迅速沸腾,产生的气泡上升破裂而导致响声。
(23)煮食品时,并不是火越旺越快,因为水沸腾时的温度是不变的,即使再加大火力,也不能提高水温,而结果只是加快了水的汽化,使锅内的水干得快而已,白白浪费了燃料。正确的方法是用大火把水烧开后,就改用小火,保持锅内的水一直沸腾就行了。
(24)用压力锅煮食物熟得快,主要是增大了锅内的压强,提高了沸点,即提高了煮食物的温度。
(25)用砂锅煮食物,食物煮好后,让砂锅离开火炉,食物在锅内还能继续煮一会儿。这是因为砂锅离开火炉时砂锅底的温度高于100 °C,而锅内的食物温度为100 °C,离开火炉后,锅内食物还可从锅底吸收热量,继续沸腾,直到砂锅的温度降为100 °C止。
(26)用锡焊的铁壶烧水,壶烧不坏,若不装水把它放在火上一会就会烧坏了。这是因为水的沸点在标准气压下是100 °C,锡的熔点是232 °C,装水烧时,只要水未烧干,壶的温度总不会超过100 °C,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,所以壶烧不坏。若不装水放在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就坏了。
(27)腌咸菜往往要十天半月菜才会变咸,而炒菜时加盐几分钟就变咸了。这是因为温度越高,盐分子运动越快的缘故。
(28)长期堆煤的墙角处,若用小刀从墙上刮去一薄层,可看到里面呈现黑色。这是因为分子是不停地作无规则运动,在长期堆煤的墙角处,由于煤分子扩散到墙里,所以即使刮去一薄层,仍可看到里面呈现黑色。
活动小结
通过活动,学生解答物理现象题的能力有很大提高,能抓住问题的本质,叙述简练准确。观察能力,分析解决问题的能力都有很大提高,写有关日常生活、生产中热现象及应用的小论文110余篇。特别是写出了“炉灶上的变迁”“餐桌上的变化”等一类歌颂改革开放伟大成就的好文章,学生同时受到了一次深刻的爱国主义思想教育。
物理教案 篇12
【摘 要】由于低温的获得极为困难,不仅设备技术复杂,成本也极为昂贵,因此,人们渴望取得高温超导体。常规的磁性材料受磁性饱和的限制,故磁感应强度要大幅度增加有困难,若用超导磁体,磁感应强度可提高5~15倍;故超导电机的输出功率可以大大提高,高达102~103倍。高温超导的实现将给电力工业带来重大的变革。由于超导电性的独特性质,它将被应用在发电,输电、储电和用电的各个领域中。 【关键词】超导体;超导态;临界温度;超导电性;超导储能 一、超导研究的进展 19荷兰物理学家昂尼斯发现,当温度降至绝对温度4.2K时,汞(水银)的电阻突然变为零。人们把电阻为零时的状态称为超导态,相应的温度称为该物质的超导临界温度,用Tc表示。昂尼斯曾想,水银的电阻为零,可以通以很大的电流而不发热,这便可产生很强的磁场。因为,即使临界温度Tc,但通过超导体的电流超过某一临界值Ic,或磁场超过某一临界值Hc时都会破坏超导态,而变为常态,因而物质的三临界常数是相互关联的。 由于低温的获得极为困难,不仅设备技术复杂,成本也极为昂贵,因此,人们渴望取得高温超导体。从1911年至1973年超导体临界温度由4.2K升到23.2K,以每三年多提高一度的速度前进。1986年4月联邦德国人贝德诺尔茨和瑞士人米勒发现钡镧铜氧化物(Be-La-Cu-O)的超导临界温度为35K。由此,他们在发现陶瓷材料超导性方面取得重要突破。 1987年美、中、日、苏及欧洲等国家的学者不断的创造了高温超导的记录,中国科学院物理研究所赵忠尧等人做出了突出的贡献,把超导临界温度提高到90K,这意味着可以不使用液氦(4.2K),超导技术的应用展现出新的美好前景。 二、超导体在电力工业上的现实作用 高温超导的实现将给电力工业带来重大的变革。由于超导电性的独特性质,它将被应用在发电,输电、储电和用电的各个领域中。 (一)超导磁体。