(1)观察并尝试识别常见的电路元器件,初步了解它们在电路中的作用。 (2)初步了解多用电表的原理。通过实际操作学会使用多用电表。 例1 以多用电表代替学生用电表进行各种电学实验。
例2 以多用电表为测量工具,判断二极管的正、负极,判断大容量电容器是否断路或者漏电。
(3)通过实验,探究决定导线电阻的因素,知道电阻定律。 (4)知道电源的电动势和内阻,理解闭合电路的欧姆定律。 (5)测量电源的电动势和内阻。
(6)知道焦耳定律,了解焦耳定律在生活、生产中的应用。 例3 观察常见电热器的结构,知道其使用要点。
(7)通过实验,观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。 (8)初步了解集成电路的作用。关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况。 2.活动建议
(1)分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I-U特性曲线,对比它们导电性能的特点。 (2)用光敏二极管和微型话筒制作楼道灯的光控—声控开关。 (3)收集新型电热器的资料,了解其发热原理。 (4)制作简单的门电路。
(5)利用集成块制作简单的实用装置。 (三)磁场
1.内容标准
(1)列举磁现象在生活、生产中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展。
例1 观察计算机磁盘驱动器的结构,大致了解其工作原理。
(2)了解磁场,知道磁感应强度和磁通量。会用磁感线描述磁场。 例2 了解地磁场的分布、变化,以及对人类生活的影响。
(3)会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
(4)通过实验,认识安培力。会判断安培力的方向。会计算匀强磁场中安培力的大小。 例3 利用电流天平或其他简易装置,测量或比较磁场力。 例4 了解磁电式电表的结构和工作原理。
(5)通过实验,认识洛仑兹力。会判断洛仑兹力的方向,会计算洛仑兹力的大小。了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。
例5 观察阴极射线在磁场中的偏转。
例6 了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。
(6)认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。 2.活动建议
(1)用电磁继电器安装一个自动控制电路。
(2)观察电视显像管偏转线圈的结构,讨论控制电子束偏转的原理。
选修模块选修3-2
本模块是选修模块。
电磁感应现象展示了不同运动形式之间的联系,为电能的大规模应用奠定了物理学的基础;交变电流是生活和生产中最常用到的电流;传感器则是生活和生产中各种测量、控制所不可缺少的元器件。学习这些内容时要同样重视它们的理论意义和实践意义。
本模块安排了几个科学探究活动。学生应在经历科学探究的过程中,领悟物理学研究的思想与方法。 本模块划分为以下三个二级主题:
〃电磁感应 〃交变电流 〃传感器 (一)电磁感应
1.内容标准
(1)收集资料,了解电磁感应现象的发现过程,体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。 (2)通过实验,理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。 (3)通过探究,理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。
例1 分析电动机运转时产生反电动势的现象,分别用力和能量的观点进行说明。
(4)通过实验,了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。 例2 观察日光灯电路,分析日光灯镇流器的作用和原理。 例3 观察家用电磁灶,了解电磁灶的结构和原理。
2.活动建议
从因特网、科技书刊上查阅资料,了解电磁感应在生活和生产中的应用,例如磁卡阅读器、录音机、录像机的原理等。
(二)交变电流
1.内容标准
(1)知道交变电流,能用函数表达式和图像描述交变电流。
例1 用示波器观察交变电流的波形,并测算其峰值和有效值。
(2)通过实验,了解电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用。 例2 用灯泡或交流电流表观察电容器和电感器对交变电流的阻碍作用。
(3)通过实验,探究变压器电压与匝数的关系。 例3 观察生活中常见的变压器,了解其作用。
(4)了解从变电站到住宅的输电过程,知道远距离输电时应用高电压的道理。 例4 查阅资料,了解直流输电的原理,比较交流输电和直流输电的特点。
2.活动建议
(1)参观当地的小型电厂,了解发电过程。调查发电机的容量、居民用电和工业用电情况。撰写调查报告。 (2)观察变电站和高压输电线路。 (三)传感器
1.内容标准
(1)知道非电学量转换成电学量的技术意义。 (2)通过实验,知道常见传感器的工作原理。
