甘肅省于2010年采用高中新課程,今年已是第二個年頭。新課程的理念和要求對教師以往單調的教學模式提出了不小的挑戰(zhàn),慣用的方式已不再適應新課程的三維目標。本文把舊教材與新教材中的電動勢,從以下幾方面作些分析。
一、電動勢的分類
電動勢按照產生機理可分為化學電動勢、電磁感應電動勢、溫差電動勢。
1.化學電動勢。由于化學作用產生的電動勢叫化學電動勢。提供化學電動勢的裝置稱為化學電池,簡稱電池。在一個簡單的閉合電路里,由于電動勢驅動自由電荷做定向移動,使電路中有了電流,電流通過導體產生焦耳熱,這種熱量逐漸消耗電池中的化學能。
2.由于電磁感應作用所產生的電動勢,簡稱感應電動勢。法拉第的電磁感應定律表明,當閉合電路中的磁通量發(fā)生變化時,閉合電路中就有了感應電流產生。此時產生感應電流的電動勢稱為感應電動勢。
3.溫差電動勢 ,在半導體材料中,由于存在溫度差,使閉合電路中出現電流。若電路不閉合,則只有電動勢而無電流,此時的電動勢稱為溫差電動勢。
二、電動勢的物理意義
電動勢是一個表征電源特性的物理量,與其他物理量無關,只與電源本身有關。由于不同電源把其他形式的能轉化為電能的本領不同,那個電源轉換的本領大,則其電動勢大,反之則小。既然是能的轉化,則肯定有力做功,這個力是誰呢?這個力就是非靜電力。非靜電力是指除靜電力外能對電荷流動起作用的力。不少學生在處理這個問題時總認為:除了靜電力之外的力就是非靜電力,其實不然,非靜電力并非泛指靜電力外的一切作用力。非靜電力有不同的來源。在化學電池中,非靜電力是一種化學間的作用;在溫差電源中,非靜電力是一種與溫度差和電子濃度差相聯(lián)系的擴散作用;發(fā)電機中,非靜電力是磁場對運動電荷的作用力。課本定義電源的電動勢在數值上等于非靜電力將單位正電荷從電源的負極通過電源內部移送到正極時所做的功。也就是驅使自由電荷在電路中發(fā)生定向移動的驅動力。所以電源的電動勢和非靜電力做功密不可分,非靜電力做功的過程,就是其他形式的能變成電能的過程。由以上分析得到電動勢的定義:即非靜電力把單位正電荷從負極移到正極所做的功,稱電源的電動勢。
三、新舊教材對電動勢講解的比較
舊教材第六節(jié)只有很小的一部分介紹電動勢,在過去的教學中,我們說:“電源兩極間電壓的大小是由電源本身的性質決定的,為了表征電源的這種特性,物理學中引入了電動勢的概念”,緊接著就告訴學生干電池的電動勢是1.5V,鉛蓄電池的電動勢是2.0V,不同的電源電動勢不一樣,學生對電動勢的概念不是很理解。所以,不少學生對問題:用久的干電池的電動勢小于1.5V,它的物理意義是什么?無法回答,但學習了新課程
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