用铁磁材料制成的永磁铁,它两极附近的磁场,只能达7007~8000高斯,由于受铁磁材料性质的限制,要提高磁场强度很困难;电磁铁由于铁芯磁饱和效应的限制,也只能产生25000高斯的磁场,用通电流的铜丝圈,它产生的磁场高达10万高斯,由于热损失严重,需耗电达1600千瓦,且每分钟需用于冷却的水量达4.5吨。超导磁体不需水冷却,耗电极小,几万高斯的磁体只需功率几百瓦。5万高斯的铜线圈磁体重达20吨,而超导磁体只有几百公斤。此外,超导磁体的时间稳定性、空间均匀性和磁场梯度都比通常的磁体高很多。 (二)超导电机。世界上发电机趋向于大容量,目前单机容量已达100万千瓦,本世纪末可达1000万千瓦。发电机的输出功率与电机中磁场的磁感应强度和电抠的电流密度成正比。常规的磁性材料受磁性饱和的限制,故磁感应强度要大幅度增加有困难,若用超导磁体,磁感应强度可提高5~15倍;常规导线允许通过的电流密度为102~103安培/平方厘米,而超导线载流能力可达工104安培/平方厘米,故超导电机的输出功率可以大大提高,高达102~103倍(常规电机50万千瓦重达500吨,而超导电机100万千瓦的总重也只有100吨。从造价估计,就用液氦的低温建造100万千瓦的发电机也可以与常规电机进行竞争。由于超导电机(包括电动机)具有输出功率高,重量轻、体积小,耗损小等优点,对航海、航空是更为理想的动力设备。 (三)受控热核聚变发电。核聚变是较轻原子核相遇时聚合为较重的原子核并释放出巨大能量的过程,人工的核聚变只能在氢弹爆炸或加速器产生的高能粒子碰撞中实现。受控热核聚变发电是要使核聚变在人工的控制下进行,并且按需要提供能量。理论研究表明,要实现受控热核聚变必须满足二个条件。一是要有极高温度,约达108K,在这样高温度下,原子早已电离成自由电子和带正电的原予核的等离子体,并且原子核具有很大的动能,足以克服原子核之间的库仑斥力,发生核聚变反应;二是要有一个“容器”来装这些等离子体,让它们进行反应。这么高的温度什么材料的容器都承受不了,科学家们想利用磁约束原理,把高温等离子体限制在固定的空间范围内,即磁笼。要构成磁笼的磁场应分布在足够大的空间,且强度高、梯度大,耗损小,这就只有超导磁体才能解决。 弗策布曼和庞斯的实验使用电化学技术,具体做法是在15厘米高的试管里装满含有氢的同位素氘的重水,温度为27℃,试管外部绝缘,里面置放铂阳极和钯阴极,然后在两个电极上通上电流。他们惊奇地发展,氘在电流作用下释放出大量的热,其释放的.能量为输入能量的4倍,并发现氚和中子数量增加,实验取得了意外的成功。 (四)超导电缆。电能在零电阻时输送是完全没有损耗的。目前由于低温的获得比较困难,但它必将是超导体的重要应用。在液氮低温(4.2K)已有实验性电缆。用于超高压特大容量的电力传输,技术上是完全可能的,经济上是特别合算的,现在已出现高温超导体,临界温度达90K。显然,应用液氮(4.2K)的方法获得低温要容易得多,故超导电缆的实际应用是可以实现的。 (五)超导储能。有人将一个圆环置于磁场中,降温至圆环材料的临界温度下,撤去磁场,由于电磁感应,圆环中便有感生电流产生,只要温度仍保持临界温度以下,电流便会持续下去,一点也不衰减,经过2年半这电流还是丝毫不衰减。这是―种理想的储能装置,称超导储能。 超导储能的优点很多,主要有功率大,重量轻,体积小,损耗小,反应快等等。因此,应用也很多,如激光仪器,要在瞬时提供数10亿到100亿焦耳的能量,这就需要超导储能装置来承担。如在大电网输电中,负荷小时,把多余的电能储存起来,负荷大时,把电能送回电网,若把超导储能装置建在用电中心,也可节省很多输电线,也节省了大量的电能。 总之,超导体的广泛应用是人类实现可持续发展、科学发展的必要手段之一。 参考文献 冯端.凝聚态物理学.人民教育出版社,. 黄昆,谢希德.半导体物理学.科学出版社,1958. 王林.超导体将为人类造福.大象出版社,.