例1 通过实验认识温度传感器将温度信号转变为电信号的作用。
(3)列举传感器在生活和生产中的应用。 例2 了解光敏传感器及其在日常生活中的应用。
2. 活动建议
(1)调查日常生活中传感器的应用,对其中一种的工作原理、技术意义、经济效益进行分析。 (2)利用传感器制作简单的自动控制装置。
选修模块选修3-3
本模块是选修模块。
能量是贯穿于所有自然科学和技术科学的物理量。本模块用能量的观点分析热运动的问题。
在本模块中,学生将从宏观和微观两个角度认识热现象的规律,应用统计思想和能量转化与守恒规律解释现象、处理问题。
本模块在高中物理的学习中首次涉及统计思想,学习中要注意统计思想在日常生活和解释自然现象中的普遍意义。 通过联系生活和生产实际,学生将进一步认识能源开发、消耗和环境保护等方面的问题,树立可持续发展意识、社会参与意识,培养对社会负责的态度。
本模块划分为以下四个二级主题: 〃分子动理论与统计思想
〃固体、液体与气体 〃热力学定律与能量守恒 〃能源与可持续发展 (一)分子动理论与统计思想
1. 内容标准
(1)认识分子动理论的基本观点,知道其实验依据。知道阿伏加德罗常数的意义。 例1 估测油酸分子大小,体会建立模型和估测方法在研究物理问题中的应用。 例2 观察并解释布朗运动。
(2)了解分子运动速率的统计分布规律。认识温度是分子平均动能的标志。理解内能的概念。 (3)用分子动理论和统计观点解释气体压强。 (4)通过调查,了解日常生活中表现统计规律的事例。 2.活动建议
(1)投掷硬币,分别计算投掷10次、100次、500次时,硬币正反面出现次数的百分率。
(2)跟踪记录天气预报中的“降水概率”和实际的降水情况,对不同季节降水预报的准确度做出评价。 (二)固体、液体与气体
1. 内容标准
(1)了解固体的微观结构。会区别晶体和非晶体,列举生活中常见的晶体和非晶体。 例1 用熔化的石蜡显示云母片和玻璃片的各向异性与各向同性。
(2)了解材料科学技术的有关知识及应用,体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响。 例2 知道半导体的一些特点,了解半导体技术在生活、生产中的应用。 例3 初步了解纳米材料的特性,关注纳米材料的研究和应用。
(3)了解液晶的微观结构。通过实例了解液晶的主要性质及其在显示技术中的应用。
(4)通过实验,观察液体的表面张力现象,解释表面张力产生的原因,交流讨论日常生活中表面张力现象的实例。
例4 在装满水的杯子内轻轻放入一些小硬币,观察杯边水面的形状。
(5)通过实验,了解气体实验定律,知道理想气体模型。用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律。
(6)知道饱和汽、未饱和汽和饱和气压。了解相对湿度。举例说明空气的相对湿度对人的生活和植物生长的影响。
例5 体验并说出人在不同湿度下的感受。
例6 记录电视台和广播电台天气预报的主要指标,了解这些指标的含义及其对人类生活的影响。
2.活动建议
(1)设计实验,比较肥皂水和清水的表面张力。
(2)观察气压保温瓶的构造,讨论气压保温瓶的出水原理。 (三)热力学定律与能量守恒
1. 内容标准
(1)通过有关史实,了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程。体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义。
(2)认识热力学第一定律。理解能量守恒定律。用能量守恒观点解释自然现象。体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。
(3)通过自然界中宏观过程的方向性,了解热力学第二定律。初步了解熵是反映系统无序程度的物理量。 例:解释第二类永动机不可能制成的原因。
2.活动建议
(1)假如一颗直径1 km的小行星撞击地球,估算其释放的能量。讨论这将给地球造成的危害。
(2)通过讨论,设想一种使热量从低温处流向高温处的技术设备,说明这种设备是否违反了热力学第二定律。 (四)能源与可持续发展
1. 内容标准
(1)认识能源和环境与人类生存的关系,知道可持续发展的重大意义。 (2)讨论能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策。具有保护环境的意识。 例1 了解燃烧化石燃料产生的气体对环境造成的污染,了解减小这些污染的方法。
(3)尝试估计一些厂矿、交通工具及家用电器的能源消耗。具有可持续发展的责任感和节约能源的意识。注意自然资源的循环利用。
例2 根据汽车的“百公里耗油量”估算,一辆汽车每行驶100 km消耗的能量,相当于一个家庭多少天的用电量。
2. 活动建议
(1)调查所在地区运往外地的主要货物,在综合考虑降低能耗、方便运输、减少污染、保证安全、减低费用、减少交通拥挤等因素的基础上,讨论运输这些货物的可行性方案。
(2)讨论技术进步对利用自然资源和节约能源方面的影响。
选修模块选修3-4
本模块是选修模块。
波动是一种常见而重要的运动形式。自20世纪初以来,随着电磁波的广泛应用和对微观世界的深入研究,与波相关的物理学内容的重要性日益突出。